模拟电子技术实验指导书1.docx
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模拟电子技术实验指导书1.docx
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模拟电子技术实验指导书1
实验一常用电子仪器的使用
一、实验目的
对常用的设备如示波器、稳压电源、函数信号发器、交流毫伏表、万用表等仪器的使用方法有基本了解,为今后的实验打下基础。
利用示波器观察信号波形,测量振幅和周期(频率)。
二、实验仪器
1.F1733直流稳压电源一台
2.HFJ-8G交流毫伏表一台
3.MY65数字万用表一块
4.DF1641D函数信号发生器一台
5.GOS620双踪示波器一台
6.可变电阻箱一个
三、常用电子仪器的介绍
1.直流稳压电源
DF1733稳压电源使用方法比较简单,先选好输出电压的范围为0~15V或15~30V,然后开机,调节电压旋钮至需要的值(当需要精度较高时可用数字万用表作监视)。
2.数字万用表
用来测量直流和交流电压及电流、电阻、电容、二极管、三极管、频率以及电路通断,具有LCD
显示,最大显示值为‘19999’,过量程显示‘1’,具有读数保持功能。
3、交流毫伏表
用于测量交流信号。
HFJ-8G毫伏表有测量精度高,输入阻抗高,通频带范围宽的特点,且有监视输出功能,可作放大器使用。
4.函数信号发生器
函数信号发生器能直接产生正弦波,三角波,方波,锯齿波和脉冲波。
直流电平可连续调节,
频率计可作内部频率显示,也可作外测频率,电压用液晶(LED)显示。
5.示波器(OSCILLOSCOPE)
示波器是一种能在示波管屏幕上显示出电信号变化曲线的仪器,它不但能象电压表,电流表那样读出被测信号的幅度(注意:
电压表,电流表如无特殊说明,读出的数值为有效值),还能象频率计,相位计那样测试信号的周期(频率)和相位,而且还能用来观察信号的失真,脉冲波形的各种参数等。
四、实验内容
1.直流电压的测量
用示波器和万用表的直流电压档,测量直流稳压电源5V,10V,15V,20V,25V,30V时的各自读数,并分别填于表1.1。
表1.1直流电压的测量结果
稳压源表头指示
5V
10V
15V
20V
25V
30V
万用表读数
示波器读数
2.方波信号测量
用CH1(或CH2)观测示波器本身的校准信号,测量数据填入表1.2,并用DC和AC档,分别画出波形图,在图上标出UP和周期T。
表1.2方波信号测量结果
校正信号
标称值
示波器测得的原始数据
测量值
幅度UP-P
V
div
v/div
V
频率f
Hz
div
ms/div
Hz
3.交流电压的测量
信号源选定为正弦波输出,频率分别为表1.3各值时,完成表1.3
表1.3交流电压测量结果
正弦波频率
万用表(V)
毫伏表(V)
示波器波形
(标出周期和峰峰值)
50Hz
3.0V
1KHz
3.0V
10KHz
3.0V
五、思考题
1.如果需要测量电子线路中的电流,能够直接测量的仪器有哪些,采用间接测量法测量时可用的仪器又有哪些?
2.使用毫伏表时的注意事项是什么?
出现什么误操作时会出现表针打表头的现象?
3.如果示波器显示的校准信号的频度与幅度与规定的不同,可能是什么原因?
此时示波器还能否正确测量信号。
4.如果校正信号(CAL),输出的信号频率并为900Hz,电压峰峰值小于2V,为1.8V,该示波器能否继续使用?
如使用,在读数时应注意什么?
实验二二极管的测试和简单直流稳压电源的安装与调试
一、实验目的
让学生接触和实际应用二极管和稳压二极管等元器件。
掌握普通二极管和稳压二极管的简单测试方法。
增强学生的实际动手能力,提高学习兴趣。
二、实验器材
万能线路板1块、二极管1N4001×4只、稳压二极管2CW14(或其它型号,稳压值在6V左右)1只、各色发光二极管多只、1/2W510Ω限流电阻1只、1/4W2kΩ可变电阻器1只作负载用,100uF50V电解电容一只、万用表1只、实验电源(能提供0—15V,1A交流电源)1台。
输入的50Hz交流信号经D1~D4构成的桥式整流后成为脉动直流信号,经电容C滤波后,经限流电阻R输出到负载。
在输出端并联了稳压二极管Vz。
只要输出电压不要太大或太小,则输出电压基本保持在稳压二极管的稳压值。
图2.22稳压电源电路图
三、实验内容和步骤
1.元器件的检测
(1)普通二极管的检测、
(2)稳压二极管的检测(3)发光二极管的检测
2.实验电路板安装
(1)按图2.22在万能实验板上安装连接好电路。
(2)测试安装好的电路输入端电阻,各实验小组互相检查有否短路和连接错误。
3.通电测试
(1)通电测试:
输入电压调整为~13V、测量输出电压值、在负载电阻调整在1kΩ时的负载电流值。
(2)稳压性能的简易测试:
在输入电压分别调整为11V、12V、14V、15V和5V时,负载电阻为1kΩ时,测量输出电压值。
四、实训报告要求
(1)画出实训电路图,简单描述其工作原理。
(2)写出实训步骤,记录实验的测量数据
(3)对记录的数据作简单的分析,根据相关数据判断该电路的稳压性能。
实验3晶体管单管放大器
一、实验目的
1、学习放大器静态工作点调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、学习放大器电压放大倍数及最大不失真输出电压的测量方法。
3、测量放大器输入、输出电阻。
4、进一步熟悉各种仪器的使用。
二、实验器材和仪器
(1)按实验电路在实验板上安装好的“单级低频小信号
放大器”。
(2)示波器(10M以上)1台,低频毫伏表1台,低频信号源1台。
三、实验原理
电路为电阻分压式静态工作点稳定放大电路。
注意1:
在焊接的时候把Us端H、K、A、G、Vcc和公共端通过引线引出来,方便调试。
注意2:
电路图
,直接用导线或者焊锡把这个毫伏表短路,不接入毫伏表,那表3.7的
怎么求,我们在不接入函数发生器,只有直流电源的情况下,用万用表量
两端电压,在除以其电阻就是
。
四、实验内容及步骤
1、三极管的测试
2、用数字万用表测所用管子的及静态工作点的测试。
3、电压放大倍数的测量
4、静态工作点对电压放大倍数的影响
5、静态工作点对放大器失真的影响
6、输入电阻Ri的测量
7、输出电阻RO的测量
8、放大器通频带的实验
三极管9013管脚图如下
从图可知道我们的三极管9013的管脚排列。
表19013三极管基本参数
从图标
可知我们的直流放大倍数在64到246之间。
调试须知:
1、用万用表
检查Vcc端和公共端(地端)有没有短路;
2、如没有短路,接上我们的直流稳压电源12V到Vcc和地端,这相当于给了直流偏置使三极管9013能够进入放大区。
并且调整电位器
、
的值,使9013的B极电压为4.0V~4.2V。
3、通过函数发生器输入正弦波形(即Us),
,是1KHz频率。
因为由表1NPN可知三极管9013
较大,而且直流供电电压Vcc=12V,输出最大值交流电压幅值最大在10V以内,为了使输出不能失真,这意味着
=>
,而我们的函数发生器输出的波形最小的幅值在0.9V=900mV,我们就要使用函数发生器的衰减按键
,0dB表示无衰减,20dB表示10被衰减,40dB表示100被衰减。
如果我们调节函数发生器的显示的电压幅值为5V,按下20dB衰减后,函数发生器实际输出电压就为
。
同学们调节函数发生器实际输出在200mV以内。
输出波形
与输入波形Us是反相放大。
4、把函数发生器的输出作为我们电路输入,如果电路焊接无问题我们通过数字示波器,就可以看到有我们自己焊的三极管放大电路的输出电压
是正弦波,并且比函数发生器发出的波形电压放大而且反相。
5、下面步骤按照P61的内容,记录数据表3.1、表3.2、表3.3。
表3.1
测量值
计算值
UE
UB
UC
UR3
UR4
UCE
UBE
IB
β
表3.2
测量值
计算值
US
Ui
U‘o
Uo
AU
A‘u
表3.3
U‘i
Us
计算Ri
Uo
U‘o
计算Ro
实验4结型场效应管放大器
一、实验目的
1.了解结型场效应管的可变电阻特性;
2.掌握共源极放大器的特点。
二、实验仪器
名称数量
双踪示波器1台
函数发生器1台
晶体管毫伏表1台
数字万用表1台
直流稳压电源1台
实验板结型场效应管放大器1块
三、实验原理
1.实验电路
本电路是一种自偏压
电路。
其中,一些开
关和接线柱是为便于
进行有关实验内容而
设置的,实验电路如
图4.18所示。
图中有
一些开关K,根据测试的目的,读者判断对应每一项测试应接通的开关是哪一个。
图4.18
2.工作原理
(1)结型场效应管用做可变电阻。
场效应管的工作状态可以分为三个区:
可变电阻区(I区);恒流区(II区);击穿区(III区)。
在I区内iD与uDS的关系近似于线性关系。
测量rDS电路
SDJ6是一种N沟道的结型场效应管,管脚图如下:
在焊接场效应管的时候,我们用发的3针孔座,把这个看作场效应管,排列好G、S、D端,做实验的时候发场效应管,把场效应管插入3针孔座做实验。
VDD=12V,输入正弦波。
输出是一个反相放大的正弦波。
按照课本P83的内容进行调试。
完成实验报告6的(3)~(5)题
注意:
与第3个晶体管实验类似,也要流出ui、Vdd\公共端(地端)等等,方便调试。
实验5集成运放的应用
一、实验目的:
1.认识集成运放芯片,掌握其使用方法。
2.构成减法电路和电压比较电路,观察实际运放和理想运放的差别。
3.利用LM324构成表决器。
二、实验器材:
1.0~30V双路直流稳压电源1台,
2.数字万用表1块,
3.LM3242块,
4.电容0.1F,
5.电阻若干,
6.小灯泡1个。
三、实验原理
LM324框图,集成了4个运放。
在焊接运放的时候,我们用发的14针孔座,把这个看作运放,选择好要使用用运放,选择好该运放的同相端(+)、反相端(-)和输出端(OUT),按照P102页的图5.28和P103页的图5.29焊接好电路,做实验的时候现场发运放LM324,把运放LM324插入14针孔座做实验。
第④脚Vcc=15V,第
脚VEE(GND)=-15V,第
脚VEE不能与公共端短接在一起。
、
通过信号发生器输入,并且2信号短接在一起。
测量输出信号
是一个接近与0电平的直流信号,或者比输入正弦信号小的一个波形。
项目一:
减法电路一——先反相再求和
实验电路:
①接好图5.26所示减法电路,并接入+VCC=+15V,VCC=15V。
②保持步骤①,接入
和
均为0.1V,5kHz的正弦波信号,用示波器DC输入端观察输出、输入电压波形,画出各波形并记录:
输出电压幅值与输入电压幅值相比_________________(基本为0/基本相等/要大得多),即该电路_______(能/不能)实现输入电压相减(
=
)。
③保持步骤②,改接
为1V,500Hz的方波信号,用示波器DC输入端观察输出电压和输入电压
波形,并记录各波。
预留
、
、
、VCC和公共端,因为需要夹入公共端的夹子较多,请预留2跟或以上公共端接线。
2.简单电压比较器——实验步骤:
①接好图图5.27所示的电压比较器电路,两输入端分别串接一个1k电阻,并接入+VCC=+15V,VCC=15V。
②保持步骤①,接入UREF=2V(用数字万用表精确测量)的直流电压。
图5.27电压比较器
③保持步骤②,接入uI=3V,用万用表测量输出直流电压大小,并记录:
uO=_______V,______________(输出高电平uOH/输出低电平uOL)。
④保持步骤③,接入uI=1V,用万用表测量输出直流电压大小,并记录:
uO=_______V,______________(输出高电平uOH/输出低电平uOL)。
⑤保持步骤④,微调uI,使uI在1V至3V之间变化,用万用表测量并观察输出直流电压的变化情况,并记录:
恰好出现高电平向低电平翻转或低电平向高电平翻转时的uI=_____V(精确测量),此值与UREF值____(很接近/有较大差距)。
结果表明,该电路______(能/不能)实现电压比较的作用
预留VCC、-VEE和公共端,因为需要夹入公共端的夹子较多,请预留2跟或以上公共端接线。
VCC和公共端可以跟减法电路实验共用。
按照课本P103的内容进行调试。
完成实验报告4的
(1)、(3)、(4)题。
注意:
LM324集成了4个运放。
实验六负反馈放大器
一、实验目的
(1)研究负反馈对放大器性能的影响。
(2)掌握负反馈放大器性能的一般测试方法。
(3)进一步熟悉常用仪器的使用方法。
二、实验仪器与器件
(1)电子工作台。
(2)万用表。
(3)双踪示波器。
(4)交流毫伏表。
三、实验原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用。
其原理是通过降低放大器的放大倍数,从而使得放大器多方面动态参数的改善。
如稳定放大倍数,改善输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽通频带等。
因此,几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
图6.18
1.静态工作点的测试
按图6.18连接电路。
接通12V电源,调节R2,使VCEO1=6V,调节R8,使VCEO2=6V。
记录数据见表6.1
表6.1
静态点
UB
UC
UE
VT1
VT2
2.负反馈对放大器性能的影响的测试
测量开环与闭环放大倍数
(1)从放大器的输入端输入f=lkHz、ui=10mV左右的正弦信号,断开K1,(不接负载伏表RL),用示波器观察输出(uo)波形,使之不失真,若波形失真可微调R8。
用交流毫伏表测量输入、输出电压。
计算其放大倍数,然后合上K2(接入负载电阻R1,(4.7K)),测量在相同信号输入的情况下的电压放大倍数A。
(2)合上Kl,接入反馈电阻R6,输入信号幅度、频率保持不变,重复第
(1)步骤,根据测量结果分别计算其不接负载电阻和接负载电阻时的电压放大倍数A。
(3)将测量和计算结果填入表6.2中。
表6.2
测试条件
开环
闭环
不接负载
接负载
不接负载
接负载
输入电压(ui)
10mV
输出电压(uo)
电压放大倍数
3.测量负反馈放大器对放大倍数恒定性的影响
(1)在上面实验的基础上,保持输入信号频率、幅值不变,将电源电压从12V降至10V,分别用交流毫伏表测量开环和闭环情况下的输出电压值,按表6.3中所示计算公式分别计算两种状态下放大器放大倍数的相对变化值。
并把测量与计算结果填入表6.3中。
测试条件
VCC=12V
VCC=10V
ΔA/A
uo
A(Af)
uo
A(Af)
开环
闭环
(2)观察负反馈对放大器非线性失真的影响
不接负反馈电阻,在第
(1)步的基础上,适当加大输入信号幅度,用示波器观察输出波形,使之出现明显失真,然后接入负反馈电阻器,观察并记录波形改善情况。
(3)将电路改为电流并联负反馈,电路参数自行设计,定性观察负反馈的效果(如电路开、闭环增益,改善非线性失真等)。
四、实验报告与要求
(1)整理实验数据,填写表格,验证“l+AF”的数量关系。
(2)根据电路参数计算反馈系数F,并根据实验数据分析闭环电压放大倍数Af与反馈系数F之间的关系,分析误差原因(计算时应测量R6的值,然后根据有关公式进行计算)。
(3)画出自行设计的电流并联负反馈的电路图,并标明有关参数,定性观察并记录反馈结果。
实验七集成功率放大器的安装与测试
一、实验目的
1、掌握集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功率放大器的使用方法。
2、掌握功率放大电路的调整和指标测试。
3、认识OTL功率放大电路的工作特点。
二、实验仪器
双踪示波器、函数发生器、晶体管毫伏表、数字万用表、直流稳压电源、LM386功率放大器
三、实验原理
实验电路参照图7.17,工作原理参照相关分析。
图7.17LM386典型应用LM386的外形和引脚排列图
四、实验内容
1、按图7.17安装实验电路,负载RL=8Ω。
检查无误后,才可以接入直流稳压电源EC=+6V,进行测试。
2、用万用表测量LM386各引脚对地的直流电压。
检查输出端电压是否符合正常要求,将测量结果填入表1中。
引脚
直流电压
3.测量最大不失真功率Pom
在放大器的输入端接入频率为400Hz的正弦信号,ui置最小;在放大器的输出端接上示波器和晶体管毫伏表,逐渐加大ui,使示波器显示出最大不失真波形,用示波器测出输出电压幅值Uom,然后计算最大不失真功率:
4.测量功率放大器的效率η
用万用表的直流电流档测量直流稳压电源的输出电流I。
稳压电源的输出功率:
PE=IVS
功率放大器的效率:
5.测量电压增益
在输入端输入频率为1000Hz、Ui=5mV的正弦信号。
在不失真的情况下,用毫伏表测量输出电压uo。
电压增益Au=uo/ui。
6、测量功率增益
五、实验报告要求
1、画出实验电路图,标明元件值,说明各元件的作用。
2、记录测试数据并说明是否正常。
3、说明电压增益、功率增益有什么不同。
六、想想做做
设计一套便携式扩音系统,要求采用电池供电、重量轻、尽可能高效率、输出功率尽可能大。
实验八集成稳压电源的应用
一、实验目的
1、掌握直流稳压电源组成,桥式整流单电容滤波输出电压和输入电压的关系。
2、了解串联型稳压电源的工作原理。
3、了解集成稳压器的性能和特点,熟悉三端集成稳压器的使用方法。
二、实验仪器
双踪示波器、函数发生器、晶体管毫伏表、数字万用表、直流稳压电源
三、实验原理
1、实验电路工作原理
Tr为电源变压器,Dx为桥式整流电路,C1为滤波电容。
C2、C3可进一步提高输出电压的稳定性,RL为负载电阻。
二极管D1、D2给电容C2、C3提供放电通路,以防输入端瞬时掉电时,LM317输出端受反向冲击电压作用,造成损坏。
四、实验内容
1、检查实验线路连接是否正确,输出电压UO是否正常。
2、测量稳压电源输出电压范围:
(1)万用表分别测量Tr次级电压u2、整流滤波输出电压uO1。
(2)调节Rp,测量输出电压UO的变化范围。
数据记录表8.1中
表8.1输出电压的可调范围
uO1
uOmax
uOmin
18V
3、用示波器观察A、B、C各点电压波形。
4、测量稳压器的输出内阻R0
(1)保持输入交流电压220V不变,三次改变负载电阻RL的阻值;
(2)用一个万用表测量输出电流I0的变化。
(3)用另一个万用表测量输出电压U0的变化。
(4)计算出内阻RO。
数据记录表8.2中
表8.2输出内阻R0
I0(mA)
内阻R0
U0(V)
5、测量纹波电压
用示波器Y轴交流输入端口,分别测量uO1、UO纹波电压的大小和波形。
6、观察过流保护,保持输入交流电压220V不变,将RL缓慢调节至零。
用一个万用表测量输出电流IL的变化情况,同时,用另一个万用表观察输出电压的变化。
7、通过下列方法测出稳压电源的效率
(1)电位器调在中点。
(2)测出B点电压uO1(即稳压器的输入电压),和稳压器的输入电流Ii(串联电流表在uO1处,量出它的直流输入电流)。
(3)测出C点电压UO(即稳压器的输出电压),和稳压器的输出电流I0。
数据记录表8.3中
表8.3输入功率、输出功率和效率
U01
Ii
Pi=U01*Ii
Uo
Io
Po=Uo*Io
η=Po/Pi
五、实验报告要求
1、画出三端可调输出集成稳压器电路图。
2、整理实验数据,包括输出电压的调节范围,各点的波形(与理论学习的波形相比较),输出内阻R0,uO1、UO纹波电压的大小和波形。
3、如果无输出电压或输出电压不可调,试说明其原因及解决问题办法。
4、若输出电压UO纹波较大,可能是电路中的哪个元件出现故障?
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