模拟电子技术实验指导书 附录四 设计性实验报告举例 实验过程的3个环节 为了达到设计性实验的预期目的,保证实验质量,必须把握3个环节 实验前的预习报告 每次实验前,学生必须认真阅读实验教材,复习有关理论知识,查阅有关元器件手 册及所用仪器的主要性能和使用方法(详见第三篇)。深入了解本次实验的目的、原理 任务及要求。弄清各主要参数的测量原理及测量方法,熟悉测量电路。根据每次实验 已知条件和要完成的技术指标,认真写出预习报告。预习报告内容包括:实验步骤,画 出初步拟定的原理电路图,并用经验公式估算出电路图中各元件的数值,画出各主要参 数的测量电路图,求出各参数的理论计算值,然后将理论计算值和待测参数列成表格, 以便实验时填写。实践证明,凡是准备工作做得好的同学,做起实验来得心应手,能收 到事半功倍的效果。 2.实验中的正确测试 实验过程中,必须严格按照科学的操作方法进行实验,严格执行实验室的规章制度, 测试参数时要心中有数,细心观测,认真做好实验数据记录,并及时对实验结果进行分 析。当出现故障时,应冷静分析原因,要有科学的思维方法,要坚信自己能够解决问题 正确排除故障,要运用所学知识,分析解决实验中的现象。实验结束时,必须将实验数 据送指导教师査阅签字,然后,关闭仪器电源,整理好仪器,经教师同意后方可离开实 验室。 3.实验结束后认真撰写设计性实验报告 撰写实验报告是培养科学实验基本技能的重要环节,也是对工程技术人员的一项基 本训练。撰写实验报告的过程本身就是一个从理论一实践一理论的认识总结过程。一份 较完整的设计性实验报告应包括以下内容:课题名称,主要技术指标,已知条件,实验 用仪器,实验电路图,实验数据与波形,实验结果的讨论与误差分析,思考题的解答以 及书中所规定的其它要求等 设计性实验报告的要求 每份报告包括 标题实验名称,实验者的班级、姓名,实验日期等等。 1.己知条件 2.主要技术指标 3.实验用仪器(名称、型号、数量) 4.电路原理 如果所设计的电路由几个单元电路组成,则阐述电路原理时,最好先用总体框图说
模拟电子技术实验指导书 附录四 设计性实验报告举例 一、实验过程的3个环节 为了达到设计性实验的预期目的，保证实验质量，必须把握3个环节。 1.实验前的预习报告 每次实验前，学生必须认真阅读实验教材，复习有关理论知识，查阅有关元器件手 册及所用仪器的主要性能和使用方法(详见第三篇)。深入了解本次实验的目的、原理、 任务及要求。弄清各主要参数的测量原理及测量方法，熟悉测量电路。根据每次实验的 已知条件和要完成的技术指标，认真写出预习报告。预习报告内容包括：实验步骤，画 出初步拟定的原理电路图，并用经验公式估算出电路图中各元件的数值，画出各主要参 数的测量电路图，求出各参数的理论计算值，然后将理论计算值和待测参数列成表格， 以便实验时填写。实践证明，凡是准备工作做得好的同学，做起实验来得心应手，能收 到事半功倍的效果。 2.实验中的正确测试 实验过程中，必须严格按照科学的操作方法进行实验，严格执行实验室的规章制度， 测试参数时要心中有数，细心观测，认真做好实验数据记录，并及时对实验结果进行分 析。当出现故障时，应冷静分析原因，要有科学的思维方法，要坚信自己能够解决问题， 正确排除故障，要运用所学知识，分析解决实验中的现象。实验结束时，必须将实验数 据送指导教师查阅签字，然后，关闭仪器电源，整理好仪器，经教师同意后方可离开实 验室。 3.实验结束后认真撰写设计性实验报告 撰写实验报告是培养科学实验基本技能的重要环节，也是对工程技术人员的一项基 本训练。撰写实验报告的过程本身就是一个从理论一实践一理论的认识总结过程。一份 较完整的设计性实验报告应包括以下内容：课题名称，主要技术指标，已知条件，实验 用仪器，实验电路图，实验数据与波形，实验结果的讨论与误差分析，思考题的解答以 及书中所规定的其它要求等。 二、设计性实验报告的要求 每份报告包括： 标题实验名称，实验者的班级、姓名，实验日期等等。 1.己知条件 2.主要技术指标 3.实验用仪器(名称、型号、数量) 4.电路原理 如果所设计的电路由几个单元电路组成，则阐述电路原理时，最好先用总体框图说
附录四设计性实验报告举例 明,然后结合框图逐一介绍各单元电路的工作原理。 5.单元电路的设计与调试步骤 (1)选择电路形式 (2)电路设计 对所选电路中的各元件值进行定量计算或工程估算 (3)电路的装调 6.整机联调与测试 当各单元电路调试正确后,进行整机联调。 (1)测量主要技术指标 报告中要说明各项技术指标的测量方法,画出测试原理图,记录并整理实验数据 正确选取有效数字的位数。根据实验数据,进行必要的计算,列出表格,在方格纸上绘 制出光滑的波形或曲线(绘制方法详见第一篇实验二)。 (2)故障分析及说明 说明在单元电路和整机调试中出现的主要故障及解决办法,若有波形失真,要分析 波形失真的原因。 (3)绘制出整机电原理图,并标明调试后的各元件参数 7.测量结果的误差分析 用理论计算值代替真值,求得测量结果的相对误差,并分析误差产生的原因。 8.思考题解答与其它实验研究 9电路改进意见及本次实验中的收获体会 实验电路的设计方案,元器件参数及测试方法等都不可能尽善尽美,实验结束后 感到某些方面如果作适当修改,可进一步改善电路性能,或降低成本,或实验方案的修 正,内容的增删,步骤的改进等,都可写出改进建议。 同学们每完成一项实验者F有不少收获体会,既有成功的经验,也有失败的教训, 应及时总结,不断提高 每份实验报告除了上述内容外,还应做到文理通)荫,字迹端正,图形美观,页面 整洁 三、设计性实验报告举例 专业 班级 组别指导教师 姓名 实验日期 第次实验 实验名称单级阻容耦合放大器设计 1.已知条件 电源电压Uc=+12V,负载电阻R1=2KΩ,晶体管3DG6或3AX31,输入正弦电压 U=10mV(有效值),信号源内阻R=600g
附录四 设计性实验报告举例 明，然后结合框图逐一介绍各单元电路的工作原理。 5.单元电路的设计与调试步骤 (1)选择电路形式 (2)电路设计 对所选电路中的各元件值进行定量计算或工程估算。 (3)电路的装调 6.整机联调与测试 当各单元电路调试正确后，进行整机联调。 (1)测量主要技术指标 报告中要说明各项技术指标的测量方法，画出测试原理图，记录并整理实验数据， 正确选取有效数字的位数。根据实验数据，进行必要的计算，列出表格，在方格纸上绘 制出光滑的波形或曲线（绘制方法详见第一篇实验二）。 (2)故障分析及说明 说明在单元电路和整机调试中出现的主要故障及解决办法，若有波形失真，要分析 波形失真的原因。 (3)绘制出整机电原理图，并标明调试后的各元件参数 7.测量结果的误差分析 用理论计算值代替真值，求得测量结果的相对误差，并分析误差产生的原因。 8.思考题解答与其它实验研究 9.电路改进意见及本次实验中的收获体会 实验电路的设计方案，元器件参数及测试方法等都不可能尽善尽美，实验结束后， 感到某些方面如果作适当修改，可进一步改善电路性能，或降低成本，或实验方案的修 正，内容的增删，步骤的改进等，都可写出改进建议。 同学们每完成一项实验者F有不少收获体会，既有成功的经验，也有失败的教训， 应及时总结，不断提高。 每份实验报告除了上述内容外，还应做到文理通)l荫，字迹端正，图形美观，页面 整洁。 三、设计性实验报告举例 专业 班级 组别 指导教师 姓名 实验日期 第 次实验 实验名称 单级阻容耦合放大器设计 1.已知条件 电源电压Ucc=+12V，负载电阻RL=2KΩ，晶体管3DG6或3AX31，输入正弦电压 Ui=10mV(有效值)，信号源内阻Rs=600Ω
模拟电子技术实验指导书 2.主要技术指标 电压增益Ay>40,输入电阻R>2KQ,频率响应20Hz~500KHz,电路工作稳定。 实验仪器设备 COS5020示波器台;XD22信号发生器1台 HT-1712F直流稳压器1台;500型万用表1台。 4.电路工作原 图3-4-1所示电路为一典型的工作点稳定阻容耦合放大器。R目1、RB、R组成电流 负反馈偏置电路,R为晶体管直流负载,R。与R构成交流负载RL。Cε、Cc用来隔直和 交流耦合 R-100 R 图3-4-1分压式偏置电路 5.电路的设计与调试 (1)确定电路选择管型 3DG6β=100,要求电路工作稳定,采用分压式电流负反馈偏置电路 (2)电路设计(定量计算) 根据3D6的输出特性曲线,选静态工作点Q Q=0.2U=24V 26m rhe=300g2+(1+B) ≈1.6k9 Re=UFo/Ico=1. 2kQ2 RB2=UBg/l1=(U+07)/1=155k9取标称值15k9 RBI=(Ucc-UBo/1=45kQ2 用20k2电阻与47kg2电位器串联 取Av=50,负反馈电阻RF=10c 根据A 求得R=13k92 (1+B)R
模拟电子技术实验指导书 2.主要技术指标 电压增益AV>40，输入电阻Ri>2KΩ，频率响应20Hz~500KHz，电路工作稳定。 3.实验仪器设备 COS5020示波器l台；XD22信号发生器1台； HT-1712F直流稳压器1台；500型万用表1台。 4.电路工作原理 图3-4-1所示电路为一典型的工作点稳定阻容耦合放大器。RB1、RB2、RE组成电流 负反馈偏置电路，Rc为晶体管直流负载，Rc与RL构成交流负载RL'。CB、CC用来隔直和 交流耦合。 图3-4-1分压式偏置电路 5.电路的设计与调试 (1)确定电路选择管型 3DG6 β＝100，要求电路工作稳定，采用分压式电流负反馈偏置电路。 (2)电路设计(定量计算) 根据3DG6的输出特性曲线，选静态工作点Q。 IBQ=20μA，ICQ=βIBQ=2mA，UEQ=0.2Ucc=2.4V k I mV r EQ be 1.6 26 300 (1 ) RE UEQ / ICQ 1.2k BQ I (5 10)I 1 ～ RB2 UBQ / I1 (UEQ 0.7)/ I1 15.5k 取标称值15k RB1 (UCC UBQ )/ I1 45k 用20k 电阻与47k 电位器串联 取AV=50，负反馈电阻RF=10 根据 be F L V r R R A (1 ) 求得 RL 1.3k
附录四设计性实验报告举例 R= RRr ≈3.7K R2-R2 19F取CB=CC=22HF 2T(Rc+Ri)fL =257F取300F R。+r +R)∥Rg1 1+B (3)电路的装调 按照设计参数安装电路,接通电源,经过调整满足要求后,用万用表测量静态工作 3.48V 2.86V 3.75 0.62V2.36mA 6.主要技术指标的测量 (1)测量电压增益A 在放大器输入端加上戶=1KHz,U1=10mV正弦波,在输出波形不失真时,测得U和 U波形如图3-4-2所示,由图可知 AV=UJU=470m V/10mV=47 (2)测量通频带BW 保持输入信号幅度不变,改变其频率,分别测出放大器增益下降到中频增益的0.707 倍时所对应的后和,即得BH=。 120lgA,/dB (10mv/div) 低频中频区高频区 △f U 图3-4-2输入输出波形 图3-4-3幅频特性曲线 其幅频特性曲线如图3-4-3所示 mHz10203040600102-1032×1034×1035×1036×1037×1038×1039×103 A26.530.531.532032833.433432.832832031.7 .3292 (3)测量输入电阻R 接线图如图3-4-4所示。取R=lkΩ,分别测得R两端对地电压Ua=175mV Uim=12mV, R= RUm/Um -Um)=2.18kQ2
附录四 设计性实验报告举例 k R R R R R L L L L C 3.7 F R R f C C C L L B C 19 2 ( ) 10 取CB CC 22F F R R f R r C F E L S be E 257 )// ] 1 2 [( 1 取300F (3)电路的装调 按照设计参数安装电路，接通电源，经过调整满足要求后，用万用表测量静态工作 点。 UBQ UEQ UCEQ UBEQ IEQ 3.48V 2.86V 3.75V 0.62V 2.36mA 6.主要技术指标的测量 (1)测量电压增益AV 在放大器输入端加上f=1KHz，Ui＝10rnV正弦波，在输出波形不失真时，测得Ui和 Uo波形如图3-4-2所示，由图可知 Av=Uo/Ui=470mV/10mV=47 (2)测量通频带BW 保持输入信号幅度不变，改变其频率，分别测出放大器增益下降到中频增益的0.707 倍时所对应的fH和fL，即得BW=fH-fL。 图3-4-2输入输出波形 图3-4-3幅频特性曲线 其幅频特性曲线如图3-4-3所示。 f/Hz 10 20 30 40 60 70 102 ~l05 2×105 4×105 5×105 6×105 7×105 8×105 9×105 AV 26.5 30.5 31.5 32.0 32.8 33.4 33.4 32.8 32.8 32.0 31.7 31.5 30.3 29.2 (3)测量输入电阻Ri 接线图如图3-4-4所示。取R=1kΩ，分别测得R两端对地电压Usm=17.5mV， Uim=12mV，则 Ri RUim /(Usm Uim ) 2.18k
模拟电子技术实验指导书 图3-4-4测R原理图 图3-4-5测R。原理图 (4测量输出电阻R 测量电路见图3-4-5所示。输入一固定信号电压,分别测得R断开和接上时的输出 电压U=155V,U1=0.8V,则Rn=(U。/U1-1)R1=1.9kg。 7.误差分析 (1)电压增益Av 理论计算值Av取50,实测值Av=47 相对误差 v=(47-50/50×100%=-6% 2)输入电阻R 理论计算值R=Rn∥RB2[+(1+B)R]=1.9842 实测值 R1=2184g2 相对误差 v=(2.18-1.98)/198×100%=10% (3)输出电阻R。 理论值 R0≈Rc=22kg 实测值 R。=1.9kc 相对误差 v=(1.9-22)2.2×100%=-13% 误差产生的原因:①各计算公式为近似公式;②元件的实际值与标称值不尽相同 ③在频率不太高时,CE、CB的容抗不能忽视。 8.实验分析与研究 (1)影响放大器电压增益的因素 从求Av的公式可知 ①晶体管的β↑→Av↑;Rc↑→Av↑,而R。≈Rc,故R不可太大。 ②r=30092+(1+B) 1.69,则lo↑→r→Av↑,但re↓会使R ↓,故IQ不可太大。 2)影响放大器通频带的因素 从求的公式可知 ①负反馈电阻RF↑→f↓,Av;,故R不能太大 ②CE↑一f↓,但CE增大后,电容的体积和价格也增大,设计时应综合考虑
模拟电子技术实验指导书 图3-4-4 测Ri原理图 图3-4-5 测Ro原理图 (4)测量输出电阻Ro 测量电路见图3-4-5所示。输入一固定信号电压，分别测得RL断开和接上时的输出 电压Uo=1.55V，UL=0.8V，则 Ro (Uo UL 1)RL 1.9k 。 7.误差分析 (1)电压增益AV 理论计算值Av取50，实测值Av=47 相对误差 (47 50) 50100% 6% (2)输入电阻Ri 理论计算值 Ri RB1 // RB2 //[rbe (1 )RF ] 1.98k 实测值 Ri 2.18k 相对误差 (2.18 1.98) 1.98100% 10% (3)输出电阻Ro 理论值 Ro RC 2.2k 实测值 Ro 1.9k 相对误差 (1.9 2.2) 2.2100% 13% 误差产生的原因：①各计算公式为近似公式；②元件的实际值与标称值不尽相同； ③在频率不太高时，CE、CB的容抗不能忽视。 8.实验分析与研究 (1)影响放大器电压增益的因素 从求AV的公式可知： ①晶体管的β↑→AV↑；Rc↑→AV↑，而Ro≈Rc，故Rc不可太大。 26mV ② k I mV r EQ be 1.6 26 300 (1 ) ，则IEQ↑→rbe↓→AV↑，但rbe↓会使Ri ↓，故IEQ不可太大。 (2)影响放大器通频带的因素 从求fL的公式可知： ①负反馈电阻RF↑→fL↓，Av↓，故RF不能太大。 ②CE↑→fL↓，但CE增大后，电容的体积和价格也增大，设计时应综合考虑
附录四设计性实验报告举例 (3)波形失真的研究 当静态工作点过低时,如图3-4-6中的Q1点,会产生截止失真;过高时,如图中Q2 点,会产生饱和失真。改进办法:调整偏置电阻,截止失真时减小ε,提高UBQ,增大 IE,或重新设置工作点。 交流负载线 图3-4-6静态工作点的选取 9心得体会 ①通过本次实验掌握了单级阻容精合放大器的工程估算方法和如何调整静态工作 点,熟悉了放大器的主要性能及其测量方法。尤其是对如何提高放大器的增益和扩展频 带体会较深。 ②进一步掌握了示波器、信号发生器和万用表的使用方法,以及如何检查晶体管的 好坏。 ③在实验时应保持冷静,有条理。遇到问题要联系书本知识积极思考,同时一定要 做好实验前的预习和实验中必要的记录这样才能够在实验后有实验数据进行分析和总 结,写出合格的实验报告
附录四 设计性实验报告举例 (3)波形失真的研究 当静态工作点过低时，如图3-4-6中的Q1点，会产生截止失真；过高时，如图中Q2 点，会产生饱和失真。改进办法：调整偏置电阻，截止失真时减小RB1，提高UBQ，增大 IE，或重新设置工作点。 图3-4-6静态工作点的选取 9.心得体会 ①通过本次实验掌握了单级阻容精合放大器的工程估算方法和如何调整静态工作 点，熟悉了放大器的主要性能及其测量方法。尤其是对如何提高放大器的增益和扩展频 带体会较深。 ②进一步掌握了示波器、信号发生器和万用表的使用方法，以及如何检查晶体管的 好坏。 ③在实验时应保持冷静，有条理。遇到问题要联系书本知识积极思考，同时一定要 做好实验前的预习和实验中必要的记录，这样才能够在实验后有实验数据进行分析和总 结，写出合格的实验报告