模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課件ppt-PowerPoint演示文

1、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)燕山大學(xué)電子實(shí)驗(yàn)中心2021/9/121模擬電子實(shí)驗(yàn)1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測(cè)試 實(shí)驗(yàn)2 單管放大電路 實(shí)驗(yàn)3 運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路 實(shí)驗(yàn)4 正弦波振蕩電路 實(shí)驗(yàn)5 積分與微分電路 實(shí)驗(yàn)6 自選頻率正弦振蕩器和反相放大器耦合的設(shè)計(jì)與實(shí)施 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測(cè)試 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)使用雙蹤示波器、信號(hào)發(fā)生器、晶體管毫伏表、萬(wàn)用表等常用儀器，掌握用示波器測(cè)量交流信號(hào)的電壓幅值、周期、頻率等參數(shù)。學(xué)習(xí)使用萬(wàn)用表判斷二極管、三極管管腳極性的方法。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí) 掌握常用電子儀器的型號(hào)、外型特點(diǎn)、參數(shù)

2、及特性，了解測(cè)量器件參數(shù)的方法。復(fù)習(xí)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測(cè)試 2. 三極管的簡(jiǎn)易測(cè)量：三極管可以等效為兩個(gè)串接的二極管，見(jiàn)圖2-5a。先按測(cè)量二極管的方法確定基極，由此也可確定三極管的類(lèi)型（PNP、NPN）。指針式萬(wàn)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(cè)試原理見(jiàn)圖2-5b,如被測(cè)三極管是NPN型管，先設(shè)一個(gè)極為集電極，與萬(wàn)用表的黑表筆相連接，用紅表筆接另一個(gè)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(shí)偏轉(zhuǎn)角度比第一次大，說(shuō)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測(cè)試 3. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自己設(shè)計(jì)測(cè)量步驟和相關(guān)表格，完成預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測(cè)試 三、實(shí)驗(yàn)要求 熟悉示波器的使用方法，觀測(cè)信號(hào)發(fā)生器的波形，正確讀出交流信號(hào)的周期和VP-P值。使用晶體管毫伏表測(cè)量正弦信號(hào)的有效值，和計(jì)算值進(jìn)行比較，計(jì)算誤差。認(rèn)真預(yù)習(xí)，填寫(xiě)好計(jì)算數(shù)據(jù)。請(qǐng)用鉛筆填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。完

4、成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測(cè)試 四、思考題實(shí)驗(yàn)中測(cè)量較高頻率的交流信號(hào)時(shí)用晶體管毫伏表，為什么不使用萬(wàn)用表？方波、三角波是否能用晶體管毫伏表測(cè)量？用示波器測(cè)量信號(hào)的周期、幅值時(shí)，如何才能夠保證其測(cè)量精度？我們用示波器測(cè)量信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的波形時(shí)，必須要紅夾子接紅夾子、黑夾子接黑夾子，為什么？實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測(cè)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(shí)間間隔為0.2ms/格，請(qǐng)讀出該正弦波的周期和VP-P值。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/

5、12實(shí)驗(yàn)1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)常用儀器儀表的使用及二極管和三極管測(cè)試 分別用示波器的交流、直流擋觀察同一信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的正弦波信號(hào)，發(fā)現(xiàn)它們的頻率、VP-P值相同，流擋觀察時(shí)，整個(gè)波形上移了一大格（若垂直靈敏度為1V/格），請(qǐng)分析并解釋原因。方波、三角波是否能用晶體管毫伏表測(cè)量？輸入信號(hào)的電壓幅值與其VP-P是什么關(guān)系？由于水平掃描時(shí)間的間隔（每格對(duì)應(yīng)的掃描時(shí)間）沒(méi)有選擇好，某正弦波在示波器的熒光屏上顯示不出一個(gè)完整周期，若想在熒光屏上看到該信號(hào)的完整周期，應(yīng)該增加還是減小水平掃描時(shí)間的間隔？ 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)2 單管放大電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉喂芊糯箅娐返撵o態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸

6、入電阻和輸出電阻的測(cè)量方法。 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)的變化對(duì)電壓放大倍數(shù)和輸出波形的影響。加深對(duì)放大電路工作原理的理解和參數(shù)變化對(duì)輸出幅度的影響。 了解和觀察失真現(xiàn)象，學(xué)會(huì)解決的方法。 進(jìn)一步掌握示波器、低頻信號(hào)發(fā)生器、晶體管毫伏表、萬(wàn)用表的使用。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)2 單管放大電路 二、預(yù)備知識(shí) 熟悉單管共射基本放大電路的原理圖，了解各個(gè)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(diǎn)的變化對(duì)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(xué)表達(dá)式。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)2 單管放大電路 4. 實(shí)驗(yàn)參考電路見(jiàn)下圖。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)

7、容2021/9/12實(shí)驗(yàn)2 單管放大電路 完成預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（參考四）三、實(shí)驗(yàn)及預(yù)習(xí)要求 復(fù)習(xí)晶體管放大電路中有關(guān)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的基本內(nèi)容并認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。 掌握RB1與靜態(tài)工作點(diǎn)之間的關(guān)系。 每人一組，在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立組裝單管放大電路。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，設(shè)計(jì)表格，記錄測(cè)試過(guò)程和參數(shù)。 調(diào)整、測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)。分析電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)2 單管放大電路 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求畫(huà)出單管放大電路的電路圖。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，設(shè)計(jì)表格，填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 總結(jié)RB、RC和RL變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)、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(duì)放大電路靜態(tài)的影響。

8、觀察并記錄波形，說(shuō)明電路參數(shù)對(duì)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(huì)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)2 單管放大電路 五、思考題 電路中C1、C2的作用如何？ 負(fù)載電阻的變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)有無(wú)影響？對(duì)電壓放大倍數(shù)有無(wú)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(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不合理？ 用示波器在電阻RL上觀察到如下的波形： 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)2 單管放大電路 請(qǐng)判斷此時(shí)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(diǎn)選的過(guò)（高 低），至使輸出波形（截止 飽和）失真，若想使示波器上的信號(hào)不失真

9、，采取什么樣的措施，可以消除失真？ 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)3 運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)使用集成運(yùn)算放大器，了解其型號(hào)、參數(shù)的意義。 掌握用集成運(yùn)算放大器組成比例、求和電路的方法。加深對(duì)線性狀態(tài)下運(yùn)算放大器工作特點(diǎn)的理解。二、預(yù)備知識(shí) 運(yùn)算放大器線性組件是一個(gè)具有高放大倍數(shù)的放大器，當(dāng)它與外部電阻、電容等構(gòu)成閉環(huán)電路后，就可組成種類(lèi)繁多的應(yīng)用電路。在運(yùn)算放大器線性應(yīng)用中可構(gòu)成以下幾種基本運(yùn)算電路：反相比例運(yùn)算、同相比例運(yùn)算、反相求和運(yùn)算、加減混合運(yùn)算等。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)3 運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路 2. 實(shí)驗(yàn)參考電路見(jiàn)下圖。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)

10、3 運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 畫(huà)出電路的電路圖。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，設(shè)計(jì)表格，填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 調(diào)整電路使其正常工作。 按照設(shè)計(jì)方案，驗(yàn)證運(yùn)算結(jié)果，并與理論值進(jìn)行比較。 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 分析誤差，探討原因。 回答思考題及總結(jié)、體會(huì)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)3 運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路 四、思考題 設(shè)計(jì)電路時(shí)，對(duì)集成運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端外接電阻有什么要求？ 做運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，是否需要調(diào)零（即Ui=0時(shí)， Uo=0 ）？不調(diào)零對(duì)電路有什么影響？實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)4 正弦波振蕩電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)一步學(xué)習(xí)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(cè)量方法。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)4 正弦波振蕩電路 二、預(yù)備知識(shí) 實(shí)驗(yàn)參考電路見(jiàn)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(yùn)算放大器選LM741。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)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(yīng)略大于3，Rf應(yīng)略大于2R1 式中Rf=RW+R2/Ro（Ro 為二極管導(dǎo)通電阻）。2） 起振幅值條件 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)4 正弦波振蕩電路 3） 穩(wěn)幅電路 實(shí)際電路中，一般

12、在負(fù)反饋支路中加入由兩個(gè)相互反接的二極管和一個(gè)電阻構(gòu)成的自動(dòng)穩(wěn)幅電路，其目的是利用二極管的動(dòng)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(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 繪制表格，整理實(shí)驗(yàn)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(fù)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(yīng)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)5 積分與微分電路 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)用運(yùn)算放大器組成積分、微分電路的方法，加深運(yùn)算放大器用于波形變換作用的概念。 進(jìn)一步熟悉幅值測(cè)量及分析誤差

13、的方法和能力。二、預(yù)備知識(shí) 積分與微分電路的工作原理。 計(jì)算有關(guān)理論值、繪制理想狀態(tài)下的輸出波形。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)5 積分與微分電路 三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 請(qǐng)用鉛筆填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 運(yùn)放的放大倍數(shù)取決于什么？ 用運(yùn)放A741制作交流放大器，已知輸入信號(hào)通過(guò)阻值為10K的Ri進(jìn)入輸入端，反饋電阻Rf為100K，此時(shí)測(cè)得其帶寬為330KHZ，如果將反饋電阻Rf 換成30K，試估計(jì)此時(shí)放大器的帶寬約為多少KHZ？ 若Vi為+0.5V，當(dāng)Ri=10K，Rf等于無(wú)窮大時(shí)，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(jì)性?xún)?nèi)容選做。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/

14、12實(shí)驗(yàn)5 積分與微分電路 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) ：將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表中。 1） 將信號(hào)發(fā)生器、模擬實(shí)驗(yàn)箱和示波器按照上述線路接好。2） 將信號(hào)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(shí)間常數(shù)RC按照下列表中的數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，測(cè)量輸出波形的VPP。5） 計(jì)算輸出波形的VPP。6） 計(jì)算誤差。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)5 積分與微分電路 2. 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) ：將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表中。 1） 設(shè)計(jì)內(nèi)容要求 題目：積分微分電路 將輸入方波通過(guò)積分電路轉(zhuǎn)換為三角波信號(hào)、給定方波信號(hào)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(hào)通過(guò)微分電路轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)。 2） 實(shí)驗(yàn)要求 設(shè)計(jì)電路、選擇元件并計(jì)算理論值。連接電路，再按輸入要求接入方波信號(hào)，用示波器觀察測(cè)量輸出電壓，與理論值相比較，分析誤差原因。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)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(duì)電路有何影響？ 在積分時(shí)間常數(shù)一定的情況下，積分電容C的大小對(duì)信號(hào)的影響如何？ 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)6 自選頻率正弦振蕩器和反相放大器耦合的設(shè)計(jì)與實(shí)施 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)，鍛煉分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。進(jìn)一步熟悉幅值測(cè)量及分析誤差的方法和能力。二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求 用四運(yùn)放LM3

16、24之一設(shè)計(jì)正弦波振蕩器，并把該振蕩器的振蕩輸出作為信號(hào)源使用。要求該振蕩器的振蕩頻率大于2 KHZ ( 根據(jù)實(shí)驗(yàn)箱中現(xiàn)有元器件的情況，自己選擇元器件并計(jì)算輸出信號(hào)的振蕩頻率，要有計(jì)算過(guò)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(yùn)放LM324之二，設(shè)計(jì)一個(gè)反相輸入的交流放大器(要求設(shè)計(jì)放大倍數(shù)為10倍)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2021/9/12實(shí)驗(yàn)6 自選頻率正弦振蕩器和反相放大器耦合的設(shè)計(jì)與實(shí)施 利用信號(hào)發(fā)生器，測(cè)量該放大器的帶寬（自己設(shè)計(jì)測(cè)量和表格，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量出該放大器的單位增益帶寬值）。 用自己設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，通過(guò)幅值調(diào)節(jié)裝置，把信號(hào)輸入到自己設(shè)計(jì)的交流放大器中，并用示波器測(cè)量輸入、輸出波形的VP-P值，測(cè)量所設(shè)計(jì)放大器的實(shí)際放大倍數(shù)（本步驟的設(shè)計(jì)圖紙必須在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前畫(huà)好，相應(yīng)部位的波形標(biāo)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(hào))，CH2通道觀察反相放大器的輸出信號(hào)