電子線路實驗課模擬部分

1、電子線路實驗課模擬部分第1頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五關于電子線路實驗電子線路實驗是一門實踐性很強的課程。包括模擬電子線路實驗和數(shù)字電子線路實驗。專門設置實驗課程的目的： 1 通過實驗來驗證、鞏固和補充理論知識。 2 培養(yǎng)實驗技能，提高動手能力。 3 掌握電子線路的工程設計，組裝和調整 測試能力。第2頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗須知上課前預習實驗教材，大致了解實驗內容。不得遲到、早退，有病有事須事先請假。實驗前要清點工具和器材，如有缺少或損壞應及時報告。未經許可不得隨意拿走別人或老師的工具和器材。第3頁，共129頁，2022年，5

2、月20日，4點29分，星期五實驗中應嚴格按照實驗步驟正確操作，如因個人操作不當引起的儀器損壞，應由個人負責。注意安全。每次實驗結束，應整理實驗桌（包括拆掉實驗線路，關斷儀器電源和計算機電源開關，關掉計算機顯示屏），簽到、給實驗數(shù)據(jù)簽字（原始數(shù)據(jù)），并將原始數(shù)據(jù)附到實驗報告最后面。每次實驗結束，每批負責同學指派5名值日生打掃衛(wèi)生。實驗須知第4頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五課時安排實驗一：常用電子儀器的使用實驗二：集成運算放大器基本特性及應用研究實驗實驗三：組合邏輯研究實驗（一）實驗四：集成運放在有源濾波器中的應用實驗實驗五：組合邏輯研究實驗（二）實驗六：集成運放非線性

3、應用及其在波形產生方面的實驗 實驗七：集成觸發(fā)器實驗 實驗八： 小綜合-程控放大器設計實驗實驗九：計數(shù)器及其應用研究實驗實驗十：單級共射、共集放大電路性能與研究實驗實驗十一：移位寄存器及其應用實驗 實驗十二：差分放大器性能研究實驗實驗十三、十四：綜合實驗第5頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五課時安排實驗一：常用電子儀器的使用實驗二：集成運算放大器基本特性及應用研究實驗實驗三：集成運放在有源濾波器中的應用實驗實驗四：集成運放非線性應用及其在波形產生方面的 實驗 實驗五：小綜合-程控放大器設計實驗實驗六：單級共射、共集放大電路性能與研究實驗實驗七：差分放大器性能研究實驗第6

4、頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗報告要求實驗報告必須在做下次實驗時交來。報告內容應符合指導書中的規(guī)定，一般包括實驗內容、實驗電路圖、實驗數(shù)據(jù)處理、必要的曲線和波形，理論計算、理論與實際結果的分析比較以及本次實驗的結論等。實驗中出現(xiàn)的問題和解決方法。收獲、體會、意見和建議。附原始數(shù)據(jù)第7頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗一常用電子儀器的使用第8頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗目的了解常用電子線路實驗儀器的技術指標、工作原理。掌握常用電子儀器的使用方法。第9頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星

5、期五電子線路實驗常用儀器YB1718三路直流穩(wěn)壓電源數(shù)字萬用表模擬萬用表TFG-1010型DDS函數(shù)發(fā)生器GDS-2062型數(shù)字式存儲示波器AS2173D型交流毫伏表第10頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器一YB1718三路直流穩(wěn)壓電源第11頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五YB1718三路直流穩(wěn)壓電源YB1718三路直流穩(wěn)壓電源是實驗室通用電源。具有恒壓、恒流工作功能（VC/CC）。YB1718左邊每一路均可輸出0 32V、0 2A直流電源。右路有獨立的“5V”（2A）輸出端，給數(shù)字電路供電 第12頁，共129頁，2022年，5月20日，4

6、點29分，星期五儀器面板第13頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器二數(shù)字萬用表第14頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器面板電源開關表筆接口電容測量插口三極管測試插孔量程開關第15頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五用萬用表判別二極管管型和管腳用二極管擋測量當紅表筆接“正”，黑表筆接“負”時，二極管正向導通，顯示PN結壓降（硅：0.50.7V）（鍺：0.20.3V）反之二極管截止，首位顯示為“1”第16頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五用萬用表判別三極管管型和管腳將三極管分解為兩個相連的二極管用二

7、極管檔找到公共相連的基極，當二極管正向導通時，紅表筆接基極的三極管是NPN型三極管，黑表筆接基極的三極管是PNP型三極管。第17頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五用萬用表判別三極管管型和管腳測量放大倍數(shù)，判別c和e將萬用表量程置于hFE擋將PNP型或NPN型晶體管對號插入右圖的測試孔中。基極b插入B孔中，其余兩個管腳隨意插入，若放大倍數(shù)較大時，則c和e極插入正確。第18頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器三模擬式萬用表（MF500型）第19頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五表筆接口交流電壓量程開關直流電壓量程開關電阻量程

8、開關直流電壓量程開關儀器面板第20頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器四 TFG-1010型DDS函數(shù)發(fā)生器第21頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器面板電源開關液晶顯示屏鍵盤輸出A輸出B調節(jié)旋鈕第22頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五直接數(shù)字合成（DDS)工作原理要產生一個信號，傳統(tǒng)的模擬信號源是采用電子元器件以各種不同的方式組成振蕩器，其頻率和穩(wěn)定度都不高。直接數(shù)字合成技術（DDS)是最新發(fā)展起來的一種信號產生方法，它沒有振蕩元件，而是用數(shù)字合成方法產生一連串數(shù)據(jù)流，再經過數(shù)模轉換器產生一個預先設定的模擬信號。例如

9、，要產生一個正弦波，首先將信號進行量化，依次存入波形存儲器。DDS采用相位累加技術來控制波形存儲器的地址。根據(jù)相位累加器輸出的地址，從波形存儲器取出波形量化數(shù)據(jù)，經過數(shù)模轉換器和運算放大器轉換成模擬電壓。因為波形數(shù)據(jù)是間斷的取樣數(shù)據(jù)，所以DDS輸出的是一個階梯正弦波形，后級還必須加一個低通濾波器濾除高次諧波，輸出即為連續(xù)的正弦波。第23頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五主要功能及使用方法1.輸出波形選擇：A路具有16種波形，按【Shift】【波形】選中“A路波形”選項，屏幕下方可顯示出當前輸出波形的序號和波形名稱。用數(shù)字鍵輸入波形序號，再按【Hz】鍵，即可以選擇所需要的

10、波形。也可以使用旋鈕改變波形序號。序號：00，正弦波（SINE）；序號：01，方波（SQUARE）；序號：02，三角波（TRIANGLE）；序號：08,正直流(Pos-DC)；序號：09,負直流(Neg-DC)等等。對于四種常用波形，可直接按【Shift】【0】，選擇正弦波，按【Shift】【1】，選擇方波，按【Shift】【2】，選擇三角波，按【Shift】【3】，選擇鋸齒波，并且屏幕左上方顯示波形名稱。對于其他波形，顯示任意。第24頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五主要功能及使用方法2.頻率的設定：按頻率鍵，顯示當前頻率值。可用數(shù)字鍵或調節(jié)旋鈕設定頻率值。數(shù)字輸入完

11、后，必須用單位鍵（MHz，kHz，Hz，mHz）結束，數(shù)字才能生效。例如：信號頻率要求為1.5kHz，則依次輸入：【頻率】 【1】【.】【5】【kHz】即可。也可以用上面的調節(jié)旋鈕調節(jié)。按【】鍵，可移動數(shù)據(jù)上面的三角形光標指示位，左右轉動旋鈕可使指示位的數(shù)字增大或減小，并能連續(xù)進位或借位，由此可以任意粗調或細調頻率。頻率也可以用周期顯示，只要按【Shift】【周期】鍵，輸入周期值（單位為ms）就可以了。第25頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五主要功能及使用方法3.幅度的設定：按【幅度】鍵，顯示當前幅度值，可用數(shù)字鍵或調節(jié)旋鈕輸入幅度值。幅度值的輸入和顯示有兩種格式，按【

12、Shift】【峰峰值】，選擇峰峰值格式Vpp，按【Shift】【有效值】，選擇有效值格式Vrms。隨著幅度值格式的轉換，顯示值也相應地發(fā)生變化。例如要求信號幅度值為3.2V,則依次輸入【幅度】【3】【.】【2】【V】即可。也可以用峰峰值或者有效值格式輸入。第26頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五4.幅度衰減器：按【Shift】【衰減】可以選擇幅度衰減方式。開機或復位后，為自動方式，儀器根據(jù)幅度設定值的大小，自動選擇合適的衰減比例。也可以用固定衰減方式。按【Shift】【衰減】后，可用數(shù)字鍵輸入衰減值，輸入=20時,衰減值為20dB, =40時，衰減值為40dB, =60

13、時,衰減值為60dB, =80時,衰減值為Auto。 注意：因為按鍵面積較小，單位 “0”，“dB”，“%”等都沒有標注，輸入時都以【Hz】作為結束，儀器會自動顯示相應的單位。主要功能及使用方法第27頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五按【A路】鍵，可以選擇 “A路單頻”功能。按【B路】鍵，可以選擇 “B路單頻”功能。A,B路的頻率設定，周期設定，幅度設定，峰峰值和有效值轉換，波形選擇等操作都相同。方法如前所述。不同的是B路沒有幅度衰減，也沒有直流偏移。B路頻率能夠以A路頻率倍數(shù)的方式設定和顯示。按【Shift】【諧波】鍵，選中“B路諧波”，可用數(shù)字鍵或調節(jié)旋鈕輸入諧波次

14、數(shù)值，B路頻率即變?yōu)锳路頻率的設定倍數(shù)，也就是B路信號成為A路信號的N次諧波，這時AB兩路信號的相位可以達到穩(wěn)定的同步。在儀器的后面板還有一個TTL同步輸出端，可以輸出一個數(shù)字脈沖信號，頻率可以自行設定，但幅度為固定值，在做數(shù)電實驗時作為脈沖輸入信號使用。此信號源還有測頻功能，頻率掃描功能和頻率調制功能，不再贅述。主要功能及使用方法第28頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器五 GDS-2062型 數(shù)字式存儲示波器數(shù)字式存儲示波器簡要框圖第29頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五 數(shù)字存儲示波器GDS一2062主要性能帶寬： 60MHZ, 雙通道，

15、彩色液晶屏。最高采樣率：1GS/S 存儲深度：25K點記錄長度，自動測量：最多達27項，峰值檢波，F(xiàn)FT分析。USB接口：存儲和打印， 觸發(fā)：視頻、脈沖寬度、邊沿、延遲，含有USB、RS一232、GPIB接口。第30頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器面板第31頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五 主功能鍵的說明第32頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五觸發(fā)菜單（TRIGGEB MENU） 第33頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五測量（MEASURE） 第34頁，共129頁，2022年，5月20日，4

16、點29分，星期五“光標(Cursor)” 鍵的功能第35頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五“水平菜單(HORI MENU)” 的功能 第36頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五“ 采集(Acquire)” 鍵的功能 第37頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五方波的FFT頻譜圖 第38頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器六AS2173D型交流毫伏表第39頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五儀器六 AS2173D型交流毫伏表 AS2173D型交流毫伏表是用來測量頻率較低的交流電壓的儀

17、器。能測量頻率范圍為5HZ-2MHZ、 電壓為30v-300v的正弦波有效值電壓。 第40頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五主要技術參數(shù) 交流電壓測量范圍：30V300V。分13檔測量電壓的頻率范圍：5HZ2MHz。第41頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五面板量程旋鈕機械調零第42頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五使用方法儀器接通電源前，檢查表頭指針是否指在零點，如不在零點，應機械調零。開機3秒鐘后，量程自動置于最高檔300V。將量程開關調到所需檔。量程的選擇，應該是表頭指示值大于滿刻度的30，又小于滿刻度值為最佳。量程轉

18、換時，指針將有所晃動，待穩(wěn)定后即可讀數(shù)。測量30V以上電壓時，需注意安全。第43頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五模擬實驗板第44頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五數(shù)字實驗板第45頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗內容及要求1. 信號源、示波器、毫伏表聯(lián)合測試。將信號源的正弦輸出信號同時送示波器和毫伏表測量，并將被測信號數(shù)據(jù)記錄在下表中信號發(fā)生器幅度(示波器)頻率(示波器)幅度(毫伏表)f1KHz，u1Vf50KHz，u6Vf1MHz，u80mV第46頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗內容及

19、要求2. 信號源輸出主信號為2V，30KHz正弦波,同步輸出方波,用雙綜示波器觀察兩路信號（如P58圖251所示），調節(jié)示波器相關旋鈕，使波形穩(wěn)定顯示，并將測試數(shù)據(jù)記錄在下表中。信號發(fā)生器幅度(示波器)頻率(示波器)正弦波f30KHz，u2V方波f30KHz，u5V第47頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五3. 將信號源輸出一個含有直流電平的正弦信號，用示波器測量其直流電平，振幅及頻率。實驗內容及要求第48頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗二 集成運算放大器基本特 性及應用研究實驗第49頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五

20、實驗目的 通過實驗，深入理解集成運算放大器的基本運算功能。熟悉集成運算放大器的增益、傳輸特性、頻率響應、負載能力的物理含義及測量方法。學會合理選擇和正確運用集成運算放大器。第50頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五可提供的實驗資源測試儀器：萬用表、信號源、直流穩(wěn)壓電源、示波器、毫伏表；模擬電路通用實驗板（內含集成電路插座、電阻、電容等）； 電子電路實驗箱（工具及元器件、本試驗用的F007運放等）；規(guī)定電源電壓為正、負12V 。第51頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗任務書 基本命題用F007構成同相比例放大器，實現(xiàn)運算為 (要求電路最大電阻為6

21、0k)。 輸入信號為可調直流電壓，測試該電路的電壓傳輸特性，并確定增益 及輸入、輸出動態(tài)范圍。第52頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗任務書 2.用F007構成反相比例放大器，實現(xiàn)運算 （要求最小電阻為2K）。 電路輸入0.5KHZ的正弦信號，用示波器觀察輸出波形， 用雙蹤示波器確定增益及輸入、輸出動態(tài)范圍。第53頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五3.在線性范圍內，測量反相比例放大器的振幅頻率響應，并確定上限頻率f。(用示波器測，或用交流亳伏表測，測試過程中，改變頻率時，要保持輸入電壓不變，來測輸出電壓)。4.在上述反相比例放大器中，輸入0.

22、5KHz、1.5V的正弦波。輸出端分別接入負載R=10K,1 K,0.1 K電阻，觀察輸出電壓波形的變化，從而理解有關F007的負載能力的概念。實驗任務書第54頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗任務書擴展命題 1.要求 輸入信號 (V)， 而輸出信號 如右圖所示，請實現(xiàn)上述功能。，第55頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五 2.要求 ， ，即實現(xiàn)信號的900移相。設計電路，并用雙蹤示波器觀察相移情況。實驗任務書第56頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗說明及思路提示基本命題實驗思路提示 根據(jù)任務“1” 的要求，構建同

23、相比例放大器電路 如右圖所示。同相 端加可調的直流電 壓，測量傳輸特性。 第57頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五根據(jù)任務“1”要求，調節(jié)上圖中的電位器Rw,用萬用表分別測量A點和B點對地電壓,列表并繪制傳輸特性。-3-2 -1.7-1-0.50+0.5+1+1.7+2+3實驗說明及思路提示第58頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五由數(shù)據(jù)表或曲線得出 該放大器的閉環(huán)增益 實驗說明及思路提示電壓傳輸特性 輸入動態(tài)范圍輸出動態(tài)范圍 第59頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五 根據(jù)任務“2”要求，構建實驗線路 反向比例放大器，如下圖

24、所示。實驗說明及思路提示第60頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五根據(jù)任務“2”要求將信號源輸出波形選為“正弦波”，幅度選為保證放大器工作在線性范圍內（如：0.5V），頻率選為保證放大器工作在通頻帶內（如：1KHZ）用雙蹤示波器同時觀察ui和uo波形（相位及大?。┎y出增益。逐漸增大ui ，直至輸出波形出現(xiàn)非線性失真，從而得出輸入、輸出動態(tài)范圍。實驗說明及思路提示 A 第61頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五電路如反向比例放大器圖所示，用“點測法”測量放大器的幅頻特性。將信號源的正弦波輸出幅度固定在1V（用示波器監(jiān)視）改變信號頻率，測出相應的輸出信

25、號振幅。將測試數(shù)據(jù)列表（如表3-1-2）并繪制幅頻特性曲線（如圖3-1-5）實驗說明及思路提示第62頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五幅頻特性數(shù)據(jù)（固定 ）fi(KHZ)0.111050100150250350450Uo(v)實驗說明及思路提示第63頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五注意：1）頻率點取值自行決定，在輸出開始下降處可多測幾個點以提高精度。2）測量幅頻特性也可以用毫伏表，不一定用示波器。3）測量幅頻特性時輸入信號不能太大，保證在整個頻率范圍內，輸出信號不出現(xiàn)非線性失真。實驗說明及思路提示第64頁，共129頁，2022年，5月20日，4

26、點29分，星期五實驗說明及思路提示根據(jù)任務“4”的要求，在反向比例放大器圖基礎上接入負載RL，如下圖所示。 令ui=1.5Sin t，理論上輸出為uo=7.5Sin t(v)。 但當R由10K1K0.1K，可觀察到當R太小時（如：0.1K），輸出電壓遠小于7.5V。因為運放的負載能力有限，供不出75mA的電流。說明F007的負載能力是比較小的。第65頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五擴展命題實驗思路提示 為了實現(xiàn)信號的直流電平移位，可利用相加器或相減器,分別如下圖1、2所示。圖1 用反相相加器實現(xiàn)電平移位（直流電壓E為負壓） 第66頁，共129頁，2022年，5月20日

27、，4點29分，星期五擴展命題實驗思路提示 圖2 用相減器實現(xiàn)電平移位（直流電壓E為正壓） 第67頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五用積分器實現(xiàn)移相，如圖3所示。圖3 積分器擴展命題實驗思路提示 第68頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五用一階移相器（一階全通濾波器）實現(xiàn)移相，如圖所示。 擴展命題實驗思路提示 圖 一階移相器第69頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗三 集成運放在有源濾波器 中應用實驗 實驗目的 學會用集成運算放大器實現(xiàn)有源濾波器可提供的實驗資源 1.測試儀器： 三用表 信號源 直流穩(wěn)壓電源 示波器、毫伏表

28、2.模擬電路通用實驗板（內含集成電路插座、電阻、電容等） 3.電子電路實驗箱（工具及元器件、本實驗用的F007運放及組容元件等） 第70頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗任務書用F007設計一個二階RC有源低通濾波器，要求截止頻率 =10kHz，增益 = 2。用F007設計一個二階RC高通濾波器，要求截止頻率 =5kHz，增益 =2。根據(jù)實驗要求設計實驗線路，經計算機仿真，并搭建實驗電路，達到設計要求。分別測量低通和高通濾波器的頻率響應、上限截止頻率fH 、下限截止頻率fL以及增益 。 第71頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五擴展命題 將基本

29、實驗1和2的實驗電路級聯(lián)，組成帶通濾波器；并測量其帶通特性：包括中心頻率fo、中心頻率增益Au(fo) 、通頻帶BW-3dB、Q( )值等參數(shù)。實驗任務書第72頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五基本命題 1. 二階RC有源低通濾波器（LPF）二階RC有源低通濾波器快速設計法 二階RC有源低通濾波器線路如圖1所示。表1給出截止頻率 與電容值的選擇參考對照表。實驗說明及思路提示第73頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五 實驗說明及思路提示 圖1 二階低通濾波器 表1 截止頻率與所選電容的參考對照表f10100(Hz)0.11 (k Hz) 110 (k

30、 Hz)10100 (k Hz)C110.1(F)0.10.01(F) 0.010.001(F)1000100 (p F)第74頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五該電路若 ， ，則其上限截止頻率為: （式1）頻帶內電壓增益為： （式2）品質因素為： (為使系統(tǒng)穩(wěn)定，一般取 Q10) 實驗說明及思路提示第75頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五(2)設計步驟 根據(jù)截止頻率從表1中選定一個電容（注意：要按電容系列值選），根據(jù)式1計算出R值。根據(jù)Q值計算出 ；選擇 ，從式2中算出 。根據(jù)Auo=2，fH=10KHZ。選 ，R1=R2=1.6K ， R3

31、= R4=1K 。實驗說明及思路提示第76頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗說明及思路提示 2.高通濾波器設計 設計高通濾波器電路與低通相似。電路形式一 樣；所不同的是電阻和電容位置互換。根據(jù) ，fL=5KHZ，選C1=C2=1000PF=1nF， R1=R2=33K，R3 = R4=1K 。 第77頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗四集成運放非線性應用及其在波形產生方面的實驗第78頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗目的1.學會用集成運算放大器實現(xiàn)波形變換及波形產生。2.進一步掌握示波器的使用?？商峁┑膶嶒炠Y源

32、1.測量儀器：雙蹤示波器、三用表、信號源、毫伏表、直流穩(wěn)壓電源等2.模擬電路通用實驗板（內含集成電路插座、電阻、電位器、電容、穩(wěn)壓二極管等）第79頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五基本命題1. 設計一個正弦波信號發(fā)生器，要求f0=5KHz10。2. 設計一個單運放方波信號發(fā)生器，要求 f0=10kHz10,輸出信號幅度Vpp為12V。3. 設計一個占空比可調的單運放脈沖信號發(fā)生器，要 求f0=10kHz10，輸出幅度Vpp為12V,占空比在 4070內可調。實驗任務書 第80頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五擴展命題 1.設計一個雙運放方波一三角

33、波發(fā)生器，要求輸出頻率f0=10kHz10，三角波輸出幅度Vpp大于3V。 2.設計一個雙運放鋸齒波信號發(fā)生器，要求輸出頻率f0=10kHz10，輸出幅度Vpp大于6V。實驗任務書 第81頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五一.基本實驗 1. 正弦信號發(fā)生器 正弦信號發(fā)生器如圖1所示。圖中 組成的文氏橋作為選頻網絡構成正反饋支路， 構成負反饋支路。 用來調整負反饋的深度，以滿足起振條件和改善波形。利用二極管 正向導通電阻的非線性自動調節(jié)電路的閉環(huán)放大倍數(shù),以穩(wěn)定波形的幅度。實驗說明及思路提示第82頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五當 , 時,電路的

34、振蕩頻率為根據(jù)起振條件，負反饋電阻式中 代表負反饋支路電阻。 實驗說明及思路提示圖1 正弦信號發(fā)生器 第83頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五2.方波與占空比可調的矩形波發(fā)生器 圖2所示的是一個單運放組成的方波信號發(fā)生器，運放通過 與 組成正反饋的遲滯比較器，輸出電壓通過對電容C的充、放電，產生周而復始的振蕩，輸出電壓即為周期性的方波信號。實驗說明及思路提示 圖2 方波發(fā)生器 第84頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五方波的頻率為調 可以改變輸出方波頻率。其輸出電壓 。若要輸出幅度小于 ，則可加穩(wěn)壓管限幅電路，如圖2所示，其中，限流電阻R串在運放輸

35、出端與穩(wěn)壓管之間。R一般取12K左右。實驗說明及思路提示 第85頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗說明及思路提示若將圖2中的 用圖3所示的網絡代替，則為占空比可調的矩形波發(fā)生器，其占空比可通過調網絡中 的 來實現(xiàn)。圖3 矩形波發(fā)生器替代網絡 第86頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五二、擴展命題三角波及鋸齒波發(fā)生器 方波-三角波發(fā)生器如圖4所示。運放A1構成遲滯比較器,運放A2構成積分器。其振蕩頻率為：實驗說明及思路提示圖4 . 方波與占空比可調脈沖信號發(fā)生器第87頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五若要輸出電壓在某一范圍

36、內變化，可在運放2輸出端加一電位器，來調節(jié)三角波輸出電壓大小。若在圖4中的運放1輸出端與運放2輸入負端之間并聯(lián)加入圖5所示的網絡，使正反兩個方向的積分時間常數(shù)不相等，則為鋸齒波信號發(fā)生器。實驗說明及思路提示圖5 占空比可調的a、b點并聯(lián)替代網絡第88頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五注意 ：積分電阻 的值一定不要太小，因為 是前級 的負載， 太小，會超出前級的負載能力，振蕩將不正常。三角波或鋸齒波的幅度可通過調節(jié) 和 的比值來控制運算放大器帶寬和速度對電路性能的影響。實驗說明及思路提示第89頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗五小綜合-程控放大

37、器設計實驗 第90頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗目的提高綜合設計能力，并將模擬電子線路和數(shù)字電路有機地結合起來。第91頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五可提供的實驗資源 測量儀器：萬用表、示波器、信號源、直流穩(wěn)壓電源等； 模擬電路通用實驗板；F007兩只4. 6V穩(wěn)壓二極管兩支二四譯碼器一只（74LS139），模擬開關（CC4066）各一只反相器一塊（74LS04）第92頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗任務書 1.實現(xiàn)一程控放大器，其放大倍數(shù)：2、4、6、8倍可控；2.用給定元器件：運算放大器、電阻網絡、模擬

38、開關、譯碼器、反相器等搭建電路并測試結果。第93頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五設計電路框圖如圖1所示。1.放大器采用同相比例放大器，設R1=1K，則分別選Rf4=1k,Rf3=3k，Rf2=5k，Rf1=7k，即可實現(xiàn)增益在2、4、6、8倍之間可控。其中Rf0=300k，主要是避免開關切換瞬間運放開環(huán)工作。2.CC4066內含4個獨立的CMOS模擬開關。74LS139內含兩個獨立的2-4譯碼器。74LS04是一個6反相器。實驗說明及思路提示圖1 程控放大器設計框圖第94頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗六單級共射、共集放大電路 性能與研究

39、實驗 第95頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗目的 掌握放大器組成基本原理及其放大條件；明確交流通路與直流通路的區(qū)別；學會放大器靜態(tài)工作點的調整； 學會共射放大器放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測量方法； 掌握共集放大器的特點和應用場合。掌握場效應管放大器的特點及應用。 第96頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五可提供的實驗資源測量儀器；雙蹤示波器、三用表、信號源、毫伏表、直流穩(wěn)壓電源等模擬電路通用實驗板（內含三極管、電阻、電位器、電容）電子線路器件工具箱 第97頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗任務書 實驗線路圖（共

40、射放大器電路） 這是一個典型的一級RC耦合共射極交流放大器，其偏置為分壓式偏置電路，工作點Q可通過調節(jié)Rw來實現(xiàn)。第98頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五基本命題1.首先用萬用表判斷所用器件的好壞。（連接導線，所用三極管的極性與好壞）2.在給定的通用板上搭建電路，用萬用表檢查電路 連線是否正確，特別要判斷電源與地之間是否有 短路現(xiàn)象；如果有短路現(xiàn)象則重新檢查電路。 實驗任務書 第99頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五3.加電源+12V，調節(jié)Rw，用萬用表觀察UCE直流電壓 在較大范圍變化即可（一般在2V到10V之間）。4.將Rw分別調到最大和最小

41、的情況下，輸入1KHz正 弦信號，用示波器觀察其輸出波形，并判斷失真 類型。實驗任務書 第100頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五5.將靜態(tài)工作點調至（ =5V），輸入1KHz正弦 信號（有效值為5mV)，大小以不失真為原則。 測量放大器的直流工作點、放大倍數(shù)(RL=10K接 入放大器）、輸入電阻、輸出電阻，并將測試數(shù) 據(jù)列入下表中。實驗任務書 直流工作點增益輸入電阻輸出電阻UCEQUCQ UEQUBQICQAuRiR0第101頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五6.將RL調到最大，接入電路，改變信號源輸出正弦 波幅度大小，用示波器監(jiān)視輸出在剛要使

42、失真又 沒有失真的情況下,測量出放大器最大動態(tài)范圍 。實驗任務書 第102頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五擴展命題 1.負反饋對電路性能影響的研究實驗。 將發(fā)射極旁路電容C3斷開，電路引入了串聯(lián)電流負反饋，在C3斷開和“基本命題5” 的條件下重新測量放大倍數(shù)，輸入，輸出電阻的大小，并與上面基本實驗做比較，解釋變化的原因。測試數(shù)據(jù)列入下表中。實驗任務書 第103頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗任務書 C3增益輸入電阻輸出電阻C3接入C3斷開結論第104頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五2.有關提高輸入電阻的研究實驗

43、用場效應管放大器做輸入級，以增大放大器的輸入電阻。3.有關增強負載能力的研究實驗 將圖中RL降到100，則發(fā)現(xiàn)增益與輸出動態(tài)范圍都大大下降，為此用射極跟隨器（共集電路）做放大器的輸出級、以減小放大器的輸出電阻、增強放大器的帶負載能力。并用示波器分別觀察插入共集電路前后的增益及輸出動態(tài)范圍的變化。實驗任務書 第105頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五直流工作點的調整及測試 放大器的直流工作點通常是指管壓降 和集電極電流 ,記作（ , ）。當放大電路及 晶體管確定后,可以通過調整上偏置電阻 ，以達到所需要的直流工作點。 實驗說明及思路提示第106頁，共129頁，2022年，

44、5月20日，4點29分，星期五 放大器參數(shù) 、 、 、 測試。實驗說明及思路提示圖1 測試儀器與實驗板的連接第107頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五最大輸出動態(tài)范圍 的測試 按圖1所示接線給放大器輸入1kHz的正弦信號，慢慢增大輸入信號，使之出現(xiàn)明顯失真，根據(jù)失真波形調工作點（ ），使失真消失。繼續(xù)增大輸入信號，再調工作點，直到增大信號時同時出現(xiàn)截止和飽和失真，再減小輸入信號，使之剛好不失真，用示波器測量這時輸出電壓的峰峰值，即放大器輸出最大線性動態(tài)范圍。實驗說明及思路提示第108頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五電壓放大倍數(shù) 的測試 放大器的

45、電壓放大倍數(shù) 是指在輸出電壓不失真時，輸出電壓 與輸入電壓 振幅或有效值之比。即 在實驗中，需要用示波器監(jiān)視輸出。用交流毫伏表測量放大器輸入和輸出電壓的有效值， 然后按上面公式進行計算。也可用雙蹤示波器分別測量放大器輸入和輸出電壓的峰峰值，然后按上面公式進行計算。 實驗說明及思路提示 =第109頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五輸入電阻 的測試 輸入電阻是指從放大器輸入端看進去的等效電阻。實際測試輸入電阻的接線如圖2所示。在被測放大器前加一個電阻R，輸入正弦信號，用毫伏表或示波器分別測量R兩端對地的電壓 與 。則 實驗說明及思路提示第110頁，共129頁，2022年，5

46、月20日，4點29分，星期五從減小測量誤差出發(fā)，當 時測量誤差最小。因此，為了減小測量誤差,一般取R接近 或將R換成一個可變電阻 ，調 使 ，這時 。 實驗說明及思路提示圖2 輸入電阻測量原理圖第111頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五輸出電阻 的測試 輸出電阻是指從放大器的輸出端看進去的等效電阻。實際測試輸出電阻的接線如圖3所示。在被測放大器后加一個負載電阻 ，輸入端加入正弦信號（5mV,1kHz)，用毫伏表分別測量空載時和加負載電阻 時的輸出電壓 與 。則 實驗說明及思路提示第112頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五從減小測量誤差出發(fā)，當 時

47、測量誤差最小。因此，為了減小測量誤差，一般取 接近 或將 換成一個可變電阻 ，調 使 ，這時 。 實驗說明及思路提示圖3 輸出電阻測量原理圖 第113頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗說明及思路提示擴展命題 1.斷開C3，電路引入了串聯(lián)電流負反饋。串聯(lián)電流負反饋使增益下降，輸入電阻增大，輸出電阻基本不變。 2.為增大輸入電阻，可在共射放大器前加入一級共源放大器做為輸入級,參考電路如圖4所示。 第114頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗說明及思路提示圖4 場效應管放大器做輸入級(放在共射放大器前面)第115頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五為減小輸出電阻，可在共射放大器后加入一級共集電路作為輸出級，如圖5所示。實驗說明及思路提示圖5 將共集電路置于共射電路與負載之間實現(xiàn)”隔離” 第116頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗七差分放大器性能研究實驗 第117頁，共129頁，2022年，5月20日，4點29分，星期五實驗目的 掌握基本差動放大器的工作原理、工作點的調試和主要性能指標的測試。 熟悉具有恒流源差動放大器