《STM建工程》PPT课件.ppt

实验一 常用电子仪器的使用,一、实验目的,学习模拟电子技术实验中常用的电子仪器双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。,二、实验原理,在模拟电子技术实验中常用仪器设备有：示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、万用表、（可调、固定）直流稳压电源、直流数字电压表、直流数字电流表等。在实验中，要求能够对各仪器设备进行正确、熟练的综合使用与操作，这是保证实验正确顺利进行的基本前提。在进行实验测试时，可按信号的流向，遵循：“连线简捷、调节顺手、观察与读数方便”的原则，进行合理布局，将多个测试仪器同时接入电路。各常用电子测试仪器在电路中的连接布局一般示意图如图1所示。,图1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图,三、实验仪器,1、双踪示波器 2、函数信号发生器3、交流毫伏表 4、030V可调直流稳压电源 5、万用表,四、实验内容,1、两个030V可调直流稳压电源与直流数字电压表的配合使用(1)用数字电压表调试出“12V”直流稳压电源；(2)将两个030V可调直流稳压电源连接成为一个“015V”可调直流稳压电源；提示：两电源串联，公共端接地.(3)将两个018V可调直流稳压电源连接成为一个“024V”可调直流稳压电源。提示：两电源串联，令第二个030V可调直流稳压电源的负极端接地.,2、函数信号发生器、交流毫伏表的配合使用 要求通过调整函数信号发生器的幅度调节旋钮、频率调节旋钮以及通过交流毫伏表的测试，得到一个有效值U=500mV，频率=1KHZ的正弦波信号。,3、示波器、信号发生器、交流毫伏表配合使用 示波器接通电源预热一段时间后，将函数信号发生器的输出端接到示波器输入端，观察示波器波形，同时用示波器测量显示波形的有效值和频率，与信号发生器的设定值进行比较，看二者是否相同。分别改变信号发生器的输出幅值和频率，重新用示波器显示并测量，记录测量数据并与信号发生器设定值进行比较。,五、实验报告要求,1、实验目的；2、实验原理；3、实验仪器；4、实验电路；5、实验内容及实验步骤、实验数据；6、列表整理测量结果，并把实测数据与理论计算值比较分析产生误差原因；7、总结本次实验中函数信号发生器、频率计、交流毫伏表、示波器在使用中的注意事项；8、总结交流毫伏表读数技巧以及示波器峰峰值与周期的读取方法。,实验二 单管交流放大电路,1、掌握单管放大器静态工作点的调整及电压放大倍数的测量方法。,2、研究静态工作点和负载电阻对电压放大倍数的影响，进一步理解静态工作点对放大器工作的意义。,3、观察放大器输出波形的非线性失真。,一、实验目的,4、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。,二、实验原理,图2 固定偏置基本放大电路,本次实验所用电路为固定偏置基本放大电路，其中RB1=100K，RC1=RL=2K，RW1=470K，C1=C2=10F，VCC=12V，T1为9013。,三、实验仪器与器件,1、12V直流电源 2、函数信号发生器3、双踪示波器 4、交流毫伏表5、万用表 6、晶体三极管9013 7、电解电容10F2；电阻器若干。,四、实验内容,1、调试静态工作点 接通直流电源前，先将RW调至最大，接通12V电源，调节RW1，使UCE5V左右，用万用表测量UB，UC及RB的阻值。,表 1,2、测量电压放大倍数 在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Vi为10mV，同时用示波器观察放大器输出电压Vo波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的Vo值，并用双踪示波器观察Vo和Vi的相位关系，记入表2。,表2（=1KHZ，Vi=10mV）,注意：Vo与Vi反相，AV为负值。,五、实验报告要求,1、实验目的;2、实验原理;3、实验仪器与器件;4、实验电路;5、实验内容及实验步骤、实验数据;6、列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因；7、总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数的影响;8、分析讨论在调试过程中出现的问题。,实验三 反馈放大电路,1、加深理解反馈放大电路的工作原理及负反馈对放大电路性能的影响。,2、学会反馈放大电路性能的测量与测试方法。,一、实验目的,二、实验原理,实验电路为阻容耦合两级放大电路，在电路中引入由电阻RF2和电位器RF1组成的电压负反馈电路以改善其性能。,三、实验仪器与器件,1、12V直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器 4、交流毫伏表5、万用表 6、ST2002,四、实验内容,1、按图接线。2、测定静态工作点 将电路D端接地，AB不连接，RW调到中间合适位置。输入端接信号源，令Vi=20mV，f=1kHz，调RW使输出电压Vo为最大不失真正弦波后，撤出信号源，输入端I接地，用万用表测量下表中各直流电位。,表3-1,3、测量基本放大电路的性能,将D端接地，AB不连接(无反馈)，RW调至中间位置。(1)测量基本放大电路的放大倍数Av 令Vi=20mV，f=1kHz，不接RL，用示波器测量Vo值记入表3-2中，并求放大倍数Av。,(2)测量基本放大电路的输出电阻ro 令Vi=20mV，f=1kHz，接入RL=2k，测量Vo值记入表3-2中，则ro=(Vo/Vo-1)RL,同时计算放大倍数Av。,(3)观察负反馈对波形失真的改善 断开RL，当AB不连接时，令Vi增大，从示波器上观察输出电压的波形至失真；连接AB，观察Vo波形。,4、测定反馈放大电路的性能,(2)测量基本放大电路的输入电阻ri 信号发生器接Vs端，加大信号源电压，使输入信号Vi仍为20mV，测量此时的Vs并记入表3-2，则,将D端接地，连接AB，重复上述步骤，测量Vof和Vof并求放大倍数及输入输出电阻，完成表3-2。,表3-2,五、实验报告要求,1、实验目的；2、实验原理；3、实验仪器；4、实验电路；5、实验内容及实验步骤、实验数据；6、整理实验数据，将测试数据与公式估算的数据相比较，分析误差原因；7、根据实验测试结果总结负反馈对放大电路性能的影响。,实验四 集成运放的应用,1、了解集成运放在实际应用时应考虑的问题。,2、掌握由集成运放构成的比例、加减、积分、微分等基本模拟运算电路的结构特点及其特性。,一、实验目的,1、反相比例运算电路 基本电路结构如图4-1所示，它的输出电压与输入电压之间成比例关系，相位相反。输入与输出电压之间对应公式为：,图4-1 反相比例运算电路,二、实验原理,2、同相比例运算电路 基本电路结构如图4-2所示，它的输出电压与输入电压之间成比例关系，相位相同。输入与输出电压之间对应公式为：,图4-2 同相比例运算电路,3、加法运算电路 基本电路结构如图4-3所示，它的输出电压与输入电压之间满足加法运算。输入与输出电压之间对应公式为：,图4-3 加法运算电路,当R1=R2=R3=R时,4、积分电路 基本电路结构如图4-4所示，它的输出电压与输入电压之间成积分关系。,图4-4 积分电路,5、微分电路 基本电路结构如图4-5所示，它的输出电压与输入电压之间成微分关系。,图4-5 积分电路,1、15V直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器 4、交流毫伏表5、集成运放741 6、万用电表7、电阻器若干,三、实验仪器与器件,表4-1：,四、实验内容,1、反相比例运算电路(1)按照图4-1所示电路连线，接通15V直流电源，分析反相比例放大器的主要特点，求出表4-1中的理论估算值。(2)在输入端分别输入表4-1中各ui值，用万用表测量输出端uo的值，并与理论值进行比较，求其误差。,表4-2：,2、同相比例运算电路(1)按照图4-2所示电路连线，接通15V直流电源，分析同相比例放大器的主要特点，求出表4-2中的理论估算值。(2)在输入端分别输入表4-2中各ui值，用万用表测量输出端uo的值，并与理论值进行比较，求其误差。,表4-3：,3、加法运算电路(1)按照图4-3所示电路连线，接通15V直流电源，分析同相比例放大器的主要特点，求出表4-2中的理论估算值。(2)在输入端分别输入表4-3中各ui值，用万用表测量输出端uo的值，并与理论值进行比较，求其误差。,4、积分运算电路(1)按照图4-4所示电路连线，接通15V直流电源，分析积分电路的主要特点，由于此处加了一个电阻RF，因此实际上它是一个近似积分电路。(2)在输入端输入频率为250Hz，幅度为3V的方波，用示波器观察uo和ui的波形，记录它们的形状，周期和幅度。(3)将电阻R1换成1k，重复(2)中内容并记录。(4)将R1改回10k，输入端输入频率为160Hz，有效值为1V的正弦波，用示波器观察uo与ui的波形与相位差，并分别测量uo和ui的有效值。(5)改变正弦波频率(50300Hz)，观察uo与ui的相位关系是否变化，幅值是否变化。,5、微分运算电路(1)按照图4-5所示电路连线，接通15V直流电源，分析微分电路的主要特点，图中两个二极管起保护作用。(2)在输入端输入频率为160Hz，有效值为1V的正弦波，用示波器观察uo与ui的波形与相位差，并分别测量uo和ui的有效值。(5)改变正弦波频率(50300Hz)，观察uo与ui的相位关系是否变化，幅值是否变化。,五、实验报告要求,1、实验目的；2、实验原理；3、实验仪器；4、实验电路；5、实验内容及实验步骤、实验数据；6、整理实验数据，将测试数据与公式估算的数据相比较，分析误差原因。,实验五 场效应管放大电路,加深理解结型场效应管的工作特性，测定并绘制结型场效应管的转移特性及漏极特性曲线。,一、实验目的,二、实验原理,图5-1 转移特性曲线,图5-2 输出特性曲线,1、直流稳压电源 2、万用电表3、电阻器，电位器 4、结型场效应管5、短接桥和连接导线若干,三、实验仪器与器件,四、实验内容,(1)按图5-3接线，令VDS=10V，根据表5-1给定的VGS值，测量对应的ID，填入表中。(2)令VDS=5V，重复步骤(1)，并绘制转移特性曲线。,图5-3 测定转移特性电路,1、转移特性,表5-1,(1)按图5-4接线，令VGS=0V，根据表5-2给定的VDS值，测量对应的ID，填入表中。(2)令VGS=-1V，重复步骤(1)，并绘制输出特性曲线。,2、输出特性,图5-3 测定输出特性电路,表5-2,五、实验报告要求,1、实验目的；2、实验原理；3、实验仪器；4、实验电路；5、实验内容及实验步骤、实验数据；6、整理实验数据，绘制特性曲线，说明特性曲线各部分场效应管的工作情况。,实验六 RC正弦波振荡电路,1、进一步学习文氏桥振荡电路的工作原理和电路结构。,2、学习振荡电路的调整与测量振荡频率的方法。,一、实验目的,二、实验原理,1、直流稳压电源 2、函数信号发生器3、双踪示波器 4、交流毫伏表5、反馈放大模块ST2002 6、万用电表7、电阻，电容若干,三、实验仪器与器件,四、实验内容,(1)按照图6-1所示原理图，选用“ST2002”模块进行连线，D和0V两点不连接。(2)断开AB，调整静态工作点，调好后断开信号源并将AB短接，按照电路原理图接上电阻和电容，连接F、I两点，组成文氏振荡器。(3)用示波器观察输出波形，若无振荡则可调节RF1，直至输出稳定的正弦波为止。(4)用示波器测量振荡频率并与计算值f=1/2RC相比较。(5)在电路维持稳定的情况下，记下幅值，断开FI，输入端加和振荡频率一致的信号电压，并使输出波形的幅值与原来振荡时的幅值相同，测量此时Vi，Vo和VF，填入表6-1中。计算放大倍数Af，并与上述测量结果进行比较，检查此时是否满足Af3的条件。,五、实验报告要求,1、实验目的；2、实验原理；3、实验仪器；4、实验电路；5、实验内容及实验步骤、实验数据；6、由给定参数计算振荡频率并与实测值进行比较，分析误差产生原因。7、由测得的数据计算负反馈放大电路的放大倍数和反馈系数，与理论值比较，分析误差产生的原因。,实验七 直流稳压电路,1、掌握整流、滤波、稳压电路工作原理及各元件在电路中的作用。,2、熟悉和掌握线性集成稳压电路技术指标的测量方法。,一、实验目的,二、实验原理,直流稳压电源一般由整流、滤波、稳压三部分电路组成。,整流变压器：将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。整流电路：将交流电压变换为单相脉冲电压。滤波器：减小整流电压的脉动程度，以适合负载的需要。稳压环节：使输出的直流电压稳定。,1、函数信号发生器 2、双踪示波器 3、交流毫伏表 4、万用电表5、稳压块7812 6、二极管7、整流桥 8、电容，电阻若干,三、实验仪器与器件,四、实验内容,(1)按图7-1接线，电路接好后在A点处断开，测量并记录UA的波形。,图7-1,(2)断开负载RL，测量B点对地的电压uB并记录。,(2)改变负载电阻RL的阻值，测量输出电压uo，计算电流Io,观察负载电阻不同时对输出电压的影响。,实验八 温度检测及控制电路,一、实验目的,1、学习由双臂电桥和差动输入集成运放组成的桥式放大电路。,2、掌握滞回比较器的性能和调试方法。,3、学会系统测量和调试。,二、实验原理,图8-1 温度检测及控制电路,9013,三、实验设备,1、直流稳压电源 2、双踪示波器 3、函数信号发生器 4、万用电表5、热敏电阻 6、运算放大器7417、晶体管 8、稳压管2CW2319、发光二极管,四、实验内容,1、差动放大电路,(1)调零。,(2)令UA=0.2V，UB=0.25V，测量输出电压Uo。,(3)将B点对地短路，A点输入f=100Hz，VRMS=10mV的正弦信号。用示波器观察输出波形，测量Ui和Uo的电压，求放大倍数。,2、桥式测温放大电路,(1)室温下调节RW1使差放输出Uo1=0。,(2)确定温度系数K=0.25(假定),T(),U=0.25(T-20),3、滞回比较器电路,4、温度检测控制电路运行调试,(1)按图接线(注意可调元件不能随意变动)。,(2)根据所需控制的温度T确定对应的电压Uo1。,(3)调节RW4使比较器参考电压UR=Uo1。,(4)用加热器升温，直至报警电路报警(LED发光)，记下此时的电压Uo11及对应温度t1。,(5)降低热敏电阻的温度，记下电路解除报警时对应的电压Uo12和温度t2。根据t1和t2值，可得检测灵敏度t0=t2-t1。,(6)改变控制温度T，重复上述步骤，完成下表。,实验九 电压、电流表电路,一、实验目的,1、设计由运算放大器组成的电压、电流表。,2、组装与调试自己设计的电压、电流表。,二、实验原理,1、直流电压表电路,图9-1 直流电压表电路,表头电流I与被测电压ui的关系为,2、直流电流表电路,表头电流 I 与被测电流 I1 的关系为,图9-2 直流电流表电路,3、交流电压表电路,图9-3交流电压表电路,表头电流I与被测电压ui的关系为,4、交流电流表电路,图9-4交流电流表电路,表头读数由被测交流电流i的全波整流平均值I1AV决定，即I=(1+R1/R2)I1AV,1、表头 1个 灵敏度100uA 2、集成运放1个 LM7413、二极管 4只 IN40074、整流桥 1只,三、实验仪器与器件,四、实验内容,1.电路设计 采用上述参考电路自行设计一只较完整的万用表，可用引接线进行量程切换。,2.选择元器件及安装调试(1)表头：表头灵敏度小于100uA，内电阻2.2k左右，应根据测试电流的大小来选择表头量程。(2)电阻：采用金属膜电阻，须用电桥校准。(3)运放：输入电阻500k以上，输出电阻小，放大倍数104以上。(4)运算放大的调试按惯例进行，电流电压表要用标准电流电压表校正。,1.直流电压表,2.交流电压表,五、实验报告要求,1、实验目的；2、实验原理；3、实验仪器；4、画出完整的万用表设计电路。5、将万用表与标准表作测试比较，计算万用表各功能档的相对误差，分析误差原因。,