模电实验指导书.docx

模电实验指导书.docx

《模电实验指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模电实验指导书.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

模电实验指导书

实验一常用电子仪器的使用及电子元器件的识别与检测

一﹑实验目的

1、熟悉模拟电子技术实验中常用电子仪器的功能，面板标识，及各旋扭，换档开关的用途。

2、初步掌握用示波器观察正弦波信号波形和测量波形参数的方法，学会操作要领及注意事项，正确使用仪器。

3、初步认识本学期实验用的全部器件,学习常用电子元器件的识别及用万用表检测和判断它们的好坏与管脚，并测量其值。

二、实验仪器

1、双踪示波器

2、多功能信号发生器

3、数字交流毫伏表

4、数字万用表

三、预习要求

1、认真阅读本实验指导书的附录一及附录二。

2、认识本实验的仪器，了解其功能。

面板标识及换档开关与显示。

四、实验内容及步骤

实验电子仪器框图

多功能信号

发生器

稳

压

源

被测实验电路

示波器

输入信号输出信号

输出信号

交流

电压

电压表或万用表

交流毫伏表

号

图1-1

（1）实验内容

1.常用电子仪器的使用:

1）将信号发生器调至频率f=1000Hz电压V=100mv的正弦波电压输出。

2）用数字毫伏表测量信号发生器是否为100mv（有效值）。

3）用示波器通道1经测量探头输入。

测量信号发生输出是否为正弦电压,其峰___峰值Vpp=2×√2×100=282mv。

频率f=1000Hz（即周期T=1/f=100ms）

注意：

a．使用时，将所有仪器接地端联接在一起，即“共地”，否则可能引起外界干扰，导致测量误差增大。

b.调节示波器旋扭,使图形亮度适中,线条清晰。

c.调节示波器同步旋扭,使图形大小适中,稳定。

1.了解元器件数值的标注方法（直标法﹑文字符号法﹑色标法），电路中元件数值的标注方法及元件的标注﹑符号﹑单位和换算。

4）改变信号发生器输出的正弦波频率与电压大小,重新观察,测量。

2.各种常用电子元器件识别与检测:

1）电阻的测量。

用实际元件为例，进行色环电阻单位换算并用万用表测量电阻和电位器的阻值。

作下记录。

2）电容的测量。

电容元件的分类﹑特点﹑主要参数与选用。

以实际元件为例。

进行电容单位换算练习用万用表测量电解电容，分清极性，判明质量好坏。

3）二极管﹑三极管﹑稳压管的测量。

a）用万用表判断二极管的极性与质量估测。

b）分辨三极管的极性（PNP还是NPN，硅材料还是锗）和管脚（e﹑b﹑c）的判别及Iceo和电流放大倍数β的估测。

（2）操作步骤说明：

1.对于交﹑直流电压﹑电流及电阻进行测量的方法同其他万用表。

在此不再介绍。

显示器上所显示的读数，其单位与量程单位一致。

2.用Ω档测量电路中电阻值时，需将电阻两端均与电源断开，以避免读数有抖动。

3.用Ω档可以判断电解电容的好坏。

方法如下：

先将电解电容的正﹑负极短路（使电容放电），然后将万用表红表笔接电解电容正极，黑表笔接负极（注意应选择合适的量程，如50μF用200K档，5μF用2M档）。

若表上读数开始很小（相当短路），充电后逐渐增大，最后读数为1（相当于开路），则说明电容是好的。

若按上述操作，读数始终不变，说明电容已坏（开路或短路）。

4.二极管检测：

在这一档，红表笔接正电压，黑表笔接负电压。

测试时两表笔的接法如图所示。

（A）（B）

若按图（A）所示的接法进行量测，则显示二极管的正向压降。

通常，一个好的硅二极管的正向压降应在500mV到800mV之间。

若显示“000”，则表示短路，若显示“1”，则说明不通。

若按图（B）所示接法进行量测，应显示“1”，若显示“000”或其他值，说明管子已坏。

我们也可以用这一档来判断二极管的好坏，及识别管脚。

测量时先将一支表笔接在某一认定的管脚上，另一支表笔先后接到其余两个管脚上，如果测得两个PN结均导通或均不导通，然后，将两表笔对换复测时，PN接均不导通或均不导通，然后，将两表笔对换复测时，PN结均不导通或导通，则可确定该管是好的，且认定这个管脚是基极。

若基极接红表笔时，bc结和be结均导通，说明该管为NPN。

若接的是黑表笔，则是PNP管，再比较两个PN结的正向压降值，读数大些的是be结，小些的是bc结。

这样，就可以分辨出集电极和发射极了。

5.hFE测试：

将三极管管脚正确插入测试管座，即可以从显示器上直接读出β值，若显示“000”，则说明管子是坏的。

注意事项：

（1）注意正确地选择量程及插孔，对未知量进行测量时，应把量程调到最大，然后从大到小调，直到合适为止，若出现“1”，表示过载，应加大量程：

（2）改变量程时，表笔一端应开路；

（3）测量电流时，切记过载；

（4）用完本表，应直量程档最大量程；

五、实验报告

1．实验目的。

2．记录测量的原始数据，所用仪器的名称、型号、编号。

3．根据测量结果分析当测量的电压频率不同时各应用哪几种表测量，结果才更精确。

4、根据原始数据简述怎样用万用表判断二极管、三极管、稳压管的管型、管脚及好坏，观察电解电容充电、充满、漏电和放电各个过程。

实验二、单管放大电路

一、实验目的

1、掌握单管放大电路的静态和动态测试方法，及其对放大器性能的影响；

2、巩固单管放大电路的基本工作原理。

二、实验仪器

1、双踪示波器

2、信号发生器

3、多功能数字信号发生器

4、数字万用表

三、预习要求

1、三极管及单管放大器工作原理；

2、放大器动态及静态测量方法。

四、实验内容及步骤

1、装接电路如图2.1所示

图2.1单管放大电路

（1）、用万用表判断实验箱上三极管V1的极性及好坏，放大倍数以及电解电容C的极性和好坏。

记录Ic为0.5Ma,1mA,1.5mA时的β值。

（2）、按图2.1所示连接电路（注意接线前先测量+12V电源，关断电源后再接线），将Rp调到电阻最大位置。

（3）、接线后仔细检查，确认无误后接通电源。

2、静态调整

调整Rp使VE=1。

9V，计算并填表2.1

实测

实测计算

Vbe（V）

Vce（V）

Rb（KΩ）

Ib（uA）

Ic（mA）

表2.1

3、动态研究

（1）、将信号发生器调到f=1KHz，幅值为3mV，接到放大器输入端，此时Vi=1Mv，观察Vi和Vo段波形，并比较相位。

（2）、信号源频率不变，逐渐加大幅度，观察Vo不失真时的最大值并填表2.2。

实测

实测计算

估算

Vi（mV）

Vo（V）

Av

Av

表2.2

RL=∞时，

（3）、保持Vi=1mV不变，放大器接入负载RL，在改变Rc数值情况下测量，并计算结果填表2.3。

给定参数

实测

实测计算

估算

Rc

RL

Vi（mV）

Vo（V）

Av

Av

2K

5.1K

2K

2.2K

5.1K

5.1K

5.1K

2.2K

表2.3

（4）、保持Vi=1mV不变，增大和减小Rp，观察Vo波形变化，测量并填表2.4。

Rp值

Vb

Vc

Ve

输出波形情况

最大

合适

最小

表2.4

注意：

若失真观察不明显可增大或减小Vi幅值重测。

4、测放大器输入、输出电阻。

（1）、输入电阻测量

在输入端串接一个5.1K电阻如图1.2，测量Vs和Vi，即可计算ri。

图2.2输入电阻测量

（2）、输出电阻测量

图2.3输出电阻测量

在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的RL值使放大器输出不失真（接示波器监视），测量有负载和空载时的Vo，即可计算Ri。

将上述测量及计算结果填入表2.5中

测输入电阻Rs=5.1K

测输出电阻

实测

测算

估算

实测

测算

估算

Ri

Ri

Vo

Rl=

Vo

Rl=

表2.5

五、实验报告

1、注明你所完成的实验内容和思考题，简述相应的基本结论。

2、选择你在实验中感受最深的一个实验内容，写出较详细的报告。

要求你能够使一个懂得电子电路原理但没看过实验指导书的人可以看懂你的实验报告，并相信你实验中得出的结论。

实验三晶体管两级放大电路

一、实验目的

1、掌握如何合理设置静态工作点；

2、学会放大器频率特性测试方法；

3、了解放大器的失真及消除方法。

二、实验仪器

1、双踪示波器

2、数字万用表

3、信号发生器

4、交流毫伏表

三、预习要求

1、复习教材多级放大电路的内容及频率响应特性的测量方法。

2、分析图3.1两级交流放大电路，初步估计测试内容的变化范围。

四、实验内容

实验电路见图3.1

图3.1两级交流放大电路

1、静态工作点

（1）、按图接线，注意接线尽可能短。

（2）、静态工作点设置：

要求第二级在输出波形不失真的前提下幅值尽管大，第一级为增加信噪比尽可能低点。

（3）、在输入端加上1KHz幅度为1mV的交流信号（一般采用实验箱上加衰减的办法，即信号源用一个较大的信号。

例如100mV，在实验板上经100：

1衰减电阻降为1mV），调整工作点使输出信号不失真。

注意：

如发现有寄生振荡，可采用以下措施消除：

①重新布线，尽可能走线短；

②可在三级管eb间加几p到几百p的电容；

③信号源与放大器用屏蔽线连接。

2、按RL=∞时,表3.1要求测量并计算，注意测静态工作点时应断开输入信号。

静态工作点

输入/输出电压

（mV）

电压放大倍数

第一级

第二级

第一级

第二级

整体

Vc1

Vb1

Ve1

Vc2

Vb2

Vc2

Vi

Vo

Ao2

Av1

Av2

Av

空载

RL=∞

负载

RL=3k

表3.1

3、接入负载电阻RL=3KΩ，按表3.1测量并计算，比较实验内容2，3的结果。

4、测量两级放大器的频率特性

将放大器的负载断开，先将输入信号频率调到1KHz,幅度调到使输出幅度最大而不失真；

保持输入信号幅度不变，改变频率，按表3.2测量并记录；

接上负载，重复上述实验。

f（Hz）

50

100

250

500

1000

2500

5000

10000

20000

Vo

RL=∞

RL=3K

表3.2

五、实验报告：

1、整理实验数据，分析实验结果。

2、画出实验电路的频率特性简图，标出fH和fL。

3、写出增加频率范围的方法。

实验四负反馈放大电路

一、实验目的

1、研究负反馈对放大器性能的影响。

2、掌握反馈放大器性能的测试方法。

二、实验仪器

1、双踪示波器

2、低频信号发生器

3、交流毫伏表

4、数字万用表

三、预习要求

1、认真阅读实验内容要求，估计待测量内容的变化趋势。

2、图4.1电路中的晶体管β值为120，计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。

四、实验内容

1、负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试

（1）、开环电路

图4.1反馈放大电路

1图接线，RF先不接入；

②输入端接入Vi=1mVf=1KHz的正弦波（注意输入1mV信号采用输入端衰减法见实验二）。

调整接线参数使输出不失真且无振荡（参考实验二的方法）；

③按表4.1要求进行测量并填表；

④根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻ro。

（2）、闭环电路　

⑤通RF按实验一的要求调整电路；

⑥按表4.1要求测量并填表，计算Avf；

⑦根据实测结果，验证Avf≈1/F。

RL（KΩ）

Vi（mV）

Vo（mV）

Av（Avf）

开环

∞

1

1.5K

1

闭环

∞

1

1.5K

1

表4.1

2、负反馈对失真的改善作用

（1）、将图4.1电路开环，逐步加大Vi的幅度，使输出信号出现失真（注意不要过份失真），记录失真波形幅度。

（2）、将电路闭环，观察输出情况，并适当增加Vi幅度，使输出幅度接近开环时失真波形幅度。

（3）、若RF=3KΩ不变，但RF接入V1的基级，会出现什么情况？

实验验证之。

（4）、画出上述各步实验的波形图。

3、测放大器频率特性

（1）、将图4.1电路先开环，选择Vi适当幅度（频率1KHz）使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。

（2）、保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70%，此时信号频率即为放大器fH。

（3）、条件同上，但逐渐减小频率，测得fL。

（4）、将电路闭环，重复1~3步骤，并将结果填入表4.2。

fH（Hz）

fL（Hz）

开环

闭环

表4.2

五、实验报告：

1、将实验值与理论值比较，分析误差原因。

2、根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。

实验五射极跟随器

一、实验目的

1、掌握射极跟随器的特性及测量方法。

2、进一步学习放大器各项参数测量方法。

二、实验仪器

1、示波器

2、信号发生器

3、交流毫伏表

4、数字万用表

三、预习要求

1、根据教材有关章节内容，熟悉射极跟随器原理及特点。

2、根据图5.1元器件参数，估算静态工作点。

画出交直流负载线。

图5.1射极跟随器电路图

四、实验内容与步骤

1、按图5.1电路接线

2、直流工作点的调整

将电源+12V接上，在B点加f=1KHz正弦波信号，输出端用示波器监视，反复调整Rp及信号源输出幅度，使输出幅度在示波器屏幕上得到一个最大不失真波形，然后断开输入信号，用万用表测量晶体管各对地的电位，即为该放大器静态工作点，将所测数据填入表5.1。

Ve（V）

Vbe（V）

Vc（V）

Ie=Ve/Re

表5.1

3、测量电压放大倍数Av

接入负载RL=1KΩ，在B点f=1KHz信号，调输入信号幅度（此时偏置电位器Rp4不能再旋动），用示波器观察，在输出最大不失真情况下测Vi，VL值，将所测数据填入表5.2。

Vi（V）

VL（mV）

Av=VL/Vi

表5.2

4、测量输出电阻Ro

在B点加f=1KHz正弦波信号，Vi=100mV左右，接上负载RL=2.2KΩ时，用示波器观察输出波形，测空载输出电压Vo（RL=∞），有负载输出电压VL（RL=2.2KΩ）的值。

则

将所得数据填入表4.3中

Vo（mV）

VL（mV）

表5.3

5、测量放大器输入电阻Ri（采用换算法）

在输入端串入5.1K电阻，A点加入f=1KHz的正弦波信号，用示波器观察输出波形，用毫伏表分别测A、B点对地电位Vs，Vi。

则

将测量数据填入表5.4

Vs（V）

Vi（V）

表5.4

6、测射极跟随器的跟随特性并测量输出电压峰峰值Vopp

接入负载RL=2.2KΩ，在B点加入f=1KHz的正弦波信号，逐渐增大输入信号幅度Vi，用示波器监视输出端，在波形不失真时，测量所对应得VL值，计算出Av，并用示波器测量输出电压的峰峰值Vopp，与电压表读测的对应输出电压有效值比较，将所测数据填入表5.5

1

2

3

4

Vi

VL

Vopp

Av

五、实验报告

1、绘出实验原理图，标明实验的元件参数值

2、整理实验数据及说明实验中出现的各种现象，得出有关的结论；画出必要的波形及曲线。

3、将实验结果与理论计算比较，分析产生误差的原因。

实验六比例求和运算电路（集成运放的线性应用）

一、实验目的

1.掌握用集成运算电路放大器组成比例，求和电路的特点及性能。

2.学会上述电路的测试和分析方法。

二、实验仪器

1、数字万用表

3、示波器

4、信号发生器

5、交流毫伏表

三、学习要求

a）计算表6.1中的Vo和Af。

b）估算表6.3的理论值。

c）估算表6.4.表6.5中的理论值。

d）计算表6.6中的Vo值。

e）计算表6.7中的Vo值。

四、实验内容

a）电压跟随器

实验电路如图6.1所示。

按表6.1内容实验并测量记录。

表6.1

Vi（V）

-2

-0.5

0

+.05

1

Vo（V）

RL=∞

RL=5K1

2.反相比例放大器

实验电路如图6.2所示。

按表6.2内容实验并测量记录。

表6.2

直流输入电压U1（mV）

30

100

300

1000

3000

输

出Uo

电

压

理论估算（mV）

实测值（mV）

误差

3.同相比例放大器

电路如图6.3所示。

按表6.3内容实验测量并记录。

表6.3

直流输入电压U（mV）

30

100

300

1000

输

出Uo

电

压

理论估算（mV）

实测值（mV）

误差

4.反相求和放大电路。

实验电路如图6.4所示。

Vi1

0.3

-0.3

Vi2

0.2

0.2

Vo（V）

按表6.4内容进行实验测量，并与预习计算比较。

表6.4

5.双端输入求和放大电路

实验电路为图6.5所示。

按表6.5要求实验并测量记录。

表6.5

Vi1（V）

1

2

0.2

Vi2（V）

0.5

1.8

-0.2

Vo（V）

五、实验报告

a）总结本实验中5种运算电路的特点及性能。

b）分析理论计算与实验结果误差的原因。

实验七波形发生电路（集成运放的非线性应用）

一、实验目的

1、掌握波形发生电路的特点和分析方法。

2、熟悉波形发生器的设计方法。

二、实验仪器

1、双踪示波器

2、交流毫伏表

3、数字万用表

三、预习要求

1、分析图7.1电路的工作原理，定性画出Vo和Vc波形。

2、若图7.1电路R=10K，计算Vo的频率。

3、图7.2电路如何使输出波形占空比变大？

利用实验箱上所标元器件画出原理图。

4、在图7.3电路中，如何改变输出频率？

设计2种方案并画图表示。

5、图7.4电路中如何连续改变振荡频率？

画出电路图（利用实验箱上所标元器件）。

四、实验内容

1、方波发生电路

实验电路如图7.1所示，双向稳压管稳压值一般为5~6V。

图7.1方波发生电路

（1）、按电路图接线，观察Vc、Vo波形及频率，与预习比较。

（2）、分别测出R=10K，110K时的频率，输出幅值，与预习比较。

（3）、要想获得更低的频率应如何选择电路参数？

试利用实验箱上给出的元器件进行条件实验并观测之。

2、占空比可调的矩形波发生电路

实验电路如图7.2所示

（1）、按图接线，观察并测量电路的振荡频率、幅值及占空比。

（2）、若要使占空比更大，应如何选择电路参数并用实验验证。

3、三角波发生电路

实验电路如图7.3所示

图7.2占空比可调的矩形波发生电路

图7.3三角波发生电路

（1）、按图接线，分别观测Vo1及Vo2的波形并记录。

（2）、如何改变输出波形的频率？

按预习方案分别实验并记录。

4、锯齿波发生电路

实验电路如图7.4所示

图7.4锯齿波发生电路

1、按图接线，观测电路输出波形和频率。

2、按预习时的方案改变锯齿波频率并测量变化范围。

五、实验报告

1、画出各实验的波形图

2、画出各实验预习要求的设计方案，电路图，写出实验步骤及结果。

3、总结波形发生电路的特点，并回答：

①波形产生电路需要调零吗？

②波形产生电路有没有输入端？

实验八RC正弦波振荡器

一、实验目的

1、了解双T网络振荡器组成与原理，及振荡条件。

2、学会测量、调试振荡器。

二、实验仪器

1、示波器

2、信号发生器

3、交流毫伏表

三、预习要求

1、复习RC串并联振荡器的工作原理。

2、计算图8.1电路的振荡频率。

四、实验内容

1、双T网络先不接入（A、B处先不与A’、B’连），调V1管静态工作点，使VB为7~8V。

2、接入双T网络用示波器观察输出波形。

若不起振调节Rp3使电路振荡。

图8.1RC正弦波振荡器

3、用示波器测量振荡器频率并与预习值比较。

4、由小到大调节1Rp观察输出波形，并测量电路刚开始振荡时1Rp的阻值（测量时断电并断开连线）。

5、将图8.1中双T网络与放大器断开，用信号发生器的信号注入双T网络，观察输出波形。

保持输入信号幅度比变，频率由低到高变化，找出输出信号幅值最低的频率。

五、实验报告

1、整理实验测量数据和波形。

2、回答问题：

（1）、图8.1所示电路是什么形式的反馈？

（2）、R5在电路中起什么作用？

（3）、为什么放大器后面要带射极跟随器？

实验九整流滤波与并联稳压电路

一、实验目的

1、熟悉单相半波、全波、桥式整流电路。

2、观察了解电容滤波的作用。

3、了解并联稳压电路。

二、实验仪器

1、示波器

2、交流毫伏表

3、数字万用表

三、实验内容

1、半波整流、桥式整流电路实验电路图分别如图9.1、图9.2所示。

图9.1图9.2

分别接二种电路，用示波器观察V2及VL的波形。

并测量V2、VD、VL。

2、电容滤波电路

实验电路如图9.3

图9.3电容滤波电路

（1）、分别用不同电容接入电路，RL先不接，用示波器观察波形，用电压表测VL并记录。

（2）、接上RL=1K，重复上述实验。

（3）、将RL改为150Ω，重复上述实验。

3、并联稳压电路

实验电路如图9.4所示

（1）、电源输入电压不变，负载变化时电路的稳压性能。

改变负载电阻RL使负载电流IL=1mA，5mA，10mA分别测量VL、VR、IL、IR，计算电源输出电阻。

图9.4并联稳压电路

（2）、负载不变，电源电压变化时电路的稳压性能。

用可调的直流电压变化模拟220V电源电压变化，电路接入前将可调电源调到10V，然后调到8V、9V、11V、12V，按表9.1内容测量填表，并计算稳压系数。