模擬電子技術(shù)實驗課件ppt-PowerPoint演示文

1、模擬電子技術(shù)實驗燕山大學電子實驗中心2021/9/121模擬電子實驗1 電子技術(shù)實驗常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測試 實驗2 單管放大電路 實驗3 運算放大器的基本運算電路 實驗4 正弦波振蕩電路 實驗5 積分與微分電路 實驗6 自選頻率正弦振蕩器和反相放大器耦合的設(shè)計與實施 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗1 電子技術(shù)實驗常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測試 一、實驗目的學會使用雙蹤示波器、信號發(fā)生器、晶體管毫伏表、萬用表等常用儀器，掌握用示波器測量交流信號的電壓幅值、周期、頻率等參數(shù)。學習使用萬用表判斷二極管、三極管管腳極性的方法。二、實驗預習 掌握常用電子儀器的型號、外型特點、參數(shù)

2、及特性，了解測量器件參數(shù)的方法。復習二極管、三極管的構(gòu)造與原理，總結(jié)判別二極管、三極管極性的方法。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗1 電子技術(shù)實驗常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測試 2. 三極管的簡易測量：三極管可以等效為兩個串接的二極管，見圖2-5a。先按測量二極管的方法確定基極，由此也可確定三極管的類型（PNP、NPN）。指針式萬用表判斷三極管的發(fā)射極和集電極是利用了三極管的電流放大特性，測試原理見圖2-5b,如被測三極管是NPN型管，先設(shè)一個極為集電極，與萬用表的黑表筆相連接，用紅表筆接另一個電極，觀察好指針的偏轉(zhuǎn)大小。然后用人體電阻代替圖2-5b中的RB，用手指捏住C和B極，C和B

3、不要碰在一起，再觀察指針的偏轉(zhuǎn)大小，若此時偏轉(zhuǎn)角度比第一次大，說明假設(shè)正確。若區(qū)別不大，需再重新假設(shè)。PNP型管的判別方法與NPN型管相同但極性相反。實驗內(nèi)容2021/9/12實驗1 電子技術(shù)實驗常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測試 3. 根據(jù)實驗內(nèi)容，自己設(shè)計測量步驟和相關(guān)表格，完成預習實驗報告。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗1 電子技術(shù)實驗常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測試 三、實驗要求 熟悉示波器的使用方法，觀測信號發(fā)生器的波形，正確讀出交流信號的周期和VP-P值。使用晶體管毫伏表測量正弦信號的有效值，和計算值進行比較，計算誤差。認真預習，填寫好計算數(shù)據(jù)。請用鉛筆填寫實驗數(shù)據(jù)。完

4、成實驗報告。實驗內(nèi)容2021/9/12實驗1 電子技術(shù)實驗常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測試 四、思考題實驗中測量較高頻率的交流信號時用晶體管毫伏表，為什么不使用萬用表？方波、三角波是否能用晶體管毫伏表測量？用示波器測量信號的周期、幅值時，如何才能夠保證其測量精度？我們用示波器測量信號發(fā)生器產(chǎn)生的波形時，必須要紅夾子接紅夾子、黑夾子接黑夾子，為什么？實驗內(nèi)容2021/9/12實驗1 電子技術(shù)實驗常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測試 5. 正弦波在示波器的熒光屏上顯示如下，已知垂直靈敏度為1V/格，水平掃描時間間隔為0.2ms/格，請讀出該正弦波的周期和VP-P值。 實驗內(nèi)容2021/9/

5、12實驗1 電子技術(shù)實驗常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測試 分別用示波器的交流、直流擋觀察同一信號發(fā)生器發(fā)出的正弦波信號，發(fā)現(xiàn)它們的頻率、VP-P值相同，流擋觀察時，整個波形上移了一大格（若垂直靈敏度為1V/格），請分析并解釋原因。方波、三角波是否能用晶體管毫伏表測量？輸入信號的電壓幅值與其VP-P是什么關(guān)系？由于水平掃描時間的間隔（每格對應的掃描時間）沒有選擇好，某正弦波在示波器的熒光屏上顯示不出一個完整周期，若想在熒光屏上看到該信號的完整周期，應該增加還是減小水平掃描時間的間隔？ 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗2 單管放大電路 一、實驗目的掌握單管放大電路的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸

6、入電阻和輸出電阻的測量方法。 觀察靜態(tài)工作點的變化對電壓放大倍數(shù)和輸出波形的影響。加深對放大電路工作原理的理解和參數(shù)變化對輸出幅度的影響。 了解和觀察失真現(xiàn)象，學會解決的方法。 進一步掌握示波器、低頻信號發(fā)生器、晶體管毫伏表、萬用表的使用。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗2 單管放大電路 二、預備知識 熟悉單管共射基本放大電路的原理圖，了解各個元件在電路中的作用以及各元件參數(shù)的選擇方法。觀察靜態(tài)工作點的變化對電壓放大倍數(shù)和輸出波形的影響。了解輸入電阻、輸出電阻、發(fā)射節(jié)工作電位的概念。 放大電路增益的數(shù)學表達式。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗2 單管放大電路 4. 實驗參考電路見下圖。 實驗內(nèi)

7、容2021/9/12實驗2 單管放大電路 完成預習實驗報告（參考四）三、實驗及預習要求 復習晶體管放大電路中有關(guān)靜態(tài)和動態(tài)性能的基本內(nèi)容并認真閱讀實驗指導書。 掌握RB1與靜態(tài)工作點之間的關(guān)系。 每人一組，在實驗室獨立組裝單管放大電路。 根據(jù)實驗過程，設(shè)計表格，記錄測試過程和參數(shù)。 調(diào)整、測量靜態(tài)工作點。分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響。 完成實驗報告。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗2 單管放大電路 四、實驗報告的要求畫出單管放大電路的電路圖。 根據(jù)實驗過程，設(shè)計表格，填寫實驗數(shù)據(jù)。 總結(jié)RB、RC和RL變化對靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)及輸出波形的影響。 列表總結(jié)電路元件對放大電路靜態(tài)的影響。

8、觀察并記錄波形，說明電路參數(shù)對波形的影響。 和理論值比較，分析誤差原因。 回答思考題及總結(jié)、體會。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗2 單管放大電路 五、思考題 電路中C1、C2的作用如何？ 負載電阻的變化對靜態(tài)工作點有無影響？對電壓放大倍數(shù)有無影響？ 飽和失真和截止失真是怎樣產(chǎn)生的？如果輸出波形既出現(xiàn)飽和失真又出現(xiàn)截止失真是否說明靜態(tài)工作點設(shè)置不合理？ 用示波器在電阻RL上觀察到如下的波形： 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗2 單管放大電路 請判斷此時放大器處于什么失真狀態(tài)？為什么？在電阻RL上觀察到波形如上，顯然工作點選的過（高 低），至使輸出波形（截止 飽和）失真，若想使示波器上的信號不失真

9、，采取什么樣的措施，可以消除失真？ 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗3 運算放大器的基本運算電路 一、實驗目的學會使用集成運算放大器，了解其型號、參數(shù)的意義。 掌握用集成運算放大器組成比例、求和電路的方法。加深對線性狀態(tài)下運算放大器工作特點的理解。二、預備知識 運算放大器線性組件是一個具有高放大倍數(shù)的放大器，當它與外部電阻、電容等構(gòu)成閉環(huán)電路后，就可組成種類繁多的應用電路。在運算放大器線性應用中可構(gòu)成以下幾種基本運算電路：反相比例運算、同相比例運算、反相求和運算、加減混合運算等。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗3 運算放大器的基本運算電路 2. 實驗參考電路見下圖。實驗內(nèi)容2021/9/12實驗

10、3 運算放大器的基本運算電路 三、實驗內(nèi)容及要求 畫出電路的電路圖。 根據(jù)實驗過程，設(shè)計表格，填寫實驗數(shù)據(jù)。 調(diào)整電路使其正常工作。 按照設(shè)計方案，驗證運算結(jié)果，并與理論值進行比較。 完成實驗報告。 分析誤差，探討原因。 回答思考題及總結(jié)、體會。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗3 運算放大器的基本運算電路 四、思考題 設(shè)計電路時，對集成運算放大器的兩個輸入端外接電阻有什么要求？ 做運算電路實驗時，是否需要調(diào)零（即Ui=0時， Uo=0 ）？不調(diào)零對電路有什么影響？實驗內(nèi)容2021/9/12實驗4 正弦波振蕩電路 一、實驗目的進一步學習RC正弦波振蕩電路的工作原理。 掌握RC正弦波振蕩頻率的調(diào)整

11、和測量方法。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗4 正弦波振蕩電路 二、預備知識 實驗參考電路見下圖。電路參考參數(shù)：R1=2k R2=2k R3=R4=15k RW=10k C1=C2=01F VD1、VD為IN4001 運算放大器選LM741。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗4 正弦波振蕩電路 RC正弦波振蕩電路元件參數(shù)選取條件1） 振蕩頻率 在上圖電路中，取R3=R4=R，C1=C2=C，則電路的振蕩頻率為 應略大于3，Rf應略大于2R1 式中Rf=RW+R2/Ro（Ro 為二極管導通電阻）。2） 起振幅值條件 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗4 正弦波振蕩電路 3） 穩(wěn)幅電路 實際電路中，一般

12、在負反饋支路中加入由兩個相互反接的二極管和一個電阻構(gòu)成的自動穩(wěn)幅電路，其目的是利用二極管的動態(tài)電阻特性，抵消由于元件誤差、溫度引起的振蕩幅度變化所造成的影響。三、實驗報告要求 繪制表格，整理實驗數(shù)據(jù)和理論值填入表中。 總結(jié)RC橋式振蕩電路的工作原理及分析方法。 四、思考題 負反饋支路中VD1、VD2為什么能起到穩(wěn)幅作用？分析其工作原理。為保證振蕩電路正常工作，電路參數(shù)應滿足哪些條件？ 振蕩頻率的變化與電路中的哪些元件有關(guān)？ 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗5 積分與微分電路 一、實驗目的學習用運算放大器組成積分、微分電路的方法，加深運算放大器用于波形變換作用的概念。 進一步熟悉幅值測量及分析誤差

13、的方法和能力。二、預備知識 積分與微分電路的工作原理。 計算有關(guān)理論值、繪制理想狀態(tài)下的輸出波形。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗5 積分與微分電路 三、實驗報告要求 請用鉛筆填寫實驗報告。 運放的放大倍數(shù)取決于什么？ 用運放A741制作交流放大器，已知輸入信號通過阻值為10K的Ri進入輸入端，反饋電阻Rf為100K，此時測得其帶寬為330KHZ，如果將反饋電阻Rf 換成30K，試估計此時放大器的帶寬約為多少KHZ？ 若Vi為+0.5V，當Ri=10K，Rf等于無窮大時，V0的輸出值是多少？ 在同相比例放大電路里，如果Rf等于0，輸出和輸入的關(guān)系如何？ 設(shè)計性內(nèi)容選做。 實驗內(nèi)容2021/9/

14、12實驗5 積分與微分電路 四、實驗內(nèi)容要求驗證性實驗 ：將實驗數(shù)據(jù)填入下表中。 1） 將信號發(fā)生器、模擬實驗箱和示波器按照上述線路接好。2） 將信號發(fā)生器的輸出調(diào)至頻率為250HZ、VPP為的方波。3） 用示波器的直流擋觀察積分波形。4） 將積分時間常數(shù)RC按照下列表中的數(shù)值進行調(diào)整，測量輸出波形的VPP。5） 計算輸出波形的VPP。6） 計算誤差。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗5 積分與微分電路 2. 驗證性實驗 ：將實驗數(shù)據(jù)填入下表中。 1） 設(shè)計內(nèi)容要求 題目：積分微分電路 將輸入方波通過積分電路轉(zhuǎn)換為三角波信號、給定方波信號的up-p=4V，T=2ms。輸出三角波的up-p值為36

15、V可連續(xù)調(diào)節(jié)。再將該三角波信號通過微分電路轉(zhuǎn)換為方波信號。 2） 實驗要求 設(shè)計電路、選擇元件并計算理論值。連接電路，再按輸入要求接入方波信號，用示波器觀察測量輸出電壓，與理論值相比較，分析誤差原因。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗5 積分與微分電路 五、思考題 在積分電路中Rf起什么作用？Rf 太大或太小對電路有何影響？ 在積分時間常數(shù)一定的情況下，積分電容C的大小對信號的影響如何？ 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗6 自選頻率正弦振蕩器和反相放大器耦合的設(shè)計與實施 一、實驗目的 通過綜合性實驗，鍛煉分析問題、解決問題。進一步熟悉幅值測量及分析誤差的方法和能力。二、實驗過程要求 用四運放LM3

16、24之一設(shè)計正弦波振蕩器，并把該振蕩器的振蕩輸出作為信號源使用。要求該振蕩器的振蕩頻率大于2 KHZ ( 根據(jù)實驗箱中現(xiàn)有元器件的情況，自己選擇元器件并計算輸出信號的振蕩頻率，要有計算過程。LM324要使用雙電源)。 用分壓的方法調(diào)節(jié)該振蕩器輸出端正弦波的VP-P值。用四運放LM324之二，設(shè)計一個反相輸入的交流放大器(要求設(shè)計放大倍數(shù)為10倍)。 實驗內(nèi)容2021/9/12實驗6 自選頻率正弦振蕩器和反相放大器耦合的設(shè)計與實施 利用信號發(fā)生器，測量該放大器的帶寬（自己設(shè)計測量和表格，通過實驗，測量出該放大器的單位增益帶寬值）。 用自己設(shè)計的信號發(fā)生器作為信號源，通過幅值調(diào)節(jié)裝置，把信號輸入到自己設(shè)計的交流放大器中，并用示波器測量輸入、輸出波形的VP-P值，測量所設(shè)計放大器的實際放大倍數(shù)（本步驟的設(shè)計圖紙必須在進入實驗室前畫好，相應部位的波形標志在旁邊）。 用示波器的CH1通道觀察起振波形(或反相放大器的輸入信號)，CH2通道觀察反相放大器的輸出信號