《模拟电子技术实验》PPT课件.ppt

模拟电子技术实验,燕山大学电子实验中心,燕山大学电子实验中心,模拟电子,实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试 实验2 单管放大电路 实验3 运算放大器的基本运算电路 实验4 正弦波振荡电路 实验5 积分与微分电路 实验6 自选频率正弦振荡器和反相放大器耦合的设计与实施,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试,一、实验目的 学会使用双踪示波器、信号发生器、晶体管毫伏表、万用表等常用仪器，掌握用示波器测量交流信号的电压幅值、周期、频率等参数。 学习使用万用表判断二极管、三极管管脚极性的方法。 二、实验预习 掌握常用电子仪器的型号、外型特点、参数及特性，了解测量器件参数的方法。复习二极管、三极管的构造与原理，总结判别二极管、三极管极性的方法。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试,2. 三极管的简易测量：三极管可以等效为两个串接的二极管，见图2-5a。先按测量二极管的方法确定基极，由此也可确定三极管的类型（PNP、NPN）。指针式万用表判断三极管的发射极和集电极是利用了三极管的电流放大特性，测试原理见图2-5b,如被测三极管是NPN型管，先设一个极为集电极，与万用表的黑表笔相连接，用红表笔接另一个电极，观察好指针的偏转大小。然后用人体电阻代替图2-5b中的RB，用手指捏住C和B极，C和B不要碰在一起，再观察指针的偏转大小，若此时偏转角度比第一次大，说明假设正确。若区别不大，需再重新假设。PNP型管的判别方法与NPN型管相同但极性相反。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试,3. 根据实验内容，自己设计测量步骤和相关表格，完成预习实验报告。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试,三、实验要求 熟悉示波器的使用方法，观测信号发生器的波形，正确读出交流信号的周期和VP-P值。使用晶体管毫伏表测量正弦信号的有效值，和计算值进行比较，计算误差。 认真预习，填写好计算数据。 请用铅笔填写实验数据。 完成实验报告。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试,四、思考题 实验中测量较高频率的交流信号时用晶体管毫伏表，为什么不使用万用表？ 方波、三角波是否能用晶体管毫伏表测量？ 用示波器测量信号的周期、幅值时，如何才能够保证其测量精度？ 我们用示波器测量信号发生器产生的波形时，必须要红夹子接红夹子、黑夹子接黑夹子，为什么？,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试,5. 正弦波在示波器的荧光屏上显示如下，已知垂直灵敏度为1V/格，水平扫描时间间隔为0.2ms/格，请读出该正弦波的周期和VP-P值。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试,分别用示波器的交流、直流挡观察同一信号发生器发出的正弦波信号，发现它们的频率、VP-P值相同，流挡观察时，整个波形上移了一大格（若垂直灵敏度为1V/格），请分析并解释原因。方波、三角波是否能用晶体管毫伏表测量？ 输入信号的电压幅值与其VP-P是什么关系？ 由于水平扫描时间的间隔（每格对应的扫描时间）没有选择好，某正弦波在示波器的荧光屏上显示不出一个完整周期，若想在荧光屏上看到该信号的完整周期，应该增加还是减小水平扫描时间的间隔？,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验2 单管放大电路,一、实验目的 掌握单管放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的测量方法。 观察静态工作点的变化对电压放大倍数和输出波形的影响。 加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出幅度的影响。 了解和观察失真现象，学会解决的方法。 进一步掌握示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表、万用表的使用。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验2 单管放大电路,二、预备知识 熟悉单管共射基本放大电路的原理图，了解各个元件在电路中的作用以及各元件参数的选择方法。观察静态工作点的变化对电压放大倍数和输出波形的影响。 了解输入电阻、输出电阻、发射节工作电位的概念。 放大电路增益的数学表达式。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验2 单管放大电路,4. 实验参考电路见下图。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验2 单管放大电路,完成预习实验报告（参考四） 三、实验及预习要求 复习晶体管放大电路中有关静态和动态性能的基本内容并认真阅读实验指导书。 掌握RB1与静态工作点之间的关系。 每人一组，在实验室独立组装单管放大电路。 根据实验过程，设计表格，记录测试过程和参数。 调整、测量静态工作点。 分析电路参数对静态工作点的影响。 完成实验报告。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验2 单管放大电路,四、实验报告的要求 画出单管放大电路的电路图。 根据实验过程，设计表格，填写实验数据。 总结RB、RC和RL变化对静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。 列表总结电路元件对放大电路静态的影响。 观察并记录波形，说明电路参数对波形的影响。 和理论值比较，分析误差原因。 回答思考题及总结、体会。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验2 单管放大电路,五、思考题 电路中C1、C2的作用如何？ 负载电阻的变化对静态工作点有无影响？对电压放大倍数有无影响？ 饱和失真和截止失真是怎样产生的？如果输出波形既出现饱和失真又出现截止失真是否说明静态工作点设置不合理？ 用示波器在电阻RL上观察到如下的波形：,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验2 单管放大电路,请判断此时放大器处于什么失真状态？为什么？ 在电阻RL上观察到波形如上，显然工作点选的过（高 低），至使输出波形（截止 饱和）失真，若想使示波器上的信号不失真，采取什么样的措施，可以消除失真？,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验3 运算放大器的基本运算电路,一、实验目的 学会使用集成运算放大器，了解其型号、参数的意义。 掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的方法。 加深对线性状态下运算放大器工作特点的理解。 二、预备知识 运算放大器线性组件是一个具有高放大倍数的放大器，当它与外部电阻、电容等构成闭环电路后，就可组成种类繁多的应用电路。在运算放大器线性应用中可构成以下几种基本运算电路：反相比例运算、同相比例运算、反相求和运算、加减混合运算等。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验3 运算放大器的基本运算电路,2. 实验参考电路见下图。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验3 运算放大器的基本运算电路,三、实验内容及要求 画出电路的电路图。 根据实验过程，设计表格，填写实验数据。 调整电路使其正常工作。 按照设计方案，验证运算结果，并与理论值进行比较。 完成实验报告。 分析误差，探讨原因。 回答思考题及总结、体会。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验3 运算放大器的基本运算电路,四、思考题 设计电路时，对集成运算放大器的两个输入端外接电阻有什么要求？ 做运算电路实验时，是否需要调零（即Ui=0时， Uo=0 ）？不调零对电路有什么影响？,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验4 正弦波振荡电路,一、实验目的 进一步学习RC正弦波振荡电路的工作原理。 掌握RC正弦波振荡频率的调整和测量方法。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验4 正弦波振荡电路,二、预备知识 实验参考电路见下图。电路参考参数：R1=2k R2=2k R3=R4=15k RW=10k C1=C2=01F VD1、VD为IN4001 运算放大器选LM741。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验4 正弦波振荡电路,RC正弦波振荡电路元件参数选取条件,1） 振荡频率 在上图电路中，取R3=R4=R，C1=C2=C，则电路的振荡频率为,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验4 正弦波振荡电路,3） 稳幅电路 实际电路中，一般在负反馈支路中加入由两个相互反接的二极管和一个电阻构成的自动稳幅电路，其目的是利用二极管的动态电阻特性，抵消由于元件误差、温度引起的振荡幅度变化所造成的影响。 三、实验报告要求 绘制表格，整理实验数据和理论值填入表中。 总结RC桥式振荡电路的工作原理及分析方法。 四、思考题 负反馈支路中VD1、VD2为什么能起到稳幅作用？分析其工作原理。 为保证振荡电路正常工作，电路参数应满足哪些条件？ 振荡频率的变化与电路中的哪些元件有关？,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验5 积分与微分电路,一、实验目的 学习用运算放大器组成积分、微分电路的方法，加深运算放大器用于波形变换作用的概念。 进一步熟悉幅值测量及分析误差的方法和能力。 二、预备知识 积分与微分电路的工作原理。 计算有关理论值、绘制理想状态下的输出波形。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验5 积分与微分电路,三、实验报告要求 请用铅笔填写实验报告。 运放的放大倍数取决于什么？ 用运放A741制作交流放大器，已知输入信号通过阻值为10K的Ri进入输入端，反馈电阻Rf为100K，此时测得其带宽为330KHZ，如果将反馈电阻Rf 换成30K，试估计此时放大器的带宽约为多少KHZ？ 若Vi为+0.5V，当Ri=10K，Rf等于无穷大时，V0的输出值是多少？ 在同相比例放大电路里，如果Rf等于0，输出和输入的关系如何？ 设计性内容选做。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验5 积分与微分电路,四、实验内容要求 验证性实验 ：将实验数据填入下表中。 1） 将信号发生器、模拟实验箱和示波器按照上述线路接好。 2） 将信号发生器的输出调至频率为250HZ、VPP为的方波。 3） 用示波器的直流挡观察积分波形。 4） 将积分时间常数RC按照下列表中的数值进行调整，测量输出波形的VPP。 5） 计算输出波形的VPP。 6） 计算误差。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验5 积分与微分电路,2. 验证性实验 ：将实验数据填入下表中。 1） 设计内容要求 题目：积分微分电路 将输入方波通过积分电路转换为三角波信号、给定方波信号的up-p=4V，T=2ms。输出三角波的up-p值为36V可连续调节。再将该三角波信号通过微分电路转换为方波信号。 2） 实验要求 设计电路、选择元件并计算理论值。连接电路，再按输入要求接入方波信号，用示波器观察测量输出电压，与理论值相比较，分析误差原因。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验5 积分与微分电路,五、思考题 在积分电路中Rf起什么作用？Rf 太大或太小对电路有何影响？ 在积分时间常数一定的情况下，积分电容C的大小对信号的影响如何？,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验6 自选频率正弦振荡器和反相放大器耦合的设计与实施,一、实验目的 通过综合性实验，锻炼分析问题、解决问题。进一步熟悉幅值测量及分析误差的方法和能力。 二、实验过程要求 用四运放LM324之一设计正弦波振荡器，并把该振荡器的振荡输出作为信号源使用。要求该振荡器的振荡频率大于2 KHZ ( 根据实验箱中现有元器件的情况，自己选择元器件并计算输出信号的振荡频率，要有计算过程。LM324要使用双电源)。 用分压的方法调节该振荡器输出端正弦波的VP-P值。 用四运放LM324之二，设计一个反相输入的交流放大器(要求设计放大倍数为10倍)。,实验内容,燕山大学电子实验中心,实验6 自选频率正弦振荡器和反相放大器耦合的设计与实施,利用信号发生器，测量该放大器的带宽（自己设计测量和表格，通过实验，测量出该放大器的单位增益带宽值）。 用自己设计的信号发生器作为信号源，通过幅值调节装置，把信号输入到自己设计的交流放大器中，并用示波器测量输入、输出波形的VP-P值，测量所设计放大器的实际放大倍数（本步骤的设计图纸必须在进入实验室前画好，相应部位的波形标志在旁边）。 用示波器的CH1通道观察起振波形(或反相放大器的输入信号)，CH2通道观察反