电子技术实验指导

1、电子技术实验指导讲义（供材料工程、物理教育专业学生使用）目录绪 言2实验一常用电子仪器的使用与常用电子元器件的识别 4.实验二单管共射放大电路静态测试1.7实验三单管共射放大电路动态测试2.0实验四RC 正弦波振荡器2.5.第二部分数字电子技术基础实验2.9（使用 TTL 集成电路与CMOS 集成电路的注意事项） 3. 1实验五门电路逻辑功能及测试与组合逻辑电路的设计 3. 3实验六译码显示电路与编码器3.7实验七触发器逻辑功能的测试与应用 4.1实验八时序逻辑电路4.5.附录一部分集成电路引脚排列图 4.8绪言一、实验教学的基本要求1、正确使用常用电子仪器，如示波器、信号发生器、数字万用表、

2、参数测试仪、稳压电源等。2、掌握基本的测试技术，如测量频率、相位、时间、脉冲波波形参数、电压或电流的平均值、有效值、峰值以及电子电路的主要技术指标。3、具有查阅和网上查询电子技术有关资料的能力。4、 根据技术要求能选用合适的元器件， 设计常用的小系统， 并进行组装和调试。5、初步具有分析，寻找和排除电子电路中常见故障的能力。6、初步具有正确处理实验数据、分析误差的能力。7、能独立写出严谨的、有理论分析的、实事求是的、文理通顺的、字迹端正的实验报告。二、实验规则为了顺利完成实验任务，确保人身、设备安全，培养严谨、踏实、实事求是的科学作风和爱护国家财产的优秀品质，特制定以下实验规则。1、实验前必须

3、充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：(1) 认真阅读实验指导书， 分析、 掌握实验电路的工作原理， 并进行必要的估算。(2) 完成各实验 “预习要求 ”中指定的内容。(3) 熟悉实验任务。11（4） 复习实验中各仪器的使用方法及注意事项。2、使用仪器、设备前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。3、实验时接线要认真，相互仔细检查，确信无误才能接通电源。初学或没有把握时应经指导教师审查同意后才能接通电源。4、实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味 ），应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障并经指导教师同意才能再继续实验

4、。如果发生事故（例如元件或设备损坏）应主动填写实验事故报告单，服从实验室和指导教师对事故的处理决定（包括经济赔偿） ，并自觉总结经验，吸取教训。5、实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。6、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果（数据、波形及其现象）。所记录的实验结果必须经指导教师审阅签字后才能拆除实验线路。7、实验结束后，必须拉闸，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理好，才能离开实验室。8、在实验室不得做与实验无关的事。9、遵守纪律，不迟到、不乱拿他组的仪器、设备、工具、导线等。保持实验室内安静、整洁、爱护一切公物，不许在仪器设备或桌子上乱写乱画。10、实验后每个同学都

5、必须按要求做一份实验报告。三、实验报告要求1、每次实验后每人必须独立完成一份实验报告。2、实验报告一般应包括以下内容：（1）原始记录 （数据、波形、现象及所用仪器设备编号等） 。原始记录应有指导教师签字才有效。（2） 画出实验电路，简述所做实验内容及结果。（3） 对原始记录进行必要的分析、整理。并将原始记录与预习时理论分析所得的结果进行比较，分析误差原因。（4） 重点报告实验中体会较深、 收获较大的一、 两个问题（如果实验中出现故障，应将分析故障、查找原因作为重点报告内容 ），详细报告其过程，说明出现过什 么现象，当时是怎么分析的，采取了什么措施，结果如何，有什么收获或应吸取 什么教训。（5）

6、回答任课教师指定的思考题。3、实验报告封面上应写明实验名称、班号、实验者姓名、学号、实验日期和完 成实验报告日期等（下面附有实验报告封面格式），并将实验报告整理装订好，按 任课教师指定的时间上交。实验一 常用电子仪器的使用与常用电子元器件的识别、实验目的1 、学习电子电路实验中常用的电子仪器一一示波器，函数信号发生器、 直流稳压电源、交流毫伏表、模拟电路实验箱等的主要技术指标、性能及正确使用方法。2 、掌握常用电子元器件的识别方法和简单测试判别技术。二、实验原理在模拟电子电路实验中， 经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器，直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等.它们和万用电表一起， 可以完成

7、对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用.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等合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图2-1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起， 称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线， 直流电源的接线用普通导线。图11基本模拟电子技术实验系统布局图1、YB4320/40G型双踪示波器示波器是电子测量中最常用的一种电子仪器，可以用它来测试和分析时域信号。示波器通常由信号波形显示部分、垂直信道（丫通道）、水平信道（X）通道三部分组成

8、。图12 YB4320G/40G双踪示波器面板分布图双踪示波器的操作方法按下表设置仪器的开关及控制旋钮或按键。项目编号设置电源（POWER）(9)弹出辉度(INTENSITY )(2)顺时针1/3处聚焦（FOCUS）(4)适中垂直方式（MODE）(42)CH1断续（CHOP）(44)弹出CH2 反相(INV )(39)弹出同位移（POSITION ）(40) (43)适中衰减开关（VOLTS/DIV ）(10) (15)0.5V/div微调(VARIABLE )(14) (17)校准位置AC DC一接地（GND）(11) (12) (16) (18)接地触发源（SOURCE）(29)CH1耦合

9、(COUPLING )(28)AC触发极性（SLOPE）(25)+讨触发（TRIG ALT ）(27)弹出电平锁定（LOCK ）(32)按卜释抑(HOLDOFF )(34)取小(逆时针方向)触发方式(31)自动水平显示方式(HORIZ DISPLAY )(41)AA TIME/DIV(20)0.5ms/div扫描非校准(SWP UNCAL )(21)弹出水平位移(POSITION )(35)适中5 扩展(5MAG )10 扩展(10MAG)(36)弹出XY(30)弹出按上述设定了开关和控制按钮后，将电源线接到交流电源插座，然后，按如下步骤操作:(1)打开电源开关，确定电源指示灯变亮，约20秒钟

10、后，示波管屏幕上会显示光迹，如60秒钟后仍未出现光迹，应按上表检查开关和控制按钮的设定位置。(2)调节辉度(1NTEN)和聚焦(FOCUS)旋钮，将光迹亮度调到适当，且最清晰。(3)调节CHl位移旋钮及光迹旋转旋钮，将扫描线调到与水平中心刻度线平行。(4)将探极连接到CHl输入端，将2Vp-p校准信号加到探极上。(5)将AC DC GND开关拨到AC ,屏幕上将会出现方波波形。(6)调节聚焦(FOCUS)旋钮，使波形达到最清晰。(7)为便于信号的观察，将 VOLTS/DIV开关和TIME/DIV开关调到适当的位置，使信 号波形幅度适中，周期适中。(8)调节垂直移位和水平移位旋钮到适中位置，使显

11、示的波形对准刻度线且电压幅度(Vp-p)和周期(T)能方便读出。 电压测量方法：用示波器可以测量正弦波、脉冲波及各种非正弦波的电压幅度Vpp=DyX Hy其中：Vpp一被测电压峰一峰值Dy 偏转灵敏度 V/divHy 被测电压波形高度 div 时间测量：与电压测量方法相同，被测时间可由下式求得T = DxX Hx其中：T被测时间。如果被测时间为一个周期既表示被测周期，其倒数为被测频率。Dx 扫描速度 ms/divHx 一被测时间水平长度2、函数信号发生器函数信号发生器按需要输出正弦波，方波、三角波三种信号波形.输出电压最大可达20Vp-p。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压从毫伏

12、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.函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。P 皆吵6 图13 YB1610 函数发生器面板布局图YB1610函数信号发生器的开关功能该仪器开关功能与说明均于面板布局编号相对应。(1)电压开关：将电源线接入，按电源开关，以接通电源。(2) LED显示窗口:此窗口指示输出信号的频率，当“外测”开关接入，显示外测信 号的频率。如果超出测量范围，溢出指示灯亮。(3)频率调节旋钮调节此旋钮改变输出信号频率，微调旋钮可以微调频率。(4)占空比：将占空比开关按下，占空比指示灯亮，调节占空比旋钮，可改变波形 的占空比。(

13、5)波形选择开关：按对应波形的某一键，可选择需要的波形。(6)衰减开关：两档开关组合为 20dB、40dH 60dB。(7)频率范围选择开关(并兼频率计闸门开关)：根据所需要的频率，按其中一键。(8)计数、复位开关：按计数键，LED显示开始计数，按复位键，LED显示全位零。(9)计数/频率端口:计数、外测频率输入端口。(10)外测频开关：此开关按入LED显示外测信号的频率或计数值。(11)电平调节：按如电平调节开关，电平指示灯亮，此时调节电平调节旋钮，可改变直 流偏置电平。(12)幅度调节旋钮：调节此旋钮可改变输出电压的幅度。(13)电压输出口：电压输出由此端口输出。(14) TTL/COMS

14、俞出端口:由此端口输出 TTL/COMS言号。(15) VCF由此端口输入电压控制频率变化。(16)扫频：按入扫频开关，电压输出端口为扫频信号，调节频率旋钮，可改变扫频 速率，改变线性/对数开关可产生线性扫频和对数扫频。2。(17)电压输出指示：3位LED显示时常电压值，输出接 50负载时应将读数除以(18) 50Hz正弦波输出端口: 50Hz约2 Vpp正弦波由此端口输出。(19)调频(FM输入端口:外调频波由此端口输入。(20)交流电源220V输入插座 3、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。YB2172型交流毫伏表是测量正弦信号的有效值的比较 理想

15、的仪器，在电子测量领域中得到广泛的应用。交流毫伏 表属于放大一检波式电压表，它具有灵敏度高、工作频率范围宽等优点。为了使用的需要，表面用正弦电压有效值刻度, 因此，只有当测量正弦电压有效值时读数才是正确的。1 1) YB2172交流毫伏表主要技术指标：测量电压范围：1mV300V测量电平范围：一60dB+50dB工作频率范围：20Hz200kHz输入阻抗：10M (f=1kHz)2 2)YB2172交流毫伏表使用注意事项： 接通电源后首先预热以保持工作稳定。 进行电调零。将输入电缆短路，进行机械调零。 测量前应将“测量范围”置于适当档。若测量未知量电压，则应将“测量范围”旋钮置于大量程档，再逐

16、步减小量程至适当位置。表的指针以到2/3至满量程范围为宜。4、固定电阻直标法将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差20%)。也有厂家采用习惯标记法，如：3 3 I表示电阻值为3.3、允许误差为 5%1 K8 表示电阻值为1.8k、允许误差为 20%5 M1 II表示电阻值为5.1M 、允许误差为 10%色标法将不同颜色的色环涂在电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标称值及允许误差种类颜色所对应的数值见表1 1。表11电阻器色标符号意义颜色有效数字第一位数有效数字第二位数倍乘数允许误差棕111011红221022橙33103黄44104绿551050.5蓝661

17、060.2紫771070.1灰88108白99109里 八、00100金-10-15银-10-210无色-20普通电阻用四条色环表示标称电阻值和允许偏差，即两位有效数字的色环标志法。 靠近电阻端的第一道环表示阻值最大一位数字； 第二环表示电阻值的第二位数字； 第三环表示阻 值末尾应有几个零；第四环表示阻值的误差。精密电阻常用五条色环表示标称电阻阻值和允许偏差，即三位有效数字的色环标志法。第一道环表示阻值最大一位数字；第二环表示电阻值的第二位数字；第三环表示电阻值的第二位数字；第四环表示阻值末尾应有几个零；第五环表示阻值的误差。如图1.4所示。-O2 Hi黄1. 红则该电阻标称值及精度为：则该电

18、阻标称值及精度为：24X 101=240精度： 5%680X 103=680k精度： 0.1%图1.4色环电阻示例图文字符号例如：3M3K 3M3表示3.3 M , K表示允许偏差为 10%。允许偏差与字母的对应 关系见表1 2。表12电阻（电容）器偏差标志符号表允许偏差标志个勺允许偏差标志个勺1允许偏差标志个勺0.0011E0.1B10K0.002Z0.2C20M0.005Y0.5D30N0.01 1H1F 0.02U2G0.051W5J用数码表示法数码一般为三位效，前两位为电容量的有效数字，第三位是倍乘数，单位是 例：333表示电阻阻值为33k5 .可变电阻器可变式电阻器一般称为电位器，从

19、形状上分有圆柱形、 长方体形等多种形状； 从结构上分有直滑式、旋转式，带开关式、带紧锁装置式、多连式，多圈式、微调式和无接触式等多 种形式；从材料上分有碳膜、合成膜、有机导电体、金属玻璃釉和合金电阻丝等多种电阻材料。碳膜电位器是较常用的一种。电位器在旋转时，其相应的阻值依旋转角度而变化。6 .电容器电容器也是组成电子电路的基本元件，在电路中所占比例仅次于电阻。 利用电容器充电、放电和隔直流通交流的特性，在电路中用于隔断直流、耦合交流、旁路交流、滤波、定时和 组成振荡电路等。电容器用符号 C表示。电容器型号命名方法其基本内容见表1.3表表13中的规定对可变电容器和真空电容器不适用，对微调电容器仅

20、适用于瓷介微调电容器。在某些电容器的型号中还用X表示小型，用 M表示密封，也有的用序号来区分电容器的形式、结构、外形尺寸等。表13电容器型号命名方法第一部分：主称第二部分：材料第三部分：特征、分类第四部分：序号符号息义符号意义符号意义瓷介云母电解玻璃C电 容 器C瓷介1圆片非密封箔式一对主称、材料 相同，仅性能 指标、尺寸大 小有区别，但基本不影响 互换使用的产品，给同一 序号；若性能 指标、尺寸大小明显影响 互换时，则在序号后面用 大写字母作为区别代号。Y云母2管形非密封箔式一I玻璃釉3叠片密封烧结固体一O玻璃膜4独石密封烧结固体一Z纸介5穿心一一一J金属化纸6支柱一一一B聚苯乙烯7一一无极

21、性一L涤纶8高压高压一一Q漆膜9一一特殊一S聚碳酸脂H复合介质D铝A笆N能G合金T钛E其它 电容器的单位电容器的常用单位有微法（F）、纳法（nF）、和皮法（pF）,它们与基本单位（F）的换算 关系如下：mF （毫法或简称为m）=10-3FF （微法或简称为）=10-6FnF （纳法或简称为n）=10-9FpF （皮法或简称为p）= 10-12F 电容器的标示方法国际电工委员会推荐的标示方法为：p 、 n、 m 表示法。具体方法有： a） 用 24 位数字表示电容量有效数字，再用字母表示数值的量级，如1p2 表示： 1.2 pF；220n 表示： 0 22 F3 3 表示： 3.3 F ；2m2

22、 表示： 2200 Fb） 用数码表示，数码一般为三位效，前两位为电容量的有效数字，第三位是倍乘数，但第三位倍乘数是9 时，表示10-1 ，如：102表示：10102=1000pF223表示：22103=0.022 F474表示：47104=0.47 F159表示：1510-1=1.5 pFc）色标法。电容器色标法原则上与电阻器色标法相同，标志的颜色符号与电阻器采用的 相同。其单位是皮法（pF）。电解电容器的工作电压有时也采用颜色标志：6.3V用棕色，10V用红色， 16V 用灰色。色点应标在正极。 电容器的主要参数有：a）电容器的标称容量和偏差b）额定直流工作电压 电容器的主要种类有：纸介电

23、容器、金属化纸介电容器、有机薄膜介质电容器、瓷介电容器、云母电容器、电 解电容器。7. 半导体二极管、三极管通常小功率锗二极管的正向电阻值为 300-500 ，硅管为 1k 或更大些。锗管反向电阻为几十千欧，硅管反向电阻在500k 以上 （大功率二极管的数值要大得多） 。正反向电阻差值越大越好。点接触二极管的工作频率高， 不能承受较高的电压和通过较大的电流， 多用于检波、 小电流整流或高频开关电路。 面接触二极管的工作电流和能承受的功率都较大， 但适用的频率较低多用于整流、稳压、低频开关电路等方面。选用整流二极管时，既要考虑正向电压，也要考虑反向饱和电流和最大反向电压。选用检波二极管时，要求工

24、作频率高，正向电阻小，以保证较高的工作效率，特性曲线要好，避免引起过大的失真。 用三用表判别晶体管管脚和类型的原理及方法判别管脚和类型时，使用万用表的电阻挡测试。万用表电阻挡等效电路如图 1.5 所示。其中E0为表内电源电压，R0为等效电阻，不同电阻挡等效内阻各不相同。万用表R 1, R 10, R 100, R lk挡时，一般 Eo=1.5V。R 10k挡时，该挡电压为 Eo =15V ，采用该档测晶体管，易损坏管子。测试小功率晶体管时，一般选 R l00 ， R lk 档。图1.5万用表电阻挡等效电路用万用表判别二极管晶体三极管等效图如图 1.6所示。用黑表笔（电源正极）接二极管阳极，红表

25、笔（电源负 极）接二极管阴极时，二极管正向导通；反之，二极管反向截止。正向导通电阻约几百欧， 反向电阻约几百千欧以上。阻值在这个范围内， 说明管子是好的；如果正向和反向电阻均为无穷大，则表明二极管内部断开；如果正向和反向电阻均为零，说明二极管内部短路；如果正、反向电阻接近，则二极管性能严重恶化。（a） NPN（b） PNP型图1.6 晶体三极管等效图用三用表判别三极管的管脚和类型a）先判别基极b三极管可等效为两个背靠背连接的二极管。如图1.2所示。根据PN结单向导电原理：基一集，基一射结正向导通电阻均较小，反向电阻均较大,很容易把基极判别出来。现以NPNf为例。（a） NPN 管（b） PNP

26、 管图1.5 判别三极管基极和类型测量时，先假设某一管脚为“基极b”，用黑表笔接假设的“基极 b”，红表笔分别接其余两个管脚，如图1.5所示，若阻值均较小，再将黑红笔对调（即红笔接假设的基极），重复测量一次，若阻值均较大，则原先假设的基极是正确的.如果两次测得的阻值是一大一小， 则假设的基极是错误的，这时应重新假设基极，重新测量。b）判别管子类型由上面判别基极的结果，同时可知管子类型。如用黑笔（电池正极）接管子基极,池负极）分别接其余两脚时，电阻值均较小，由PN结单向导电原理知道， 基极是P区，集电极和发射极是N区，故为NPNHT。反之，红笔接基极，黑笔分别接c、e极，电阻值均较小，则是PNP

27、管。c）判别集电极C在已知基极b和管子类型的基础上，进而可判别集电极“由共射极单管放大原理可知； 对NPN管而言，当集电极接电源正极，发射极接电源负极，若给基极提供一个合适的偏流 时，三极管就处在放大导通状态， Ic较大。测量时，先假设一个管脚为集电极“ C”，用手指把基极和假设的集电极“ C”捏紧，人 体电阻相当于基极偏置电阻 Rb,注意不要使两管脚直接接触.用黑笔接“ C”，红笔接“ e”, 读出其阻值；然后再与上述假设相反测量一次，比较两次阻值大小，若第一次阻值小，则第一次假设的集电极是正确的，另一管脚就是发射极。测量电路如图 1.7所示。对PNP管，测试时只需将表笔对调即可，请读者自己

28、分析。图1.7判别三极管集电极三、实验设备与器件1、函数信号发生器 2、双踪示波器 3、交流毫伏表4、数字万用表、机械万用表四、实验内容1、熟悉双踪示波器的原理框图及主要开关、旋钮的作用。用机内校正信号对示波器进 行自检。1）扫描基线调节将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（Y1或Y2）,输入耦合方式开关置“ GND”,触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮， 使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“ X轴位移（）和“Y轴位移”（）旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。2）测试校正信号波形的幅度、频率将示波器的 校正信

29、号”通过专用电缆线引入选定的Y通道（Y1或Y2）,将Y轴输入耦合方式开关置于“AC或“DC,触发源选择开关置 内”，内触发源选择开关置 Y1或YZ调节X轴扫描速率”开关（t/div）和Y轴输入灵敏度”开关（v/div）,使示波器显示屏上显示出15一个或数个周期稳定的方波波形。A .校准校正信号”幅度将“y轴灵敏度微调”旋钮置 校准”位置，“y轴灵敏度”开关置适当位置，读取校正信号 幅度，记入表14。测量示波器校正信号的幅度和频率，并在直角坐标上绘出波形。数据记录于表1-4。B.校准校正信号”频率将扫描微调”旋钮置校准”位置，扫速”开关置适当位置，读取校正信号周期，记入表1 4。表1 4校 正

30、信 号V/div波形图HYVppt/divHXTf2、示波器和交流毫伏表测量信号参数调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100Hz, IkHz、10kHz、100kHz,有效值均为2V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。改变示波器“扫描”开关及“ Y轴灵敏度”开关等位置，测量信号源输出电压频率及峰 峰值，记入表15。表1 5信号电压频 率示波器测量值信号电压 毫伏表读 数（V）示波器测量值周期(ms)频率(Hz)峰峰值（V）后效值（计算V）100Hz2V1kHz2V10kHz2V100kHz2V3、用示波器、交流毫伏表及数字万用表监测函数信号发生器输出的正弦信号表1 6正弦波交流毫伏表（

31、有效值）双踪示波器数子力用表fUsU ppUs400Hz5V10KHz5V40KHz5V400KHz5V（1）电阻：T目r ”卜1山口口， U U则该电阻标称值及精度为:4、常用电子元器件的识别表17色环颜色的意义颜色里 八、棕红橙黄绿蓝紫灰白金银本色对应数值0123456789/对应10n的方次100101102103104105106107108109/表示误差值/1%+ 2%/+ 0.5 %+ 0.25 %上 0.1 %) /+ 5%+ 10%+ 20%电阻编号色环颜色（顺序）电阻标称值/Q允许偏差万用表（机械、数字）测 量的阻值/Q测量值与标称值之差/Q123 （电位器）则该电阻标称值

32、及精度为:（2）可变电阻器（3）电容器：微法（F）、纳法（nF）、和皮法（pF）,它们与基本单位（F）的换算关系如下:mF （毫法或简称为 m）=10-3FF （微法或简称为）=10-6FnF （纳法或简称为n）=10-9FpF （皮法或简称为p）= 10-12F（4）二极管:二极管编号类型（硅、错）用数字式万用表时测得 的二极管正向压降/V用指针式万用表测得的正、 反向偏置时二极管两个极之间的电阻/Q正向偏置反向偏置1号2号(6)三极管:五、实验报告要求1 .写明实验目的。2 .写明实验所用仪器、设备及名称、型号。3 .整理实验数据，并进行分析。4 .总结示波器、信号发生器、毫伏表、万用表的

33、使用方法和主要特点。5 .总结元器件识别方法和万用表判别二极管、三极管极性的方法。17实验二单管共射放大电路静态测试一、实验目的1、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、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 Rbi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uo,从而实现了电压放大。#图2 1共射极单管放大电路实验电路在图21电路中，当流过偏

34、置电阻Rbi和RB2电流远大于晶体管 T基极电流Ib时（一般510倍），则它的静态工作点可用下式估算Rb1yRB1 + RB2*U CCU B - U BERe=Ic电压放大倍数Av =Rc / Rlrbe输入电阻输出电阻R = R B1 /R B2/r beRoRc放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C（或UCe）的调整与测试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时U0的负半周将被削底，如图 2 2（a）所示。如工作点偏低则易产生截止失真，即U0的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图22（b

35、）所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进 行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压Ui,检查输出电压 Uo的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。图 2 2(b)图22静态工作点Q对uo波形失真的影响1、模拟电路实验箱5、交流毫伏表2、双踪示波器 3、万用电表 4、函数信号发生器改变电路参数 Ucc、Rc、Rb（Rbi、Rb2）都会引起静态工作点的变化，如图23所示。6040 Ib2010 Ucji-图图23上砥除参数脑猴态僮胞盛的影响但通常多采用调节偏置电阻 R2的方法来改变静态工作点。例如减小R2,则可使静态工作点提高等。最后还要

36、说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。三、实验设备与器件四、实验内容实验电路如图21所示。各电子仪器可按实验一中图1 1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起。同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。1、调试静态工作点接通直流电源前，先将 Rw调至最大，函数信号发生器输出

37、旋钮旋至零。接通 +12V电 源、调节Rw,使Uce=5V,用直流电压表测量 Ub、Ue、Uc及用万用电表测量 Rb2值。记 入表2 1。表 2-1Uce=5V测量值计算值Ub(V)Ue(V)Uc(V)RB2(K )Ube(V)U ce(V)Ic(mA)2、测量电压放大倍数在放大器输入端Ui处加入频率为1kHz的正弦信号，调节函数信号发器的输出旋钮使放 大器输入电压峰峰值 Ui 100mV,同时用示波器观察放大器输出电压uo波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述两种情况下的uo值，并用双踪示波器测试 Uopp和观察uo和Ui的相位关系，记入表 22。表 2 2Uce=5Vui=100m

38、VRc(k )RL(k )Uo(V)U opp(V)Av观察记录一组UO和Ui波形2.4L1fcJ2.41五、实验报告要求1 .写明实验目的。2 .写明实验所用仪器、设备及名称、型号。3 .画出实验电路的直流和交流等效电路，计算直流工作点，与实验实测结果比较。4 .整理实验数据。5 .写出本实验的心得体会0实验三单管共射放大电路动态测试一、实验目的1、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。2、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3 2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 Rbi和Rb2组成的分压电路，并在发射极中接

39、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uo,从而实现了电压放大。图3 1 共射极单管放大电路实验电路放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。1）电压放大倍数Av的测量调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压Vi,在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出 Ui和uo的有效值Ui和Uo,则A _UoAv =Ui2）输入电阻Ri的测量为了测量放大器的输入电阻，按图2 4电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R,在放大器

40、正常工作的情况下，用交流毫伏表测出Us和Ui,则根据输入电阻的定义可得RiUiUiUiIiUrUs- UiXR图图332输矗入、输姐融触圈时曲路测量时应注意下列几点：由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压Ur时必须分别测出Us和Ui,然后按UR=UsUi求出Ur值。电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取 R与Ri为同 一数量级为好，本实验可取 R=12k。3）输出电阻Ro的测量按图24电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载Rl输出电压Uo和接入负载后的车出电压 Ul,根据RlRo +Rluo21UO即可求出Ro =（酒 T）RlU L在测试中应注意

41、，必须保持Rl接入前后输入信号的大小不变。4）最大不失真输出电压 Uopp的测量（最大动态范围）如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节Rw （改变静态工作点），用示波器观察UO,当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图25）时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。 然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时， 用交流毫伏表测出Uo（有效值），则动态范围等于 252 Uo或用示波器直接读出 Uopp来。图3-3静态工作点正常，输入信号太大引起的失真5）放大器幅频特性的测量放大器的幅频特性是指

42、放大器的电压放大倍数Av与输入信号频率f之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图3 4所示，Aum为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的1/J2倍，即0. 707Am。所对应的频率分别称为下限频率 fL和上限频率fH,则通频带fBW=fH-f Lo放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数Au。为此，可用前述测量为的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当， 在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。图34幅频特性曲线三、实验设备与

43、器件1、模拟电路实验箱 2、双踪示波器 3、万用电表 4、函数信号发生器5、交流毫伏表四、实验内容实验电路如图3- 1所示。各电子仪器可按实验一中图 1 1所示方式连接，为防止干扰, 各仪器的公共端必须连在一起。同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。1、测量最大不失真输出电压置Rc=2.4k , Rl=,按照实验原理中所述方法，同时调节输入信号的幅度和电位器RW,使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用示波器和交流毫伏表测量Uopp及Uom值,记入表3 1。表3-1Ic (mA)Uim(mV)Uom(mV)U opp(

44、V)2、观察静态工作点对输出波形失真的影响保持最大不失真输出电压时的输入信号不变，分别增大和减小Rw,使波形出现失真，绘出uo的波形，并测出失真情况下的 Ic和Uce值，记入表32中。每次测Ic和Uce值时 都要将信号源的输出旋钮旋至零。表 3 2Rc=2.4k ,Rl=I c(mA)Uce(V)Uo波形失真情况管子工作状态bA顶部失真取人不 失真时Ic =db不失真正常i底部失真3、测量输入电阻和输出电阻置Rc=2.4k , RL=2.4k , Ic=最大不失真电流。在 Us端输入f=1kHz的正弦信号，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出Us, Ui和Ul记入表33。保持Us不变

45、，断开Rl,测量输出电压 Uo,记入表33。Us(mV)Ui(mV)Ri(k )Ul(V)Uo(V)Ro(k )测量值计算值测量值计算值表33Rc=2.4k , RL=2.4k ,怔=最大不失真电流4、测量幅频特性曲线取Rc=2.4k , RL=2.4k , Ic=最大不失真电流。保持输入信号Ui的幅度不变，改变信号源频率f,逐点测出相应的输出电压U。，记入表34。表 3 - 4Ui=lVf (kHz)Uo(V)Av=Uo/Ui为了信号源频率f 取值合适，可先粗测一下，找出中频范围，然后再仔细读数。五、实验报告要求1. 写明实验目的。2. 写明实验所用仪器、设备及名称、型号。3. 列表整理测量

46、结果，并把实测的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较） ，分析产生误差原因。4. 写出本实验的心得体会。2实验四 RC正弦波振荡器一、实验目的1、进一步学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件；2、掌握测量振荡频率的多种方法，学会测量基本放大器的电压放大倍数。二、实验原理从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大器。若用R、C元件组成选频网络，就称为 RC振荡器，一般用来产生 1Hz1MHz的低频信号1、RC串并联网络（文氏桥）振荡器RC串并联网络（文氏桥）振荡器电路原理图如图 4.1所示。图4.1 RC串并联网络（文氏桥）振荡器电路原理

47、图_ ,，-1其中振荡频率fo =2 RC起振条件A 3电路特点：可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。2、频率的测量方法频率的测量方法常见的有两种：一种为频率计测量法，另一种为示波器测量法。（1）频率计测量法：这是目前应用最为普遍的方法， 只要将振荡器的输出端直接连接 频率计的输入端，从频率计的示值可直接读出所测频率。这种方法简单、方便，测量误差取决定于频率计的精度。（2）示波器测量法：示波器测频方法实验一已学过，这里不再重复。现介绍另一种测频法称之为“李沙育图形”测频法。按图4.2接线，未知频率fy的电压信号接到示波器的y轴输入端，已知频率为 fx的电压信号接

48、到示波器的X轴输入端，示波器扫描置X外接。由 于频率为fy的电压加在示波管的 Y轴偏转板，频率为fx的电压加在示波管的X轴偏转板， 示波管阴极发射的电子在X方向和y方向均受电场力，按照平面内力的合成法则，当fx=nfy,可得到一个稳定的合成波，如图4.3所示。因为Vx=V mxsin tV y=V mysin t所以合成波为I、II象限的直线。4.2李沙育图测频法图4.3 fx=fy=0的李沙育图形图4.4 fx=fy=900的李沙育图形图4.4为Vx=V mxsin ( t+900)x=90Vx=V mxsin tx=0Vx=V my合成一个稳定的圆。不同频率比、不同相位差合成的李沙育图形如

49、图4.5所示。i/00 VWoo mx） u/-o八跋跛晨* 1:12；13:13；2图4.5 常见的丽沙育图形通常总是将两个频率尽可能调至 1: 1或2: 1进行测量，这样图形清晰、不易出错。三、实验设备与器件1、模拟电路实验箱 2、双踪示波器 3、万用电表 4、函数信号发生器5、交流毫伏表四、实验内容（注：本实验采用两级共射极分立元件放大器组成RC正弦波振荡器。）1、按图4.2和4.6接线路。2、接通RC串并联网络，并使电路起振，用示波器观测输出电压uo波形，调节Rf使输出获得满意的正弦波电压信号，记录波形及其频率参数f1。3、用频率计测量振荡频率 f2,并与计算值fo进行比较。4、用李萨

50、如图方法测量振荡频率f3,并与计算值fo进行比较。UIO 0图4.6分立元件RC串并联选频网络振荡器按图4.2接线，可应用李沙育图形法测频率.示波器扫描档置“外接”，信号产生器的频率置上述所测频率附近，改变信号产生器的频率， 在示波面上可得到一个稳定的李沙育图形（圆或椭圆）。信号产生器的频率即为振荡器的频率。5. 观察放大倍数对输出波形的影响当实验中调出稳定的正弦波后，慢慢减小RF ，直至波形刚刚消失，将RC 串并联网络与放大器断开，给放大器输入一正弦波信号Vi,正好使输出电压V O的频率和波形幅度与Si断开前相等，测量放大倍数Aui,并记录数据。当实验中调出稳定的正弦波后，慢慢增大RF ，直至波形明显失真，将RC 串并联网络与放大器断开，给放大器输入一正弦波信号Vi,正好使输出电压V o的频率和波形幅度与Si断开前相等，测量放大倍数Au2,并记录数据。6. 改变R 或 C 值，观察振荡频率变化情况。五、实验报告要求1. 写明实验目的。2. 写明实验所用仪器、设备及名称、型号。3. 由给定电路参数计算振荡频率，并与实测值进行比较，分析误差产生的原因。4. 总结串并联 RC 振荡器的特点。5. 总结频率测量的方法6. 根据实验内容总结正弦波振荡器的起振条件7. 写出本实验的心得体会。33第二部分数字电子技术基础实验1. 实验系统概述本实验系统是根据目前我国 “数