云南民族大学电子实训报告.doc

实训项目一 常用电工电子仪器仪表的使用 一.实训目的及要求（1） 了解双踪示波器.低频信号发生器.稳压电源晶体管.毫伏表及万用表的原理框图和主要技术指标。（2） 掌握用双踪示波器测量信号的幅度和频率。（3） 掌握晶体管毫伏表的正确使用方法。（4） 掌握万用表的正确使用方法。二.实训仪器(1) 双踪示波器；(2) 低频信号发生器；(3) 直流稳压电源；(4) 晶体管毫伏表；(5) 数字式（或指针式）万用表。三.电测量指示仪表简介1)磁电系测量机构：它的固定部分由永久磁铁和处在磁极中间的圆柱行铁心构成。优点：准确度高.刻度均匀.阻尼强与消耗能量小，可制成0.1-0.5级的仪表；缺点：只能用来测量直流,结构复杂，价格较贵，过载能力小。2)电磁系仪表:它属于推斥类型，并且它的固定部分是由圆形线圈和装在线圈内部的磁电系测量机构铁片组成的。可动部分则是由装在转轴上的铁片.指针.弹簧游丝等部件组成。3)电动系仪表：电动系测量机构的固定部分是两个平行排列的固定线圈；可动部分由转轴.固定在转轴上的可动线圈.指针.阻尼翼片以及游丝组成。四.常用电子仪器的使用各仪表的功能如下:1.直流稳压电源是把交流电源转换成直流电源的装置，在实训中可为电子电路提供工作电源。2.示波器可用来观察电路中各测试点的波形，监测电路的工作情况，也可用于测量小信号的周期.幅度.相位差及观察电路的特性曲线等。3.低频信号发生器为测量电路提供各种频率.幅度.及波形的输入信号。4.晶体管毫伏表用于测量电路的输入.输出信号的有效值。5.数字式或指针式万用表一般用于测量电路的静态工作点和直流信号。6.晶体管特性分析仪用于对晶体管的特性及参数的测量。五.万用表的基本原理与使用1、万用表的组成（指示部分.测量电路.转换装置三部分）及一般使用方法.1) 指示部分：俗称表头，用于指示被测电量的数值“指示部分”是万用表的关键，其重要性（如灵敏度，精确等级等）都决定于表头的性能。2) 测量电路：是把被测的电量转化为适合于表头的微小信号，再通过“转换装置”转换成能够驱动指示部分所需的信号。3)转换装置：通过转换装置可实现万用表的各种测量类型和量程的选择。转换装置包括转换开关.接线柱.输入插孔等；转换装置有固定触电和活动触点。测量时，改变开关的位置，即可接通相应的触电，实现相应的测量功能。2、指针式万用表使用万用表测量的一般方法和步骤（1） 根据被测电量的类型（电压和电流），将转换开关置于相应的位置，然后确定测量的量程。（2） 测量电压，电流时所选量程最好使指针偏转在1/2以上位置。（3） 指针式万用表的测试表棒有正、负之分，测试电路的电量时，连接应正确；即红表棒电路中电压的正极（标有“+”号的位置），黑色表棒接电路中电压的负极（标有“-”号的位置）。如反接可能会导致表头指针反向偏转，严重时会损坏表头。（4） 测量电压时，两表笔与被测电路测试部分并联相接；测量电流时，则与被测电路测试部分串联相接；测量电阻的阻值时，两表笔于电阻的两端相连；而测量晶体管、电容等的参数时，则应将其端子插入万用表面板上的指定插孔。在测量电阻值时，万用表在更换每一次量程时，应先调零（两表笔短接，调整调零旋钮，使指针指在零点），然后再测试。（5） 万用表的表盘上有多条表尺度，读数时应根据被测电量，观看对应的表尺度，与量程挡联合读出正确的测量数值。六、实训内容及步骤：1、 稳压电源的使用： 接通电源开关，调节电压旋钮使两路电源分别输出+3V和+12V,用数字式（或指针式）万用表“DCV”挡测量输出电压的值。分别使输出为+20V，+15V（-15V），重复上面过程。2、低频信号发生器与晶体管毫伏表的使用 （1）信号发生器输出频率的调节方法 按下“频率范围”波段开关，配合面上的“频率调节”旋钮可使信号发生器输出频率在1Hz2MHz的范围改变。（2） 信号发生器输出幅度的调节方法：调节仪器“输出衰减”（20dB40dB）波段开关和“输出调节”电位器，便可在输出端得到所需的电压，其输出010V的范围。（3） 低频信号发生器与毫伏表的使用：将信号发生器频率旋钮调至1kHz调节“输出调节”旋钮，使输出电压为5左右的正弦波，分别置分贝衰减开关于dB 、-20dB、-40dB、-60dB挡,用毫伏表n分别测相应的电压值.3示波器的使用（） 使用前的检查与校准：a)先将示波器面上各键置于如下位置：触发方式位于内触发；C,GND,AC开关位于AC;高频，常态，自动开关位于自动位置；然后用同轴电缆将校准信号输出端与CHI通道的输入端相连，开启电源屏上显示幅度为1V、周期为1ms的方波。调节“亮度”和“聚焦”。b)交流信号电压幅值的测量：使低频信号发生器信号频率为1kHz、信号幅度为5V，适当选择示波器灵敏度选择开关“V/div”的位置，是示波器屏上能观察到完整、稳定的正弦波，则此时上纵向坐表示每格的电压伏特数，根据波形读出电压的数值，按要求测值填下表。输出衰减（db） 0 -20dB -40dB -60dB示波器（v/div）位置 5 0.5 0.05 0.005峰峰波形高度（格） 1 1 0.8 0.8峰峰电压值（v） 5 5 5 5电压有效值（v） 2.88 2.88 2.88 2.88(2) 信号频率的测量：将示波器扫描速率中的“微调”置于校准位置，按要求的频率，由信号发生器输出信号，用示波器测出其周期，再计算频率，并将所测结果与已知频率比较。 信号频率（Hz） 1 1 5 50 100扫描速度（v/div） 1 1 1 2 2一个周期占有水平格数 2 3.8 2 2 2信号频率 0.5ms 50us 50us 10us 5us实训项目二：焊接基本原理和技术一、实训要求1. 了解各种焊接工具的名称、型号、规格、用途。掌握其使用方法及电烙铁的故障检修。2. 熟悉电子元件的安装方法及安装形式，引脚的处理与成型。3. 通过课堂练习提高焊接技术。二、焊接的基本原理焊接是使金属连接的一种方法，一般利用加热的手段，在两种金属的接触面，通过焊接材料的院子或分子的相互扩散作用，使两种金属件形成一种永久的牢固结合。如果在焊接的过程中需要融入第三种物质，则成为“钎焊”，所加熔上去的第三种物质成为“焊料”。按焊料熔点的高低又将钎焊分为硬钎焊和软钎焊，通常以450摄氏度为界，低于450度的成为软钎焊。电子产品安装工艺中的焊接就是软钎焊的一种，主要用锡，铅等低熔点合金做焊料，因此俗称锡焊。要形成扩散，必须满足一下几个条件：1)两金属表面能充分接触，中间没有杂质隔离（例如氧化膜，油污等）。2)温度足够高。3)时间足够长。在冷却的过程中，两个焊手的位置必须相对固定。在凝固的瞬间不能有任何外力所造的位移产生，一边熔融的金属在凝固时有机会重新生成其特定的晶相结构，使得焊接部位保持应有的机械强。三、焊接工具、焊料与焊剂1、焊接工具1） 电烙铁常用的电烙铁为直热式，其中又分为外热式和内热式两种（一般用内热式）。(1) 电烙铁的功能、构造：加热焊区各被焊金属，融化焊料、运载焊料和调节焊料用量，构造简单。(2) 电烙铁的工作原理：一个电热器在电能的作用下发热、传热和散热的过程。(3) 电烙铁的功率:一般选用30-35w2) 电烙铁头 A、电烙铁头的选择与修整（铲形、尖形）3) 其他工具 吸锡器，镊子，尖嘴钳，支架等2、焊料 焊料又叫钎料，一般选用铅锡合金，熔点是183摄氏度，铅锡焊料中含锡量越高，其浸润性月强。而含铅量越高时，焊点表面耐腐蚀性能越佳。3、焊剂焊剂一般由具有还原性的块状、粉状、或糊状物质当任。焊剂的熔点比焊料低，其比重、粘度，表面张力都比焊料少。因此在焊接时，焊剂会先融化，横快的流浸、覆盖于焊料及被焊金属的表面，其道隔绝空气防止金属表面氧化的作用，起到降低焊料本身和被焊金属的表面张力，增加焊料润湿能力的作用。焊剂的种类有很多，分为有机和无机类。在电子技术中主要以松香和焊锡膏为主。四、焊接方法1.手工焊接：采用手工操作的一种传统焊接方法（1）绕焊：将被焊接元器件的引线或导线在接触点上缠绕后在进行焊接。 特点：强度最高，但拆线困难。（2）钩焊：将被焊元器件的引线钩接在被连接件的孔中进行焊接。 特点：强度较好（3）搭焊：将被焊元器件的引线打在接点上进行焊接。 特点：强度弱，但拆装方便。（4）插焊：将被焊元器件的引线插入电路板孔洞中进行焊接。 特点：稳固，适用于印刷电路的制作。五、手工焊接的操作手法与注意事项1、电烙铁的握法电烙铁的握法分为三种(如图2-1所示)反握法：是用五指把电烙铁的柄握在掌内。此法适用于大功率电烙铁，焊接散热量大的被焊件。正握法：此法适用于较大的电烙铁，弯形烙铁头的一般也用此法。握笔法：用握笔的方法握电烙铁，此法适用于小功 率电烙铁，焊接散热量小的被焊件，如焊接收音机、电视机的印制电路板及其维修等。图2-1电烙铁的握法2、 焊锡丝的拿法焊锡丝一般有两种拿法，如图2-2所示。焊接时可能将成卷的焊锡丝拉至32cm左右，或者截成30cm左右的小段，用左手的拇指和食指轻轻捏住焊锡丝，端口留出3-5cm，借助其他手指的配合把焊锡丝向前送进。图2-2焊锡丝的拿法3、电烙铁使用注意事项1）电烙铁的电源线最好选用纤维编织花线或橡皮软线，这两种线不易被烫坏。2）使用前，先用万用表测量一下电烙铁插头两端是否短路或开路，正常时20W内热式电烙铁阻值约为2.4千欧左右(烙铁心的电阻值)。再测量插头与外壳是否漏电或短路，正常时阻值应为无穷大3）烙铁头一般用紫铜制成，新烙铁使用前应先上锡。目前有一种称之为“长寿命”的烙铁头，是在紫铜表面镀以纯铁或镍，保护烙铁头不易氧化，使用寿命比普通烙铁头高1020倍。这种烙铁头不宜用挫刀加工，使用过程中也不要在硬物上摩擦以免破坏表面镀层，缩短使用寿命。如果烙铁头上有残渣，可在沾湿的海绵上擦掉。4）在使用间歇中，电烙铁应搁在金属的烙铁架上，这样既保证安全，又可适当散热，避免烙铁头“烧死”。5）在使用过程中，电烙铁应避免敲打碰跌，因为在高温时的震动，最易使烙铁芯损坏。附加：电烙铁的使用要求1）新烙铁在使用前的处理一把新烙铁不能拿来就用，必须先对烙铁头进行处理后才能正常使用，就是说在使用前先给烙铁头镀上一层焊锡。具体的方法是：首先用锉把烙铁头按需要锉成一定的形状，然后接上电源，当烙铁头温度升至能熔锡时，将松香涂在烙铁头上，等松香冒烟后再涂上一层焊锡，如此进行二至三次，使烙铁头的刃面及其周围就要产生一层氧化层，这样便产生“吃锡”困难的现象，此时可锉去氧化层，重新镀上焊锡。2）烙铁头长度的调整，焊接集成电路与晶体管时，烙铁头的温度就不能太高，且时间不能过长，此时便可将烙铁头插在烙铁芯上的长度进行适当地调整，进而控制烙铁头的温度。3）烙铁头有直头和弯头两种，当采用握笔法时，直烙铁头的电烙铁使用起来比较灵活。适合在元器件较多的电路中进行焊接。弯烙铁头的电烙铁用在正握法比较合适，多用于线路板垂直桌面情况下的焊接。4）电烙铁不易长时间通电而不使用，因为这样容易使电烙铁芯加速氧化而烧断，同时将使烙铁头因长时间加热而氧化，甚至被烧“死”不再“吃锡”。5）更换烙铁芯时要注意引线不要接错，因为电烙铁有三个接线柱，而其中一个是接地的，另外两个是接烙铁芯两根引线的（这两个接线柱通过电源线，直接与220V 交流电源相接）。如果将 220V 交流电源线错接到接地线的接线柱上，则电烙铁外壳就要带电，被焊件也要带电，这样就会发生触电事故。6）用万用表检查电源插头之间的电阻值大小，通过电阻值来确定电烙铁是否有短路、开路等情况。一般35w电烙铁的正常组织在1.4千欧左右。六、焊接过程与操作要领1、焊接过程如图2-3所示： 图2-3 焊接过程示意图1）焊前处理步骤焊接前，应对元器件引脚或电路板的焊接部位进行处理，一般有“刮”、“镀”、“测”三个步骤：“刮”：就是在焊接前做好焊接部位的清洁工作。一般采用的工具是小刀和细砂纸，对集成电路的引脚、印制电路板进行清理，去除其上的污垢，清理完后一般还需要往待拆元器件上涂上助焊剂。“镀”：就是在刮净的元器件部位上镀锡。具体做法是蘸松香酒精溶液涂在刮净的元器件焊接部位上，再将带锡的热烙铁头压在其上，并转动元器件，使其均匀地镀上一层很薄的锡层。“测”：就是利用万用表检测所有镀锡的元器件是否质量可靠，若有质量不可靠或已损坏的元器件，应用同规格元器件替换。2）焊接步骤(1)准备施焊准备好焊锡丝和烙铁，左手拿焊丝，右手握电烙铁，做好焊前准备。(2)加热焊件将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部件(如印制板上的引线和焊盘)都受热，烙铁头成45度角，顶住焊盘和组件脚，其次注意让烙铁头的扁平部分(较大部分)接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。(3)上锡将锡线从组件脚和烙铁接触面处引入，锡线熔化时，掌握进线速度;当锡散满整个焊盘时，拿开锡线，锡线不可从直接在烙铁头上，以防止助焊剂烧黑，整个上锡时间大概为12秒。在焊件加热到能熔化焊料的温度后，将焊丝置于焊点，焊料开始融化并润湿焊点。(4)移开焊锡在熔化一定量的焊锡后，将焊锡丝移开拿开锡线，炉续放在焊盘上，时间大概为12秒。(5)移开烙铁在焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该大致45的方向。对于焊接热容量较小的工件，可以简化为二步法操作：准备焊接，同时放上电烙铁和焊锡丝，同时撤走焊锡丝并移开烙铁2、焊接要点焊接时，应保证每个焊点焊接牢固、接触良好，锡点应光亮、圆滑无毛刺，锡量适中。锡和被焊物熔合牢固，不应有虚焊。所谓虚焊，是指焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。为避免虚焊，应注意以下几点：1）保证金属表面清洁若焊件和焊点表面带有锈渍、污垢或氧化物，应在焊接之前用刀刮或砂纸直至露出光亮金属，才能给焊件或焊点表面镀上锡。2）掌握温度 为了使温度适当，应根据元器件大小选用功率合适的电烙铁，并注意掌握加热时间。若用功率小的电烙铁去焊接大型元器件或在金属底板上焊接地线，易形成虚焊。烙铁头带着焊锡压在焊接处时，若移开电烙铁后，被焊处一点焊锡不留下很少，则说明加热时间太短、温度不够或被焊物太脏；若移开电烙铁前，焊锡就往下流，则表明加热时间太长，温度过高。3）上锡适量 根据所需焊点的大小来决定烙铁蘸取的锡量，使焊锡足够包裹住被焊物,形成一个大小合适且圆滑的焊点。若一次上锡不够，可再补上，但须待前次上的锡一同被熔化后再移开电烙铁。如图2所示，过量的焊锡不但无必要地消耗了焊锡，而且还增加焊接时间，降低工作速度。更为严重的是，过量的焊锡很容易造成不易觉察的短路故障。焊锡过少也不能形成牢固的结合，同样是不利的。特别是焊接印制板引出导线时，焊锡用量不足，极容易造成导线脱落。 图24）选用合适的助焊剂助焊剂的作用是提高焊料的流动性，防止焊接面氧化，起到助焊和保护作用。焊接电子元器件时，应尽量避免使用焊锡膏。比较好的助焊剂是松香酒精溶液，焊接时，在被焊处滴上一点即可。5) 焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的，如果操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应至少不小于30cm，通常以40cm时为宜。6) 电烙铁的正确撤离 烙铁撤离有讲究，不要用烙铁头作为运载焊料的工具。烙铁撤离要及时，而且撤离时的角度和方向对焊点的形成有一定的关系，一般烙铁轴向45撒离为宜。因为烙铁头温度一般都在300多C，焊锡丝中的助焊剂在高温下容易分解失效，所以用烙铁头作为运载焊料的工具，很容易造成焊料的氧化，焊剂的挥发；在调试或维修工作中，不得己用烙铁头沾焊锡焊接时，动作要迅速敏捷，防止氧化造成劣质焊点。七、焊接的质量检验1、对焊点的质量要求，应该包括电气接触良好、机械结合牢固和美观三个方面。保证焊点质量最重要的一点，就是必须避免虚焊。焊接不良的现象有：粘附力不够、锡尖、锡珠和假焊、虚焊。如图3所示。图3虚焊是焊点处只有少量的锡焊住，造成接触不良，时通时断。虚焊与假焊都是指焊件表面没有充分镀上锡层,焊件之间没有被锡固住,是由于焊件表面没有清除干净或焊剂用得太少以及焊接时间过短所引起的。 所谓“焊点的后期失效”，是指表面上看上去焊点质量尚可，不存在“搭焊”、“半点焊”、“拉尖”、“露铜”等焊接疵点，在车间生产时，装成的整机并无毛病，但到用户使用一段时间后，由于焊接不良，导电性能差而产生的故障却时有发生，是造成早期返修率高的原因之一，这就是“虚焊”。“虚焊”一般是在焊接点有氧化或有杂质和焊接温度不佳,方法不当造成的.实质是焊锡与管脚之间存在隔离层.它们没有完全接触在一起.肉眼一般无法看出其状态. 但是其电气特性并没有导通或导通不良,影响电路特性。产生的主要原因1）.焊锡质量差；2）.助焊剂的还原性不良或用量不够；3）.被焊接处表面未预先清洁好，镀锡不牢；4）.烙铁头的温度过高或过低，表面有氧化层；5）.焊接时间太长或太短，掌握得不好；6）.焊接中焊锡尚未凝固时，焊接元件松；7）.元器件引脚氧化。对焊点的要求 1）、可靠的电气连接 2）、足够的机械强度 3）、光洁整齐的外观2、检验焊接质量的方法 检测质量有多种方法，比较傲先进的方法是用仪器进行。而在通常条件下，则采用观察外观和用电烙铁充焊的方法来检验。（1）外观观察检验方法目视检查目视检查就是从外观上检查焊接质量是否合格，也就是从外观上评价焊点有什么缺陷。目视检查的主要内容有：A、 是否漏焊，即应该焊的焊点没有焊上B、 焊点的光泽好不好C、 焊点的焊料足不足D、 焊点的周围是否残留焊剂E、 有没有连焊、焊盘有滑脱落F、 焊点有没有裂痕G、 焊点是不是凹凸不平，是否有拉尖现象图4为正确的焊点和剖析图图4（2）手触检查 手触检查主要是指触摸元器件时，是否松动、焊接不牢的现象。用镊子夹住元器件引线，轻轻拉动时，有无松动现象。焊点在摇动是，上面的焊锡有无脱落现象。（3）带松香重焊检验法 用带松香的焊剂、缺少焊锡的电烙铁重新熔融焊点，从旁边或下方撤走洛铁，若有虚焊，其焊锡一定都会被强大的表面张力收走，是虚焊处暴露无余。实训项目三：印刷电路板的手工焊接一实训目的1、 了解印制板的工艺过程和必备器材2、 了解电路原理图，元件排列顺序，元件安装图演变过程3、 学会印制电路板的手工焊接方法二、实训原理 印制电路板手工焊接装配流程:待装元件准备引脚成型插装焊接剪引脚检查1、 元器件引脚成型2、 装配工艺及焊接要求（1） 装配工艺a、装配过程严格操作b、插装应先小后大，先低后高，先轻后重，先里后外c、有卧式插装、立式插装、贴板插装和悬空插装d、每个焊盘只许插入一根引脚e、引脚伸出电路板长度一般为1-1、5mm（2） 焊接要求a、 烙铁头不能施压电路板b、 不能在一个焊点上停留时间太长c、 不能烫伤周围器件d、 结束后，应保证电路无漏焊接、错焊、虚焊（3） 单面板焊接元器件应安装在无铜箔的一面，引脚穿过通孔与焊盘接在一起。（4） 易损元器件焊接a、 引脚如果采用镀金处理或已经镀锡，可直接焊接b、 尽可能缩短焊接时间c、 保证电烙铁良好接地d、 使用低熔点焊料e、 工作台最好铺上防静电胶垫f、 烙铁头应尖一些（5） 拆焊方法a、 使用吸锡器进行拆焊b、 使用吸锡绳进行拆焊c、 使用合适的空心针头d、 用吸锡电烙铁（6） 焊接质量要求a、 焊点要有足够机械强度b、 具有良好导电性，防止虚焊c、 表面光滑、清洁、不应有毛刺、空隙、无污垢（7） 焊接缺陷分析a、 形状近似圆锥而表面凹陷，呈漫坡状，以元件引脚为中心，对称成裙形展开，虚焊点的表面向外凸出，可鉴别出来。b、 焊点上焊料的连接面呈凹形自然过渡，焊锡和焊件交界处平滑，接触角尽可能小。一、 实训内容及步骤1、 选择一小型电路，备齐电路所需元器件，并自制印制电路板，完成元器件的安装与焊接。2、 组装比较完成元器件正直立装、倒装、卧装和横装的焊接，比较结果，做好记录。3、 拆装练习（1） 分离元件拆卸。（2） 集成器件的拆卸。（3） 印刷版的拆卸。实训项目四：基本单管放大电路的制作一、 实训概要通过本项目实训学习，加深对晶体管的放大作用的理解，正确理解晶体管处于放大状态下的偏置条件；能够熟练的对晶体管放大电路进行调整，以使其满足工程实际的要求。同时正确掌握放大器电压放大倍数、输入输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法，为今后的实际工作打下良好的基础。1、 实训要求(1) 通过实训学习，深入理解晶体管基本放大电路的特性和偏置条件；掌握偏置电路的正确调整方法。(2) 加深理解失真现象产生的原因，掌握克服失真现象的技术措施与调整方法；(3) 通过实训学习，掌握基本放大电路电压放大倍数、输入输出电阻及最大不失真输出电压的测量方法。2、 实训重点（1） 晶体管共射极基本放大电路偏置的调整方法；（2） 了解晶体管的性能和特点，熟悉放大电路动态参数的测试方法；3、 实训预习（1） 认真复习教材中关于晶体管单管放大电路的有关知识；（2） 深刻理解晶体管放大电路的偏置条件及偏置条件对电路的影响；（3） 掌握单极型晶体管的性能特点；（4） 掌握常用电工测量仪表的基本原理和正确使用方法。二、 实训仪器与器材1、 双踪示波器2、 函数发生器3、 晶体管毫伏表4、 数字万用表5、 直流稳压电源6、 电路万用板、晶体三极管、电阻、电容若干。三、 分压式放大电路原理共发射极放大器是晶体管放大电路中常用的一种基本电路，它能把频率为几十赫兹到几百千赫兹的信号进行不失真放大。如图所示的偏置电路称为分压式偏置放大电路，是一种可以稳定工作点的电路。该电路满足I1,I2IB时，基极电位VB只由VCC、R1和R2决定，与BJT参数无关。由于VCC、R1和R2对温度均不敏感，所以VB稳定。当某种原因（如温度增加，电源电压增加或更换更大的BJT）使得工作点的IC增加时，则电路依靠直流负反馈的作用，可以抑制IC增加，使得工作点稳定，故采用射极偏置电路的共射放大电路。图4-1分压式偏置放大电路发射极正偏，集电结反偏是三极管构成放大电路的前提条件，因此必须首先设置电路的直流状态，即静态工作点Q，分压式偏置电路的稳定Q点条件为： I1、I2IB或VBQVBEQ (1)在工程上将VB10VBE或者I1、I210IB作为分压式射极偏置电路的稳定偏置条件，并按此条件来选取基极偏置电阻R1、R2和 射极偏置电阻RE的值，估算公式为：VBVCCR2R1+R2 (2)IE=VB-VBERE (3)VCEVCC-(RC+RE)IC (4)在设计小信号放大电路时，一般取IC=0.5mA-2mA，将Q点设置在交流负载线的中间位置是最为理想的。实际工作中，也取VCE=0.5VCC，将Q点设置在直流负载线的中间，根据VCEVCC-(RC+RE)IC初步确定RC及电路其它参数后，再根据动态性能指标的要求，对Q点进行一些调整。由于共射放大器输出电阻的公式为： R0RC (5)所以RC的值受到R0的限制，一般RC要比R0稍微小一些。又根据增益公式：AV-(RCRL)rbe (6)RC还要根据电路的增益AV进行调整，以满足设计的各项动态性能指标。室温（300K）时，VT26mV,故rbe=rbb1+(1+)VTIEQ (7) Ri=R1R2rbe (8)四、 实训内容及步骤1、静态工作点的调整与测试：根据如图所示的电路图组装单级共射放大电路，经检查无误后，接通预先调整好的直流电源+12V。从信号发生器输出f=1KHZ正弦电压接到放大电路的输入端，将放大电路的输出电压接到示波器，此时可以逐渐增大输入信号，并调整R1支路上串联的电位器Rp,使输出波形的顶部的底部差不多同时开始畸形，说明静态工作点Q正好位于交流负载线中间，放大器的动态范围最大，此时电路的工作点称为最佳静态工作点。图4-2分压式单管放大电路用万用表测量放大器静态工作点VE、VB、VCE，计算VBE、IEQ、VCE,数据记入表中。 测量值 计算值UB(V) UE(V)UC(V) RB2(V) UBE(V) UCE(V)IC(V)2、放大器电压与放大倍数的测量： 在正常放大状态下，将函数发生器输出的正弦信号接在Ui，设置信号频率f=1KHZ,用晶体管毫伏表测量放大器输入端的信号，是Ui=5mv左右，测量Uo,计算放大器的电压增益：AV=VoVi,为了防止输入信号过大或测试不稳定，测试电路可以采用如图所示的连接电路进行测试；数据填入表中。图4-3分压式单管放大电路测试图输入电压Ui(ms)输出电压Uo(V) AV 输出波形3、放大器输入电阻的测量输入电阻Ri的大小表示放大电路从信号源或前级放大电路获取功率的多少。可采用“两次电压法”测量放大器的输入电阻，当测试电表内阻时，可以采用如图所示测试原理图进行测量，即在放大器的输入回路中串联一个阻值与被测输入电阻Ri相当的取样电阻R，根据输入电阻定义和电路分析得：Ri=UiIi,Ii=Us-UiR 则有Ri=UiRUS-Ui,因此，只要直接测出电阻两端对地电压US和Ui,即可计算出放大器的输入电阻。图4.3两次电压法测量放大电路的输入电阻4 、放大器输出电阻的测量：输出电阻RO的大小反映了电路负载能力的大小。输出电阻越小，带负载能力越强。输出电阻的测量可采用“两次电压法”间接测量。测试原理如图所示。图4.3两次电压法测量放大电路的输出电阻保持输入信号不变，首先在不接负载RL的情况下，用毫伏表测得输出电压UO，然后再接上负载RL测得输出电压UL，通过公式计算放大器的输出阻抗：RO=(UOUL1)RL UOUi Ro5. 测量放大电路的通频带 放大电路的通频带一般通过测量放大电路的幅频特性得到。放大器的幅频特性是指放大电路的电压增益输入信号频率之间的关系曲线，一般用逐点法进行测量。在保持输入信号幅值不变的情况下，改变输入信号的频率，逐点测量对应于不同频率时的电压，用描点法可画出幅频特性曲线。通常将电压增益下降到中频电压增益的0.707倍所对应的频率为该放大电路上、下限载止频率，用fH和fL表示，则该放大电路的通频带：BW=fH-fL。记录相关数据，填人表中频率值f(HZ)0.1fLfL10fL0.1fHfH10fHBW=fH-fLUomax(V)实训项目五：集成运算放大器的应用大电路一、实训摘要通过本章实训学习，加深对集成运算放大器原理的理解，正确理解集成运算放大器工作的偏置条件；能够熟练的对运算放大器进行零偏调整，以使其满足工程实际的要求。同时正确掌握运算放大器反相放大、同向放大、比例运算电路的测试方法，为今后的实际工作打下良好的基础。1、实训要求 1）通过实训学习，深入理解运算放大器的偏置条件；掌握偏置电路的正确调整方法。2）加深理解运算放大器的虚地、虚短、虚短等概念，掌握克服零偏执现象的技术措施与调整方法；3）通过实训学习，掌握运算放大器的比例放大电路、加减法运算运电路及运算放大器的非线性运用等基本电路。能够实际调试运放电路，满足工程实际的要求。2、实训重点1）运算放大电路零偏的调整方法；2）掌握运算比例运算、加减法运算及非线性运用基本电路的测量和调试方法；3）掌握运放组成得正弦波发生器的特性及其在工程实际中的作用；3、实训预习1）认真复习教材中关于运算放大器的有关知识；2）深刻理解运放的虚地、虚短的概念与运放偏置条件及偏置条件对电路零偏的影响；3）掌握运算放大器的性能特点及输出参数；二、实训案例操作分析（1）案例题目集成运算放大器零偏的调整1、实训目的 1）熟悉运算放大器uA741各管脚引线功能； 2）了解uA741运放的工作原理； 3）初步掌握运算放大器电路的测试方法；2、实训原理uA741管脚图uA741通用高增益运算通用放大器,早些年最常用的运放之一.应用非常广泛, 有双列直插8脚或圆筒8脚封装。工作电压22V,差分电压30V,输入电压18V,允许功耗500mW.其管脚与OP07（超低失调精密运放）完全一样，可以代换的其他运放有uA741,uA709,LM301,LM308, LF356,OP07，OP37,MAX427等， uA741 是个通用放大器,性能不是很好,但能满足一般需求集成运算放大器是一种线性集成电路，和其他半导体器件组成电路一样，使用中需要进行一系列调整才能保证准确使用和正常工作。为了正确使用集成运放，零偏是其中最基本的调整之一。 本实验采用的是集成运放型号为uA741或（F007），形状如上图所示，它是八脚双列直插式组件，2脚和和3脚为反相和同向输入端、6脚为输出端，7脚和4脚为正、负电源端，1脚和5脚为失调调零端，1脚和5脚之间可以接入一只几十千欧姆的电位器并将滑动触头接到负电源，8脚为空脚。图52集成运算调零电路为提高运算精度，在运算前，应首先对直流输出电位进行调零，既保证输入为零时，输出也为零。当运放有外接调零端子时，可按组件要求接入调零电位器Rw，调零时将输入端接地，调零端接入电位器Rw，用直流电压表测量出电压Uo，细心调节Rw，使Uo为零（即失调电压为零）。对于uA741运放可按上图电路进行调零。如果一个运放如不能调零，大致有以下原因：1，组件正常，接线有错误。2，组件正常，但负反馈不够强（Rf/R1太大），为此可将Rf短路，观察是否能调为零。3，组件正常，但由于它能允许的共模输入电压太低，可能出现自锁现象，因而不能调零。为此可将电源断开后，再重新接通，如能恢复正常，则属于这种情况。4，组件正常，但电路有自激现象，应进行消振。5，组件内部损坏，应更换好的集成块。3、实训仪器和设备表51仪器仪表及元器件一览表序号名称型号规格数量备注1直流电源输出+12v、-12v12指针万用表MF471或500型3数字万用表DT83014集成运算放大器UA74115晶体管毫伏表DA16A01000mV16电阻碳膜各种规格17电位器普通1可调电阻8电路万用板普通小型14、实训内容和步骤 1）按上图连接电路，并将信号源Us置零，使同向输入端输入电压为零； 2）用毫伏表测量运放的输出电压，观察输出电压值是否为零；3）如果输出电压不为零，调整调零电位器Rw直至输出电压为零，调整的过程中注意观察输出电压极性，及时调整电位器的调整方向。5、实训思考题 1）若输入端对地短路，输出电压V00，说明组件存在什么问题？如何解决？ 2）在调零时为什么要连接成闭环？把Rf开路调零吗？ 3）为什么防止电源极性接反引超器件损坏，可以在电路中采取什么措施？6、注意事项 1）熟悉所用仪器仪表的型号、规格、量程、使用方法； 2）输入端输出电压最大不得超过电源电压；3）在观察输出电压U0的过程中，毫伏表要从最大逐步调小，不要一步调得太大，一步调得太小，直至调到最小档位为止； 4）实验时，要严格遵守试验规程，正负电源千万不能接反；二：集成运算放大器的运用之一 模拟运算电路1、实训目的 1）研究集成运算放大器组成的比例、加法、减法等基本运算电路的功能。 2）了解运算放大器在实际运用时应考虑的一些问题。2、实训原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路，当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活的实现各种特定的函数关系，在线性运用方面，可组成比例、加法、减法、几分、微分、对数等模拟运算电路。1）反相比例运算电路电路如下图，对于理想运放，那么该电路的输出电压与输入电压之间的关系为为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同向输入端应接入平衡电阻R2=R1/RF（1）反相比例运算电路 （2）反相加法运算电路 2)反相加法电路 电路如上图输出电压与输入电压之间的关系为 Uo=3)同相比例运算电路 同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 Uo= 当R1，Uo=U 3、实训设备与器材1信号源+12V直流稳压电源2、函数信号发生器3交流毫伏表4直流电压表 5集成运1算放大器A74l16、电路万用版、电阻器、电容器若干。 4、实验内容 实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。 1反相比例运算电路 (1)按图101连接实验电路，接通12V电源，输入端对地短路，进行调零和消振。 (2)输入f=100Hz，Ui=O5V的正弦交流信号，测量相应的U。，并用示波器观察uo和ui的相位关系，记入表52中。表52 Ui=05V，f=100HzUi(v)Uo(v)Ui波形Uo波形Av实测值计算值2同相比例运算电路(1)按图55(a)连接实验电路，实验步骤同上，将结果记人表53：(2)按图55(a)中的R1断开，得图55(b)电路重复内容（a)。表102 U105V f=100HzUi(v)Uo(v)Ui波形Uo波形Av实测值计算值 3反相加法运算电路 (1)按图54连接实验电路，调零和消振。 (2)输入信号采用直流信号，图106所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。用数字电压表测量输入电压Ui、Uo：及输出电压UO2，记人表103中表54Ui1(V)Ui2(V)U(V) 5、实训总结 1整理实验数据，画出波形图(注意波形间的相对关系)。 2将理论计算结果和实测数据相比较，分析生产误差的原因： 3.分析讨论实验中出现的现象和问题。 6、预习要求 1复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理论值。 2在反相加法a子中，如Uil和Ui2均采用直流信号，并选定Ui2=lv，当考虑到运算放大的最大输出幅度(12V)时，Uil的大小不应超