模拟电子技术实验(模电实验)ppt课件.ppt
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1、电子线路实验,电子工程学院 电子线路实验室,关于电子线路实验,电子线路实验是一门实践性很强的课程。包括模拟电子线路实验和数字电子线路实验。,专门设置实验课程的目的: 1 通过实验来验证、巩固和补充理论知识。 2 培养实验技能,提高动手能力。 3 掌握电子线路的工程设计,组装和调整 测试能力。,实验须知,上课前预习实验教材,大致了解实验内容。不得迟到、早退,有病有事须事先请假。实验前要清点工具和器材,如有缺少或损坏应及时报告。未经许可不得随意拿走别人或老师的工具和器材。,实验中应严格按照实验步骤正确操作,如因个人操作不当引起的仪器损坏,应由个人负责。注意安全。每次实验结束,应整理实验桌(包括拆掉
2、实验线路,关断仪器电源和计算机电源开关,关掉计算机显示屏),签到、给实验数据签字(原始数据),并将原始数据附到实验报告最后面。每次实验结束,每批负责同学指派5名值日生打扫卫生。,实验须知,课时安排,实验一:常用电子仪器的使用实验二:集成运算放大器基本特性及应用研究实验实验三:组合逻辑研究实验(一)实验四:集成运放在有源滤波器中的应用实验实验五:组合逻辑研究实验(二)实验六:集成运放非线性应用及其在波形产生方面的实验 实验七:集成触发器实验 实验八: 小综合-程控放大器设计实验实验九:计数器及其应用研究实验实验十:单级共射、共集放大电路性能与研究实验实验十一:移位寄存器及其应用实验 实验十二:差
3、分放大器性能研究实验实验十三、十四:综合实验,课时安排,实验一:常用电子仪器的使用实验二:集成运算放大器基本特性及应用研究实验实验三:集成运放在有源滤波器中的应用实验实验四:集成运放非线性应用及其在波形产生方面的 实验 实验五:小综合-程控放大器设计实验实验六:单级共射、共集放大电路性能与研究实验实验七:差分放大器性能研究实验,实验报告要求,实验报告必须在做下次实验时交来。报告内容应符合指导书中的规定,一般包括实验内容、实验电路图、实验数据处理、必要的曲线和波形,理论计算、理论与实际结果的分析比较以及本次实验的结论等。实验中出现的问题和解决方法。收获、体会、意见和建议。附原始数据,实验一,常用
4、电子仪器的使用,实验目的,了解常用电子线路实验仪器的技术指标、工作原理。掌握常用电子仪器的使用方法。,电子线路实验常用仪器,YB1718三路直流稳压电源数字万用表模拟万用表TFG-1010型DDS函数发生器GDS-2062型数字式存储示波器AS2173D型交流毫伏表,仪器一,YB1718三路直流稳压电源,YB1718三路直流稳压电源,YB1718三路直流稳压电源是实验室通用电源。具有恒压、恒流工作功能(VC/CC)。YB1718左边每一路均可输出0 32V、0 2A直流电源。右路有独立的“5V”(2A)输出端,给数字电路供电,仪器面板,仪器二,数字万用表,仪器面板,电源开关,表笔接口,电容测量
5、插口,三极管测试插孔,量程开关,用万用表判别二极管管型和管脚,用二极管挡测量当红表笔接“正”,黑表笔接“负”时,二极管正向导通,显示PN结压降(硅:0.50.7V)(锗:0.20.3V)反之二极管截止,首位显示为“1”,用万用表判别三极管管型和管脚,将三极管分解为两个相连的二极管,用二极管档找到公共相连的基极,当二极管正向导通时,红表笔接基极的三极管是NPN型三极管,黑表笔接基极的三极管是PNP型三极管。,用万用表判别三极管管型和管脚,测量放大倍数,判别c和e将万用表量程置于hFE挡将PNP型或NPN型晶体管对号插入右图的测试孔中。基极b插入B孔中,其余两个管脚随意插入,若放大倍数较大时,则c
6、和e极插入正确。,仪器三,模拟式万用表,(MF500型),表笔接口,交流电压量程开关,直流电压量程开关,电阻量程开关,直流电压量程开关,仪器面板,仪器四 TFG-1010型DDS函数发生器,仪器面板,电源开关,液晶显示屏,键盘,输出A,输出B,调节旋钮,直接数字合成(DDS)工作原理,要产生一个信号,传统的模拟信号源是采用电子元器件以各种不同的方式组成振荡器,其频率和稳定度都不高。直接数字合成技术(DDS)是最新发展起来的一种信号产生方法,它没有振荡元件,而是用数字合成方法产生一连串数据流,再经过数模转换器产生一个预先设定的模拟信号。例如,要产生一个正弦波,首先将信号进行量化,依次存入波形存储
7、器。DDS采用相位累加技术来控制波形存储器的地址。根据相位累加器输出的地址,从波形存储器取出波形量化数据,经过数模转换器和运算放大器转换成模拟电压。因为波形数据是间断的取样数据,所以DDS输出的是一个阶梯正弦波形,后级还必须加一个低通滤波器滤除高次谐波,输出即为连续的正弦波。,主要功能及使用方法,1.输出波形选择:A路具有16种波形,按【Shift】【波形】选中“A路波形”选项,屏幕下方可显示出当前输出波形的序号和波形名称。用数字键输入波形序号,再按【Hz】键,即可以选择所需要的波形。也可以使用旋钮改变波形序号。序号:00,正弦波(SINE);序号:01,方波(SQUARE);序号:02,三角
8、波(TRIANGLE);序号:08,正直流(Pos-DC);序号:09,负直流(Neg-DC)等等。对于四种常用波形,可直接按【Shift】【0】,选择正弦波,按【Shift】【1】,选择方波,按【Shift】【2】,选择三角波,按【Shift】【3】,选择锯齿波,并且屏幕左上方显示波形名称。对于其他波形,显示任意。,主要功能及使用方法,2.频率的设定:按频率键,显示当前频率值。可用数字键或调节旋钮设定频率值。数字输入完后,必须用单位键(MHz,kHz,Hz,mHz)结束,数字才能生效。例如:信号频率要求为1.5kHz,则依次输入:【频率】 【1】【.】【5】【kHz】即可。也可以用上面的调节
9、旋钮调节。按【】键,可移动数据上面的三角形光标指示位,左右转动旋钮可使指示位的数字增大或减小,并能连续进位或借位,由此可以任意粗调或细调频率。频率也可以用周期显示,只要按【Shift】【周期】键,输入周期值(单位为ms)就可以了。,主要功能及使用方法,3.幅度的设定:按【幅度】键,显示当前幅度值,可用数字键或调节旋钮输入幅度值。幅度值的输入和显示有两种格式,按【Shift】【峰峰值】,选择峰峰值格式Vpp,按【Shift】【有效值】,选择有效值格式Vrms。随着幅度值格式的转换,显示值也相应地发生变化。例如要求信号幅度值为3.2V,则依次输入【幅度】【3】【.】【2】【V】即可。也可以用峰峰值
10、或者有效值格式输入。,4.幅度衰减器:按【Shift】【衰减】可以选择幅度衰减方式。开机或复位后,为自动方式,仪器根据幅度设定值的大小,自动选择合适的衰减比例。也可以用固定衰减方式。按【Shift】【衰减】后,可用数字键输入衰减值,输入=20时,衰减值为20dB, =40时,衰减值为40dB, =60时,衰减值为60dB, =80时,衰减值为Auto。 注意:因为按键面积较小,单位 “0”,“dB”,“%”等都没有标注,输入时都以【Hz】作为结束,仪器会自动显示相应的单位。,主要功能及使用方法,按【A路】键,可以选择 “A路单频”功能。按【B路】键,可以选择 “B路单频”功能。A,B路的频率设
11、定,周期设定,幅度设定,峰峰值和有效值转换,波形选择等操作都相同。方法如前所述。不同的是B路没有幅度衰减,也没有直流偏移。B路频率能够以A路频率倍数的方式设定和显示。按【Shift】【谐波】键,选中“B路谐波”,可用数字键或调节旋钮输入谐波次数值,B路频率即变为A路频率的设定倍数,也就是B路信号成为A路信号的N次谐波,这时AB两路信号的相位可以达到稳定的同步。在仪器的后面板还有一个TTL同步输出端,可以输出一个数字脉冲信号,频率可以自行设定,但幅度为固定值,在做数电实验时作为脉冲输入信号使用。此信号源还有测频功能,频率扫描功能和频率调制功能,不再赘述。,主要功能及使用方法,仪器五 GDS-20
12、62型 数字式存储示波器,数字式存储示波器简要框图,数字存储示波器GDS一2062主要性能,带宽: 60MHZ, 双通道,彩色液晶屏。最高采样率:1GS/S 存储深度:25K点记录长度,自动测量:最多达27项,峰值检波,FFT分析。USB接口:存储和打印, 触发:视频、脉冲宽度、边沿、延迟,含有USB、RS一232、GPIB接口。,仪器面板,主功能键的说明,触发菜单(TRIGGEB MENU),测量(MEASURE),“光标(Cursor)” 键的功能,“水平菜单(HORI MENU)” 的功能,“ 采集(Acquire)” 键的功能,方波的FFT频谱图,仪器六,AS2173D型交流毫伏表,仪
13、器六 AS2173D型交流毫伏表,AS2173D型交流毫伏表是用来测量频率较低的交流电压的仪器。能测量频率范围为5HZ-2MHZ、 电压为30v-300v的正弦波有效值电压。,主要技术参数,交流电压测量范围:30V300V。分13档测量电压的频率范围:5HZ2MHz。,面板,量程旋钮,机械调零,使用方法,仪器接通电源前,检查表头指针是否指在零点,如不在零点,应机械调零。开机3秒钟后,量程自动置于最高档300V。将量程开关调到所需档。量程的选择,应该是表头指示值大于满刻度的30,又小于满刻度值为最佳。量程转换时,指针将有所晃动,待稳定后即可读数。测量30V以上电压时,需注意安全。,模拟实验板,数
14、字实验板,实验内容及要求,1. 信号源、示波器、毫伏表联合测试。将信号源的正弦输出信号同时送示波器和毫伏表测量,并将被测信号数据记录在下表中,实验内容及要求,2. 信号源输出主信号为2V,30KHz正弦波,同步输出方波,用双综示波器观察两路信号(如P58图251所示),调节示波器相关旋钮,使波形稳定显示,并将测试数据记录在下表中。,3. 将信号源输出一个含有直流电平的正弦信号,用示波器测量其直流电平,振幅及频率。,实验内容及要求,实验二,集成运算放大器基本特 性及应用研究实验,实验目的,通过实验,深入理解集成运算放大器的基本运算功能。熟悉集成运算放大器的增益、传输特性、频率响应、负载能力的物理
15、含义及测量方法。学会合理选择和正确运用集成运算放大器。,可提供的实验资源,测试仪器:万用表、信号源、直流稳压电源、示波器、毫伏表;模拟电路通用实验板(内含集成电路插座、电阻、电容等); 电子电路实验箱(工具及元器件、本试验用的F007运放等);规定电源电压为正、负12V 。,实验任务书,基本命题用F007构成同相比例放大器,实现运算为 (要求电路最大电阻为60k)。 输入信号为可调直流电压,测试该电路的电压传输特性,并确定增益 及输入、输出动态范围。,实验任务书,2.用F007构成反相比例放大器,实现运算 (要求最小电阻为2K)。 电路输入0.5KHZ的正弦信号,用示波器观察输出波形, 用双踪
16、示波器确定增益及输入、输出动态范围。,3.在线性范围内,测量反相比例放大器的振幅频率响应,并确定上限频率f。(用示波器测,或用交流亳伏表测,测试过程中,改变频率时,要保持输入电压不变,来测输出电压)。4.在上述反相比例放大器中,输入0.5KHz、1.5V的正弦波。输出端分别接入负载R=10K,1 K,0.1 K电阻,观察输出电压波形的变化,从而理解有关F007的负载能力的概念。,实验任务书,实验任务书,扩展命题 1.要求 输入信号 (V), 而输出信号 如右图所示,请实现上述功能。,,,2.要求 , ,即实现信号的900移相。设计电路,并用双踪示波器观察相移情况。,实验任务书,实验说明及思路提
17、示,基本命题实验思路提示 根据任务“1” 的要求,构建同 相比例放大器电路 如右图所示。同相 端加可调的直流电 压,测量传输特性。,根据任务“1”要求,调节上图中的电位器Rw,用万用表分别测量A点和B点对地电压,列表并绘制传输特性。,实验说明及思路提示,由数据表或曲线得出 该放大器的闭环增益,实验说明及思路提示,电压传输特性,输入动态范围,输出动态范围,根据任务“2”要求,构建实验线路 反向比例放大器,如下图所示。,实验说明及思路提示,根据任务“2”要求将信号源输出波形选为“正弦波”,幅度选为保证放大器工作在线性范围内(如:0.5V),频率选为保证放大器工作在通频带内(如:1KHZ)用双踪示波
18、器同时观察ui和uo波形(相位及大小)并测出增益。逐渐增大ui ,直至输出波形出现非线性失真,从而得出输入、输出动态范围。,实验说明及思路提示,A,电路如反向比例放大器图所示,用“点测法”测量放大器的幅频特性。将信号源的正弦波输出幅度固定在1V(用示波器监视)改变信号频率,测出相应的输出信号振幅。将测试数据列表(如表3-1-2)并绘制幅频特性曲线(如图3-1-5),实验说明及思路提示,幅频特性数据(固定 ),实验说明及思路提示,注意:1)频率点取值自行决定,在输出开始下降处可多测几个点以提高精度。2)测量幅频特性也可以用毫伏表,不一定用示波器。3)测量幅频特性时输入信号不能太大,保证在整个频率
19、范围内,输出信号不出现非线性失真。,实验说明及思路提示,实验说明及思路提示,根据任务“4”的要求,在反向比例放大器图基础上接入负载RL,如下图所示。 令ui=1.5Sin t,理论上输出为uo=7.5Sin t(v)。 但当R由10K1K0.1K,可观察到当R太小时(如:0.1K),输出电压远小于7.5V。因为运放的负载能力有限,供不出75mA的电流。说明F007的负载能力是比较小的。,扩展命题实验思路提示,为了实现信号的直流电平移位,可利用相加器或相减器,分别如下图1、2所示。,图1 用反相相加器实现电平移位(直流电压E为负压),扩展命题实验思路提示,图2 用相减器实现电平移位(直流电压E为
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