电工电子教学基地模拟电子技术基础实验知道模电实验1

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1、模拟电子技术基础实验 哈尔滨工程大学电工电子教学基地一、实验名称低频实验中常用仪器的使用及半导体分立元件特性的测试二、实验目的 1.了解晶体管直流稳压电源、低频信 号发生器、交流数字毫伏表和示波器的基本工作原理，并初步掌握其使用方法。2.掌握用万用表判断二极管、三极管 的极性和质量的方法。三、实验仪器 WYK302B2直流稳压电源SG1641函数信号发生器SX1911交流数字毫伏表YB4320双踪示波器四、实验原理图在模拟电子技术实验里，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，最常用到的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表或指针式万用表等，如下图1所示。低频信号发生

2、器直流稳压电源毫伏表万用表实验电路示波器实验信号输出波形静态测试动态测试图1 模拟电子技术实验中测量仪器连接图五、实验内容1.WYK302B2直流稳压电源的使用（1）用途 为电路提供能源,作电路中的Vcc（2）主要技术指标 单路稳压输出0-30V（连续可调多圈） 单路稳流输出0-2A（连续单圈可调）（3）控制旋钮介绍（4）注意事项 a.当主路与从路相互独立时，这两路的作用完全一样； b.主路（从路）的输出端为“+”、“-”两端口，GND为内部接地端； c.主路（从路）输出电流时，要与外电路搭接成一个回路； d.主路（从路）输出电压时，主路（从路）的调流旋钮要旋到适当位置（不要左旋到最小）。2.

3、 SG1641宽频带函数信号发生器的使用（1）用途 为电路提供各种频率和幅度的交流输入信号（2）主要技术指标 a.波形 能够产生正弦波、三角波、方波等七种波形（我们主要使用正弦波）； b.频率范围 0.02Hz-2MHz分七档，频率范围重叠，量程单选。（3）控制旋钮介绍输出幅度衰减旋钮的使用：信号发生器的输出幅度Am的输出范围是0-7V（有效值）。-20dB=20lgk 解得，k=0.1此时Am的输出范围是0-700mV(有效值）。-40dB=20lgk 解得，k=0.01此时Am的输出范围是0-70mV(有效值）。 -60dB=20lgk 解得，k=0.001此时Am的输出范围是0-7mV(

4、有效值）。K 为放大倍数（4）注意事项 a.波形选择键和频率范围选择键都是单选的； b.根据实际需要选择合适的频率范围； c.根据信号的幅度选择适当的衰减倍数。3.SX1911交流数字毫伏表的使用（1）用途 用于测量电路输入、输出交流信号的有效值。（2）主要技术指标 交流电压测量范围100uA-400V。（3）控制旋钮介绍（4）注意事项 a. 接通电源以后，数字表大约有5秒钟不 规则的数据乱跳，这不是故障； b. 选择合适的量程，先调到大量程，再 根据显示的数字进一步选择量程； c. 读数时待数据稳定后在读取。4.YB4320双踪示波器的使用（1）用途 用来观察电路中各点的波形，以监视 电路是

5、否能正常工作，同时还用于测 量波形的周期、幅度、相位差及观察 电路的特性曲线等。（2）控制旋钮介绍 旋钮被分为三个区：功能区、X轴控 制区、Y轴控制区； 重点掌握X、Y轴灵敏度旋钮的使用。（3）注意事项 a. 选择合适的X、Y轴灵敏度旋钮的刻度； b.最佳观测波形要求：峰峰值占纵轴的60%，水平轴扫描1-2个周期。5、半导体分立元件特性的测试（1）用万用表判断二极管的极性与质量 a.判断原理 根据二极管的单向导电性。b.如何判断 万用表内部电池的正极接黑表笔，负极接红表笔。把万用表电阻档量程旋到X100或X1K，分别用红表笔和黑表笔接碰二极管的两极，表笔经过两次对二极管的交换测量，若两次测量的

6、电阻有明显的差异，则认定二极管是好的；测量结果呈低阻时，黑表笔所接电极为二极管的正极，另一端为二极管的负极。 （2）用万用表判断三极管的极性和质量 a.判断基极b 把万用表的欧姆档旋到X 100或X 1K， 将黑表笔接到自认为的基极上，然后用红表笔去接碰其余的管脚，如果两次测量的电阻都很大或都很小，则黑表笔接的是基极，两次测量电阻都很大时此管为PNP型的，电阻都很小为NPN型的。b.判断集电极 c和发射极e判断集电极 c和发射极e的原理：把三极管接成单管放大电路（图1-2），以测量管脚在不同接法时的电流放大系数的大小来比较，当管脚接法正确时的电流放大系数较接法错误时的电流放大系数大，由此可判断

7、出c和e。黑表笔红表笔bce 图1-2 判断c和e的电路原理图六、实验报告要求（1）上述四种仪器使用时的注意事项；（2）二极管和三极管的极性和质量的判别原理； (3) 实验报告下次实验时上交模拟电子技术基础实验 晶体管单级放大电路 哈尔滨工程大学电工电子教学基地一、实验目的1能根据一定的技术指标要求设计出单级放大电路，学习单级放大电路的一般设计方法。2学习晶体管放大电路静态工作点的设置与调整方法； 学习放大电路的电压放大倍数、最大不失真输出电压、输入电阻、输出电阻及频率特性等基本性能指标的测试方法。3研究电路参数变化对放大器性能指标的影响及放大器的安装与调试技术。4进一步学习万用表、示波器、信

8、号发生器、直流稳压电源和毫伏表等常用仪器的正确使用方法。二、实验原理1.单级放大电路 常用的有两种基本放大电路和电流负反馈工作点稳定电路。后者使用场合较为广泛。今天的实验电路要求同学们基于工作点稳定电路进行设计。2.静态工作点的选取 合适的静态工作点可以得到较好的电路放大倍数，合适的输出波形思考：Q点如何能影响放大倍数？Q点过高或过低都会导致非线性失真。1)饱和失真 Q点过高会产生饱和失真，使输出电压波形出现下削波。2)截止失真 Q点过低会产生截止失真，使输出电压波形出现上削波。此外，由于三极管本身的非线性会导致一种失真，称为固有失真。合适的静态工作点只能减小这种失真，而不能消除。三、性能指标

9、与测试方法单级放大电路的主要性能指标有以下几种：1.电压放大倍数Au测量方法：在保证输出不失真的情况下，给定输入，测量相应的输出即可。2.最大输出不失真电压Uomax测量方法：在测量电压放大倍数的基础上，逐渐增加输入信号幅值，同时观察输出波形，当输出波形刚出现失真时的Uo即为Uomax。注意测量时的失真判断。3.输入电阻Ri测量方法：采用如右图所示测量原理图。在信号源输出与放大器输入端之间，串接一个已知电阻 (一般选择 的值与 为同数量级的电阻)，在输出波形不失真的情况下，用交流毫伏表测量US及相应的 值，则 4.输出电阻Ro测量方法：如图所示。在输出波形不失真的情况下，首先测量RL未接入(空

10、载)时的输出电压 ，然后接入负载RL再测量此时放大器的输出电压U0，则5.频率响应 ：如果只要求测量放大器的频率响应 或通频带BW，则首先测出放大器中频区(如1kHz)时的输出电压U0，然后升高频率直到输出电压降到0.707U0为止(维持输入不变)，此时所对应的信号源的频率就是上限频率 。同理，维持输入不变，降低频率直到输出电压降到0.707U0为止，此时所对应的频率为下限频率 ，则放大器的频率响应为 四、实验操作1.电路安装(1)组装电路A. 检查三极管的质量、电阻的阻值及电解电容的充放电情况。 判断三极管好坏：检查三极管的两个PN结的好坏。B. 根据所设计的电路原理图，在面包板上插接元器件

11、。组装时，应尽量按照电路的形式与顺序布线，要求做到元件排列整齐，密度均匀，不互相重达，连接线要尽量做到短和直，避免交叉。对电解电容应注意正负极性，正极接高电位，负极接低电位。2.通电调试 在确认安装电路无误的条件下，可以进行调试(1)通电观察 观察接上电源之后，电路是否有异常现象，如冒烟、异常气味及元器件是否发烫等，应立即切断电源，检查电路，排除故障。(2)静态工作点的调整与测试 A. 电路搭建完成之后，电路并不是马上就处于良好的工作状态，必须要对电路进行调整，使三极管工作在合适的状态。 B. 实验中静态工作点的测试内容与理论中的略有不同。理论中用 、 、 和 来进行描述的。而在实验中通常只测

12、电压而避免测电流，因为电流大小可以通过测电压再把电流换算出来。另外，在实验中测量时要注意共地。为了在测量静态工作点时减少外界干扰，原则上应使输入端交流短路。C. 测量电路静态工作点的方法是：接通直流电源，放大电路不加输入信号，将放大器输入端接地，用三用表分别测量晶体管的E、B、C极的对地电压 、 及 。其中应首先调节Rb2，使得 为设计值，然后再测 、 ，则集电极电流等参数便可计算而得。(3)动态(性能指标)的测试 根据不同的设计选题，要明确自己的测试任务。无论哪个选题，都要进行静态测试，然后在进行动态测试。选题不同，动态测试内容有所差别，但是测试方法都是前面介绍的。选题A：放大倍数；最大输出

13、不失真电压（有效值）。此外，要讨论静态工作点Q升高或降低对放大电路输出波形的影响。选题B：放大倍数；输入电阻，输出电阻和频响。要讨论负载变化对放大器性能的影响，及静态工作点Q升高或降低对放大电路输出波形的影响。选题C：放大倍数；输入电阻，输出电阻和频响。五、实验思考题1.若Q点在交流负载线中点，当Rb2增加时，UCEQ将如何变化，此时若增加输入信号Ui,首先出现什么失真,波形如何?2.调整静态工作点时，Rb2要用一固定电阻与电位器相串联，而不能直接用电位器，为什么?附录说明1.三极管的管脚排列规律：如右图所示。千万不能搞错。否则，易损坏三极管。2.面包板的使用方法：（1）面包板的结构 板中间槽

14、的两边各有65*5个插孔，每5个一组。即，如图放置的面包板每侧竖排相连的5个孔是相同的。（2）面包板上元件的安装技术 应使用专门的布线工具，如镊子等，来进行布线。 不要用手插拔元件，尤其是集成电路。 注意不要将元器件短路。 按照信号流向布线，先布好核心器件，再布其它电阻、电容等。思考题：本实验中要使用到的47K滑动变阻器。如图所示。111312在连接时，应考虑如何将滑动变阻器连接入电路？3、仪器使用： 不同的信号选择不同的仪表静态工作点（直流）：万用表波形的观察：示波器（也可以用于测量）流电压（有效）值：数字电压表模拟电子技术基础实验功率放大功能电路设计实验 哈尔滨工程大学电工电子教学基地一、

15、实验目的1学会集成功率放大器的选择及应用方法，熟悉集成功 率放大器的使用注意事项。2掌握功率放大器的调试测量方法。二、实验原理集成功率放大器种类很多，它可以应用在很多场合，如收录机、电视机的功率输出电路、仪器仪表电路等。按采用电源的供电方式分为OTL电路和OCL电路，由于后者取消了耦合电容，其低频特性优于前者集成功率放大器是由集成运算放大器发展而来的，它的内部电路一般也由前置级、中间级、输出级及偏置电路等组成，不过集成功放输出级的输出功率大、效率高。另外，为了保证器件在大功率状态下安全可靠工作，集成功放中还常设有过流、过压以及过热保护电路等。下面介绍几种常用的集成功率放大器：1.LM386集成

16、功率放大器及其应用LM386是一种低电压通用型集成功率放大器其内部电路如右图所示，管脚排列采用8脚双列直插式塑料封装。LM386集成功放典型应用参数为：直流电源电压范围412V；额定输出功率为600mW；带宽300kHz(管脚1、8开路)；输入阻抗50k。 LM386内部电路由输入级、中间级和输出级等组成。LM386的典型应用电路管脚1、8开路时，负反馈最强，整个电路的电压放大倍数为20倍，若在1、8间外接旁路电容，可使电压放大倍数提高到200。在实际使用中往往在1、8之间外接阻容串联电路，如右图所示的 和C2，调节 即可使集成功放电压放大倍数在20200之间变化。管脚7与地之间外接电解电容C

17、5构成直流电源去耦电路。5脚外接电容C3为功放输出电容，以便构成0TL电路，R1、C4是频率补偿电路，用以抵消扬声器音圈电感在高频时产生的不良影响，改善功率放大电路的高额特性和防止高频自激。输入信号ui由C1接入同相输入端3脚，反相输入端2脚接地，故构成单端输入方式。三、功率放大器的性能指标与测试方法功率放大电路的主要性能指标有以下几种：1. 最大输出不失真功率Pomax最大不失真输出功率的测量实质上是测量功放的最大不失真输出电压。注意测量时的失真判断。2.电源提供功率Pv在动态情况下，串入供电线路一只直流电流表测出输出信号电压为Uomax时稳定电源提供的平均电流Io即可求得Pv3.电路效率输

18、出功率与电源供给功率之比定义为效率，即4.输入电阻Ri输入电阻的测量方法参照实验二中介绍的方法。三、实验操作1.电路安装(1)组装电路 A. 检查元器件是否完好 B. 根据所设计的电路原理图，在面包板上插接元器件。在将集成功放安装在面包板上时，千万注意不要将管脚弄弯甚至弄断。不要用手拔起集成块，需挪动时，要用镊子从两侧均匀用力，将其撬起。组装时，应尽量按照电路的形式与顺序布线，要求做到元件排列整齐，密度均匀，不互相重达，连接线要尽量做到短和直，避免交叉，更不能从集成块上方跨接。对电解电容应注意正负极性，正极接高电位，负极接低电位。电路接地线要尽量短，而且需要接地的引出端要尽量做到一点接地。2.

19、通电调试 在确认安装电路无误的条件下，可以进行调试。(1)通电观察 接上电源之后，观察电路是否有异常现象，如集成块冒烟、发烫或有异常气味等，应立即切断电源，检查电路，排除故障。(2)静态工作点的调整与测试 集成电路静态的调试应在输入信号 0(输入端接地)的条件下进行。应达到输出端对地电位为Vcc2(OTL)或零(OCL)，静态电流为几十毫安。注意：若发现此时集成块的输出较大，要立即断开电源，检查电路。3、动态(性能指标)的测试 根据不同的设计选题，要明确自己的测试任务。无论哪个选题，都要进行静态测试。 选题A：放大倍数；最大输出不失真功率 选题B：放大倍数，且可调；频率响应 选题C：放大倍数；

20、上下限频率；最大输出不失真功率测试完毕，记录完整数据之后，需要经指导教师检查验收完毕之后，方可拆卸电路，未经允许便拆卸电路者，不予承认实验成绩。 注意：返还元器件时，必须按规定送回实验仪器盒，尤其是电阻，需按 标称值放回对应的电阻格中。 四、实验思考题1.LM386是如何解决交越失真的问题的？2.若实验中出现自激振荡如何解决？附录说明1.LM386的管脚排列规律：如图所示。DIP封装的集成电路规律相同。模拟电子技术基础实验加减运算电路设计实验哈尔滨工程大学电工电子教学基地一、实验目的 能根据一定的技术指标要求设计加减运算电路 掌握由集成运放构成加减运算电路的安装与调测方法二、实验原理反向输入运

21、算放大器 输入与输出关系： 输入电阻： 输出电阻： 平衡电阻： 反馈电阻 值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移，一般为为几十千欧至几百千欧。 的取值应远大于信号源内阻。当 ，则输入输出为反相关系，可作为信号的极性转换电路 同相输入运算放大器输入与输出关系： 输入电阻： 式中 为运放本身同相端对地的模输入电阻，一般为输出电阻： 平衡电阻：反相输入加法运算放大器 当 时 图中 说明输出信号为输入信号相加 同相输入加法运算放大器 式中加减法运算电路 单运放加减运算电路 输出电压与各输入电压的关系：式中 双运放加减运算电路若取 则有 三、实际运放的非理想性实际运放的主要参数比较接近理想运放，但总不能

22、达到理想特性，所以在用实际运放来构成电路时，必然会对电路的性能产生影响，必然会造成运算误差，其性能主要有以下五个方面： 有限开环增益所产生的误差 有限输入电阻的影响 输出电阻 所产生的影响 输入失调电压 的误差 有限频宽所产生的影响及频率补偿四、集成运放选用原则及使用注意事项q 在选定集成运放时，必须根据特定的应用要求来进行 对于高精度的场合，必须选用增益高、失调小、漂移低的运放 当要求高速工作时，则应选择频带宽、转换速率高的运放 若用来构成采样保持电路，则要选用输入阻抗高的运放q 选用集成运放时，必须注意该运放的最大使用范围，如电源电压范围、功率、温度范围、最大差模输入电压、最大共模输入电压

23、、输出短路时间等极限参数，极限参数是绝对不可以超越的q “性能/价格比”也是需要考虑的一个因素，在满足功能要求的前提下，电路最简单、价格最低这才是最优方案。q 在考虑运放代换时 只有外引线功能完全相同，内部电路结构和参数、指标也完全相同的集成运放才能相互取代换用 对于性能、指标相同，但引线功能不同的同类型集成运放， 不能直接代用，可通过对原电路进行一定改造后代用。 对于外引线功能完全相同，性能又彼此接近的同类产品，在换用时应慎重处理五、电路安装与调试 对选定的运放安装使用前应认真查阅有关手册，了解所用集成运放各引脚排列位置、外接电路，特别是注意正、负电源，输出端及同相、反相输入端的位置 集成运

24、放接线要正确可靠 接触是否可靠可用直流电压表测量各引脚与地之间的电压值来判定；q 安装注意事项 集成运放的输出端应避免与地、正电源、负电源短接；同时输出端所接负载电阻不易太小，其值应使集成运放输出电流小于其最大允许输出电流，否则有可能损坏器件，或使输出波形变差；装接电路或改接、插拔器件时，必须断开电源，否则器件容易受到极大的感应或电冲击而损坏。q 运放的保护 电源反接保护 输入端保护（a）稳压管保护（b）二极管并联保护（c）二极管串联保护 输出端保护q 静态测试检查 用万用表直流电压档将直流电源输出电压调整到所需数值，电源关断后接入电路中，并认真检查，确保直流电源正确、可靠地接入电路，然后接通直流电源。 将电路的信号输入端对地短接，用万用表直流电压档测量集成运放各引脚端对地直流电压是否符合要求，然后对运放组成的电路进行调零、消振。q 动态测试 当静态检查正常后，切断直流电源，拆去电路输入端的对地短接线。 先对输入信号进行初测，使输入电压不超过规定的数值，然后将其接入被测电路的输入端，再接通直流电源，即可对电路进行动态测试。若为直流输入可用直流电压表进行测量，若为交流信号输入，则应采用交流毫伏表或示波器进行测试。