DGJ3型电工技术实验台介绍.doc

实验一 DGJ3型电工技术实验台介绍及常用电子仪器的使用方法一、实验目的1掌握DGJ3型实验台的结构及仪表使用方法；2掌握VP5220D型示波器的使用方法；3掌握数字万用表的使用方法。二、实验要求1熟练应用DGJ3型实验台的线路连接方法及各种仪表的使用方法；2熟练VP5220D型示波器的调试方法；3熟悉数字万用表各档位的功能。三、实验仪器的使用方法（一）DGJ3型电工技术实验装置简介DGJ3型电工技术实验装置是我校于2004年7月引进浙江天皇科技实验有限公司产品。本设备具有综合性强、实验手段先进的特点；整套实验测量仪表采用指针式、数字式、数模双显式、智能式等多种方式可供选择，对控制屏及部件采用全方位的功能保护及人身安全保护体系，因此，使用方便、安全、可靠。DGJ3型电工技术实验装置可完成电工基础、电机控制、继电接触控制、模拟电路、数字电路等实验。整套设备控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，并设有内、外电压型漏电保护器和电流型漏电保护器。采用三相四线供电，提供三相0450V连续可调交流电源，同时可得到单相0250V连续可调交流电源，面板上配有定时兼报警记录仪。数控智能函数信号发生器、直流稳压电源及电工技术、模拟电路、数字电路等实验电路挂件。1 定时器兼报警记录仪（服务管理器）定时器兼报警记录仪平时可作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警及仪表超量程告警的总次数。2 数控智能函数信号发生器（带频率计）频率计：6位数字显示，显示范围1HZ300HZ，作为外部测量和信号源频率指示。 信号源：输出正弦波、矩形波、三角波、锯齿波、四脉方列、八脉方列。 输出频率范围：正弦波为1HZ160KHZ、矩形波为1HZ160KHZ、三角波和锯齿波为1HZ10KHZ、四脉方列和八脉方列固定为1KHZ。 频率调整步幅：1HZ1KHZ为1HZ，1KHZ10KHZ为10HZ，10KHZ160KHZ为100HZ。 输出脉宽选择：占空比分别固定为11，13，15，17四档。 输出幅度调节范围：AR（正弦波、三角波、锯齿波）5mv17.0Vp-p，多圈电位器调节；BR（矩形波、四脉、八脉）5mv3.8Vp-p数控调节。A、B口均带输出衰减（0dB、20dB、40dB、60dB）。3 直流稳压电源（两路）、恒流源、受控源（四路）、回转器及负阻抗变换器。提供两路0.030v/1A可调稳压电源，内部分五档，自动切换，具有截止型短路软保护和自动恢复功能，设有三位半数显指示。提供一路0500mA连续可调恒流源，分2mA、20mA、500mA三档，最大输出功率10W，调节精度1%，设有三位半数显指示。4 挂件：整套设备配有DGJ03电路基础，DGJ04交流电路，DGJ05元件箱，DGJ07单相智能功率、功率因数表，D612继电接触控制，D712数电、模电等实验挂件，根据不同实验内容选择相应的挂件进行实验。（二）外设仪表外设仪表有：VP5220D型双踪示波器和数字万用表。VP5220D是使用具有内部刻度线的150mmCRT的通用的双踪示波器。垂直灵敏度为5mv/div5v/div，5扩展时为最高1mv/div。频带宽度在灵敏度5mv/div时为20MHZ。触发电路具有不用电平调整操作的自动触发功能及TV信号的同步分离电路，在垂直电路的全频带内能够得到稳定的触发操作。水平部分是0.2us/div0.5s/div被校准了的扫描速率，由10倍的扩展功能最高可在20ns/div的扫描速率。1VP5220D型双踪示波器面板布置与功能说明对VP5220D仪器的外部能够进行操作的各种键，旋钮类、插座、端子、标记符号、半固定调整和图对应分别进行叙述。 图11 5520D型示波器前面版图（1）CRT部分 图12 前面板上CRT部分 POWER电源开关。按入，接通电源，开关右上的灯点亮。 CAL 0.3V校准电压的输出端子。 INTENSITYCRT辉线的亮度调整。 FOCUSCRT辉线的聚焦调整。 SCALE ILLUM用于管面的刻度照明。沿顺时针方向旋转变亮。 TRACE ROTATION扫描线由地磁等影响发生倾斜时进行调整。（2）垂直部分 图13 前面板上垂直部分 CH1能调整CH1的辉线的垂直位置。 INPUT连接CH1垂直输入信号的端子。作为XY示波器使用时，成为X轴信号的输入端子。 VOLTS/DIV 套轴的外侧旋钮。旋转旋钮来改变CHI的垂直偏转因数。 VARIABLE套轴的内侧旋钮。便CHI的垂直灵敏度连续地变化。 PULL5 MAG 把被显示的灵敏度降低到1/2.5以下。拉开旋钮，灵敏度扩大5倍。AC GND DC 选择CHI的输入信号和垂直放大器的耦合方式。AC用电容阻止输入信号的直流成分，只有交流成分通过。这时，1KHZ以下的方波明显下垂，使用上必须注意。低频特性约为 4HZ（3dB）。 GND放大器的输入回路被接地。 DC输入信号直接进入放大器。CH2 POLARITY 能调整CH2的辉线的垂直位置。拉出旋钮使CH2信号的显示极性反转。INPUT 连接CH2垂直输入信号的端子。作为XY示波器使用时，为Y轴信号的输入端子。AC GND DC 选择CH2的输入信号和垂直放大器的耦合方式。同。VARIABLE 套轴的内侧旋钮。使CH2的垂直灵敏度连续地变化。 PULL X 5MAG 把被显示的灵敏度降低到12.5以下。拉开旋钮，灵敏度扩大5倍。 VOLTS/DIV 套轴的外侧旋钮。旋转旋钮来改变CH2的垂直偏转因数。垂直工作方式开关选择垂直的工作方式。 CH1CH1的信号显示在管面上。 CH2CH2的信号显示在管面上。 CHOP是与扫描无关大约以300KHZ频率相互切换通道的多踪操作，用于慢扫描的观测。 ALT以扫描控制切换通道的多踪操作，用于快扫描的观测。 ADD CH1、CH2按钮同时按下。CH1和CH2的信号被代数相加后显示在管面上。（3）水平部分 图14 前面板上水平部分TRIGD绿色灯。在单次扫描时表示为触发信号的等待状态。 READY 其它以外的场合表示扫描为触发状态。SINGLE 进行单次扫描。还作为单次扫描的复位开关来使用。NORM只在触发状态下波形显示在管面上，非触发状态下不显示波形。AUTO在触发状态下，能稳定显示波形，在非触发状态下，扫描为自激扫描方式。TIM/DIV设定扫描时间因数。在XY位置上，本仪器作为XY示波器进行工作。内触发信号源开关是选择内部信号源的开关，触发信号源开关处在INT位置时能进行3个触发信号的选择。 CH1 扫描电路只被CH1信号触发。 CH2 扫描电路只被CH2信号触发。 VERT显示在管面上的信号直接去触发扫描电路。 测试用接地端子。 HOLDOFF套轴的外侧旋钮。配合LEVEL旋钮使不易触发的复杂波形稳定地显示。左旋释抑时间变长，显示波形的亮度下降。通常右旋到头置NORM位置。 VARIABLE 套轴的内侧旋钮。能使扫描时间因数在ll25间连续变化。在CAL位置（右旋到头的位置）时，扫描时间因数被校准。EXT TRIG INPUT为连接外部触发信号的输入插座。LEVEL选择扫描的触发电平。旋钮按入是用触发信号的上升沿触发，拉出是用触发信号的下降沿触发。当把这个旋纽左旋到头置FIX位置时，触发电路以固定电平自动触发扫描电路。触发信号源开关 INT选择从垂直放大器来的触发信号。 LINE 用主电源信号作为触发信号。 EXT把接在 EXT TRIG INPUT插座上的信号作为触发信号。 EXT10把上记的 EXT触发信号衰减成 110。触发信号的耦合开关 AC 用电容阻止触发信号源的直流成分。（30HZ以下的信号也被衰减。）ACLF使触发信号中50kHZ以上的信号被衰减。 TV 用电视信号中的同步信号作为触发信号。TIMEDIV开关在0.5s0.1ms内，场同步信号作为触发信号。TIMEDIV开关在 50us0.2us内，行同步信号作为触发信号。 DC 触发信号直接接到触发电路。PULL10MAG调整扫描线的水平位置（X一Y时为X位置）。拉出旋钮，管面波形在水平方向上扩大，扫描速率提高10倍。2.VP5220D型双踪示波器操作说明l 垂直部分的操作（l）垂直方式开关 CH1，CH2 CH1或CH2的单独工作及显示。2踪工作时，把信号接到两通道的INPUT插座上，选择下记的CHOP或 ALT。 CHOP 一般用于比0.5msdiv还慢的扫描时的多踪工作，以及被用于多踪的单扫描工作。通道间的转换与扫描无关，以约300KHZ的重复频率进行转换。此时内部触发信号源开关(23)不能在VERT的位置。 ALT在扫描结束时进行CH1，CH2的切换。比0.5msdiv还慢的扫描观测时，用CHOP方式观测更有效。 ADD 显示CH1和CH2信号的代数和或差。这个操作必须注意以下几点。 （a）不能超过最大输入电压。（400VDCACP10秒以下） （b）不能输入超过 VOLTS/DIV表示值的8倍电压。 （c）先分别显示各自通道的波形，并用垂直位置调整旋钮把波形调至管面中央，然后再进行ADD操作，尽量不要调节垂直位移。（2）信号的连接， 探头有1：l及10：l的切换。在1：1时，带宽下降（约5 MHZ），灵敏度和输入阻抗如面板所示。在10：l时，信号衰减到110，输入阻抗为10M，若输入用AC耦合方式，低频特性约扩大至 0.4HZ（-3dB）。 要得到最好的高频特性，应使用同轴电缆把信号接至面板的INPUT插座上，因为输入插座与同轴电缆的特性阴抗相匹配。 对低频信号的观测，也可以用一般的线连接信号，但因为容易受其它的干扰，所以请使用屏蔽线。（3）输入耦合开关 ACGNDDC ， 通常使用 DC。 AC阻止信号的直流成分。-3dB的通频带下限为 4HZ。在GND位置上切断加在各通道输入端子上的信号，垂直放大器的输入端被接地（信号不被接地）。这被用于确认扫描线的基准位置。（4）偏转灵敏度VOLTSDIV ， 偏转灵敏度由探头的衰减比，VOLTSDIV的档值及VARIABLE旋钮的位置，5 MAG的状态来决定。 被校准的值只能在VARIABLE旋钮置CAL位置时得到。VARIABLE旋钮能够使校正了的相邻两档间时VOLTSDIV的值连续变化，在5VdiV档时，能得到约12.5Vdiv的非校准值。（5）垂直扩展 若拉出 PULL5MAG旋钮（CH1：，CH2：），能使管面上显示的输入信号在垂直方向上扩大5倍的倍率。在拉出PULLX5MAG旋钮的状态下的最高灵敏度是1mVdiv。l 触发功能的操作（l）触发信号源开关 （a）INT选择从垂直通道来的输入信号作为扫描的内触发信号。使用内触发信号源开关来选择从哪个通道选取触发信号。内部触发信号源开关的作用如下。 CH1：只取CH1信号作为触发信号。 CH2：只取CH2信号作为触发信号。 VERT：取和管面显示波形相似的信号作为触发信号。 下表列出这个开关和垂直方式开关的组合。TMODE表示内部触发信号源开关，VMODE表示垂直方式开关。：能使用。（注）：不能用于与时间相关的测量。（b）LINE在这个位置上，主电源电路的信号被接到触发电路。被观测的信号要与电源频率相关。（c）EXT 在这个位置上，接在 EXT TRIG INPUT插座上的信号被接到触发电路。 (d) EXT10把接在 EXTTRIG INPUT的信号衰减到约 110。当外触发信号的幅度过大时使用该档，容易选择合适的触发电平。（2）触发信号的耦合开关（a）AC用电容阻止触发信号中的直流成分，与此同时也衰减30HZ以下的信号。几乎所有的场合都使用这个 AC 位置。在AC位置上，对随机产生的信号有时同步不稳定。此时可使用DC。 （b）ACLF 当对复杂波形以及对低频信号进行稳定同步时使用。 （C）TV 用于电视信号的同步。 （d）DC 这个位置对于在 AC上完全被衰减的低频信号，以及对较慢的重复信号同步有效。（3）PULL SLOPE（一）开关 这个开关，是LEVEL旋钮附带的，作用是用触发信号的上升沿启动扫描还是用下降沿启动扫描的选择。这个旋钮按入在“”位置上，用信号上升沿触发扫描，拉出旋钮在“”位置上，用信号下降沿触发扫描。（4）LEVEL旋钮 此旋钮设定触发信号的基准电平。扫描电路在触发信号达到这一电平时开始扫描。将LEVEL旋钮由中央位置向右旋，则显示的起始点向正方向移动；反之，将此旋钮由中央位置向左旋，则显示的起始点向负方向移动。向左旋这个旋钮置FIX位置，此时，只要信号的电平超过一定值，显示信号将被自动同步。（5）HOLDOFF旋钮 调节此旋钮用于观测不是等间隔脉冲序列中的一部分波形等。 HOLDOFF旋钮向左旋，释抑时间变长。因为释抑时间长辉线变暗，所以通常这个旋钮右旋到头置NORM位置。 图15 释抑功能说明图l 水平部分的操作（1）水平方式， （a）SINGLE只进行一次扫描时使用。以便观测单次信号或者随机产生的信号。在单次扫描时，为了确认一有信号就能显示，应先将扫描方式置AUTO或NORM上，象普通的触发操作一样，确认能显示信号之后，再按入SINGLE键，此时READY灯点亮，等待信号的到来。信号一到来，就只扫描一次，直到下一次再按一次SINGLE按钮之前，既使加入信号也不扫描。按下SINGLE键只能扫描一次。SINGLE按键兼有单次扫描预置和单次扫描复位功能。 （b）NORM 触发扫描时使用。在有触发信号时,NORM和AUTO的功能虽然相同，但NORM状态时，如果没有触发信号，扫描停止，管面上无扫描线。此功能是触发信号频率在50HZ以下时想得到稳定的触发以及在没有触发信号时想消去辉线时使用。 （c）AUTO 自动扫描时使用。它对大部分信号观测都很方便。没有触发信号时，扫描电路因处于自激扫描状态使管面上出现辉线，所以对确认辉线的位置很方便。有触发信号时正确地调节LEVEL旋钮就能得到稳定的波形。扫描被触发之后，TRIGD灯点亮。触发信号的频率小于50HZ或者没有触发信号时，扫描处于自激扫描状态。（2）扫描时间的设定（12） 被校正了的扫描速率由TIMEDIV旋钮来选择。 在扫描上为了使相邻两档的扫描速率连续可变，使用了VARIABLE旋钮。把这个旋钮右旋到头，扫描速率为校准值。其它位置为非校正状态。进行时间测定时，左右两端各除去1div，在中间8div进行测定才能得到准确值。（3）扫描的扩展 PULL 10MAG 由扫描扩展能够使扫描速率扩大10倍。将要扩展观测的部分置管面中央，拉出PULL10MAG旋钮，管面中央部 ldiv的波形在横方向扩大10倍。（4）TV视频信号的观测 触发信号的耦合开关选为TV。 对于一般的同步负（图象正）极性的TV视频信号，把触发的LEVEL旋钮拉出来以选择负斜率触发。当观测正极性同步的TV视频信号时，按下LEVEL旋钮以选择正斜率触发。这个斜率的选择若不正确就不能得到稳定的波形，所以请十分注意。进行触发电平调整使之进行稳定的波形显示，也可使用FIX功能来自动同步。用TV视频信号中的场同步信号还是行同步信号作为触发信号，按照面板上的表示由TIME/DIV旋钮来自动选择。从0.1ms/div以左的位置（慢扫描）扫描被场同步信号触发，从50us/div以右的位置（快扫描）扫描被行同步信号触发。 图16 管面刻度（5）XY动作把TIME/DIV旋钮置XY位置时，本仪器作为XY示波器进行工作。X轴信号加在CH1的INPUT插座上。位置调整用水平位置调整旋钮进行。Y轴信号加在CH2的INPUT插座上。位置调整用CH2垂直位置调整旋钮进行。 X轴和Y轴的灵敏度由CH1和CH2的 VOLTSDIV校正值指示出来。能在DC1MHZ的范围内使用。2DT9101DT3900型数字万用表 DT9101/DT3900是一种手持袖珍大屏幕液晶显示数字万用表，可以用来测量直流电压电流、交流电压电流、电阻、二极管正向压降、晶体管hFE参数等。（一）主要技术性能 显示 三位半数字显示，含小数点，自动校零，自动极性选择，超量程显示等。 量程范围 直流电压DC 200mV1000V 五档 交流电压AC 200mV一750V 五档 直流电流DC 20uA20A 六档 交流电流AC 20uA20A 六档 电阻 020M 六档 “” 显示二极管正向压降 hFE 可测晶体管参数显示范围01000 “0）”电阻小于30时机内蜂鸣器响。 取样时间 23次/S。 电源 9V电池一节。 （二）使用方法 DT9101DT3900型数字万用表面板图如图17所示。 （1）按下右上角“ONOFF”键，将其置与“ON”位置。 （2）使用前根据被测量的种类、大小，将功能/量程开关置于适当的测量档位。当不知道被测量V、A、的范围时，应将功能量程开关置于高量程档，并逐步调低至合适。 （3）测试黑色表笔插入COM插孔，红色表笔则按被测量种类、大小分别插入各相应的插孔（ V；二极管测量公用右下角“V”插孔；I在2A以下时插入A插孔，210A之间将红表笔移至20A插孔）。 （三）注意事项 （1）当只在高位显示“1”符号时，说明已超过量程，需调高档位。 （2）注意不要测量高于1000V的直流电压和高于750V的交流电压。20A插孔没有保险丝，测量时间应小于15S。 （3）切勿误接功能开关，以免内外电路受损。 （4）电池不足时，显示屏左上角显示“”符号，此时应及时更换电池。 四、实验内容1熟练掌握各种仪器端钮的功能及测试方法；2对DGJ3型实验台上各仪表的部位、调试方法及线路连接方法要做到熟练、准确无误；五、实验报告1简述当示波器接收信号过大，并且波形不稳时，应当调试哪个旋钮，为什么？2简述函数信号发生器的频率范围应如何选择？实验二晶体管共射极单管放大器一、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、 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。3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、预习要求1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：3DG6 的100，RB120K，RB260K，RC2.4K，RL2.4K。估算放大器的静态工作点，电压放大倍数AV，输入电阻Ri和输出电阻RO 2、 能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？ 为什么实验中要采用测UB、UE，再间接算出UBE的方法？ 3、怎样测量RB2阻值？4、当调节偏置电阻RB2，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降UCE怎样变化？ 5、改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有否影响？改变外接电阻RL对输出电阻RO有否影响？ 6、测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位（即各仪器的接地端不再连在一起），将会出现什么问题？三、实验设备与器件1、12V直流电源 2、函数信号发生器3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、直流电压表 6、直流毫安表 7、万用电表 四、实验内容1、 实验前的准备工作 按实验电路图21，在线路板上查对元件和接线端位置。 连接线路，把仪器调整到待用状态。在实验中，放大器实验板与仪器的连接关系如图23所示。 接线前，把稳压电源的输出调整至12V,以作放大器的集电极电源Ec。 把信号发生器的频率调至1kHz，“输出衰减”置于20dB档，“输出细调”旋钮旋至最小。放大器信号取自信号发生器的电压输出端扭。开启电源开关，使信号发生器预热。把示波器的各旋钮调整到开机前的正确位置，并在输入端钮上接好引线。 把万用表选择开关置于正确档位，在测量端钮上接好表笔。 在晶体管电压表的测量输入端接上测量专用线，并把量程转换开关置于较高量程档的位置。 在实验板上连接有关短接线，使、不加电流负反馈和放大器空载，并将稳压电源和信号发生器用导线与实验板连接好。 图21 共射极单管放大器实验电路 图22 四种基本电子仪器在电路中的共地连接2、调整和测试静态工作点 检查线路无误后，开启稳压电源开关。 调节信号发生器，使其输出频率为1KHz的正弦信号，调节信号发生器“输出细调”旋钮，使之用晶体管电压表测得的放大器输入信号电压。 调节放大器偏置电阻，用万用表测量使UCEQ为5.56.2V。 用示波器观察放大器输出信号波形，如果输出信号没有失真，测量放大器的静态工作点，并把数据记入表21中。若波形失真，则应重调工作点或适当减小输入信号，在消除失真后再进行测量。表2-1 静态工作点 测 量 值计 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA） 3、测量电压放大倍数电路保持内容2的状态不变。用交流毫伏表测量下述四种情况下的UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表22。表22 电压放大倍数 RC（K）RL(K)Uo(V)AV观察记录一组uO和u1波形2.423.424、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置RC2.4K，RL，适量，调节RW，用示波器监视输出电压波形，在uO不失真的条件下，测量数组IC和UO值，记入表23。表13RC2.4K RL mVIC(mA)2.0UO(V)AV 测量IC时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使0）。4、观察静态工作点对输出波形失真的影响置RC2.4K，RL2K， ui0，调节RW使IC2.0mA，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，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表24中。每次测IC和UCE 值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。表24 RC2.4K RL UimVIC(mA)UCE(V)u0波形失真情况管子工作状态2.0 5、测量最大不失真输出电压置RC2.4K，RL2K。为了得到最大动态范围，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，或用示波器直接读出UOPP来，记入表25。 表25 RC2.4K RL2.4KIC(mA)Uim(mV)Uom(V)UOPP(V) 五、实验报告 1、 列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、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。 2、总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。4、分析讨论在调试过程中出现的问题。实验三集成运算放大器的基本应用(I) 模拟运算电路 一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、预习要求1、 复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理论值。2、 在反相加法器中，如Ui1 和Ui2 均采用直流信号，并选定Ui21V，当考虑到运算放大器的最大输出幅度(12V)时，Ui1的大小不应超过多少伏？3、 在积分电路中，如R1100K， C4.7F，求时间常数。假设Ui0.5V，问要使输出电压UO达到5V，需多长时间（设uC(o)0）？4、 为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？ 三、实验设备与器件1、12V直流电源2、函数信号发生器3、交流毫伏表 4、直流电压表5、集成运算放大器A7411 电阻器、电容器若干。 图31 反相比例运算电路 图32 反相加法运算电路(a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器图3-3 同相比例运算电路 图34 减法运算电路图 图3-5 积分运算电路四、实验内容实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。1、反相比例运算电路1) 按图31连接实验电路，接通12V电源，输入端对地短路，进行调零和消振。2) 输入f100Hz，Ui0.5V的正弦交流信号，测量相应的UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，记入表3-1。表2-1Ui0.5V，f100HzUi（V）U0（V）ui波形uO波形AV实测值计算值2、同相比例运算电路1) 按图33(a)连接实验电路。实验步骤同内容1，将结果记入表22。 2) 将图33(a)中的R1断开，得图33(b)电路重复内容1)。表32Ui0.5Vf100HzUi（V）UO(V)ui波形uO波形AV实测值计算值3、 反相加法运算电路1) 按图32连接实验电路。调零和消振。2) 输入信号采用直流信号，图36所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。用直流电压表测量输入电压Ui1、Ui2及输出电压UO，记入表33。图36 简易可调直流信号源表3-3Ui1(V)Ui2(V)UO(V)4、减法运算电路1) 按图34连接实验电路。调零和消振。2) 采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表34。 表34Ui1(V)Ui2(V)UO(V)5、积分运算电路实验电路如图35所示。1)打开K2，闭合K1，对运放输出进行调零。 2)调零完成后，再打开K1，闭合K2，使uC(o)0。3)预先调好直流输入电压Ui0.5V，接入实验电路，再打开K2，然后用直流电压表测量输出电压UO，每隔5秒读一次UO，记入表3-5，直到UO不继续明显增大为止。 表35 t(s)051015202530U0(V)五、实验总结1、 整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。2、 将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。 3、 分析讨论实验中出现的现象和问题。 实验四集成运算放大器的基本应用（） 电压比较器 一、实验目的 1、 掌握电压比较器的电路构成及特点2、 学会测试比较器的方法 二、预习要求 1、 复习教材有关比较器的内容 2、 画出各类比较器的传输特性曲线。 3、若要将图4-4窗口比较器的电压传输曲线高、低电平对调，应如何改动比较器电路。 三、实验原理电压比较器是集成运放非线性应用电路，它将一个模拟量电压信号和一个参考电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域。图41所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，加在运放的同相输入端，输入电压加在反相输入端。 (a)电路图 (b)传输特性图41 电压比较器 当UR时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ，即 uOUZ当UR时，运放输出低电平，DZ正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降UD，即 uoUD 因此，以UR为界，当输入电压变化时，输出端反映出两种状态。高电位和低电位。 表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线，称为传输特性。 图31(b)为(a)图比较器的传输特性。常用的电压比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器、双限比较器（又称窗口比较器）等。1、过零比较器电路如图42所示为加限幅电路的过零比较器，DZ为限幅稳压管。信号从运放的反相输入端输入；参考电压为零,从同相端输入。当0时，输出UO-(UZ+UD)，当0时，UO+(UZ+UD)。其电压传输特性如图42（b）所示。过零比较器结构简单，灵敏度高，但抗干扰能力差。 (a) 过零比较器 (b) 电压传输特性图42 过零比较器2、滞回比较器图43为具有滞回特性的过零比较器。在实际工作时，如果恰好在过零附近，则由于零点漂移的存在，uO将不断由一个极限值转换到另一个极限值，这在控制系统中，对执行机构将是很不利的。为此， 就需要输出特性具有滞回现象。 如图43所示，从输出端引一个电阻分压正反馈支路到同相输入端，若uo改变状态，点也随着改变电位，使过零点离开原 (a) 电路图 (b) 传输特性图43 滞回比较器来位置。当uo为正（记作U+） ，则当uiU后，uO即由正变负（记作U-），此时U变为U。故只有当下降到U以下，才能使uO再度回升到U+，于是出现图4-3(b)中所示的滞回特性。U与U的差别称为回差。改变 R2的数值可以改变回差的大小。 3、窗口（双限）比较器简单的比较器仅能鉴别输入电压 Ui比参考电压UR高或低的情况，窗口比较电路是由两个简单比较器组成，如图44所示，它能指示出Ui值是否处于和之间。如Ui，窗口比较器的输出电压UO等于运放的正饱和输出电压(+Uomax)，如果Ui或Ui，则输出电压U0等于运放的负饱和输出电压(UOmax)。 （a）电路图 （b）传输特性图44 由两个简单比较器组成的窗口比较器 四、实验设备与器件 1、 12V 直流电源 2、 函数信号发生器 3、 双踪示波器 4、 直流电压表 5、 交流毫伏表 6、 运算放大器 A74127、稳压管 2CW2311 8、 二极管 41482 电阻器等五、实验内容 1、过零比较器实验电路如图42所示(1) 接通12V电源。 (2) 测量ui悬空时的UO值。 (3) 输入500Hz、幅值为2V的正弦信号，观察uO波形并记录。(4) 改变幅值，测量传输特性曲线。图45 反相滞回比较器 2、 反相滞回比较器 实验电路如图45所示 (1) 按图接线，接5V可调直流电源，测出uO由UomcxUomcx时的临界值。 (2) 同上，测出uO由UomcxUomcx时的临界值。(3) 接500Hz，峰值为2V的正弦信号，观察并记录 uO波形。(4) 将分压支路100K电阻改为200K，重复上述实验，测定传输特性。 3、 同相滞回比较器实验线路如图46所示(1) 参照2，自拟实验步骤及方法(2) 将结果与2进行比较图46 同相滞回比较器 4、 窗口比较器 参照图4-4自拟实验步骤和方法测定其传输特性。 六、实验总结 1、 整理实验数据，绘制各类比较器的传输特性曲线 2、 总结几种比较器的特点，阐明它们的应用。 实验五直流稳压电源（） 并联型稳压管稳压电源 一、实验目的 1、 研究单相桥式整流、电容滤波电路的工作原理及特性。1、 了解稳压管稳压电路的工作原理。2、 测量和观察不同负载电阻对输出电压及其脉动程度的影响。二、实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。图51 直流稳压电源框图直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图51 所示。电网供给的交流电压u1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压u2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压uI。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。图52 是由分立元件组成的并联型稳压管稳压电源的电路图。其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。图52 串联型稳压电源实验电路三、预习要求 1、 复习教材中有关分立元件稳压管稳压电源部分内容， 并作相应的理论值的计算。 2、 说明图52 中U2、及UL的物理意义， 并从实验仪器中选择合适的测量仪表。 3、 在桥式整流电路实验中，能否用双踪示波器同时观察 u2和uL波形，为什么？3、 在桥式整流电路中，如果某个二极管发生开路、 短路或反接三种情况，将会出现什么问题？四、实验设备与器件 1、 可调工频电源 2、 双踪示波器3、直流电压表 4、直流毫安表5、稳压管 IN47351 6、电阻器、电容器若干 五、实验内容 1、 整流滤波电路测试按图53 连接实验电路。取可调工频电源电压为16V， 作为整流电路输入电压u2。图53 整流滤波电路 1) 取RL240 ，不加滤波电容，测量直流输出电压UL 及，并用示波器观察u2和uL波形，记入表51 。 2) 取RL240 ，C470f ，重复内容1)的要求，记入表51。3) 取RL120 ，C470f ，重复内容1)的要求，记入表51。表5-1 U216V电 路 形 式UL（V）uL波形RL=240RL=240C=47OfRL=120C=470f注意 每次改接电路时，必须切断工频电源。在观察输出电压uL波形的过程中，“Y 轴灵敏度”旋钮位置调好以后，不要再变动，否则将无法比较各波形的脉动情况。 2、稳压管稳压电路的测试切断工频电源，在图53基础上接稳压管稳压环节，如图52所示。测试负载不变（RL=240），电源U2波动时的UL值及uL波形，并填入自拟表格中。 测试电源U2不变（U2=16V），负载变化（RL=120）时的UL值及uL波形，并填入自拟表格中。 六、实验总结 1、 对表51 所测结果进行全面分析，总结桥式整流、 电容滤波电路的特点。 2、 根据自拟表格所测数据与波形，对稳压管稳压电路进行分析。3、 分析讨论实验中出现的故障及其排除方法。 实验六 直流稳压电源（） 集成稳压器一、实验目的1、研究集成稳压器的特点和性能。2、了解集成稳压器扩展性能的方法。二、预习要求 1、复习教材中有关集成稳压器部分内容。 2、列出实验内容中所要求的各种表格。三、实验原理随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。W7800、W7900系列三端式集成稳压器的输出电压是固定的，在使用中不能进行调整。W 7800系列三端式稳压器输出正极性电压，一般有 5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V七个档次，输出电流最大可达1.5A（加散热片）。同类型78M系列稳压器的输出电流为0.5A，78L系列稳压器的输出电流为0.1A。若要求负极性输出电压，则可选用W7900系列稳压器。图61为W7800系列的外形和接线图。它有三个引出端输入端（不稳定电压输入端）标以“1”输出瑞（稳定电压输出端） 标以“3”公共端 标以“2” 除固定输出三端稳压器外，尚