电子测量实验

实验1函数信号发生器的使用一实验目的掌握函数信号发生器的基本使用方法利用函数信号发生器进行实际测量二实验器材函数信号发生器电子电压表数字万用表三实验原理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10Vp_p。通过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调节开关进行调整。函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。四实验过程函数信号发生器的基本使用（1） 将函数信号发生器的输出端与电子电压表的输入端相连（2） 利用幅度调节按键以及输出细调旋钮使指示值为5V（实验过程始终保持），再调节输出频率分别为50Hz、100Hz、1kHz、100kHz、500kHz、1MHz（以上均为正弦波），同时用电子电压表分别测出相应的电压值，填入表1-1.表1.1低频信号发生器的基本使用衰减分贝值（dB）02040信号发生器输出一10V/衰减倍数10V/110V/1010V/100电子电压表读数50Hz10.01.00.10100Hz10.11.10.121kHz10.11.10.10100kHz10.21.20.12500kHz10.11.20.121MHz10.21.30.13利用低频信号发生器测试万用表交流20V档的频率特性

（1） 调节低频信号发生器的输出电压为5V（由发生器本身的电压表测量），将指针式万用表的量程开关置于交流5V档.（2） 按图1-1连接仪器.图1-1信号发生器与被测万用表的连接示意图（3）按表1-2所指定的频率值调节信号发生器的输出频率（注意保持电压不变），将万用表的读数填入表1-2中.表1-2测量数字万用表交流20V档的频率特性输入信号频率10Hz100Hz1kHz10kHz100kHz20V档交流档读数实验2单管共射放大电路一、 实验目的及要求：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。掌握放大器电压放大倍数和最大不失真输出电压的测试方法。熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、 仪器用具：模电实验箱，函数信号发生器双踪示波器三、 实验原理图1.2.1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。图1.2.1共射极单管放大器实验电路在图121电路中，当流过偏置电阻Rbi和基的电流远大于晶体管VT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：U»——^-B1U»——^-B1——bRB1+RB2UCCU-UIQ BEQIF1Uce=UccTc(Rc+RF1+RE)电压放大倍数：A=-6——WRl、n 其中r=200+26(1+P)/Lv r^+(1+p)R1 be E输入电阻:R=RB1Wbe+(1+职J输出电阻：ro~rc四、实验步骤：调试静态工作点接通+12V电源、调节Rp，使Ue=2.0v，测量Ub、Ue、Uc、Rb2值。记入表2-1。

表2-1 LOVE测量值计算值UB(V)UE(V)UC(V)RB2(KQ)UBE(V)UCE(V)Ic(mA)2.6652.07.8530.8655.22.0根据表格测量数据，计算得到：UBE=UB-Ue=0.665V，UCE=UC-UE=5.8V，I*UE/RE=2/(1.1)=1.82mA实验数据显示，Q点的值满足放大电路的静态工作点要求，BJT处于放大区。共射放大电路具有反相的作用。观察静态工作点对输出波形失真的影响置RC=2.4KQ，*=皿*=0，调节RW使Ue=2.0V，测出Uce值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现饱和和截止失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的Uce值。表2-2Ue(V)B)u0波形失真情况管子工作状态增大RW1.277.79截止失真截止区2.05.8不失真放人区减小Rw3.111.3724=^饱和失真饱和区由表中数据可以看出，RW减小时，UB增大，IB增大，Ic增大，Vce减小，静态工作点沿着交流负载线上移，靠近饱和区，输出会出现饱和失真:RW增大时，减小Ub，静态工作点沿着交流负载线下移，靠近截止区，输出会出现截止失真。 可测量最大不失真输出电压置RC=2.4KQ，Rl=2.4KQ，同时调节输入信号的幅度和电位器RW，使U。最大且不失真，测量Uopp及Uo值，记入表2-3。表2-3Uim(mV)Uom(V)UOPP(V)2402.46.78从数据中可以看出放大器的最大不失真电压为有效值为2.4V,峰峰值为6.78V。实验3示波器双踪显示与X-Y方式的使用一实验目的掌握示波器X-Y方式的使用方法学会使用示波器测量相位二实验器材双踪示波器 1台函数信号发生器 2台3.1kQ电阻2只；47kQ电位器1只；0.1pF电容1只三实验过程双踪显示按图3-1连接电路调节函数信号发生器，分别输出400Hz、1V和100kHz、1V的正弦信号由示波器的”交替”和”断续”两种显示方式分别对上述两种信号进行观测(注意比较显示效果)，并将观测到的波形记录.函数发生器示波器函数发生器函数发生器示波器函数发生器图3-1双踪显示的仪器连接图波形叠加显示按图3-1连接电路按下示波器垂直显示方式开关中的MATH键，观测两路信号叠加(CH1+CH2)的波形，并画好波形.同时按下ADD和INVERT按键，观察两路信号相减波形，并画出波形.测量两路信号的相位差按图3-2所示连接电路调节函数信号发生器输出1kHZ、1V的正弦信号将示波器置于双踪显示方式调节移相电路中的电位器RP，使两路信号的波形拉开一定距离调节示波器的”时基因数”开关及其微调旋钮，使其中一路信号的一个周期占据9格.算出CH1与CH2两路信号的相位差X-Y显示方式(1)按图3-2所示连接电路，调节函数信号发生器输出1kHz、1V的正弦信号.(2)将示波器置于X-Y显示方式.此时从屏幕上可看到一个椭圆或一根斜线(李沙育图形).分别调节两个信道的偏转因数开关，使所显示的图形处于屏幕的有效范围之内.(3)调节移相电路中的RP,此时可看见椭圆的宽度随之变化，画出电位器处于最大值和最小值时的李沙育图形.示波器图3-2测量相位差的连接图实验比例求和运算电路实验比例求和运算电路一、 实验目的掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路。掌握比例、求和运算电路的特点及性能。二、 实验仪器实验仪器模拟电子线路实验箱 一台 双踪示波器 一台万用表 一台 连线 若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“比例求和运算电路”模板。三、实验原理及参考电路（一）、比例运算电路工作原理比例运算（反相比例运算与同相比例运算）是应用最广泛的一种基本运算电路。4.反相比例运算最小输入信号7,心等条件来选择运算放大器和确定外围电路元件参数。 ^1'如下图所示。10kQ10kQ输入电压7.经电阻R1加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻R2接地。输出电压u°经rf接回到反相输入端。通常有：r2=r1//rf由于虚断，有1=0，则u=-IR=0。又因虚短，可得：u=u=0+ + +2 +由于1=0，则有i1=if，可得:

由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为:AUA—-o— Fuf由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为:AUA—-o— Fufu Ri iR,——r—R.i反相比例运算电路的输出电阻为:输入电阻为:b.同相比例运算Rof=0Rif=R1输入电压〃.接至同相输入端，输出电压uo通过电阻的阻值应为R2=R]//Rf。 °根据虚短和虚断的特点，可知I=I+=0,rf仍接到反相输入端。r2则有且u=U+=Ui，可得:Auf-L-1+RFuR]同相比例运算电路输入电阻为：R—%-8ifii输出电阻：Rof=0选择集成运算放大器时，首先应查阅手册，了解运放主要参数，一般为了减小闭环增益误差，提高放大电路的工作稳定性，应尽量选用失调温漂小，开环电压增益高，输入电阻高，输出电阻低的运算放大器。对于同相比例电路运算电路，还要特别注意存在共模输入信号的问题，也就是说，要求集成运算放大器允许的共模输入电压范围必须大于实际的共模输入信号幅值。并要求有很高的共模抑制比。（二）求和运算电路反相求和

1 2F根据“虚短”、“虚断”的概念幻+%1 2F根据“虚短”、“虚断”的概念幻+%=-虬RR2Rf(R=—(—FURni当R1=R2=R，贝U U=一土(U+U)1 2 oR il i2四、实验内容1.反相比例放大器实验电路如图4-1所示。接好电路后，接12v的直流电源。10kq图10kq图4-1反相比例放大器(1)按表4.1内容实验并测量记录。表4.1直流输入电压Ui(mV)301003001000输出电压Uo理论估算(mV)实测值(mV)误差(2)断开直流传号源，在输入端加人频率f=100Hz,V=0.5V的正弦信号，用i毫伏表测量输出端的信号电压Vo并用示波器观察Vo,Vi的相位关系，记录于表4.2中。表4.2Ui(V)Uo(V)Ui(V)Uo(V)Ui波形Uo波形AV实测值计算值同相比例放大器电路如图4-2同相比例放大器电路如图4-2所示。(1)按表4.3实验测量并记录。Rf图Rf图4-2同相比例放大器表4.3直流输入电压Ui(mV)3010030010003000输出电压Uo理论估算(mV)实测值(mV)误差(2)断开直流信号源，在输人端加入频率f=