《模拟电路实验》实验一常用电子仪器的使用讲义

实验一常用电子仪器的使用 、实验目的: 1、本实验是验证性实验。通过本实验掌握电子电路实验中常用的电子仪器 示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、数字万用表等 的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、测试二极管的简单电路,掌握二极管的外特性,初步掌握用双踪示波器观察 正弦信号波形和读取波形参数的方法 二、预习要求 1、査阅有关电子仪器使用方法的资料及附录,了解示波器、信号发生器等仪器 仪表各旋钮按键的功能及使用方法 2、明确实验内容及要求,拟订必要的记录表格。 三、实验内容 1、常用仪器仪表 在模拟电子电路基础实验中,常用的电子仪器有如图1.1所示的相关仪器,其相 互关系及作用如下: 交流亳伏表 直流稳压电源 屏(截】线 Ucc 函数信号发生器 被测电路 示波器 。(线u4屏线 图1.1模拟电路实验常用仪器仪表相互关系 ①函数信号发生器:用来产生信号源的仪器,可按需要输出正弦波、方波、三角 波三种信号波形。输出电压最大可达20V-(峰峰值)。通过使用输出衰减开关 和输出幅度调节旋钮,可使输岀电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号 发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节 ②直流稳压电源:它是为被测实验电路提供能源,通常是电压输出,例如5~6V, 士12V或±15V,交流双~15V或单~9V等 ③示波器:用来测量实验电路的输出信号。通过示波器可显示电压或电流波形, 可测量频率、周期等其他有关参数。现简单介绍示波器的使用方法: 1)、寻找扫描光迹

实验一 常用电子仪器的使用 一、实验目的： 1、本实验是验证性实验。通过本实验掌握电子电路实验中常用的电子仪器—— 示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、数字万用表等 的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、测试二极管的简单电路，掌握二极管的外特性，初步掌握用双踪示波器观察 正弦信号波形和读取波形参数的方法。 二、预习要求： 1、查阅有关电子仪器使用方法的资料及附录，了解示波器、信号发生器等仪器 仪表各旋钮按键的功能及使用方法。 2、明确实验内容及要求，拟订必要的记录表格。 三、实验内容： 1、常用仪器仪表 在模拟电子电路基础实验中，常用的电子仪器有如图 1.1 所示的相关仪器，其相 互关系及作用如下： 图 1.1 模拟电路实验常用仪器仪表相互关系 ①函数信号发生器：用来产生信号源的仪器，可按需要输出正弦波、方波、三角 波三种信号波形。输出电压最大可达20VP－P（峰峰值）。通过使用输出衰减开关 和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号 发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。 ②直流稳压电源：它是为被测实验电路提供能源，通常是电压输出，例如 5～6V， ±12V 或±15V，交流双～15V 或单～9V 等。 ③示波器：用来测量实验电路的输出信号。通过示波器可显示电压或电流波形， 可测量频率、周期等其他有关参数。现简单介绍示波器的使用方法： 1）、寻找扫描光迹

将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”,输入耦合方式置“GND”,开机 预热后,若在显示屏上不出现光点和扫描基线,可按下列操作去找到扫描线:① 适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”③适当调节垂直(1)、水平(=) “位移”旋钮,使扫描光迹位于屏幕中央。(若示波器设有“寻迹”按键,可按 下“寻迹”按键,判断光迹偏移基线的方向。) 2)、双踪示波器一般有五种显示方式,即“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”三种单 踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入 信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。 3)、为了显示稳定的被测信号波形,“触发源选择”开关一般选为“内”触 发,使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。 4)、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后,若被显示的波形不稳定 可置触发方式开关于“常态”,通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压, 使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上 有时,由于选择了较慢的扫描速率,显示屏上将会出现闪烁的光迹,但被测 信号的波形不在ⅹ轴方向左右移动,这样的现象仍属于稳定显示 5)、适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示 二个周期的被测信号波形。在测量幅值时,应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置 于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。在测量周期时,应注意将 “X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。 还要注意“扩展”旋钮的位置。 根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(div或cm)与“Y轴 灵敏度”开关指示值(vdⅳv)的乘积,即可算得信号幅值的实测值 根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数(div或 cm)与“扫速”开关指示值(tldiⅳ)的乘积,即可算得信号频率的实测值。 ④交流毫伏表:交流毫伏表只能在其工作频率范围之内,用来测量正弦交流电压 的有效值。为了防止过载而损坏,测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上, 然后在测量中逐档减小量程。除交流毫伏表外,常用的测量仪器仪表还有万用表, 电流表,电压表,频率计等 ⑤被测实验电路:任何模拟电子电路实验都需要这一部分,它是硏究模拟电路的 基础,有的是一个单元实验电路,有的是采用设计式,有的是采用组合式(一部 分是固定电路,一部分是设计搭设的电路),无论哪一种被测实验电路都要通过 相关仪器准确地测量数据,观察实验现象和结果,进而真正掌握该电路的作用。 本实验中,通过二极管的简单测试和应用来了解上述模拟电子电路实验常用仪器 的正确使用方法及其相互关系。 2、实验电路 实验电路如图12所示 2.0V

R1 1K Vi V3 2.0V V2 2.0V D1 D2 + - Vo 将示波器 Y 轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机 预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：① 适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直（ ）、水平（ ） “位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（若示波器设有“寻迹”按键，可按 下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。） 2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单 踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入 信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。 3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触 发，使扫描触发信号取自示波器内部的 Y 通道。 4）、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定， 可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压， 使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。 有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测 信号的波形不在 X 轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。 5）、适当调节“扫描速率”开关及“Y 轴灵敏度”开关使屏幕上显示一～ 二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“Y 轴灵敏度微调”旋钮置 于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时，应注意将 “X 轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。 还要注意“扩展”旋钮的位置。 根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div 或 cm）与“Y 轴 灵敏度”开关指示值（v/div）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。 根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div 或 cm）与“扫速”开关指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。 ④交流毫伏表：交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压 的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上， 然后在测量中逐档减小量程。除交流毫伏表外，常用的测量仪器仪表还有万用表， 电流表，电压表，频率计等。 ⑤被测实验电路：任何模拟电子电路实验都需要这一部分，它是研究模拟电路的 基础，有的是一个单元实验电路，有的是采用设计式，有的是采用组合式（一部 分是固定电路，一部分是设计搭设的电路），无论哪一种被测实验电路都要通过 相关仪器准确地测量数据，观察实验现象和结果，进而真正掌握该电路的作用。 本实验中，通过二极管的简单测试和应用来了解上述模拟电子电路实验常用仪器 的正确使用方法及其相互关系。 2、实验电路 实验电路如图 1.2 所示

图1.2 四、实验步骤 用万用表的欧姆档(R×Ik或R×100k)检査二极管的好坏,并判断二极管 的正负极性 2、选用合适的量程档测量电阻的阻值。 3、调节直流稳压电源的两组输出,使之同时输出两组2V的电压源 4、调节信号发生器的频率选择旋钮,使之输出f=1kHz的正弦信号,同时,用晶 体管毫伏表选择合适的量程检测。调节输岀衰减粗调旋钮及细调旋钮,控制 输出信号电压为1V。作为实验电路的输入信号Ui。 5、在实验箱上安装实验电路,如图1.1.2所示。 6、用示波器测量实验电路的Ui和Uo。并记录实验数据于自拟表格中。 7、改变Ui,使Uⅰ=3V,f2kHz,重复实验步骤6 五、实验报告要求 1、写出本实验所用仪器的型号、名称及各自作用。 2、总结示波器、信号发生器、晶体管毫伏表的正确使用方法。 3、阐述万用表测试二极管的简单步骤和方法。 4、整理实验报告,并进行分析和讨论

图 1.2 四、实验步骤 1、用万用表的欧姆档（R×1k 或 R×100k）检查二极管的好坏，并判断二极管 的正负极性。 2、选用合适的量程档测量电阻的阻值。 3、调节直流稳压电源的两组输出，使之同时输出两组 2V 的电压源。 4、调节信号发生器的频率选择旋钮，使之输出 f=1kHz 的正弦信号，同时，用晶 体管毫伏表选择合适的量程检测。调节输出衰减粗调旋钮及细调旋钮，控制 输出信号电压为 1V。作为实验电路的输入信号 Ui。 5、在实验箱上安装实验电路，如图 1.1.2 所示。 6、用示波器测量实验电路的 Ui 和 Uo。并记录实验数据于自拟表格中。 7、改变 Ui，使 Ui=3V，f=2kHz，重复实验步骤 6 五、实验报告要求： 1、写出本实验所用仪器的型号、名称及各自作用。 2、总结示波器、信号发生器、晶体管毫伏表的正确使用方法。 3、阐述万用表测试二极管的简单步骤和方法。 4、整理实验报告，并进行分析和讨论

实验二晶体管共射极单管放大器 实验目的 1、本实验是验证性实验。通过本实验学会放大器静态工作点的调试方法, 分析静态工作点对放大器性能的影响。 2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压 的测试方法。 3、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2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采 用Ra1和R2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻R,以稳定放大器的静态工 作点。当在放大器的输入端加入输入信号u1后,在放大器的输出端便可得到 个与u1相位相反,幅值被放大了的输出信号u,从而实现了电压放大 OUT +10u < RB REI lk C3 信号由此输入 图2-1共射极单管放大器实验电路 在图2-1电路中,当流过偏置电阻Ra和Ra的电流远大于晶体管T的 基极电流I时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算 RBI

R1 10k C1 10u 20k RB1 20k T1 C2 10u RF 100 RE1 1k C3 100u + - Ui + - Us + - Uo 信号由此输入 OUT Vcc Vc Vb Ve RC1 100K 2.4k RW 实验二 晶体管共射极单管放大器 一、实验目的 1、本实验是验证性实验。通过本实验学会放大器静态工作点的调试方法， 分析静态工作点对放大器性能的影响。 2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压 的测试方法。 3、 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 2－1 为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采 用 RB1和 RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻 RE，以稳定放大器的静态工 作点。当在放大器的输入端加入输入信号 ui 后，在放大器的输出端便可得到一 个与 ui相位相反，幅值被放大了的输出信号 u0，从而实现了电压放大。 图 2－1 共射极单管放大器实验电路 在图 2－1 电路中，当流过偏置电阻 RB1和 RB2 的电流远大于晶体管 T 的 基极电流 IB时（一般 5～10 倍），则它的静态工作点可用下式估算 CC B1 B2 B1 B U R R R U + ≈

R UcE=Ucc-Ic (Rc+Re) 电压放大倍数 Rc∥R1 输入电阻 R=R31∥Ra2∥re 输出电阻 R0≈Rc 由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时, 离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必 要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各 项性能指标。一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此, 除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰 与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、放大器静态工作点的测量与调试 1)静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点,应在输入信号u1=0的情况下进行,即将放大 器输入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量 晶体管的集电极电流I以及各电极对地的电位UB、U和Uε。一般实验中,为了避 免断开集电极,所以采用测量电压U或U,然后算出Ic的方法,例如,只要测 出UE,即可用 IcsI=。算出Ie(也可根据= ,由U确定Ic), 同时也能算出U=U8-U,Ua=U-U。 为了减小误差,提高测量精度,应选用内阻较高的直流电压表。 2)静态工作点的调试

UCE＝UCC－IC（RC＋RE） 电压放大倍数 be C L V r R R A β // = − 输入电阻 Ri＝RB1 // RB2 // rbe 输出电阻 RO≈RC 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时， 离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必 要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各 项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此， 除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰 与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号 ui＝0 的情况下进行， 即将放大 器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量 晶体管的集电极电流 IC以及各电极对地的电位 UB、UC和 UE。一般实验中，为了避 免断开集电极，所以采用测量电压 UE或 UC，然后算出 IC的方法，例如，只要测 出 UE，即可用 E E C E R U I ≈ I = 算出 IC（也可根据 C CC C C R U U I − = ，由 UC确定 IC）， 同时也能算出 UBE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 C E B BE E I R U U I ≈ − ≈