模擬電子技術(shù)實驗指導綜述

1、實驗二常用電子儀器的使用一、實驗目的(1) 了解雙蹤示波器、低頻信號發(fā)生器及晶體管毫伏表的原理框圖和主要技術(shù)指標；(2) 掌握用雙蹤示波器測量信號的幅度、頻率；(3) 掌握低頻信號發(fā)生器、晶體管毫伏表的正確使用方法。二、實驗器材雙蹤示波器 DF4321型(或HH4310A型) 低頻信號發(fā)生器DF1641B型(或SG1631C型)晶體管毫伏表DF2175型三、實驗原理與參考電路在電子技術(shù)實驗里，測試和定量分析電路的靜態(tài)和動態(tài)的工作狀況時，最常用的電子儀器有示波器、低頻信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、晶體管毫伏表、萬用表等，如圖14-1所示。圖14-1電子技術(shù)實驗中測量儀器、儀表連接圖示波器：用來觀察電

2、路中各點的波形，以監(jiān)視電路是否正常工作，同時還用于測量波形的周期、 幅度、相位差及觀察電路的特性曲線等。低頻信號發(fā)生器：為電路提供各種頻率和幅度的輸入信號。直流穩(wěn)壓電源：為電路提供電源。晶體管毫伏表：用于測量電路的輸入、輸出信號的有效值。萬用表：用于測量電路的靜態(tài)工作點和直流信號的值。四、實驗內(nèi)容及步驟1 低頻信號發(fā)生器與晶體管毫伏表的使用(1) 信號發(fā)生器輸出頻率的調(diào)節(jié)方法按下“頻率范圍”波段開關(guān)，配合面板上的“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕可使信號發(fā)生器輸出頻率在0.3Hz3MHz的范圍改變。(2) 信號發(fā)生器輸出幅度的調(diào)節(jié)方法儀器面板右下方的 Q9是信號的輸出端，調(diào)節(jié)“輸出衰減”開關(guān)和“輸出調(diào)節(jié)”電位器

3、，便可在 輸出端得到所需的電壓，其輸出為0-20Vp_p的范圍。(3) 低頻信號發(fā)生器與毫伏表的使用將信號發(fā)生器頻率調(diào)至lkHz，調(diào)節(jié)“輸出調(diào)節(jié)”旋鈕，使儀器輸出電壓為5Vp-p左右的正弦波，分別置分貝衰減開關(guān)于 OdB、一 20dB、一4OdB、一60dB擋，用毫伏表分別測出相應的電壓值。注意 測量時不要超過毫伏表的量程，并且盡可能地把檔位調(diào)到與被測量值相接近，以減小測量誤差。2 示波器的使用(1) 使用前的檢查與校準先將示波器面板上各鍵置于如下位置：“工作方式”位于“交替”(如果只觀察一個波形可置于CHl通道或CH2通道)；“極性”選擇位于“ + ”； “觸發(fā)方式”位于“內(nèi)觸發(fā)”；“DC,

4、 GND , AC開關(guān)位于“ AC”； “高頻，常態(tài)，自動”開關(guān)位于“自動”位置； “靈敏度V / div開關(guān)于“ 0. 2V / div 檔，“掃速t/div開關(guān)于“ 0. 2ms/div檔，亮度、輝度、位移、電平開關(guān)置中間位置，開啟電源后，屏幕上應出現(xiàn)兩條掃描線。然后用同軸電纜將校準信號輸出端與CHI通道或CH2通道的輸入端(紅夾子)相連接，掃速和靈敏度開關(guān)的微調(diào)旋鈕置校正位置(順時針旋轉(zhuǎn)到底)，示波器屏幕上應顯示電壓為0.5VP-p、周期為Ims的方波。調(diào)節(jié)各旋鈕使屏幕上觀察到的波形細而清晰。(2) 交流信號電壓幅值的測量調(diào)低頻信號發(fā)生器信號頻率為IkHz、輸出電壓為5Vp-p，適當選擇

5、示波器靈敏度選擇開關(guān)“V /div和掃速開關(guān)“ t/div的位置，使示波器屏幕上能觀察到完整、穩(wěn)定的正弦波，同時將靈敏度選擇 開關(guān)“微調(diào)”旋鈕置于校準位置，則此時屏幕上縱向坐標表示每格的電壓伏特數(shù)，根據(jù)被測波形在 縱向高度所占格數(shù)便可讀出電壓的數(shù)值，將信號發(fā)生器的分貝衰減器置于表14-1中要求的位置并測輸出衰減(dB)0-20dB-40dB靈敏度開關(guān)(v/ div)位置峰峰波形高度(格)峰峰電壓(伏)電壓有效值(伏)表 14-1出其結(jié)果記入表中。注意：若使用10: 1探頭電纜時，應將探頭本身的衰減量考慮進去。(3) 交流信號頻率的測量將示波器掃速開關(guān)的“微調(diào)”旋鈕置于校準位置，在預先校正好的條

6、件下，此時掃描速率開關(guān)“t/ div的刻度值表示屏幕橫向坐標每格所表示的時間值。根據(jù)被測信號波形在橫向所占的格數(shù)直 接讀出信號的周期，若要測量頻率只需將被測的周期求倒數(shù)即為頻率值。按表14-2所示頻率，由信號發(fā)生器輸出信號，用示波器測出其周期，并計算頻率，將所測結(jié)果與已知頻率比較。表 14-2(a)連線圖(b)顯示圖形圖14-2李沙育圖形測量頻率原理圖及顯示圖形如圖所示14-2(a)，信號發(fā)生器(II )作為未知頻率fY的信號，從示波器CH2 (Y)插座輸入，信 號發(fā)生器(I)作為已知頻率fx的信號，從CH1(X)插座輸入，這時掃描速率開關(guān)應置于X-Y檔。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器I的頻率fx,當fx與f

7、Y之間成一定倍數(shù)關(guān)系時，屏幕上就能顯示李沙育圖形，如圖14-2(b)所示，由該圖形圓圈的個數(shù)及fx的讀數(shù)即可確定出被測信號的頻率fY。(注意：水平方向圓圈個數(shù)=fY/fx，垂直方向圓圈個數(shù)=fX/fY)五、實驗報告要求(1) 認真記錄數(shù)據(jù)并填寫相應表格；(2) 分析測量結(jié)果與理論值的誤差，討論其產(chǎn)生原因；實驗一 用萬用表檢測二、三極管一、實驗目的（1）熟悉用萬用表判別晶體二、三極管的正確方法；（2）熟悉三極管的主要參數(shù)；（3）學習用晶體管特性圖示儀觀察二、三極管的特性曲線。二、預習要求復習晶體二、三極管的結(jié)構(gòu)和特性。三、實驗原理與參考電路1 萬用表的使用原理正確使用萬用表的電阻檔，能夠判斷出二

8、、 三極管的極性、類型及好壞，首先要清楚萬用表 的電阻檔等效電路圖 15-1,否則將得出與事實相 反的結(jié)論。其中Eo為表內(nèi)電源、Ro為萬用表的等效內(nèi)阻， 不同電阻檔等效內(nèi)阻各不相同。由圖可知：萬用表的正端表筆（紅表筆）一一表內(nèi)電源負極。黑 陰極7黑萬用表電阻擋L+LRo圖1-2-1萬用表及其等效電路萬用表的負端表筆（黑表筆）一一表內(nèi)電源正極。圖15-1萬用表等效電路萬用表置 R X 1、R X 10、R X 100、RX 1k檔時，一般 E=1.5V。置RX 10k檔時，該檔電源電壓較高，一般Eo=9V ,采用該檔測晶體管時易損壞晶體管。測試小功率晶體管時，一般選用RX 100Q、RX 1k

9、檔。2 晶體二極管的測試如圖15-1所示，用黑表筆（電源正級）接二極管陽極，紅表筆（電源負級）接二極管陰極時, 二極管正向?qū)?；反之，二極管反向截止。正向?qū)娮杓s幾百歐或幾千歐，反向電阻約幾百千歐 以上。阻值在這個范圍內(nèi)，說明管子是好的；如果正、反向電阻均為無窮大，則表明二極管內(nèi)部斷 開；如果正、反向電阻均為零，說明二極管內(nèi)部短路；如果正、反向電阻接近，則二極管性能嚴重 惡化。3用萬用表判別三極管的管腳和類型（1）先判別基極b三極管可等效為兩個背靠背連接的二極管。如圖15-2所示。根據(jù)PN結(jié)單向?qū)щ娫恚夯?、基射結(jié)正向?qū)娮杈^小，反向電阻均較大，所以很容易把基級判別出 來。現(xiàn)以NPN管

10、為例： 測量時先假設(shè)某一管腳為“基極 b”，用黑表筆接假設(shè)的“基極 b”，紅表筆 分別接其余兩個管腳，測量阻值，若阻值均較小，再將黑紅筆對調(diào)（既紅筆接假設(shè)的基級b）,重復測量一次，若阻值均較大，則原先假設(shè)的基極是正確的。如果兩次測得的阻值是一大一小，則原先假設(shè)的基極是錯誤的，這時應重新假設(shè)基極，重新測量。圖15- 2三極管等效電路（2）判別管子類型由上面判別基極的結(jié)果，同時可知管子類型。如用黑表筆（電池正極）接管子基極，紅表筆（電池負極）分別接其余兩腳時，電阻值均較小，由PN結(jié)單向?qū)щ娫碇?，基極是P區(qū)，集電極和發(fā)射極是 N區(qū)，故為NPN管。反之，紅表筆接基極，（黑表筆分別接c、e極,電阻值

11、 均較小，則是PNP管。(3) 判別集電極c在已知 基極b和管子類型的基礎(chǔ)上，進 而可判別集電極c。由共射極單 管放大原理可知：對 NPN管而言, 當集電極接電源正極，發(fā)射極接 電源負極，若給基極提供一個合 適的偏流時，三極管就處在放大 導通狀態(tài)，Ic較大。萬用表電阻擋圖15- 3集電極c判別電路測量時，先假設(shè)一個管腳為集電極“C”，用手指把基極和假設(shè)的集電級“C”捏緊，人體電阻相當于基極偏置電阻 Rb，注意不要使兩管腳直接接觸。用黑筆接“c”，紅筆接“ e”讀出阻值；然后再與上述假設(shè)相反，重新測量一次，比較兩次阻值大小，若第一次阻值小，則第一次假設(shè)的集電極是 正確的，另一管腳就是發(fā)射極。測量

12、電路如圖15-3所示。對PNP管，測試時只需將表筆對調(diào)即可，請讀者自己分析。四、實驗內(nèi)容與步驟用萬用表判斷二極管、三極管的管腳和類型。五、實驗報告與要求(1) 記錄所測得的B值(2) 記錄被測二、三極管的正、反向阻值。 說明為什么用萬用表不同的歐姆檔測得同一二極管正向(或反向)的電阻值不同。實驗三單級放大電路一、實驗目的（1 ）熟悉模擬電路實驗箱和電子元器件；（2）掌握放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法及其對放大器性能的影響；（3） 學習測量放大器靜態(tài)工作點Q、電壓放大倍數(shù) Av、輸入電阻仃、輸出電阻ro的方 法，了解共射極電路特性；（4）學習放大電路的動態(tài)性能。二、實驗器材低頻信號發(fā)生器（SG163

13、1C型或DF1641B型）一臺、交流毫伏表（DF2175型）一臺、示波器 （HH4310A型或DF4321A型）一臺、直流穩(wěn)壓電源（SS1798型或DF1731SC3A型）一臺、模擬實 驗箱一套。三、預習要求（1）三極管及單管放大電路工作原理。（2）放大電路靜態(tài)和動態(tài)測量方法。四、實驗原理與參考電路1靜態(tài)測試與調(diào)整（1）按圖16-1接線，接線前先測量箱上 +12V電源，關(guān)斷電源后再連線，將電位器Rp的阻值調(diào)到最大位置，按圖連接電路，調(diào)整 Rp使Ve=2.2V，測量并填表16-1。（注意測Rb時要斷開電源以及 電位器和電路的連接線）VCc(+12V)ri RCRp33KQrhR5.1K Q C2

14、TuVRe24KQ1.8K Q680KQ10u表 16-1rnR2實測V be (V )Vce ( V )Rb (K Q)Ic ( mA)圖16-1工作點穩(wěn)定的放大電路2動態(tài)研究（1）按圖16-2所示電路接線（Rp位置不變）。（2） 將信號發(fā)生器調(diào)到 f=1KHz,電壓（有效值）為 500mV的正弦信號，然后接至放大電路的最 左端，經(jīng)過R1、R2的衰減（100倍），Vi點得到5mV的小信號，觀察輸入、輸出信號的波形，并比 較相位，然后測 V。值并填入表16-2中。（注意：輸入端接由 RR2組成的衰減器，目的是為了使晶 體管毫伏表可在同一量程下測量輸入、輸出電壓，以減少因儀表不同量程帶來的附加誤

15、差）（3） 信號源頻率不變，逐漸增大信號輸出幅度，測量V。最大不失真時輸入和輸出的最大值，并 填入表16-2中。表 16-2實測實測計算Vi(mV)Vo(V)Av5(+ 12 V)rl33KQ680KQ5.1K QC2+.VRiIk5.1K Q(510)C+10uR251 QRd224KQ1uR5.1K QR5.1KQ110C/。VsV1圖16-3輸入電阻測量riVi.R（1）輸出電阻測量電路如圖16-4所示，在圖16-3的基礎(chǔ)上，在輸出端接入 電壓Vl和空載時的輸出電壓 V。，即可計算出ro。將上述測量結(jié)果及計算結(jié)果填入表16-4中。5.1k負載電阻，測量帶負載時的輸出圖16-2 小信號放大

16、電路（4）R1=5.1k ,斷開負載Rl，減少Rp，使V c 9V，并測V b、V e的電位，將R1由5.1k改為510 Q （既：使Vj=50mV ）可觀察到（V。波形）截止失真；將測量結(jié)果填入表16-3中。（注意測量各極的電位 V b、V c V e時要斷開信號源，用萬用表直流電壓檔測）表 16-3RpVbVcVe輸岀波形情況小大3.測量放大電路輸入、輸出電阻（1）輸入電阻測量電路如圖16-3所示，在圖16-2的基礎(chǔ)上，拆掉 51 Q電阻，調(diào)RP使VC為6V，保證電路工作在A。放大狀態(tài)，然后調(diào)信號源使 Vs為1KHz、5mV （有效值）的正弦信號，測量 Vi，即可計算測輸入電阻測輸岀電阻實

17、測值實測計算實測值實測計算VsViriVoVlro5圖16-4輸出電阻測量表 16-4五、實驗報告與要求(1) 注明你所完成的實驗內(nèi)容，簡述相應的基本結(jié)論。 (2 )記錄數(shù)據(jù)和波形寫出較詳細的報告。實驗四 負反饋放大電路一、實驗目的（1研究負反饋對放大器性能的影響；（2）掌握反饋放大器性能的測試方法。二、實驗器材低頻信號發(fā)生器（SG1631C型或DF1641B型）一臺、交流毫伏表（DF2175型）一臺、示波器 （HH4310A型或DF4321A型）一臺、直流穩(wěn)壓電源（SS1798型或DF1731SC3A型）一臺、模擬實 驗箱一套。三、預習要求（1）認真閱讀實驗內(nèi)容要求，復習負反饋電路有關(guān)內(nèi)容。

18、（2）復習負反饋對放大器有哪些影響。（3）圖17-1電路中晶體管B值為200，計算該放大器開環(huán)和閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。四、實驗原理與參考電路放大電路中引入負反饋后的放大倍數(shù)稱為閉環(huán)放大倍數(shù)Af,而不存在負反饋的放大電路（又稱基本放大電路）的放大倍數(shù)稱為開環(huán)放大倍數(shù)A，反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為 F,這三者之間的關(guān)系為AfA1 AF負反饋對放大電路的性能的影響主要體現(xiàn)在輸入電阻，輸出電阻，頻帶非線性失真，穩(wěn)定性這 幾個方面，而對性能的改善程度是用反饋深度來決定的，本實驗電路的反饋深度為（1+AF ）,它的數(shù)值取決于反饋網(wǎng)絡(luò)的元件參數(shù)和基本放大電路的放大倍數(shù)。在阻容耦合放大器中，因有電抗元件存 在，電壓放大

19、倍數(shù)將隨信號頻率而變，在高低頻段放大倍數(shù)均會隨著頻率的變化而有所下級，在低 頻段，下限截止頻率由耦合電容和發(fā)射極旁路電容決定，在高頻段，上限截止頻率由極間電容效應 決定，通頻帶Bw=fH - fL,引入負反饋后，可使放大器的通頻帶得到擴展。五、實驗內(nèi)容與步驟1 負反饋放大器開環(huán)和閉環(huán)電壓放大倍數(shù)的測試開環(huán)電路： 按圖接線，Rf先不接入。 輸入端接入 Vi=1mV f=1kH Z的正弦波信號，由于輸入端采用了衰減法，故A點的輸入電壓應為100mV，調(diào)整Rp使輸出不失真且無振蕩（用示波器監(jiān)視輸出） 按表17-1要求進行測量將數(shù)據(jù)填入表中并計算。根據(jù)實測值計算開環(huán)放大倍數(shù)Av和輸出電阻r。閉環(huán)電路：

20、接通Rf按要求調(diào)整電路;按表17-1要求測量并填入表中，計算Avf ；表仃-1開環(huán)和閉環(huán)電壓放大倍數(shù)的測量Rl (K Q )Vi (mV)V。(Vl)Av(Avf)開環(huán)OO11.5 K1閉環(huán)CO11.5 K12 負反饋對失真的改善作用圖17-1電路開環(huán)，逐漸增大 Vi幅度，使輸出信號出現(xiàn)失真（注意不要過分失真），記錄失真波形。將電路閉環(huán)，觀察負反饋對失真的改善，并記錄波形。如果將反饋電路接入 T1的基極，會出現(xiàn)什么情況？試驗證之。 畫出上述各步實驗的波形圖。3 測量放大器頻率特性將圖17-1電路先開環(huán)，選擇 Vi適當幅度（頻率為 1KHz）使輸出信號在示波器上有滿幅正弦 波顯示。70%，此時信號頻率即為放大保持輸入信號幅度不變逐步增加頻率，直到波形減小為原來的 器上限頻率fH。條件同上，但逐漸減小頻率，測得放大器下限頻率fL。將電路閉環(huán)，重復上述步驟并將結(jié)果填入表17-2中。表17-2 測量頻率特性