實驗一 常用電子儀器使用練習

1、實驗一 常用電子儀器使用練習、用萬用表測試二極管、三極管模擬電子技術基礎實驗常用的電子儀器有:1、通用示波器20MHZ2、低頻信號發(fā)生器HG1021型3、品體管毫伏表：DA-164、萬用表（500型）或數字萬用表5、直流穩(wěn)壓電源+12V、500mA為了在實驗中能準確地測量數據，觀察實驗現象，必須學會正確地使用這些儀器 的方法，這是一項重要的實驗技能，因此以后每次實驗都要反復進行這方面的練習。一、實驗目的（一）學習或復習示波器、低頻信號發(fā)生器、品體管毫伏表及直流穩(wěn)壓電源的 使用方法。（二）學習用萬用表辨別二極管、三極管管腳的方法及判斷它們的好壞。（三）學習識別各種類型的元件。二、實驗原理示波器是

2、一種用途很廣的電子測量儀器。利用它可以測出電信號的一系列參數， 如信號電壓（或電流）的幅度、周期（或頻率）、相位等。通用示波器的結構包括示波管、垂直放大、水平放大、觸發(fā)、掃描及電源等六 個主要部分，各部分作用見附錄。YX4320型波器。三、預習要求實驗前必須預習實驗時使用的示波器、低頻信號發(fā)生器，萬用表的使用說明及注 意事項等有關資料。四、實驗內容及步驟（一）電子儀器使用練習1、將示波器電源接通1至2分鐘，調節(jié)有關旋鈕，使熒光屏上出現掃描線，熟 悉“輝度”、“聚焦”、“X軸位移”、“Y軸位移”等到旋鈕的作用。2、啟動低頻信號發(fā)生器，調節(jié)其輸出電壓（有效值）為15V，頻率為1KHZ，用示波器觀察

3、信號電壓波形，熟悉“Y軸衰減”和“Y軸增幅”旋鈕的作用。3、調節(jié)有關旋鈕，使熒光屏上顯示出的波形增加或減少（例如在熒光屏上得到 一個、三個或六個完整的正弦波），熟悉“掃描范圍”及“掃描微調”旋鈕的作用。4、用品體管毫伏表測量信號發(fā)生器的輸出電壓。將信號發(fā)生器的“輸出衰減” 開關置0db、20db、40db、60db位置，測量其對應的輸出電壓。測量時晶體管毫伏 表的量程要選擇適當，以使讀數準確。注意不要過量程。（二）用萬用表辨別二極管的極性、辨別二極管e、b、c各極、管子的類型（PNP 或NPN）及其好壞。1、利用萬用表測試晶體二極管。圖1-1用萬用表測試晶體二極管（1）鑒別正、負極性萬用表歐姆

4、檔的內部電路可以用圖1-1（b）所示電路等效，由圖可見，黑棒為正 極性,紅棒為負極性。將萬用表選在RX100檔，兩棒接到二極管兩端如圖1-1（a）， 若表針指在幾K。以下的阻值，則接黑棒一端為二極管的正極，二極管正向導通； 反之，如果表針指向很大（幾百千歐）的阻值，則接紅棒的那一端為正極。（2）鑒別性能將萬用表的黑棒接二極管正極，紅棒接二極管負極，測得二極管的正向電阻。一 般在幾K。以下為好，要求正向電阻愈小愈好。將紅棒接二極管的正極，黑棒接二 極管負極，可測量出反向電阻。一般應大于200KQ以上。2、利用萬用表測試小功率晶體三極管晶體三極管的結構猶如“背靠背”的兩個二極管，如圖1-2所示。測

5、試時用R X100 檔。bPNPe oMMo c9 bNPNe o_MiMo c圖1-2晶體三極管的兩個PM結構示意圖（1）判斷基極b和管子的類型用萬用表的紅棒接晶體管的某一極，黑棒依次接其它兩個極，若兩次測得電阻 都很?。ㄔ趲譑。以下），則紅棒接的為PNP型管子的基極b；若量得電阻都很大（在 幾百K。以上），則紅棒所接的是NPN型管子的基極b。若兩次量得的阻值為一大一 小，應換一個極再試量。紅 里圖1-3 C極和E極的判斷（2）確定發(fā)射極e和集電極c以PNP型管子為例，基極確定以后，用萬用表兩根棒分別接另兩個未知電極， 假設紅棒所接電極為c，黑棒所接電極為e，用一個100KQ的電阻一端接b，

6、一端接 紅棒（相當于注入一個Ib），觀察接上電阻時表針擺動的幅度大小。再把兩棒對調， 重測一次。根據晶體管放大原理可知，表針擺動大的一次，紅棒所接的為管子的集 電極c，另一個極為發(fā)射極e。也可用于捏住基極b與紅棒（不要使b極與棒相碰）， 以人體電阻代替100KQ電阻，同樣可以判別管子的電極。如圖1-3所示。60uA40uAIn=20uA0. 020. 20.40. 60. 81. 01. 2（a）輸入特性140uA120uA lOOuA 80uA0. 120. 100. 080. 060. 04對于NPN型管，判斷的方法相類似，讀者可自行思考。測試過程中，若發(fā)現晶體管任何兩極之間的正、反電阻都

7、很?。ń咏诹悖┗?是都很大（表針不動），這表明管子已擊穿或燒壞。（三）選擇一些不同類型的電阻、電位器、電容、電感、變壓器等常用元件加以辯 認。五、報告要求（一）說明使用示波器觀察波形時，為了達到下列要求，應調節(jié)哪些旋鈕？1、波型清晰且亮度適中；2、波型在熒光屏中央且大小適中；3、波型完整；4、波型穩(wěn)定；（二）說明用示波器觀察正弦波電壓時，若熒光屏上分別出現下列圖形時，是哪些 旋鈕位置不對，應如何調節(jié)？（三）總結用萬用表測試二極管和三極管的方法。實驗二單級放大電路,、實驗目的1、熟悉電子元器件和模擬電路實驗箱。2、掌握放大器靜態(tài)工作點的調試方法及其對放大器性能的影響。3、學習測量放大器Q點，A

8、，七，r的方法，了解共射極電路特性。4、學習放大器的動態(tài)性能。V二、實驗原理圖2-1為電阻分壓式單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用R和R組成 的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻R，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點。當在放大器 的輸入端加入輸入信號u后，在放大寤的輸出端便可得到一個與u相位相反，幅值 被放大了的輸出信號u，從而實現了電壓放大。 1Vcc(+12V)Rb=Rb2+RpRC 5K1圖2-1共射極單管放大器實驗電路在圖2-1電路中，當流過偏置電阻R和R的電流遠大于晶體管T的 基極電流IB時（一般510倍），則它的靜1 態(tài)工作點可用下式估算Rb 牝 R ；RccB1 B2U - UI Q BE

9、 Q IEUCE = Ucc - IC(RC + Re)電壓放大倍數入廣項上性be輸入電阻R = R / R r一.，一iB1 B2 be輸出電阻R Q R由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設計和制作品體管放大電路時， 離不開測量和調試技術。在設計前應測量所用元器件的參數，為電路設計提供必要 的依據，在完成設計和裝配以后，還必須測量和調試放大器的靜態(tài)工作點和各項性 能指標。一個優(yōu)質放大器，必定是理論設計與實驗調整相結合的產物。因此，除了 學習放大器的理論知識和設計方法外，還必須掌握必要的測量和調試技術。放大器的測量和調試一般包括：放大器靜態(tài)工作點的測量與調試，及放大器 各項動態(tài)參數的測量與

10、調試等。1、放大器靜態(tài)工作點的測量與調試靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應在輸入信號u =0的情況下進行，即將放大器輸入 端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測量品體管的 集電極電流I以及各電極對地的電位U、U和U。一般實驗中，為了避免斷開集電 極，所以采用測量電壓U或U，然后算出IC的芳法，例如，只要測出U，即可用ECCEL牝L = Ue 算出I (也可根據I = Ucc -Uc，由U確定I )，c E ReCc RCc同時也能算出 UBE = UB-UE，UCE = uc-ue :為了減小誤差，提高測量精度，應選用內阻較高的直流電壓表。靜態(tài)工作點的調試放大器

11、靜態(tài)工作點的調試是指對管子集電極電流I(或U)的調整與測試。靜 態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響：如工作點偏高，放 大器在加入交流信號以后易產生飽和失真，此時u的負半周將被削底，如圖2 2(a) 所示；如工作點偏低則易產生截止失真，即u的正半周被縮頂(一般截止失真不如 飽和失真明顯)，如圖2 2(b)所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在 選定工作點以后還必須進行動態(tài)調試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓u， 檢查輸出電壓u的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應調節(jié)靜態(tài)工作點的位(a)(b)圖2-2靜態(tài)工作點對uo波形失真的影響改變電路參數U、R、R (R、

12、R )都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖2-3所CC C B Bl B2小。但通常多米用調節(jié)偏置電阻RB2的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小rb2,則可使靜態(tài)工作點提高等。B2B2圖2-3電路參數對靜態(tài)工作點的影響最后還要說明的是，上面所說的工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的，應該 是相對信號的幅度而言，如輸入信號幅度很小，即使工作點較高或較低也不一定會 出現失真。所以確切地說，產生波形失真是信號幅度與靜態(tài)工作點設置配合不當所 致。如需滿足較大信號幅度的要求，靜態(tài)工作點最好盡量靠近交流負載線的中點。2、放大器動態(tài)指標測試放大器動態(tài)指標包括電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電 壓(動態(tài)范圍

13、)和通頻帶等。電壓放大倍數A的測量調整放大器到合適的靜態(tài)工作點，然后加入輸入電壓u，在輸出電壓u不失真 的情況下，用交流毫伏表測出u和u的有效值U和U ,則0i oi 0A UV Ui輸入電阻R的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖2-4電路在被測放大器的輸入端與信號源之 間串入一已知電阻R,在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測出U和U,則 根據輸入電阻的定義可得S in U U UR , = i = U = i Ri T S iR圖2 4輸入、禍由電阻測量電路測量時應注意下列幾點：由于電阻R兩端沒有電路公共接地點，所以測量R兩端電壓Ur時必須分別 TOC o 1-5 h z 測出U和U,然

14、后按U = U - U求出U值。R_ S . i 一 . .RR.電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產生較大的測量誤差，通常取R與Ri為同一數量級為好，本實驗可取R=12KQ。i（3）輸出電阻R的測量按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負載Rl的輸出電壓 U。和接入負載后的輸出電壓U根據U = Rl uL R + R O即可求出0 LRo =（匕-1）RlL在測試中應注意，必須保持rl接入前后輸入信號的大小不變。（4）最大不失真輸出電壓U的測量（最大動態(tài)范圍）如上所述，為了得到最大動態(tài)范圍，應將靜態(tài)工作點調在交流負載線的中點。 為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅

15、度，并同時調節(jié)R （改變靜 態(tài)工作點），用示波器觀察u，當輸出波形同時出現削底和縮頂現象（如圖2 5） 時，說明靜態(tài)工作點已調在交流負載線的中點。然后反復調整輸入信號，使波形輸 出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出U （有效值），則動態(tài)范圍等于圖2-5靜態(tài)工作點正常，輸入信號太大引起的失真放大器幅頻特性的測量放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數A與輸入信號頻率f之間的關系 曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖2-6所示，A為中頻電壓放大倍 數，通常規(guī)定電壓放大倍數隨頻率變化下降到中頻放大倍數的1渣倍，即0.707A 所對應的頻率分別稱為下限頻率f和上限頻率f，則通頻帶fBW

16、 = fH-fL。Um3CG放大器的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數A為此，可采用前 述測A的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應的電壓放大倍數，測量時應注意 取點要恰當，在低頻段與高頻段應多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改 變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不得失真。9011(NPN)9012(PNP)圖2-7晶體三極管管腳排列2、函數發(fā)生器4、頻率計6、直流毫伏表9013(NPN)三、實驗儀器1、雙蹤示波器3、數字萬用表5、交流毫伏表7、分立元件放大電路模塊四、預習要求1、三極管及單管放大器工作原理。2、放大器動態(tài)及靜態(tài)測量方法。五、實驗內容及步驟1、實驗電

17、路：圖2-1共射極單管放大器實驗電路用萬用表判斷實驗箱上三極管1V1的極性和好壞，電解電容C的極性和 好壞。按圖2-1所示，連接電路(注意：接線前先測量+12V電源，關斷電源后 再連線)，將Rp的阻值調到最大位置。3、動態(tài)研究(1)將函數發(fā)生器調到f=1KHz,幅值為3mV，接到放大器輸入端氣，觀察Ui和接線完畢仔細檢查,確定無誤后接通電源。改變Rp記錄I分別為0.5mA、 1mA、1.5 mA時三極管1V1的。值(注意：的測量和計算方法)。C2、靜態(tài)調整調整Rp,使V =2.2V，計算并填入表2-1。表 2-1P E測量值計算值V (V) BEV (V) CER (KQ ) bI (p A)

18、 B:I (mA) CU端波形，并比較相位。表2-2(2)信號源頻率不變，逐漸加大信號幅度，觀察Uo不失真時的最大值，并填入表 2-2RL=8測量值U (mV) 1U (V) 計算值估計值A VA V保恃U=5mV不變，放大器接入負載Rl，在改變RC數值的情況下測量，并將 計算結果填入表2-3LC表2-3給定參數測量值計算值估算值RR LU (mV) 1U (V) AA2K5K12K2K25K15K15K12K2(4)保持U =5mV不變，增大和減小Rp，觀察U波形變化，測量并填入表2-41P 表 2-4虬值U BU CU E輸出波形情況最大合適最小注意：若失真觀察不明顯可增大或減小氣幅值重測。4、測放大器輸入，輸出電阻。參照圖2-4輸入、輸出電阻測量電路輸入電阻測量在輸入端串接一個電阻R=5K1,測量U與U,即可計算r。輸出電阻測量S 11在輸出端接入可