模拟电子技术基础14.docx
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模拟电子技术基础14
模拟电子技术基础
本书是根据高等院校工科本书以模拟电子技术基础的工程设计方法,测试方法及仿真技术为主线,突出工科特色,强调与工程实际接轨;以全书共分三编.第一编为基本设计性实验.第二编为基础设计性实验.从功能电路的作用出发,编入4种功能电路,12个设计选题.每个功能电路中均详细介绍了电路原理,设计步骤,计算方法,典型电路及调试过程等内容.针对每种功能电路均给出A,B,C三个具有难度梯度的选题,学生可根据自身情况,选择难度适合的选题,达到因材施教的目的.第三编为课程设计(综合设计性实验).在基本设计性实验的基础上进行,共有38个选题.既有中小型应用系统电路的设计,又有新器件的应用实例.在组织本教材的教学进度时,选题要由浅入深,由易到难,循序渐进,仿真手段的运用要适度,才能取得最佳的教学效果.
本书在编写过程中,除了依据几年来摸索的教学实践经验外,还参阅借鉴了国内相关高等院校有关的教材,在此表示感谢.本书除了适合于大专院校的电类专业,自控专业以及仪器仪表专业外,还可作为夜大,电大等同类专业的教材.
由于编者水平所限,书中难免会有错误和不妥之处,恳切希望广大读者和同行给予批评指正.
编者
2005年3月
目录
第一编模拟电子技术基础实验基本知识
概述
实验程序
模拟电子技术基础实验常用仪器使用练习
第四章万用表对常用电子元器件的检测
第五章集成运算放大器的主要参数测试
第六章电路故障分析,排除及抗干扰,噪声抑制和自激振荡的消除
第二编基本设计性实验
第一章单管放大电路的设计与调试
第二章集成运算放大电路设计实验
第三章反馈放大器实验
第四章波形产生电路的实验
第五章直流稳压模拟电子技术基础实验,实质上就是根据教学或工程实际的具体要求,进行实际电路设计,安装和调试的实验过程.通过模拟电路实验,我们既要验证模拟电路理论的正确性和实用性,又要从中发现理论的近似性和局限性.同时,我们还可以发现新问题,形成新思路,产生新设想,从而进一步促进摸拟电路理论和应用技术的发展.在这一过程中,不仅要巩固深化基础理论和基础概念并付诸于实践,更要培养理论联系实际的学风,严谨求实的科学态度和基本工程素质(其中应特别注意动手能力的培养),以适应将来实际工作的需要.
随着电子技术的迅速发展,新器件,新电路不断涌现,要认识和应用门类繁多的新器件和新电路,最有效的方法就是实验.可见,掌握模拟电路实验,对从事电子技术的人员是至关重要的.
一,模拟电子技术基础实验的分类
按实验目的与要求模拟电子技术基础实验可分为二大类:
1.基本设计性实验
能够根据技术指标的要求,设计构成具有各种功能的单元电路,并用实验方法进行分析,修正,使之达到所规定的技术指标.通过基本设计性实验,既要验证电路基本原理,又要检测器件或电路的性能(即功能)指标,学会基本电量的测量方法.
2.综合设计性实验(课程设计)
在完成模拟电子技术基础理论知识和基本设计性实验的基础上,综合运用有关知识,设计,安装与调试自成系统的,与工程实际接轨的,具有一定实用价值的电子线路装置.
二,模拟电子技术基础实验的方法
1.直接电路实验法
设计者根据课题技术指标要求设计出各种功能的电路后,在实验中用元器件装接设计电路,并对装接电路进行观察,测试,分析,反复更换元器件进行测试,最终达到课题技术指标的要求.直接电路实验法优点是:
直观,简捷,技术方法简单,实验结果可靠;在工程实践中是一种普遍采用的实验研究方法.它存在的缺点是:
元器件和材料消耗大;实验周期长;难以模拟电路中的某些故障;难以胜任大规模和超大规模集成电路的设计性实验任务.
2.计算机软件仿真法
计算机软件仿真法是利用计算机速度快,存储容量大的特点,在计算机这一现代化"实验装置"上采用数学模拟的方法,运用各种软件直接模拟电子线路的功能,完成各种电路性能分析和技术指标的测量.目前,在模拟电子技术基础这一范畴里,常采用ElectronicWorkbench软件和Pspice软件完成电路的仿真.由于ElectronicWorkbench具有界面直观,形象,操作方法与真实实验环境较为接近,所以在模拟电子技术基础实验中主要用它来进行电路仿真分析与测试.
第二章实验程序
实验一般可分为三个阶段,即实验准备,实验操作和实验总结.
一,实验准备
实验能否顺利地进行并达到预期目的,在很大程度上取决于实验前的准备工作.
1.根据教,i乒对实验范围提出的要求,结合自己学习的实际情况,认真选择不同难度的设计选题.
2.根据选题要求,自行设计电路.设计电路时,计算要正确,步骤要清楚,画出的电路要完整,元器件符号要标准化,参数要符合系列化标准值,并列出元器件潦单,完成一份设计报告.
3.再列出本次设计实验所用元器件的清单,在实验前一周交实验室.
4.拟定详细的实验步骤,包括实验电路的调试步骤,测试电路及测试方法,并设计好实验数据记录表格,写在预习报告栏目中.
5.实验开始,应认真检查所领到的元器件型号,规格和数量,并进行质量检查;检查所用仪器状态,若发现故障应及时提出.
二,实验操作
正确的操作方法和操作程序是提高实验效果的可靠保障.在进行每一项操作前,都应明白测什么为什么测做到目的明确.心中有数.
1.仿真实验操作
(1)利用Ek=nI咖cw诎b朗ch仿真软件对所设计电路进行性能分析,检查能否达到技术指标要求.
(2)改变元器件参数,讨论其对电路性能的改变和影响.
(3)设置若干个不同的故障,总结其对电路的影响.
(4)将结果打印整理,写出分析总结报告.
2.直接电路实验操作
(1)在无焊接实验电路板(俗称面包板)上插接电路或在通用实验板上焊接电路.
(2)任何电路均应首先调试静态,然后进行动态测试.
(3)在通电的情况下,不得拔,插或焊接(4)实验中要先观察电路有无异常现象,然后再进行具体测试.
三,实验总结
实验总结就是按一定的格式和要求,写出一份实验报告.
写报告的过程,就是对电路的设计方法和实验方法加以总结,对实验数据进行处理,对所观察的现象加以分析,并从中找出客观规律和内在联系的过程,它是一个提高的过程.应引起大家的重视.
因各学科的实验性质和内容有别,报告要求也不一样,就模拟电子技术基础实验而言,实验报告一般应由以下几部分组成.
1.实验名称
反映该报告的性质和内容.
2.实验目的
简明扼要地交代本次实验要掌握什么熟悉什么了解什么
3.实验仪器
列出实验仪器的名称和型号,其目的是让人了解实验仪器的精度等级和先进程度,以便对实验结果可信度做出恰当的评价.
4.实验电路原理图
按标准画出最后完成设计任务所要求的实验电路原理图,并标出元器件的名称及参数,特别是对实验过程中修改过的元器件及参数,应着重加以注明.若采用印刷电路板装配,则画出装配示意图.
5.实验内容及主要步骤
交待装配时的注意事项,调试时的方法,步骤及内容等.特别是当技术指标不满足或不符合设计要求时,分析,修正设计方案.
6.实验数据处理
认真整理和处理实验数据,注意确定实验数据的有效数字位数.并列出表格或西出曲线(在坐标上)
7.实验结果及分析
反映所做实验的深度,是检验理论和实践结合情况的一个重要标准.
(1)对实验结果进行理论分析,找出产生误差的原因,提出减少实验误差的措施.
(2)详细记录组装,调试和测试过程中发生的故障和问题,进行故障分析和说明故障排除的过程及方法.
(3)认真写出对本次实验的心得体会和意见,以及改进实验的建议.
第三章模拟电子技术基础实验常用仪器使用练习
一,实验目的
了解DZX-2型电子综合实验装置,交流毫伏表和示波器的基本工作原理并初步掌握其使用方法.
二,实验原理
在模拟电子技术实验里,测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时,常用的电子仪器有示波器,低频信号发生器,直流稳压电源,晶体管毫伏表,数字式或指针式万用表等,如图3-1所示.
实验信号输出波形
静态测试动态测试
图3-1模拟电子技术实验中测量仪器连接框图
直流稳压电源:
为电路提供各种电子仪器都具有不同的技术特性,只有在其技术性能允许的范围内使用,才能得到正确的结果,因此使用时必须选择恰当,如仪器所提供的信号频率范围或使用的频带宽度,最大输出电压或功率,允许的输出信号最大幅度以及其输入,输出阻抗等.
正确选择仪器的功能和量程
当使用仪器对电路进行测量前,必须将面板上各种控制旋钮选择到合适的功能和量程档位,一般选择量程时应先置于高档位,然后根据指针偏转的角度逐步将档位降至合适位置,并尽量使指针的偏转在满刻度的2/3以上为好.对于采用数码显示的仪器,其测量数据应在测试仪器接入后5秒以上,数码不再闪烁时再读取数值.测试时应避免在测试表笔与电路接通时改变功能选择0
20
40
60
信号源频率(H)
100
晶体管毫伏表测量值(V)
5
(2)函数信号发生器输出幅度的调节方法
调节"衰减"旋钮(0dB,20dB,40dB,60dB)和幅度调节钮,可在输出端得到所需的电压.衰减"0dB",输出电压范围最大;衰减"20dB",输出电压范围缩小10倍;衰减"40dB",输出电压范围缩小100倍;衰减"60dB",输出电压范围缩小1000倍.
信号源输出电压的峰峰值为:
0~15VP-P,根据表3-1所提供的参数测试数据并记录.
3,双踪示波器的使用
(1)熟悉示波器面板上各控制旋钮的位置,按使用说明将各控制旋钮放置合适的档位,然后通电,调节各个旋钮,直至荧光屏上呈现清晰的扫描线.
(2)按图3-2连线,选用幅度为100mV,频率不同的正弦波信号的输入.调节示波器不同的扫描频率,观察波形的稳定情况.
⊥
图3-2实验中测量仪器连接示意图
注意:
信号源的输出电压US在不同的频率值时均为100mV.
(3)适当调节V/cm旋钮,读取此时信号波形的Up-p值,并计算出有效值.
(4)适当调节t/cm旋钮,读取此时信号波形的周期T,(当使用扩展旋钮时又应如何计算).按表3-2中要求测试并记录.
表3-2Ui=100mV
信号
源频
率
(H)
信号源电压值
示波器测量值
计算有效值
(V)
毫伏表测量读数既有效值US(V)
信号源电压峰峰值UP-P(V)
周期T(ms)
峰峰值Up-p(V)
100Hz
100
500Hz
1kHz
10kHz
五,实验总结
整理实验数据,画出波形(注意波形间的相位变化).分析实验中出现的现象和问题.
六,预习要求
参阅附录一,了解模拟电子技术基础实验常用仪器的性能指标,使用方法及注意事项.
1,交流信号本无正,负之分,为何在测量时强调仪器的正,负极
2,使用信号发生器时,在改动"衰减"档位时,正确的操作方法是什么
第四章用万用表对常用电子元器件检测
用万用表可以对晶体二极管,三极管,
(a)NPN型(b)PNP型
图4-4晶体三极管的偏置情况
当三极管基极B确定后,便可判别集电极C和发射极E,同时还可以大致了解穿透电流ICEO和电流放大系数的大小.
以PNP型管为例,若用红表笔(对应表内电池的负极)接集电极C,黑表笔接E极,(相当C,E极间电源正确接法),如图4-5所示,这时万用表指针摆动很小,它所指示的电
图4-5晶体三极管集电极C,发射极E的判别
阻值反映管子穿透电流ICEO的大小(电阻值大,表示ICEO小).如果在C,B间跨接一只RB=
100K电阻,此时万用表指针将有较大摆动,它指示的电阻值较小,反映了集电极电流IC=ICEO+IB的大小.且电阻值减小愈多表示愈大.如果C,E极接反(相当于C-E间电源极性反接)则三极管处于倒置工作状态,此时电流放大系数很小(一般
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