《模拟电子技术实验》讲义(02).doc
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1、模拟电子技术实验实验讲义2013-2014学年第2学期第一部分:电子仪器仪表的使用实验一常用电子仪器仪表的使用一、实验目的1. 了解常用电子仪器的功能、主要技术指标和面板上各旋钮的作用。2. 学习常用电子仪器仪表的正确使用方法。二、实验仪器1. V212示波器2. DF1642A函数信号发生器 3. AS2294A 双通道交流毫伏表4. VC8045台式数字万用表三、预习要求1熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、数字万用表的基本原理、使用方法和使用注意事项。2思考题(1)信号发生器、交流毫伏表、示波器和万用电表等仪器的用途有哪些?(2)交流毫伏表和万用电表的交流电压挡有何区别?(3)使用结
2、束后,示波器、交流毫伏表、万用表、信号发生器等仪器仪表应注意哪些问题?四、实验原理(一)函数信号发生器1、用途:主要用来产生模拟电子实验中所需要的多种类型信号(如正弦波、三角波、方波等),作为放大电路的输入信号。2、信号发生器的基本原理框图3、信号发生器(DF1642A)面板主要标志说明及功能(1)电源开关 (2)波形选择 (3)频率选择 (4)频率单位Hz (5)频率单位KHz (6)波幅输出调节旋钮 (7)信号输出(16)频率计工作指示灯 (18)输出衰减按键 (19)频率调节旋钮4、信号发生器(DF1642A)的主要技术特性4.1频率范围:0.1Hz2MHz (分七档)。4.2波形:正弦
3、波、三角波、方波、正向或负向脉冲波、正向或负向锯齿波。4.2.1正弦波频率响应:0.1 Hz100KHz 不大于0.5 dB;100KHz2MHz 不大于1 dB。4.3输出4.3.1阻抗:5010%4.3.2幅度:不小于20Vp-p(空载)4.3.3衰减:20dB、40dB。4.3.4直流偏置:010V,连续可调。5、使用注意事项(1)开机之前,要检查输出波幅调节旋钮是否处于最小位置且输出接线是否有短接(不应短接)。(2)在输出信号时,要缓慢调节输出波幅调节旋钮。(3)不能同时按下两个频率选择按键。(4)关机之前,要检查输出波幅调节旋钮是否处于最小位置,然后再从线路上取下信号输出线,且信号输
4、出线开路。(二)交流毫伏表1、用途:在实验中用做测量仪表,主要测量放大电路中正弦信号的有效值。2、交流毫伏表的基本原理框图3、交流毫伏表(AS2294)的主要技术特性3.1测试电压范围:100V300V/12档。3.2测试信号频率范围:5 Hz1MHz。3.3输入阻抗Ri2M。3.4输入电容Ci50PF。4、使用注意事项(1)开机之前,表针机械零点不为“零”时调零;同时要检查输入量程是否处于最大位置(或输入接线是否短接)。(2)在测量时,对于未知量的电压信号,首先选择最大量程,然后根据指针的偏转情况,再选择合适的量程。(3)关机之前,要检查量程是否处于最大位置(或输入接线是否短接)。(三)示波
5、器1、用途:在实验中用做观测仪器,主要用于观察电路中的电压波形,并测定电压的大小。2、示波器(V212)面板主要标志说明及功能(1)电源开关 (2)电源指示灯 (3)聚焦调整旋钮 (5)扫描线亮度旋钮(8)CH1输入 (9)CH2输入 (10、11)输入耦合方式开关 (12、13)垂直轴电压灵敏度衰减器开关 (16)CH1的垂直位置调整旋钮(17)CH2垂直位置调整旋钮 (18)垂直轴工作方式选择开关(22)扫描速度切换开关 (23)扫描速度微调旋钮 (25)触发信号选择开关(26)内部触发信号源选择开关 (27)外触发信号输入端子 (28)触发电平调整旋钮 (29)触发方式选择开关 (31)
6、0.5V校正源3、示波器(V212)的主要技术指标3.1 Y轴部分频带宽度:1 DC(020MHz); 5 DC(07MHz)。灵敏度:1 5mV/DIV5V/DIV; 5 1mV/DIV1V/DIV;。输入阻抗:直接输入时约1M,25pF。最高允许输入电压:500Up-p或300V。3.2 X轴部分扫描时间范围:0.2ms/DIV0.2s/DIV。最高扫描速度:100ns/DIVX外接输入阻抗:直接输入时约1M,25pF。最高允许输入电压: 300V。3.3 校准信号:频率1KHz、幅度0.5矩形波。3.4 X-Y功能X输入:CH1。 Y输入:CH2. 灵敏度:与Y轴相同。X带宽:DC(05
7、00KHz)。4、使用注意事项(1)开机之前,要检查CH1和CH2的Y轴输入衰减是否处于最大位置(0.2S/DIV),输入耦合方式开关是否置于“GND”。(2)在使用时,测量未知电压幅值的波形时,首先选择最大输入衰减(0.2S/DIV),然后根据波形的情况,再选择合适的输入衰减。(3)关机之前,要检查CH1和CH2的Y轴输入衰减是否处于最大位置(0.2S/DIV),输入耦合方式开关是否置于“GND”。(四)万用表1、用途:在实验中用做测量仪表,主要用于测量电流、电压、电阻,有的还可以用于测量三极管的放大倍数,频率,电容值等。2、台式数字万用表(VC8045)面板主要标志说明及功能3、台式数字万
8、用表(VC8045)主要技术特性3.1测量范围直流电压:100V1000V。交流电压:100V750V。直流电流:1A20A。交流电流:1A20A。电阻:0.1200M。电容:1PF20F。晶体管hFE:01000。工作频率:40400Hz。4、使用注意事项(1)测量高电压或大电流时,为了避免烧坏开关,应在切断电源的情况下,变换量程。(2)测量未知量的电压或电流时,应先选择最高挡位,待第一次读取数值后,方可转至合适的挡位以取得较准的读数并避免烧坏电路。(3)禁止在通电电路中测电阻。(4)使用结束后,万用表应置于交流电压最大挡。五、实验内容及步骤1、将示波器的输入探头接至示波器上的0.5Vp-p
9、、1KHz的方波校正源上,用示波器测量波形的幅值Up-p、扫描周期T,填入下表。信号发生器显示频率X轴扫描(ms/DIV)一个周期所占格数(个)周期T(ms)示波器实测频率垂直灵敏度(V/DIV)Y读数(格)示波器输入探头衰减(1或10)电压峰值Up-p (V)2、将信号发生器输出频率调在1 KHz,输出波形为正弦波,输出幅度置于最大位置,用示波器测量波形的幅值Up-p、扫描周期T;用交流毫伏表和台式万用表的交流电压挡测量信号发生器输出信号的有效值,填入下表。信号发生器显示频率X轴扫描(ms/DIV)一个周期所占格数(个)周期T(ms)示波器实测频率垂直灵敏度(V/DIV)Y读数(格)示波器输
10、入探头衰减(1或10)电压峰值Up-p (V)交流毫伏表的量程(V)交流毫伏表的测量值(V)万用表的量程(V)万用表的测量值(V)3、将信号发生器输出频率调在100Hz,输出波形为正弦波,输出幅度置于最大位置,用示波器测量波形的幅值Up-p、扫描周期T;用交流毫伏表和台式万用表的交流电压挡测量信号发生器输出信号的有效值,填入下表。信号发生器显示频率X轴扫描(ms/DIV)一个周期所占格数(个)周期T(ms)示波器实测频率垂直灵敏度(V/DIV)Y读数(格)示波器输入探头衰减(1或10)电压峰值Up-p (V)交流毫伏表的量程(V)交流毫伏表的测量值(V)万用表的量程(V)万用表的测量值(V)4
11、、将信号发生器输出频率调在100Hz,输出波形为正弦波,输出幅度衷减至-20dB,用示波器测量波形的幅值Up-p、扫描周期T;用交流毫伏表和台式万用表的交流电压挡测量信号发生器输出信号的有效值,填入下表。信号发生器显示频率X轴扫描(ms/DIV)一个周期所占格数(个)周期T(ms)示波器实测频率垂直灵敏度(V/DIV)Y读数(格)示波器输入探头衰减(1或10)电压峰值Up-p (V)交流毫伏表的量程(V)交流毫伏表的测量值(V)万用表的量程(V)万用表的测量值(V)5、将信号发生器输出频率调在100KHz,输出波形为正弦波,输出幅度置于最大位置,用示波器测量波形的幅值Up-p、扫描周期T;用交
12、流毫伏表和台式万用表的交流电压挡测量信号发生器输出信号的有效值,填入下表。信号发生器显示频率X轴扫描(ms/DIV)一个周期所占格数(个)周期T(ms)示波器实测频率垂直灵敏度(V/DIV)Y读数(格)示波器输入探头衰减(1或10)电压峰值Up-p (V)交流毫伏表的量程(V)交流毫伏表的测量值(V)万用表的量程(V)万用表的测量值(V)六、实验预习报告及实验报告要求1、预习报告要求:写清实验目的、实验仪器、实验原理(仪器仪表的主要技术特性、使用注意事项)、主要实验内容及步骤、思考题的回答,实验数据记录表格。2、实验报告要求:写清实验目的、实验仪器、实验原理(仪器仪表的主要技术特性)、实验内容
13、及步骤、实验数据及处理过程、实验结论与应用。第二部分:验证性实验实验二 单管共射放大电路一、实验目的1、熟悉模拟电路实验箱的使用 2、掌握晶体管放大电路静态工作点的测试方法。3、学习测量电压放大倍数。4、巩固毫伏表、示波器及信号发生器的使用方法。二、实验设备1、实验箱(TPE-A2) 2、.示波器(V212)3、函数信号发生器(DF1641A) 4、双通道交流毫伏表(AS2294) 5、台式数字万用表(VC8045)三、预习要求(一)基本要求1、熟悉单管共射放大电路静态工作点的合理设置方法;2、熟悉单管共射放大电路的电压放大倍数的测试方法;3、熟悉单管共射放大电路的输入信号与输出信号的相位关糸
14、。4、当电阻Rp调至最上端时,估算实验电路的输入电阻与输出电阻(设=100,)(二)思考题1、增大RP的电阻值,放大电路的静态工作点会有什么影响?减小RP的电阻值,放大电路的静态工作点会有什么影响?2、不用示波器观察输出波形,仅用交流毫伏表测量所得出的放大电路的输出电压值Uo,是否有意义?四、实验原理1、实验电路UEUCUBUiUS此电路为共射极放大电路,其特点为:(1)采用分压式基极偏置电路共射放大电路,调节RP可改变基极电流,从而改变静态工作点。(2)R1、R2为输入信号衰减网络,目的是防止信号源输入过大损坏三极管(3)发射极电阻Re1、Re2和电容Ce构成直流负反馈,既能稳定静态工作点,
15、又不会使电压放大倍数下降。2、静态工作点的调节为了获得最大不失真输出电压,静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选得太高,易引起饱和失真,而选得太低,又易引起截止失真。实验中,如果测得UCEQ0.5V,说明三极管已饱和;如果测得UCEQVCC,则说明三极管已截止。对于线性放大电路,这两种工作点都是不可取的,必须进行参数调整。一般情况下,调整静态工作点,就是调整电路的电阻RP。RP调小,工作点升高;Rb1调大,工作点降低,从而使UCEQ达到合适的值。 实验中,电流采用间接测量方法,即测出相关电压值,利用欧姆定律计算出电流。(1)基极静态电流的测算其中、。测出即可算出(2)发射极
16、静态电流的测算。测出即可算出(3)集电极静态电流的测算。测出即可算出(4)的测量(5)的测量3、电压放大倍数的估算和测算(1)估算其中(2)电压放大倍数的测量实质上是对输入电压ui与输出电压uo的有效值Ui和Uo的测量。在实际测量时,应注意在被测波形不失真和测试仪表的频率范围符合要求的条件下进行。将所测出的Ui和Uo值代入如下所示的公式,则得到的电压放大倍数为 4输入/输出电阻测量输入电阻测量 输出电阻测量放大器的输入电阻Ri就是从放大器的输入端口看进去的等效电阻,通常测量Ri的方法是在放大器的输入回路串联一个已知电阻R,在放大器输入端加正弦信号us,用示波器观察放大器输出电压信号uo,在uo
17、不失真的情况下,用晶体管毫伏表测电阻R两端对地的电压Us和Ui,得 放大器的输出电阻Ro是从放大器的输出端口看进去的等效电阻,测量Ro的方法是在放大器的输入端加电压信号,在输出电压信号不失真的情况下,用晶体管毫伏表分别测量空载时(RL=)放大器的输出电压值Uo和带负载时放大器的输出电压UL值,即 五、实验内容及步骤1、测量本实验所需元件的参数及判断好坏。2、按实验电路图接线。调节使工作点合适(),测量、计算并填入下表:目的:学会电压测量方法及电流的计算。要求:保留万用表显示的所有小数点位数、注意:(1)用万用表测量各元件是否正常。(2)接线不可出错。(3)测量Rb要将它与其它元件断开。实测实测
18、计算3、测电压放大倍数(1)信号发生器为1KHZ,示波显示输入信号幅值(最大值)为3mV的正弦波,接到放大器输入端,观察输出波形是否失真,测量填入下表。(2)保持信号发生器频率不变,幅值(最大值)为5mV的正弦波,接到放大器输入端,观察输出波形是否失真,测量填入下表。目的:熟悉仪器使用和的计算,要求:毫伏表估读一位小数。注意:输入信号前先将信号发生器输出信号幅度调到最小,用示波器监测基极信号波形,逐步增大信号幅度,至达到要求。 RL=实测实测计算估算Vi(mV)VO(V)AVAV4、观察输入和输出波形相位将示波器调节到双通道,同时观察输入和输出信号,说明两个波形的相位关系。目的:观察共射电路输
19、入信号和输出信号的相位关系,要求:使用示波器的双通道。UotUit5测量放大电路的输入电阻、输出电阻(1)输入电阻的测量保持静态工作点不变,调节函数信号发生器,产生Ui =5mV和f=1kHz的正弦波信号。在输出波形不失真的情况下,取R=5.1kW,用交流毫伏表分别测出R两端的电压并记入下表中,输入电阻Ri可通过计算获得。 USUiRi/kW测 量 值理 论 值(2)输出电阻的测量如输出电阻测量图所示连接电路,用交流毫伏表分别测量放大电路的开路电压Uo和负载电压UL并记入下表中,输出电阻Ro可通过计算获得。ULUoRo /kW测 量 值理 论 值六、注意事项1、要反复检查接线是否正确,经老师检
20、查后方可接通电源。2、改接线时,应关断电源后才能拆、接线3、接通电源时注意听、看、闻。如有异常立即关闭电源。七、实验预习报告及实验报告要求1、预习报告要求:写清实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理(电路图、使用注意事项)、实验内容及主要步骤、思考题的回答,实验数据记录表格。2、实验报告要求:写清实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理(电路图、公式推导和文字说明)、实验内容及步骤、实验数据处理(整理表格、计算过程、计算结果)、实验总结与应用(结论、误差分析、讨论问题、本实验的应用)、附原始记录数据(指导教师签字的)。实验三射极输出器一、实验目的1、掌握射极输出器的特性及测试方法2、进一步学习放
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- 模拟电子技术实验 模拟 电子技术 实验 讲义 02
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