模拟电子技术实验指导书综述

1、模拟电子技术实验教学指导书、任务总体目标通过任务驱动教学，使学生巩固和加深所学的理论知识，培养学生运用理论解决实际问题的能力。学生应掌握常用电子仪器的原理和使用方法， 熟悉各种测量技术和测量方法，掌握典型的电子线路的 装配、调试和基本参数的测试，逐渐学习排除实验故障，学会正确处理测量数据，分析测量结果，并 在任务中培养严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作之风。、适用专业年级电子信息工程、通信工程、自动化、建筑设施智能技术等专业二年级本科学生三、先修课程高等数学、大学物理、电路分析基础或电路四、实验项目及课时分配实验项目任实验要求实验类型每组人数壬L实验学时任务一常用电子仪器的操作与使用必须验证性

2、12任务二单管放大电路的设计必须设计性14任务三多级放大电路的综合实验必须综合性14任务四差动式放大电路的设计与实现必须设计性14任务五集成运算放大器应用电路综合实验必须综合性14任RC正弦波振荡器的设计与实必须设12务六现计性五、实验环境网络化模拟电路实验台：36套（72组）主要配置：数字存储示波器、DDS言号发生器、数字交流毫伏、模块化单元电路板等。六、实验总体要求本课程要求学生自己设计、组装各种典型的应用电路，并用常用电子仪器测试其性能指标， 掌握 电路调试方法，研究电路参数的作用与影响，解决实验中可能出现各种问题。1、掌握基本实验仪器的使用，对一些主要的基本仪器如示波器、信号发生器等应

3、能较熟练地使 用。2、基本实验方法、实验技能的训练和培养，牢固掌握基本电路的调整和主要技术指标的测试方法，其中还要掌握电路的设计、组装等技术。3、综合实验能力的训练和培养。4、实验结果的处理方法和实验工作作风的培养。七、本课程实验的重点、难点及教学方法建议本课程实验的重点是电路的正确连接、仪表的正确使用、数据测试和分析；本课程实验的难点是电路的设计方法和综合测试与分析。在教学方法上，本课程实验应提前预习，使学生能够利用原理指导任务，利用实验加深对电路原 理的理解，掌握分析电路、测试电路的基本方法。II任务一常用电子仪器的操作与使用1任务二单管放大电路的设计4任务三多级放大电路的综合实验6任务四

4、差动式放大电路的设计与实现10任务五集成运算放大器应用电路综合实验12任务六RC正弦波振荡器的设计与实现18iii任务一常用电子仪器的操作与使用一、实验目的1、了解常用电子仪器、仪表的功能与性能指标2、掌握常用电子仪器的操作和使用方法。二、实验仪器和设备GD2062数字存储示波器、EE1411合成函数信号发生器、SM1030数字交流毫伏表、UT52数字万用表、SZ-AMA智能网络化模拟电路实验台。三、实验内容及步骤在电子电路实验中，常用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、直流稳压电源、万用表、频率计等，用它们可以完成对电子电路的静态和动态工作情况的测试和测量。实验中要对各种电子仪器

5、进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷、调节顺手、观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的连接如图 1.1所示。接线时应注意: 为防止外界干扰，各仪器的公共接地线应连接在一起，称“共地”。信号源和交流毫伏表的引线通 常采用屏蔽线或专用电缆线，示波器必须采用专用电缆探头线，电源线用普通导线。图1.1 电子电路中电子仪器布局及连线图1、示波器、交流毫伏表、函数信号发生器的使用用示波器、交流毫伏表测量正弦波信号参数调节函数信号发生器，使输出频率分别为100Hz、1kHz、10kHz、100kHz的正弦波信号。示波器的使用只需按下Auto Set键，即可扫描到波形，按下Measu

6、re键，即可在屏幕上读出波 形的频率、电压峰-峰值和有效值等参数。测量函数信号发生器输出信号源的频率、电压峰-峰 值和有效值，记入表1.1中。将信号源输出有效值调为 Vrms=1V表1.1正弦波信号频率毫伏表读数(V)示波器测量值周期(mS频率(Hz)峰峰值 VPp (V)100Hz1kHz10kHz用示波器、交流毫伏表测量不同幅度的正弦电压。EE1411函数信号发生器输出信号频率为 1000赫兹的正弦波。输入不同电压值的信号，测出 相关电压值。填入表1.2表1.2函数信号发生器峰峰值Vpp300mV500mV1000mV2000mV4000mV交流毫伏表测量示波器测量2、几种周期性信号的幅值

7、、有效值及频率的测量调节函数信号发生器，使它的输出信号波形分别为正弦波、方波和三角波，信号的频率为2kHz,电压峰一峰为2V,用示波器测量其周期和峰一峰值，计算出频率和有效值，记入表1.3中表1.3信号信号发交示波器测量值计波形生器输出频流毫伏算值率/幅值Vpp表(V)周期T(mS峰一峰值V(V)有效值V(V)正弦波2KHZ/2V角波2KHz/2V方波2KHz/2V注：正弦波有效值 V= V (2X1.41 )三角波有效值V= V (2X 1.73 )方波有效值V= Vpp/2四、实验报告与预习要求1、整理实验数据，将实验结果与标称值或计算值进行分析、比较，若出现误差，则分析误差 值和误差原因

8、。2、实验前要求下载并阅读 GD2062数字存储示波器、EE1411合成函数信号发生器的使用 说明书，了解基本原理和使用方法。3 、将实验数据和实验报告装订后交模拟电子技术实验室。21任务二单管放大电路的设计一、实验目的1、 熟悉基本放大电路的典型结构与组成，学会选用典型电路，依据设计指标要求计算元件参 数，以及工程上如何选用电路元器件的型号与参数。2、掌握基本放大电路的调试过程与调试要领，掌握基本放大电路有关参数的实验测量方法。3、了解电路元件参数改变对静态工作点、放大电路参数的影响。4、了解放大电路的非线性失真，静态工作点对非线性失真的影响。二、设计任务要求1、设计一个单管共射极放大电路主

9、要设计参数：电源电压12V,三极管选用9011 ( B值约为150)、射极电阻为2KQ时的静态 工作点参数约为Ib=10uA lc=1.6mA UCe=4V;交流参数指标为 Aj 100、R 2KQ、F0 0.95、R 50KQ、R) ？5、了解负载变化对放大电路的放大倍数的影响。&观察静态工作点选择得不合适或输入信号 Ui过大所造成的失真现象，从而掌握放大电路 不失真的条件。7、依据设计要求，确定原理电路，计算有关电路参数，选定元器件，设计制作实验测试的各 种数据记录表格。任务三多级放大电路的综合实验一、实验目的1、掌握多级放大电路静态工作点的调试方法。2、掌握测试两级放大电路和负反馈放大电

10、路性能指标的基本方法3、深入理解负反馈对放大电路性能的影响。二、实验设备及仪器GD2062数字存储示波器、EE1411合成函数信号发生器、SM1030数字交流毫伏表、UT52数字万用表、SZ-AMA智能网络化模拟电路实验台。三、实验内容与步骤1、调整和测试两级放大电路的静态工作点按实验线路图3 1接线，其中三极管均采用9011 (B =150),分别调试两级放大电路的静态 工作点，用直流电压表测量两级三极管的其余工作电压，将数据填入表31中。表3-1第一级T1第二级T2电位UB1(V)UE1(V)UC1(V)U(V)UE2(V)UC2(V)测量值2.23.22、测量两级放大电路的电压倍数 Au

11、、输入电阻Ri、输出电阻Ro和通频带BW测量Au Ri、Ro在输入端Us处加入1kHz、2mV的正弦信号(有效值)，将G点接地，用示波器监视输出波形,在波形不失真的条件下，用交流毫伏表按表3-2进行测量，并计算Au1、Au2及总Au。表3-2交流毫伏表测量数据电位Us (mVUi (mVUo( mVUo (mVR开路ul (mVR=5.1K测量值2Uo=UL=图3-1两级放大电路计算两级放大电路的开环输入电阻Ri、开环输出电阻RoUiRi =Us -UiRsUOR。-1)RlU L测量两级放大电路的通频带R=5.1k Q、Ui=1mV首先测出中频1kHz时的输出电压值，然后分别提高和降低正弦信

12、号源Ui的频率（注意保持Ui=1mV不变）。使输出电压下降为中频输出电压的 0.707倍，则所对应的 频率分别为上限截止频率fH和下限截止频率fL，通频带BW= fH - f L,测量数据填入表3-3。表3-3中频咼频低频f M(KHZUL(mVfH(KHZUL(mVfL(Hz)Ul(mVR=5.1KR_=5.1KR=5.1K两级放大电路（开环）13.测量负反馈放大电路的Auf、Rif、Rof和通频带BW将FF接成电压串联负反馈，（即F与G连接），正弦信号US=10mV 1kHz，按实验步骤2的方 法进行，填入表3-4 o表3-4交流毫伏表测量数据电位us (mVui (mVu。（mVR.开路

13、ul (mVR=5.1K测量值10u=ul=测量电压串联负反馈放大电路的通频带BW：测量方法按实验步骤2的（4）进行操作，测量数据填入表3-5 o表3-5中频咼频低频f M(KHZul(mVR_=5.1KfH(KHZul(mVR=5.1KfL(Hz)ul(mVR=5.1K两级放大电路（开环）14、观察负反馈深度对放大倍数的影响保持Us不变，负载电阻R=5.1K，用交流毫伏表分别测量ui、uo,将数据记入表3- 6表3-6Rf (KQ)107.55.1us (mV101010Ui (mVUo (mV5、选做内容：改接成电流并联负反馈（即将Rf、C反馈支路在BD间接入），正弦信号US=10mV 1

14、kHz,重复实验步骤2的全部内容，填入下表3-7表3-7交流毫伏表测量数据电位Us (mVUi (mVUo (mVRL开路Ul (mVRL=5.1K测量值10Uo=Ul=四、实验报告要求1、 计算两级放大电路的开环和闭环的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，与实验所测得的 数据进行比较，分析误差原因。2、 用实验所测得的数据说明电压串联负反馈对放大电路性能（fBw Ri、Ro fH、fL ）的影响3、实验中的收获体会。4、回答思考题。五、预习思考题与要求1、放大电路产生失真的原因有哪些？如何调整才会不失真？2、多级放大电路的耦合方式有哪几种？哪种耦合方式对静态工作点影响最大?3、多级放大电路电压

15、放大倍数如何计算？实验如何测量？4、负反馈放大电路有几种类型？分别对放大电路性能产生什么影响？5、完成实验原理电路的有关参数计算。任务四 差动式放大电路的设计与实现一、实验目的1、熟悉典型差动式放大电路的结构与组成，学会选用典型电路，依据设计指标要求计算 元件参数，以及工程上如何选用电路元器件的型号与参数。2、掌握差动放大电路零点调整和静态测试，理解差模放大倍数的意义及测试方法。3、了解差动放大电路对共模信号的抑制能力，测试共模抑制比。二、设计任务要求1、设计一个不带恒流源的差动式放大电路主要参数：选用9011 ( B值约为150)，采用土 12V双电源，输入电阻20KQ、双端输出 电阻20K

16、Q，差模电压增益Ajd 10,共模抑制比KcmP20。2、设计一个带恒流源的差动式放大电路主要参数：选用9011 ( B值约为150)，采用土 12V双电源，恒流源为1.2mA输入电阻 20KQ、双端输出电阻20KQ，差模电压增益Ajd 14,共模抑制比KcmP40。三、实验内容1、不带恒流源的差动式放大电路(1) 依据原理设计电路，在实验台上确定选用的元器件。(2) 在实验台上搭建电路，进行调零、静态工作点测量与调试。(3) 分别测量四种组态类型的差模增益、共模增益、输入电阻、输出电阻。2、带三极管恒流源的差动式放大电路(1) 依据原理设计电路，在实验台上确定选用的元器件。(2) 在实验台上

17、搭建电路，进行调零、静态工作点测量与调试。(3) 分别测量四种组态类型的差模增益、共模增益、输入电阻、输出电阻。四、实验设备及仪器GD2062数字存储示波器、EE1411合成函数信号发生器、SM1030数字交流毫伏表、UT52数字万用表、SZ-AMA智能网络化模拟电路实验台五、设计实验报告要求1、依据设计要求拟定的设计方案、原理电路图、元器件参数计算、选用的器件清单2、整理实验数据，并与理论值进行比较。3、综合分析比较两种不同类型的差动式放大电路的区别，工程上应如何选用？4、实验收获与心得。六、预习与思考要求1、差动放大电路的电路结构及元器件的要求。2、差模信号、共模信号、差模电压增益、共模电

18、压增益、共模抑制比等的基本概念。3、提高共模抑制比的方法。4、实验中怎样获得双端和单端输入差模信号？怎样获得共模信号？为什么要在信号发生器与 放大电路输入端之间加接一电容器？5、怎样用交流毫伏表测双端输出电压 U?提出6根据设计参数，估算典型差分放大电路和具有恒流源的差分放大电路的元器件参数， 元器件清单。7、设计并制作实验测量数据记录表格。任务五集成运算放大器应用电路综合实验一、实验目的1、了解集成运算放大器（卩A741）的使用方法。2、掌握由集成运放构成比例、积分基本运算电路及工作原理3、了解电压比较器的特点及电压传输特性的测试方法。二、实验仪器和器材GD2062数字存储示波器、EE141

19、1合成函数信号发生器、SM1030数字交流毫伏表、UT52数字万用表、SZ-AMA智能网络化模拟电路实验台。器件：集成运放卩A741、电阻、电容等。三、实验内容和步骤1、调零按图5-1接线，接通电源后，调节调零电位器 FP,使输出电压V0二0 （小于土 10mA,运放调 零后，在后面的实验中不要再改动电位器的位置。Rf2、反相比例运算反相比例运算电路如图5-2所示按图接线根据表5- 1给定的值，测量对应的值，并填入表RflOOkQ1 +12VR175-1中，并用示波器观察输入和输出波形，并将波形描绘于表O5-1 中。图5-2 反相比例运算电路表5-1V为直流信号V为交流信号V (mV10020

20、0300500100200300500实测值V0(mV理论值V0(mV实测|Av|V波形V波形理论值：V。二- Rf y = -10Vi = -10ViR110注意：vi为直流信号时，vi直接从实验台上的030V直流电源上获取，用直流电压表分别 测量vi合vo.当vi为交流信号时，vi由函数信号发生器提供频率为1000Hz的正弦信号，用交流毫伏表分别测量vi和vo。3、同相比例运算同相比例运算电路如图5- 3所示，根据表5- 2给定的vi值，测量对应vo值并填入表5-2 中，同时用示波器观察输入信号 vi和输出信号vo的波形，并将观察到的波形填入表 5-2中。理论值：V。=(1 Rf RJVR

21、1 10k Q1 4-12 V7|6O-oo.Rz.374149. lkQ4h12VoVo图5-3同相比例运算电路RflOOkQ表5-2V为直流信号V为交流信号V (mV100200300500100200300500实测值vo(mV理论值VO(mV实测|Av|V波形V波形4、积分运算电路按图5-4接线，由函数信号发生器提供幅度为f = 500Hz、幅度为Vip-p = 12V的方波和正弦输R1?!o. 1 VF十L2VIOk5-3 中。入信号Vi，用示波器测量输入、输出信号幅度和波形，记于表图5-4积分运算电路表5-3波 形波形幅度输入Vj波形fOOHzViP旦丄2V14| iBh-血上=1

22、3/1111111i41II申1；：；：；输出V。波形2b :111111111111 *- | j; I ! i; j :：!：；：i 丄 1 ：!；：!： rVop_P =11111 V1!丨山L i 1 ； - * 11； 5、电压比较器(1)单门限电压比较器单门限电压比较器电路原理如图 5- 5所示，按图接线，V为f = 500Hz,最大值为5V的正弦波(由函数信号发生器提供)，Vref分别为OV、2V、 2V(VRef从实验台的直流信号源上获取)，用双踪示波器观察V、V。的波形和读出门限电压 Vr、V和Vo峰一峰值电压，将其波形数据填入表5-4图5-5单门限电压比较器电路表5-4 (

23、其中：Vr为Vo与Vi在垂直方向上的交点)基准电压Vref ( V)022电压值门限电压Vr(V)V峰峰值(V)Vo峰一峰值(V)波形传输特性滞回比较器2kQ10W+ 12V-12V-O a滞回比较器电路原来如图5-6所示。按图接线，将a.b短路，接通电源。用万用表的直流电 压档测量输出电压;图5-6滞回比较器电路 若比较器输出电压7。为负值，缓慢调节FW使Vo由负变正，此时的V值为上门限电压VT+, 测出上门限电压Vt+和输出电压V。；继续调节FW,使|Vi|增大，观察 W和Vo有无变化。 若比较器输出电压V0为正值，缓慢调节FW使Vo由正变负，此时的V值为下门限电压Vt， 测出下门限电压V

24、t和输出电压V0;继续调节FW，使|Vi|增大，观察M+和Vo有无变化。将数据记 入表5-5中。表5-5输入电压V ( V)门限电压Vt(V)输出电压V)(V)正突变电压值负突变电压值V-V)HVOL 断开a、b, Vi接f = 500Hz,最大值为12V的正弦波(由函数信号发生器提供)，用双踪示 波器观察V、Vo的波形，读出上、下门限电压、V和Vo峰值电压，将其波形和数据记入表 5-6 中, 并画出其传输特性。表5-6电压值输入、输出波形传输特性最大值V (V)12W (V)Vt- (V)Voh ( V)Vol ( V)四、实验报告要求1、整理实验数据，并对实测数据和理论数据进行比较和分析，

25、 说明实测数据和理论数据之间 出现误差的原因。2、回答思考题5、7、& 9五、预习要求与思考题1、集成运算放大器的主要参数，调零的作用和方法。2、基本运算电路的输入输出关系。3、运算放大器组成单门限比较器和滞回比较器的电路结构。4、门限电压的估算和传输特性的测量。5、什么叫“调零”？运算放大器为什么要进行调零？&理想运放有哪些特性？通过实验试将运放的理想特性与实际运放电路进行比较。7、在积分中，改变R、Ci的参数，输出波形是否有变化？如何变化？8、在积分电路中，如R = 1OOkQ、C = 4.7卩F,求时间常数。假设 V = 0.5V，问要使输出电 压Vo达到5V,需多长时间？设uc (0)= 0。9、电压