目录 实验一常用电子仪器的使用(必做)……… ……(1) 实验二单级放大电路(选做) 实验三负反馈放大电路(必做)… 实验四集成运算放大器应用(一)(必做) (21) 实验五集成运算放大器应用(二)(必做)… (27) 实验六整流滤波与稳压电路(必做) …(31) 实验七函数信号发生器的组装与调试(选做)…………………………(40) 实验八温度监测及控制电路(选做) 实验九EwB电子电路仿真软件实验(必做)…… …(47) 实验十 Protel99设计系统应(必做)… 实验十一0TL功率放大(选做)
实验内容
实验一常用电子仪器的使用 实验目的 初步了解示波器、函数信号发生器、数字交流毫伏表等常用电子仪器的基 本原理和主要性能,重点掌握其使用方法。 实验仪器 1、TFG2000函数信号发生器 2、G0s-620双踪示波器 3、SM1020S数字交流毫伏表 三、预习要求 1、预习实验指导书及有关附录,明确上述仪器的基本原理及性能。 2、记住仪器面板图中各处旋钮的作用及使用方法。 四、实验原理、内容及步骤 在模拟电子技术实验中,经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、 直流稳压电源、交流毫伏表等。它们和万用电表一起,可以完成对模拟电子电 路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用,可按照信号流向,以联机简捷, 调节順手,观察与读数方便等原则进行合理布局,各仪器与被测实验装置之间 的布局与连接如图1-1所示。接线时应注意,为防止外界干扰,各仪器的公共 接地端应连接在一起,称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专 用电缆线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源的接线用普通导线
交流毫伏表 直流稳压电源 函数信号发生 被测电路 示波器 )线 屏(线 图1-1模拟电子电路中常用电子仪器布局图 示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器,它既能直接显示电信号的波形, 又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点: ①寻找扫描光迹 将示波器Y轴显示方式置“Y”或“Y2”输入耦合方式置“G№”开机预 热后,若在显示屏上不出现光点和扫描基线,可按下列操作去找到扫描线:① 适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”③适当调节垂直()、水平 (亡)“位移’旋钮,使扫描光迹位于屏幕中央。(若示波器设有“寻迹”按键, 可按下“寻迹”按键,判断光迹偏移基线的方向。) 双踪示波器一般有五种显示方式,即“Y”“Y2”“Y+Y2”三种单 踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输 入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。 ③为了显示稳定的被测信号波形,“触发源选择”开关一般选为“内发, 使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。 ④触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后,若被显示的波形不稳定 可置触发方式开关于“常态”通过调节“触发电平’旋钮找到合适的触发电压, 使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。 有时,由于选择了较慢的扫描速率,显示屏上将会出现闪烁的光迹,但被 测信号的波形不在ⅹ轴方向左右移动,这样的现象仍属于稳定显示
⑤适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示 1~2个周期的被测信号波形。在测量幅值时,应注意将“Y轴灵敏度微调”旋 钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。在测量周期时,应 注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关 的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置 根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(div或cm)与“Y 轴灵敏度”开关指示值(v/div)的乘积,即可算得信号幅值的实测值。 根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数(div或 cm)与“扫速”开关指示值(t/div)的乘积,即可算得信号频率的实测值 详细使用说明参阅附录三。 2、函数信号发生器 函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波等多种波形。输出电压 最大可达20VP。通过输出幅度按键调节,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内 连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率按键进行调节。 函数信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。 函数信号发生器简要说明:按“选项’键,选择A路输出。按“频率”键或 幅度”键选择频率或幅度。 选择“ Shi ft”(上挡)键,屏幕右侧出现S,此时可选择按键上方各选项 (每操作一次必须重复按“ Shi ft”)。操作“”左右键,移动游标 至调整位置,旋转旋钮改变相应位置的参数。例如:输出一个频率为1800、 幅度为5.1m有效值的正弦波。先按“选项”键选择A路输出,按“频率”键选 择A路频率,按“Shit”(上挡)键再按“~”选择选择正弦波。按数字键选 择180,也可按1.8再按“选项”键,再按“触发”键输出。按“幅度” 键选择A路幅度,按“ Shift”(上挡)键,再按“有效值”键选择有效值Ⅵrms, 按数字键选择0.005Vrms或按5.1再按“mv/ms”键,再按“触发”键输出,此时 A路输出端就会输出一个频率为1800、幅度为5.1mv有效值的正弦波信号。 3、交流毫伏表
交流毫伏表只能在其工作频率范围之内,用来测量正弦交流电压的有效值。 选择自动键,仪器将自动选择合适的量程进行测量,显示电压值。详细使 用参阅附录四 实验内容: 用机内校正信号对示波器进行自检 ①扫描基线调节 将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示(CH或CH2),输入耦合方式 开关置“G№D”,触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后,调节“辉度” 聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮,使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描 基线。然后调节“x轴位移”(=)和“Y轴位移”(#)旋钮,使扫描线位于 屏幕中央,并且能上下左右移动自如。 ②测试“校正信号”波形的幅度、频率 将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道(CH),将Y 轴输入耦合方式开关置于“AC”,触发源选择开关置“CH”,调节x轴“扫描速 率”开关(t/div)和Y轴“输入灵敏度”开关(V/div),使示波器显示屏上显 示出一个或数个周期稳定的方波波形 校准“校正信号”幅度 将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校淮”位置,“y轴灵敏度”开关置适当位 置,读取校正信号幅度,记入表1-1。 b.校准“校正信号”频率 将“扫描微调”旋钮置“校准”位置,“扫速”开关置适当位置,读取校 正信号周期,记入表1-1。 表1-1 标准值 实测值 幅度 pP
L f(KHz)n4 2、毫伏表及信号发生器的使用 用函数信号发生器输出频率为1K,电压有效值为5m的正弦波 用函数信号发生器输出频率为500,电压有效值为1.5V的正弦波。分别 用毫伏表测量。 3、用示波器和毫伏表测量信号发生器的输出: 正弦波的有效值V与峰峰值V的关系。由信号源输出￡1KH的信号分别 用毫伏表和示波器测量其有效值和峰峰值,填入表1-2。 表1 (毫状表读数),(示被器读数) 0.5V 1y 2y 结论:Vr=Vn。 4、用示波器显示一个稳定的正弦波,要求:f5E,V≠2V,画出波形图,并 记录以下旋钮的相应位置。将结果填入表1-3 表1-3 Y轴灵敏度()v/div 垂直方向显示()div 扫描时间( )us/div 个周期显示()dv 在完成上述内客后,可自拟题目,反复练习。 五、实验报告 整理实验数据、表格及波形。 六、思考题 1、毫伏表与万用表有何区别?是否能用毫伏表测量放大器的直流工作点?
能否用万用表测量正弦信号电压的大小? 2、已知被测信号频率f,为了使屏幕显示完整的、稳定的5个波形,应如 何选择扫描频率。 实验二单级放大电路 实验目的 1、熟悉电子元器件和模拟电路实验箱。 2、掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的景 3、学习测量放大器Q点,A,r、r。的方法,了解共射极申路特性
4、学习放大器的动态性能 、实验仪器 1、TFG2000函数信号发生器 2、G0s-620双踪示波器 3、SM1020S数字交流毫伏表 4、ACL-1型模拟电子技术实验箱 三、预习要求 1、三级管及单管放大器工作原理 2、放大器静态及动态测量方法 四、实验原理、内容及步骤 图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大电路图。它的偏置电路采用Rn 和R组成的分压电路,并在发射级中接有电阻R,以稳定放大器的静态工作点 当在放大器的输入端加入输入信号U后,在放大器的输出端便可得到一个与U1 相位相反,幅值被放大了的输出信号U1,从而实现了电压放大。 在图2-1电路中,当流过偏置电阻Ra和Ra的电流远大于晶体管T的基级 电流I时(一般5-10倍),则它的静态工作点可用下式估算 UF [Re/(RatRe)] Ucc 8 I(U6-Ua)/Rx≈Ic U=Ucc-I(R+Ry 电压放大倍数A=-阝(R∥Ru/rm 输入电阻R=Rn∥Ra∥r 输出电阻R≈R 由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时, 离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供 必要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点 舞⊥⊥八LL
和坝性能指。一个杌质舣大岙,必疋是埋论设计与验调整柑缙合旳广牣。 因此,除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调 试技术。 放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干 扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 放大器静态工作点的测量与调试 ①静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点,应在输入信号U1=0的情况下进行,用万 用表分别测量晶体管的集电极电流I以及各电极对地的电位U和U。一般 实验中,为了避免断开集电极,所以采用测量电压U或U,然后算出I的方法。 ②静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I(或UeE)的调整与 测试。静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大景响。如工 作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时U的负半周将被 削底,如图2-2(a)所示;主要原因是:饱和失真发生前,晶体管工作仍然在 线性区突然的进入饱和区,输出波形的变化非常明显。如工作点偏低则易产生 截止失真,即U的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图2 2(b)所示,主要原因是:在进入这个区域之前,有一个很大的区间,晶体管 实际上已经处于非线性区域,输出波形已经开始变化,这也会带来失真。因此, 在靠近截至区时,是否发生失真,只能依靠这样的判断:在信号增大的过程中, 靠近截至区的方向,如果可以明显判断输出波形已经不是正弦波,则发生了非 线性失真 这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行 动态调试,即在放大器的输入端加入一定的输入电压U,检查输出电压L的大 小和波形是否满足要求。如不满足,则应调节静态工作点的位置
(a)饱和 )截至 图2-2静态工作点对U波形失真的影响 改变电路参数U、R、R(Ra、Ra)都会引起静态工作点的变化,如图2 3所示。但通常多采用调节偏置电阻R的方法来改变静态工作点,如减小Rs, 则可使静态工作点提高等。 60 40 IB Q2(Ect) Qa(Rct 图2-3电路参数对静态工作点的影响 0 最后还要说明的是,上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的 应该是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点较高或较低也 不一定会出现失真。所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设 置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求,静态工作点最好尽量靠近交 流负载线的中点。 2、放大器动态指标测试 放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输 出电压(动态范围)和通频带等 ①电压放大倍数A的测量 调整放大器到合适的静态工作点,然后加入输入电压ux,在输出电压u不 失真的情况下,用交流毫伏表测出U和U的有效值U和U,则AvU/Ul ②输入电阻R的测量 出了|型的松1中阳p 士址的黏她