电子技术基础（第五版）课件 第15章 模拟电子技术实验

模拟电子技术实验实验1常用电子仪器的使用实验2单管放大电路分析实验3多级放大器实验4功率放大器实验5集成运算放大器的应用实验6负反馈放大器实验7集成直流稳压电源实验8波形发生电路

实验1常用电子仪器的使用S1.1实验目的

(1)了解常用电子仪器的性能特点及使用方法。

(2)学会正确使用双踪示波器观察、测量波形的幅值、频率及相位等。

(3)掌握函数信号发生器、直流稳压电源、电压表及万用表等仪器的配合使用。S1.2实验要求

(1)阅读常用仪器的使用说明。

(2)熟悉常用仪器、仪表面板和各控制按钮的名称及功能。

S1.3实验设备及器材

(1)直流稳压电源1台;

(2)电子毫伏表(电压表)1台;

(3)函数信号发生器1台;

(4)万用表1块;

(5)双踪示波器1台。

S1.4实验内容及步骤

在电子电路测试和实验中,常用的电子仪器有交流毫伏表、低频信号发生器、双踪示波器、直流稳压电源等,它们与被测(实验)电路的关系如图S1.1所示。图S1.1常用电子仪器接线框图

1.示波器使用方法简介

(1)调节基准扫描线。打开电源开关,将示波器Y轴方式置于“CH1”或“CH2”,输入耦合方式置于“GND”,开机预热30秒钟,若荧光屏上不出现光点或水平扫描基线,可进行

如下操作:①调节亮度旋钮到中间位置;②触发方式开关置于“自动”;③调节垂直位移“↑↓”和水平位移“→←”旋钮到中间位置。

(2)测量信号波形。将被测信号输入Y轴方式所选择的通道,输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”。适当调节X轴和Y轴灵敏度旋钮,使得波形高度尽量高,但不超出屏幕;波形的长度为1~3个周期。对波形进行读数,可测量出波形的峰值和周期。

若波形不稳定,可进行如下调节:

①将垂直通道工作方式开关(MODE)置于与Y轴方式一致的位置,即若被测信号从CH1输入,则垂直方式置CH1;

②调节触发电平(LEVEL)旋钮。

(3)双踪示波器的电压测量有“CH1”、“CH2”、“CH1+CH2”、“断续”和“交替”五种方式。其中“断续”和“交替”是双踪信号测量方式。“断续”适用于频率较高的信号测量,“交替”用于频率较低的信号的测量。

2.实验内容

(1)用交流毫伏表测量信号发生器的输出(衰减)电压。将信号发生器频率调节到1kHz,电压“输出衰减”开关分别置于不同的衰减位置上,调节信号发生器的“幅度”旋钮

使电压表指示在4V,用交流毫伏表测量其输出电压值。测量结果填入表S1.1。

(2)用双踪示波器Y轴任一输入通道探头测量示波器“校正电压”,读出荧屏显示波形的UP－P值和频率f。

(3)用交流毫伏表及双踪示波器测量信号发生器的输出电压及周期的数值,记入表S1.2。

S1.5实验报告

(1)整理各项实验记录。

(2)写出各仪器使用时应注意的事项。

实验2单管放大电路分析

S2.1实验目的(1)学习电子电路的连接。(2)测量静态工作点并验证静态工作点参数对放大器工作的影响。(3)学会用示波器观测波形并测量放大倍数。(4)了解失真情况。

S2.2实验要求

(1)练习示波器、万用表、毫伏表的使用。

(2)熟悉单级共射放大电路静态工作点的设置方法。

(3)熟悉静态工作点对放大器性能的影响。

S2.3实验设备及器材

(1)低频信号发生器1台;

(2)示波器1台;

(3)毫伏表1台;

(4)稳压电源1台。

S2.4实验内容及步骤

(1)按图S2.1所示的共射极单管放大电路连接好电路。图S2.1共射极单管放大电路

(2)将直流电源UCC调至12V,并接入线路中;调节Rp,使UC(UCEQ)=5~7V,测量ICQ、UBEQ,填入表S2.1中。

(3)调节信号发生器使其输出1kHz、5mV的正弦波,并接入放大器输入端,用示波器观察放大器电路Uo波形。

(4)空载情况下,逐步调节信号发生器Ui的大小,使Uo为最大不失真波形,用毫伏表测出(或用示波器换算)Ui和Uo的值,计算Au,并填入表S2.2上格中。

(5)接入负载RL。重复(3)操作,填入表S2.2下格中。

(6)调节Rp的大小,用示波器观察输出波形的失真情况。将uCE、ic的失真波形画在表S2.3中并加以分析。

S2.5实验报告

(1)整理实验测量数据。

(2)分析静态工作点对放大器性能的影响。

(3)分析空载和带载情况下放大倍数的改变原因。

(4)初步确定输出电压达到饱和失真(或截止失真)时,静态工作点的大致范围。

实验3多级放大器S3.1实验目的(1)练习电子电路的连接。(2)验证多级放大器电压放大倍数的关系Au=Au1·Au2·…·Aun。(3)学习分析、排除电子线路故障的方法。S3.2实验要求(1)熟悉多级放大器的工作原理。(2)熟悉并掌握信号发生器、示波器、万用表的正确使用方法。

S3.3实验设备及器材

(1)直流稳压电源1台;

(2)信号发生器1台;

(3)电子电压表1块;

(4)示波器1台;

(5)万用表1块。

S3.4实验内容及步骤

(1)按图S3.1连接好电路,检查无误。图S3.1多级放大器

(5)故障的分析与排除。放大器在正常工作情况下,能对信号进行不失真的放大。当放大器有故障后(若无故障,可由指导教师人为设置故障),其输出端波形会失真或无输出,此时应进行故障检查。对初学者来说,逐步逼近法较易掌握。其具体方法是:

①首先观察元件表面是否有异变,然后测试电源电压值是否符合要求。

②在上述检查未发现问题的基础上,再在放大器的输入端加一微小信号(约小于10mV),用示波器检查各级输入波形。检查方法可由前向后逐级检查。

③当测试某级无信号或信号不正常时,应将该级与后级耦合脱开,再检查该级有无波形。若此时信号正常,说明故障在后级;若信号波形仍不正常,则故障在该级上。

④另外也可由后向前逐级检查。即先将级间耦合脱开,信号由后级基极输入,观察输出端波形。再逐级推前依次检查。

⑤在检查到故障后,还需确定故障部位。可将信号在耦合电容前输入,再测试该电容后的基极电位,与给定值比较是否大致符合。对图S3.1所示电路也可调节偏置电路电位器,观察其静态工作点是否随之变化。若基极电位偏高,应测试耦合电容是否漏电。若各点电位不跟随调节电位器变化,进而应怀疑焊接点或元器件。故障排除后,再加信号检验之。

S3.5实验报告

(1)整理实验数据,验证多级放大关系。

(2)谈谈在故障排除中的收获及体会。

实验4功率放大器

S4.1实验目的(1)认识集成器件,初步接触集成器件,了解多引脚器件的作用及使用方法。(2)学习组成集成功率放大器典型应用电路。(3)学会观察输出波形及关键元件对输出的影响。(4)深入理解功率放大器的功能。

S4.2实验要求

(1)熟悉功率放大器的基本知识。

(2)熟悉LA4102的主要技术指标(见表S4.1)及典型应用电路。

S4.3实验设备及器材

(1)示波器1台;

(2)晶体管毫伏表1块;

(3)万用表1块;

(4)低频信号发生器1台;

(5)直流稳压电源1台;

(6)扬声器1只。

S4.4实验内容及步骤

(1)用万用表检测全部元器件,并按图S4.1连接好电路,检查并确认无误。图S4.1功率放大器

(2)将直流电源调至6V,接入电路相应端,在无输出情况下,用示波器观察输出端,看有无自激现象,若有可改变C7以消除自激。

(3)将信号发生器输出调至1kHz正弦波,接入功放输入端,逐步调大输入信号幅度,使输出波形失真在允许范围内,用毫伏表测出Ui、Uo,计算Au=Uo/Ui。

(4)分别断开C3、C4、C5和R2,观察输出波形变化。

(5)用一只扬声器代替话筒接入输入端,对着扬声器讲话,试听该功率放大器的效率。

S4.5实验报告

(1)整理实验测量数据,用Pom=U2o/RL、PU=UCCIC、η=Po/PU计算放大器的最大输出功率Pom、PU、η。

(2)绘制所观察的波形,并分析C3、C4、C5及R2断开时输出波形的变化原因。

(3)归纳实验中遇到的问题及相应的解决方案。

(4)总结功率放大器与电压放大电路的异同点。

(5)查阅其他集成功率放大器的相关资料手册。

实验5集成运算放大器的应用

S5.1实验目的(1)认识集成运算放大器的外形及引脚设置。(2)掌握集成运算放大器的使用方法。(3)理解集成运算放大器的线性应用。S5.2实验要求(1)预习集成运算放大器线性应用的基本知识。(2)查阅LM741有关资料,注意集成运算放大器的使用事项。

S5.3实验设备及器材

(1)低频信号发生器1台;

(2)示波器1台;

(3)晶体管电压表1台;

(4)直流稳压电源1台;

(5)万用表1块;

(6)直流信号源1台。

S5.4实验内容及步骤

1)反相比例运算

按实验图S5.1接好电路,检查无误,接入±15V直流稳压电源,先调零,即令Ui=0,调整调零电位器Rp,使输出电压Uo=0。

(1)按表S5.1指定的电压值输入不同的直流信号Ui,分别测量对应的输出电压Uo,并计算电压放大倍数。S5.1反相比例运算电路

(3)将R1、R2换成51kΩ,其他条件不变,重复上述(1)和(2)的步骤。

(4)将R1、R2、R3、Rf均接成100kΩ,其他条件不变,重复上述(1)和(2)的步骤。

2)加法运算

(1)按图S5.2接好电路,检查并确认无误,调零方法同上。图S5.2加法运算电路

(2)调节Rp1、Rp2,使得A、B两点电位UA、UB为表S5.2中数值。分别测量对应的输出电压Uo。

3)同相比例运算

(1)按图S5.3连接电路,检查无误,调零方法同上。图S5.3同相比例运算电路

S5.5实验报告

(1)整理数据,完成表格。

(2)比较实测值与计算值,分析各个基本运算电路是否符合相应的运算关系。总结集成运放的调零过程。

实验6负反馈放大器S6.1实验目的(1)理解负反馈对放大器放大倍数的影响。(2)掌握负反馈放大器输入电阻和输出电阻的测量方法。(3)了解负反馈对放大器通频带和非线性失真的改善。

S6.2实验要求

(1)理解负反馈对放大器性能改善的原理。

(2)估算实验线路有反馈和无反馈时电压放大倍数、通频带的变化情况。

(3)估算实验线路中有、无反馈时输入、输出电阻的变化情况。

(4)准备实验线路板,按图连接电路,实验电路如图S6.1所示。图S6.1负反馈放大电路

S6.3实验设备及器材

(1)示波器1台;

(2)晶体管毫伏表1块;

(3)万用表1块;

(4)低频信号发生器1台;

(5)直流稳压电源1台。

S6.4实验内容及步骤

负反馈放大器实验电路如图S6.1所示,按图连接好电路。

(1)在实验电路板上分析A、B连接及断开两种情况,将输入端对地交流短路,接通电源,将各级静态工作点调好并将其数据记入表S6.1中。

(4)连接A、B,重复操作(3),再填入表S6.3中对应的位置,比较表S6.3所列数据,得出结论:引入负反馈后,放大器电压倍数Au下降了,但通频带fBW展宽了。

S6.5实验报告

(1)整理实验数据,总结负反馈对放大器放大倍数Au及通频带fBW

的影响。

(2)进一步了解负反馈对放大器其他性能的影响情况。

实验7集成直流稳压电源S7.1实验目的(1)熟悉串联稳压电源的工作原理,了解集成稳压电源的特点和使用方法。(2)学习整流、滤波、稳压的性能指标及波形的测试方法。S7.2实验要求(1)画出桥式整流、双向滤波、直流正负稳压电源的实验接线图。．(2)了解集成三端稳压电源的性能参数,学习使用集成三端稳压电源的方法。

S7.3实验设备及器材

(1)调压变压器1只;

(2)万用