模拟实验指导书6.doc

模拟实验指导书6 模拟电子电路实验指导书重庆大学电气工程学院电子技术实验室xx年9月前言模拟电子电路实验是电气工程、计算机等专业的一门应用技术基础课，是学习和掌握电子电路实验技术的入门课程，是工艺技能训练和其它实践环节的基础。 本实验目的是通过对模拟电路的性能测试和调整，使学生熟悉电子电路中常用元器件的性能和常用电子仪器的使用和基本的电子电路测量及调试技术。 掌握电子电路中基本单元电路的构成原理，了解基本的元器件如三极管、集成运放等部件的性能及应用。 掌握基本放大电路、差分放大器、RC正弦振荡、有源滤波电路及集成运放的应用电路等常用基本电路的调整及主要性能的测量，使学生巩固和加深理解所学的理论知识，为后续课程、为制作和调试整机电路打下坚实基础。 本实验教材编写的指导思想是注重基本实验技能，突出基本分析方法和调试方法；精选内容，着重实用、力求创新；编写时更力求深入浅出、文字通顺、图文并茂，便于实施。 本实验板是根据模拟电子技术实验教学大纲的要求、实验指导书内容及实验学时数新近改制而成。 本实验板的特点是保护环节较完善、电路较清晰、连接较简单方便，注重培养学生测试技能、调试技能、理论知识验证与应用能力。 本实验指导书包括9个实验，与模拟电子技术基础课程相配套。 本书由向红兵、夏鸣风、王明昌编写，王明昌负责统稿。 本书的实验电路和实验板设计曾与苏向丰、夏鸣风、向红兵、邓晓琳等多次研讨，由唐志德审定。 实验板改革承蒙重庆大学电工电子实验中心的大力支持。 唐志德、侯世英、苏向丰等对本实验的改革十分关心，并对实验内容、实验电路、实验板设计等多次审核，提出了许多建设性意见，特表示由衷的感谢。 我们自知水平有限，加之时间仓促，书中难免存在一些不妥和错误之处，殷切期望各位读者批评指正！编者xx年9月模拟电子电路实验板使用说明本实验板是根据实验教学大纲及理论课程要求、实验指导书内容及实验学时数新近改制而成。 本实验板的特点是保护环节较完善、电路清晰、连接较简单方便、注重培养学生测试技能、调试技能、理论知识验证与应用能力。 实验板共4块，其中比例、加减、积分、微分同一块；信号产生、有源滤波同一块；低频放大电路、差分放大器同一块；电压比较、综合实验同一块。 使用前应注意以下方面。 1.固定正负12V电源及可调5V信号源由实验箱提供。 实验箱提供电源的技术数据 （1）12V固定稳定电压，输出额定电流1A。 （2）三组-5V+5V、-0.5V+0.5V直流电压信号连续可调，可作电平使用,不能作电源使用。 2.实验板电路中设有正负电源保护，在板面背后安装。 注意12V电压经保护电路后，在实验电路电源端的电压仅11.3V左右。 在实验过程中有电源短路时，实验箱中声响报警，故障排除后自动恢复工作。 实验箱中声响报警时，应立即切断电源开关。 3.实验板中集成电路输入端（CA3140为 2、3端）设有过压保护，输出端（3140为6端）设有过载保护，均在实验板背面安装。 4.实验板中元件与插座、元件与元件画有连接线时，表示原件已连接好。 5.实验板中的“地”（公共端）线，各部分都是相通的。 但还应与实验箱中的“地”线连接。 6.放大电路中采用的三极管为9011，NPN型。 7.实验的连线应尽量选用短线及尽量避免交叉，否则会出现自激现象。 目录实验一常用电子仪器仪表的使用实验二集成运放构成的比例和加减法运算电路15实验三集成运放积分与微分运算电路20实验四有源滤波电路25实验五单级低频放大电路29实验六差分放大电路34实验七电压比较器38实验八信号产生电路43实验九综合性实验46实验一常用电子仪器仪表的使用为了正确地观察电子电路实验现象，测量实验数据，就必须学会常用电子仪器仪表的正确使用方法。 在电子技术实验中常用的主要电子仪器仪表有:SS-7804型双示踪示波器，EE1641D函数信号发生器，直流稳压电源，UT56型数字万用表等。 学习上述仪器仪表的使用方法是本实验的主要内容，其中示波器的使用是学习的重点，且较难掌握，要进行反复的操作练习，达到熟练掌握。 一、实验目的1.熟悉双示踪示波器、函数信号发生器的性能和仪器面板上各旋钮的功能。 2.掌握使用示波器观察正弦波、三角波和方波以及这些波形的基本参数的测量方法。 3.能使用函数信号发生器产生符合要求的信号。 4.学习数字万用表的使用方法。 二、验仪器1.函数信号发生器(EE1641D型)1台2.双踪示波器(SS-7804型)1台3.数字万用表（UT56型）1个4.模拟电路学习机（实验箱）1台 三、实验原理本实验采用的函数信号发生器和双踪示波器之间的连接方式，如图1.1所示。 EE1641D型函数信号发生器可以产生正弦波、三角波和方波,频率调节范围0.2Hz2MHz。 最大输出电压幅值大于10V，主要为被测电路提供信号源。 双踪示波器是一种用来观察、测量、记录各种周期电压（或电流）波形及各种瞬时参数的仪器。 能观察到的最高信号频率主要决定于CH通道的频带宽度。 本实验采用的SS-7804型示波器可以观测频率为40MHz以内的各种周期信号。 图1.示波器与信号发生器的连接方式 四、实验内容（一）示波器1.示波器的类型及主要技术指标示波器主要可分为模拟示波器和数字示波器两大种类。 模拟示波器又可分为:通用示波器、取样示波器、光电存储示波器、电视示波器、特种示波器等。 数字存储示波器也可按功能分类，即便如此,它们各有各的优点。 模拟示波器的优点是可方便的观察波形，特别是周期性电压波形；显示速度快；无混叠效应；价格较低廉。 数字示波器的优点是:捕捉单次信号的能力强;具有很强的存储被测信号的功能。 SS-7804示波器的主要技术指标: （1）带宽:是衡量示波器垂直系统的幅频特性,它指的是输入信号的幅值不变而频率变化,使其显示波形的幅度下降到3dB时对应的频率范围。 双踪示波器信号发生器公共端 （2）输入信号电压范围允许输入示波器的最高电压值。 示波器输入电压范围是400V。 （3）输入阻抗从示波器的输入端对内的阻抗。 本示波器输入阻抗是1M、25pF。 （4）垂直灵敏度指垂直输入系统的每格所显示的电压值，通常为（2mV-5V）/DIV。 （5）扫描时间指水平系统的时间测量范围，通常低限为0.5S/DIV，高限与带宽有关。 2.SS-7804型示波器的面板及其各键钮的功能SS-7804型示波器是双踪示波器，信号从CH1和CH2输入，在荧光屏上可同时观察到2个信号的波形，以便比较其特点。 其面板图如图1.2所示。 图1.2SS-7804型示波器的面板示意图下面由图1.2介绍示波器各键钮的功能。 、电源与光迹的调节POWER电源开关按下（ON),电源接通；弹出（STBY)，切断电源。 INTEN扫描线亮度旋钮用于调节扫描线亮度。 顺时针旋转，扫描线亮度增加。 READOUT字符亮度旋钮字符（文字）显示时的亮度调节。 FOCUS扫描线聚焦旋钮在亮度调节合适后，用此旋钮对点进行聚焦调整。 SCALE标度尺亮线旋钮用于标度尺的亮度调节。 TRACE ROTATION光迹旋钮用于调整扫描光迹与水平线平行。 校准信号CAL连接端口输出校准电压信号（频率1kHz、电压0.6V），此信号用于本仪器检查及调试测试探头的阻尼波形。 接地端测量时的接地点。 其点与信号输入端CH1和CH2中的地线电位相同。 垂直系统CH 1、CH2（荧屏右下方插座）输入端口测试信号通过测试笔或探头从此端口输入。 CH 1、CH2（荧屏左中处按钮）输入通道选择按钮按下该钮即被选通，荧屏上显示该通道的信号波形。 VOLTS/DIV电压值/格垂直灵敏度选择开关对于通道1（CH1)和通道2（CH2)所输入信号幅度的显示进行调整。 顺时针旋转，因每格表示的电压值变小，故显示幅值变大，逆时针旋转，因每格表示的电压值变大，故显示幅值变小。 每格代表的电压值，显示于荧屏的下方。 显示幅值便于观察、测量即可。 23895471POWER INTENBEAM FINDON/OFF READOUTFOCUS TRACEROTATION SCALEFUNCTIONIWATSU OSCILLOSCOPECALREADETRLG?D TRIG LEVELPOSITION TIME/DIV CH2CH1POSITION VOLTS/DIVVOLTS/DIV POSITIONINV ADDDC/ACDC/AC GNDGNDFINESLOPE MAG10SOURCCOUPLTV?v/?t/off TCK/C2HOLDOFFAUTO NORMSGL/RSTAEXT?CATCATECAT61M?20PF?400V MAX1M?20PF?400V MAXCH1CH2ALT CHOPSS-780440MHz X-YPOSITION垂直位移旋钮顺时针旋转，亮线（波形）上移；逆时针旋转，亮线（波形）下移。 即调整亮线（波形）至便于观察、测量即可。 DC/AC输入耦合方式选择按钮按下为DC耦合直流耦合，弹出为AC耦合交流耦合。 ADD信号叠加按钮按下该键，示波器将显示通道（CH1)和通道2(CH2)两路信号之和的波形，既显示CH1+CH2的波形。 INV信号取反按钮按下该键，将通道2(CH2)输入的信号反向。 *若同时按下了INV、ADD，显示通道1（CH1)和通道2(CH2)两路信号之差的波形，即显示CH1-CH2的波形。 GND输入接参考地按钮按下时为接参考地；输入信号被切断，垂直放大器的输入端被接地。 水平系统T1ME/DIV扫描时间旋钮在选择了输入通道CH1或CH2以后，旋转此钮，便可调整该通道的扫描时间；其扫描时间显示于荧屏的左上角。 POSITION水平移位旋钮顺时针旋转，亮线（波形）水平方向右移；逆时针旋转，亮线（波形）水平方向左移。 即调整亮线（波形）至便于观察和测量。 FINE移位锁定按钮按下该钮，FINE指示灯将亮或熄；当亮时，调节水平移位旋钮，可使波形作微动调整；若移位旋钮调到尽头，波形将不断滚动。 MAG10水平扩展按钮将波形移至荧屏中心线位置，按下此键，扫描时间增加十倍，波形从荧屏中心线向左右延伸扩大十倍，同时在荧屏右下角显示出“MAG”字样。 ALT/CHOP交替、断续扫描选择按钮根据两个输入通道的信号输入情况来确定扫描方式；交替模式适合同时观察两个通道的高频信号；断续模式适合同时观察两个通道的低频信号。 触发系统READY指示灯等待触发信号时指示。 TRIGD指示灯当有触发脉冲信号产生时指示。 TRIGLEVEL触发电平调节旋钮有触发电平时，TRIGD指示灯亮指示；根据触发电平确定扫描的开始位置。 SLOPE触发极性选择按钮按下或弹出此键，用于触发极性（+）、（-）的选择，触发极性在荧屏上中处显示。 SOURCE触发信号源选择按钮按下SOURCE钮选择触发信号的；若荧屏左上角显示出CH1表示以CH1的输入信号作为触发信号；CH2表示以CH2的输入信号作为触发信号；LINE以市电作为触发源，适合观察与电源频率相关的信号。 TV视频信号触发方式选择按钮用于选择NTSC(PAL、SECAM）制式的视频触发模式（BOTH、ODD、EVEN或TV-H）。 按下TV以选择视频触发模式。 显示模式A、X-Y显示模式选择按钮按下A时，只显示原信号波形，即为A扫描；只按下X-Y钮时，CH1为X轴（水平）通道，CH2为Y轴（垂直）通道，此时变为单综示波器性质。 扫描模式AUOT自动扫描按钮按下此钮，指示灯亮，该钮功能得以实现。 该钮功能适用于大于50Hz的触发信号；以及没有触发信号或触发条件不能满足时，将作自动扫描。 NORM常态扫描按钮按下此钮，指示灯亮，常态(NORM)触发模式特别适用于低频率的信号及没有触发信号或触发条件不能满足时，无扫描光迹；当触发为CH 1、CH2，而输入耦合设定为接地(GND)时将作自由振荡扫描；SGL/RST单次扫描按钮按下此钮，指示灯亮，触发信号到来时，进行单次扫描。 功能钮V-t-OFF光标测量选择按钮按压此钮选择V（光标为两条水平虚线）、t(光标为两条垂直虚线）或OFF（关光标）的测量功能；其对应的功能在按压时显示于荧屏上。 FUNCTION光标位置设定键此键既是旋钮又是按钮；在有光标时，旋转该钮对光标位置作微调作用。 单次或连续按压此钮，即对光标进行粗调，而光标移动的方向则为按压此钮之前的旋转移动方向。 TCK/C2选择光标线移动形式（C 2、TRACKING)。 连续按压此键，光标指示（见图1. 3、1.4）会从C1线换为C2线，C2线换为C 1、C2线共同显示。 HOLDOFF选择保持时间在某些情况下观察复杂的脉冲波形时，可能无法将信号触发在稳定状态，采取调整保持（扫描暂停）时间可以得到稳定的波形。 3.示波器的基本操作 （1）按下POWER按钮，接通电源，电源指示灯亮。 将INTEN“辉度”、FOCUS“聚焦”、READOUT“文字显示亮度”、SCALE“标尺亮度”旋钮调到适中位置。 （2）触发系统的调节主要是选择合适的触发源及其性质，要与被测信号的性质一致。 首先按压SOURCE钮，以选择确定触发信号；再按压COUPL钮，选择触发类型为AC或DC。 通常视输入信号的性质而定若不明确输入信号时，可选择AC触发方式，此时示波器的荧屏上应有扫描线出现。 （3）垂直系统工作方式选择主要是选择合适的输入CH 1、CH2，耦合方式，以及输入灵敏度等。 首先应确定信号输入通道CH1或CH2以便连接输入信号。 根据被测信号的性质，按压DC/AC按钮，选择相应的输入耦合方式。 当仅测交流分量时，输入信号耦合方式应选择AC，触发方式也应选择AC；若仅测直流分量时，输入信号耦合方式只能选择DC，触发方式也应选择DC。 调节POSITION旋钮，先确定被测信号的参考点位置。 为便于观察信号波形，应将参考点调于显示屏的中心位置；输入信号后，为了能够便于量取数值，按下SCALE刻度亮线旋钮，将刻度显示于荧光屏上进行读取。 由观察到的波形状况，调整VOLTS/DIV旋钮，在荧光屏上观察、读取相应的数字，选择合适的输入衰减灵敏度。 若从CH1输入音频信号，如果输入衰减旋钮VOLTS/DIV选择适当，便有足够大小的信号波形；逆时针拨动波形变小，衰减增大；顺时针拨动波形变大，衰减减小；荧光屏上的波形太大太小都不便测量。 测量时荧屏上最好是一个完整的较大波形，这样便于测量，且测量误差小。 （4）水平扫描系统的调试根据Y轴（垂直系统）的调节情况，进一步调节TIME/DIV扫描速度旋钮，在荧屏上选择合适的扫描速度；不同的扫描速度，在荧屏上有对应的周波数。 逆时针转动扫描速度减慢，周波数减少；顺时针拨动扫描速度加快，周波数增加；同时调节POSITION水平移位旋钮，调至荧屏上能观察完整的信号波形即可。 选择水平扫描方式，即按压ALT/CHOP交替、断续扫描选择按钮，在荧光屏上观察，选定交替（ALT)或断续（CHOP)以及适宜应用的扫描方式。 （5）该示波器有0.6V，频率为1kHz的方波校正信号（CAL），可用于检测示波器工作是否正常。 4.示波器操作举例 （1）测量直流电压示波器经过校准后，按COUPL将触发方式选择于DC，按压输入耦合按钮GND，即耦合方式选择置于“地”，此时在荧光屏上能观察到一条亮线，这条亮线即为基线。 将基线移至某一位置，作为零电位的参考基准线。 然后将垂直系统衰减灵敏度旋钮设在易于观察的档级，按GND释放接地状态，按DC/AC按钮，选择DC直流耦合方式，输入某一直流电压（由直流稳压电源输出），从荧屏上可观察到亮线将在基线的基础上向上或向下跳动；当键钮INV没有使用的情况下，亮线向上移动时，说明输入为正电压，向下移动时说明输入为负电压。 计算被测的直流电压时，应考虑探头的衰减倍数，即可按下式计算被测的直流电压。 式中每格多少伏，H表示Y轴方向的高度，A示波器探头衰减的倍数。 当垂直衰减灵敏度置于0.5v/DIV时，基线向上移动了4格，则直流稳压电源输出的电压为探头衰减为11时V=0.5V/DIV4DIV=2V探头衰减为101时V=0.5V/DIV4DIV10=20V探头是由电阻、电容组成的一种衰减电路，测量大信号时，可将信号通过探头衰减再送入示波器Y轴。 本仪器配有101和11的探头，由探头上的开关设置。 101即衰减10倍，11为不衰减。 在以后的实验中，若无特别说明，探头均置为11的比例。 （2）测量交流电压按图1.1接入测试信号。 按COUPL键，将触发方式选择为AC触发，按输入耦合键DC/AC，选择AC耦合方式。 从信号发生器选取某一正弦交流电压信号（注意市电220交流不能直接测量），输入示波器Y轴CH1或CH2通道。 调节Y轴衰减灵敏度旋钮VOLTS/DIV和扫描速度TEM/DIV，达到易于观察。 若垂直衰减灵敏度置于1/DIV，波形的峰峰值为5格，扫描速度TEM/DIV选择为0.2ms/DIV时，周期为5格，此时荧屏上显示不失真的正弦波形，该波形的峰峰值为周期与频率为 （3）光标测量及计算以光标测量信号的周期、电压值。 其测量方法是按下V-t-OFF光标测量选择按钮，以选择t（测量时间变化量）、V（电压变化量）或OFF（关闭测量）。 当选择t或V时荧屏上即显示出两条测量用的光标虚线，如图1. 3、1.4所示。 转动FUNCTION，以调整光标位置，每次按下或连续按下FUNCTION，光标将按刚才转动方向快速移动。 周期与频率的测量按压V-t-OFF，在荧屏上显示出t，按压TCK/C2光标移动形式选择按钮，当荧屏AHDIVVV=msDIVDIV1msT1=52.0=kHzmsTf1=11=DIVVVDIVDIVHDIVVVPP5=51=上出现2个光标选定标志，如图1.3所示，转动FUNCTION旋钮，2个光标同时移动位置；当仅选定其中之一光标时，转动FUNCTION旋钮，仅移动选定光标线。 由光标1与光标2之间的时间量t得到周期T。 进而计算出频率值f=1/T；f值自动显示于荧屏的下方，直接读出。 图1.3测量时间光标虚线图1.4测量幅值光标虚线电压幅值的测量按压V-t-OFF，在荧屏上显示出V时，按压TCK/C2，当荧屏上同时出现光标选定标志时，如图1.4所示，转动FUNCTION，将同时调整光标V 1、V2位置；若选定光标V1后，再按压TCK/C2按钮，此时会选定光标V2，转动FUNCTION旋钮，只能调整光标V2的位置；通过光标V1与光标V2之间的变化量V得到其电压幅值Vm；其值自动显示与荧屏的下方，直接读出。 （4）测量两个信号的相位若两个频率相同的信号，分别输入2个Y轴通道CH 1、CH2，调节Y轴衰减灵敏度旋钮VOLTS/DIV、扫描速度旋钮TEM/DIV，选择为便于观察波形的档级，分别适当调节CH1或CH2的移位旋钮POSITION，找出超前或滞后的信号。 若2信号的峰峰值间距是2格，2个信号的周期均为10格，则两信号相位差角=360两个信号的相位差角，也可以采用上述光标测量法来测量t，测量方法自拟。 （5）水平扩展显示的调节按压水平显示模式按钮A或X-Y，选择相应的显示模式。 若只按下A时，即只显示A扫描模式只显示原输入波形。 当按下X-Y时，CH1输入作为X轴，CH2输入作为Y轴；这样我们就可以利用李沙育图形法测量出信号的频率和相位。 （6）示波器自动校准的操作方法关闭TV视频触发模式及其他的功能键。 此时荧屏右上角不显示F:XXXX按下READOUT字符亮度钮关闭字符显示。 按压FUNCTION三秒钟左右，待荧屏中央显示多条信息“PUSHAUTO:CALIBRATION ORNORM:ABORT”等。 按压AUTO按钮，便开始执行自动校准。 若按压NORM按钮，中止执行自动校准注意在无任何信号输入（可按下CH 1、CH 2、CH3输入通道的地按钮GND）的情况下才能校准。 若输入通道上（CH 1、CH 2、CH3）有信号时，将无法达到正确的自动校准的目的。 其他自动校准功能1.切换垂直电压档程时，垂直扫描之位置随之变动的情况。 2.校准接地位置，即当按下GND时，荧屏中间的扫描线表示的电位线之位置。 3.自动校准垂直位置，这是确保扫描轨迹一定在荧屏上。 o/102=72o（二）函数信号发生器光标t1光标t2光标选定标志光标V1光标V2光标选定标志EE1641D型函数信号发生器具有输出连续对称的正弦波、方波和三角波信号，同时还提供锯齿波、脉冲波等非对称的信号以及扫频、单次脉冲等多种函数信号，而且在一定的频率下具有一定的功率输出，并可对各种波形实现扫描。 如图1.5所示。 面板各部分功能说明1.频率显示显示输出信号的频率或外测信号的频率。 图1.5EE1641D型信号发生器面板示意图2.幅度显示显示函数信号的输出电压幅值VP。 （实际仪器面板上标VPP有误）3.扫描宽度调节旋钮调节此旋钮可以改变其扫描时间；在外测频率时，逆时针旋到底（绿灯亮），此时外测信号经过低通开关进入测量系统。 4.速度调节旋钮调节此旋钮可以调节扫描输出的扫描范围。 在外测频率时，逆时针旋到底（绿灯亮），此时外测信号经过衰减“20dB”进入测量系统。 5.外部输入插座当“扫描/计数”键选择为扫描状态或测频功能时，外扫描控制信号或测频信号由此输入。 6.TTL信号输出端输出标准的TTL幅度的脉冲信号，输出阻抗为600。 7.信号输出端输出多种波形受控的函数信号，10VP-P(50负载）8.信号输出幅度调节旋钮调节范围010V。 9.信号输出直流电平预置调节旋钮直流电平调节范围-5V+5V（50负载），旋钮调置在中间位置时，输出的直流电平为0。 10.输出波形对称性调节旋钮调节此旋钮可改变输出信号的对称性。 旋钮调置在中间位置时，则输出为对称信号。 11.信号输出幅度衰减按钮选择合适的衰减按钮，可调节到所需信号的输出幅度。 衰减档程为20dB时，信号衰减10倍；40dB时，信号衰减100倍。 12.输出波形选择按钮有三种波形可供选择，即正弦波、三角波和方波。 13.“扫描/计数”按钮可选择扫描方式和对外测频方式。 14.频率范围选择按钮每按一次此按钮可改变输出频率的一个频段，即指示灯亮启的那个频段被选中。 15.频率微调旋钮调节此旋钮可微调输出信号频率。 16.电源开关按钮按一下此按钮，机内电源接通，整机进入工作状态；再按一下此按钮，关闭电源。 OFF ON电源0k00k M函数信号输出VP GATEkHz HzmV-p扫描计数1101001k11INT LOGINT LINEAREXT SWEETEXT COUINT40dB20dB OFFOFF SYMOFFSETAMPL ONFILTER WIDTHRATH INPUTAIT10V max0.2Hz-2mHz50TTL OUT功率输出0.2Hz-2MHz T15171614ATT13121119OUTPU扫描计数18单脉冲频率范围(H)EE1641D型函数信号发生器/计数器17.单脉冲输出控制键每按动一次此键，输出单脉冲电平翻转一次。 18.单脉冲输出端单脉冲由此端口输出。 19.功率输出端提供大于4W的音频信号功率输出，只对 100、1K、10K频率有效。 （三）数字万用表的使用数字万用表具有很高的灵敏度和精度，显示清晰直观，功能齐全、性能稳定、便于携带。 它可以测试交直流电压、电流、电阻，亦可测试一些基本电子元器件等，是一种用途较为广泛的仪表。 现简介UT56型数字万用表的使用方法。 1.外形结构UT56型数字万用表有8种功能。 它的前、后面板主要包括液晶显示器，电源开关，量程选择开关，hFE插孔，输入插孔，电池盒等。 2.使用方法电源开关按下“POWER（电源）”按钮，接通电源，液晶显示器上出现“0”或“1”，即可使用仪表。 测量时黑表笔接测量信号的“-”端，另一端插入表面上的孔内。 红表笔接测量的信号，另一端插入表面上的V.孔、mA孔或10A孔内。 测量电阻测量时红黑表笔分别插入V.及孔，又分别连接电阻的两端，“量程选择”开关量于“”档内适当量程。 若显示器只有“1”显示，则说明所测电阻大于该量程，要加大量程再测，若显示器出现某一数字，则说明所测电阻是在该量程以内，这数字就是该电阻的阻值。 测量直流电压先将“量程选择”开关置于“V”内，红黑表笔同接法。 按所测电压的大小选择量程，一般是从大量程拨至小量程，显示器显示的数字即是所测电压的值，若只显示“1”，所测电压大于该量程，应尽快取开表笔，改换大的量程再测试。 该表最大允许测试直流电压1000V。 测量交流电压将“量程选择”开关拨到“V”范围内合适的量程，其他均同。 该表最大允许输入交流电压750V。 （误输入时）频率为25-50Hz。 测量交流电流将“量程选择”开关拨到“A”范围内合适的量程，黑表笔同前，红表笔插入mA或10A孔，测量前首先要分析输入电流的大小，若输入电流小于200mA,则红表笔插入mA孔，大于200mA，则红表笔插入10A孔内，“量程选择”开关应拨到20A量程。 测量直流电流将“量程选择”开关拨到”A”范围内，其他接法与相同，测量方法也相同。 测量二极管将“量程开关拨到“”测二极管档，红黑表笔接法如同测电阻接法。 当两表笔分别接在二极管的两个极时，若是正向偏值，（V，与孔的电压为2.8伏），显示器显示0.150.30V时，则该二极管为锗管；若显示0.500-0.700V时，则该二极管为硅管，此时红笔为正极，黑笔为负极。 若是反向偏值时，均显“1”，由于该表开路电压约为2.8V（典型值），测试电流为20.5mA。 若显示数值不在这两个范围内，即可判为此官不可用（坏管）。 测量三极管判定基极时可根据测量二极管的方法，测量方法为，将“量程选择”开关拨至测二极管档，红笔固定接某个电极，用黑笔依次接触另外两个电极。 两次显示值基本相等（都在0.7V左右或都为“1”），证明红笔接的就是基极。 且两次显示值均为0.7V左右时，对应的是NPN型管，都为“1”时，对应的是PNP型管。 如果两次显示值中，一次在0.7V左右，另一次显示“1”，说明红笔接的不是基极，应改换其它电极重新测量。 待测出两次数值基本相等时即已找到基极。 借助于hFE插口，可以测出发射极、集电极。 将“量程选择”开关拨到“hFE”档，把已定“NPN”或“PNP”管的基极插入对应的B孔内,其它两极分别插入E、C孔，如显示值较大，E、C对应的即为发射极、集电极，且显示值为hFE（）参数。 如显示值较小（几倍）或为零，E、C对应的不是发射极、集电极或管子损坏。 注意此表电极插孔较深，较大，管脚要有一定长度，且各电极要与孔壁接触要良好。 检查线路通断将量程选择开关拨至“”蜂鸣器档，红黑表笔分别插“C?”和”“孔。 若测量线路通或元件的阻值低于规定值（2010），则蜂鸣器发出声音，同时显示器显示出被测线路或元器件的电阻值（注意操作时间要短）。 利用蜂鸣器来检查线路，即迅速又方便，因为操作者不需读出电阻值，仅凭听觉即可作出判断。 （10）D-HOLD显示数字锁定按钮按下此钮，数码管显示数字被锁定。 若表笔再测试其他参数，仍显示锁定数字。 五、实验练习步骤1.基本训练:表1.1条件非常态时波形调节功能键的名称正常状态时波形1.荧屏上的光标偏下，缺一通道光标或无光标。 2.荧屏上信号幅度过大。 3.使荧屏上的波形幅度相等、极性相同。 ,4.使荧屏上的波形幅度相等、极性相反。 测试波形的幅度，频率。 5.求2个信号之和。 6.求CH 1、CH2两个输入信号之差。 7.波形太密，不宜观察。 CH2CH1CH1CH2CH1CH2CH1CH2按图1.1连线，将信号连接到CH 1、CH2两个输入通道，调整为下表各图形。 当波形为下图状态时，示波器面板上对应的各个相关按钮处于什么状态，什么档程；应调节哪些功能键，将该图恢复到常态，填入表1.1中。 2.用示波器测量信号发生器的输出信号 (1)测量正弦信号使信号发生器输出f=1KHz的正弦信号，用示波器光标法测量其幅值、周期和频率。 分别按下信号发生器的20dB、40dB按钮，用示波器观察其输出波形有何种变化。 使信号发生器输出电压幅值VOM=0.5V，记录选择衰减的量程。 按压信号发生器频率调节钮为一频段，调节微调旋钮，测出该频段的输出频率范围。 调节信号发生器OFFSET旋钮，观察其输出波形在某一频率下有何变化（输出幅度旋钮不变），记录其现象。 (2)测量方波信号使信号发生器输出f=500Hz的方波信号，用示波器光标法测量其幅值、周期和频率。 (3)测量三角波信号使信号发生器输出f=200Hz的三角波信号，用示波器光标法测量其幅值及波形上升段的时间。 3.用万用表判断晶体管 (1)判断晶体管的基极和管型（NPN或PNP）。 (2)测量晶体管的电流放大系数。 测量方法见（三）. （8）步骤。 六、实验报告、预习要求及思考题1.实验报告完成表1.1及其他实验内容。 报告要字迹清楚,文理通顺,用坐标纸绘出所测的波形图及各旋钮的正确位置。 2.预习要求认真阅读仪器仪表简介中的下列内容: （1）双踪示波器的原理和各键使用方法。 （2）函数信号发生器的仪器面板上各旋钮的作用及操作方法。 （3）用数字万用表测量交直流电压、电流，电阻的使用方法。 3.思考题（）SS-7804示波器主要有哪几个系统组成，主要技术指标有哪些？（）垂直系统和水平系统主要有哪些旋钮和按钮，主要作用是什么？（）若用示波器测量正弦波的幅值和频率，应选用哪些键钮？（）函数信号发生器可以产生几种连续对称信号？它们的频率范围分几段，调整每段内输出频率的大小应调整哪个旋钮？（）数字万用表可测量哪些信号？若测量直流12的电压，应选用那个档位、量程？实验二集成运放构成的比例和加减法运算电路 一、实验目的 1、理解运算放大器的基本性质和特点。 2、熟悉集成运放构成的几种运算电路的结构及特点，测定其运算关系。 3、学习运算放大器的线性电路和非线性电路的应用。 二、实验仪器及原件1.双踪示波器（SS-7804型）1台2.函数信号发生器（EE1641D型）1台3.数字万用表（UT56型）1只4.实验板1块5.连接导线若干 三、实验原理电压跟随电路电压跟随电路如图2.1所示。 电路为电压串联深度负反馈，因此，具有输出电阻很低，输入电阻很高的特点，一般用于信号隔离。 输入与输出间的关系为vO=vI。 反相比例运算电路图2.2是反相比例电路的原理图。 输出与输入间的关系vRRvIfo1=-同相输入端与地之间的电阻称平衡电阻。 其值应为RP=Rf/R1。 同相比例运算运算电图2.2反相比例运算电路同相比例电路如图2.3所示。 输入与输出间的关系vRRvIfo)+1(=1平衡电阻R2应为R2=Rf/R1，本实验可取10k?。 减法（差分）运算电路图2.1电压跟随器+_vi vo=vi RfR2A np+12V-12V100k?10k?(a)+_vi vo=vi Apn+12V-12V(b)R1Rf1Rp=R1/Rf vi+_vo100k?Rf250k?10k?S1+12V-12V Rfif+12V vopnR1vi i1vn vpR2+100k?10k?-12V图2.3同相比例运算电路10k?减法电路如图2.4所示。 输入与输出间的关系)(=21vvRRvIfoI1-平衡电阻Rn=Rp5.反相加法运算放器电路如图2.5所示，输出与输入间的关系)+(=21vvRRvIfoI3-平衡电阻RP=Rf/R2/R3图2.5反相加法运算电路图2.6CA3140管脚排列 四、实验内容及步骤本实验是在图2.8所示的实验板上进行。 集成电路采用CA3140，其管脚功能如图2.6所示。 图2.7是图2.8实验板的部分电路，图中D1D2为正负电源接错保护。 C1C2为去耦电容，滤除由电源引入的高次谐波。 D3D及所串电阻为集成电路输入端过电压保护。 输出端500?电阻R为集成电路输出保护，其均已连接好，放在实验板面背后。 注意后续实验，凡有集成电路的实验电路，均有以上保护元件，且已连接好。 图2.7电压跟随、比例、加减运算实验板电路图Tr VI+负电源+VCC VOTr空脚调零71234568CA3140反相输入VI-同相输入-VCC调零输端出正电源N10k?Rf pnR1vi1+_vo vi2图2.4减法运算电路A R3R2100k?10k?100k?-12V+12V R2Rf1Rp=R1/R2/Rf vi2+_vo100k?Rf250k?S3R110k?10k?10k?+12V-12V vi3vo CA3140+D2_-12V500?0.1FR10k?Rp Rf3Rf4100k?50k?10k?R3R210k?vi3S2S3Rf1Rf2100k?10k?R1vi1S1125436vi2反相加法电路vi2-vi1+12V D1反相比例、减法电20.1F150k?C1C2D3D4减法电路73D5D6200?4图2.8电压跟随、比例、加减、积分、微分运算电路试验板图电压跟随电路 （1）按图2.1(a)或(b)接线。 由图2.7可知，即把1点与2点连接，6点与输出端连接或输出端与2点短接，1与3点连接。 将输入端接地，闭合电源开关，用示波器观察输出有无振荡波形。 若有，应先消振或调零后，再进行实验。 （2）加入直流信号电压VI，调节电压值见表2.1，用数字万用表测量VO的值，记入表2.1中。 反相比例运算电路 (1)按图2.2正确连接。 即按图2.7把1点与1和2点连接，6点与输出端vo连接，3点与4点连接，并调节RP=Rf/R1。 闭合电源开关。 （2）输入直流电压信号,调节VI电压见表2.2，用数字万用表测量VO的值，记入表2.2中，计算增益Av。 分析实测值与理论计算值产生误差的原因。 （3）输入f=200Hz，VIPP=0.8V的正弦信号，用示波器测量输出电压峰-峰值VOPP和VI+PP、表2.1电压跟随电路测试表1V Vi(v)Vo(v)计算VO-3V S520k?4500PF10k?0.1F10k?100k?50k?vi110k?0.01F vI10k?0.1F100k?10k?S310k?vi2vi3S4反相加法电减法电路50k?0.1F-12V314056784321500?10k50k比例、减法元件微分、PID元件1k?0.068F0.01F10k?C10.02F680k?0.01F vI10k?RP1330k?RS1S2+12V积分元件积分、微分、比例、加减电路实验板图1k?631405784321备用C2vO VI-PP，用示波器观察vO、vI的相位关系,测量结果记入表2.3中，计算增益Av。 * （4）设计一个反相比例运算放大器电路，要求电压增益AV15，请确定R1,R2,Rf的值，说明允许输入的最大信号VIm？表2.2反相比例输入直流信号测量表测量7脚VCC=()V,4脚-VCC=()V，平衡电阻RP1=（），RP2=（）VI/V(Rf1=100k?)10.90.5VO/V VO/V理论值Av10VI/V(Rf2=50k?)VO/V VO/V理论值Av20-0.5-0.9-1表2.3反相比例输入交流信号VIm/V VOPP/V VI+PP/V VI-PP/V vI、vO波形Av f=200Hz,Rf=100k?VIPP=0.8V测量计算理论值相位3.同相比例 （1）按图2.3正确连接，即由图2.7，将1与4点（RP置最大）和2点连接，6点与输出端vo连接；1与3点连接，便构成同相比例运算电路。 闭合电源开关。 （2）输入直流电压信号，调节VI电压值见表2.4，测量VO的值，记入表2.4中，计算增益Av。 分析实测值与理论值产生误差的原因。 2.4同相比例输入直流信号VI/V(Rf=100k?)VO/V VO/V理论值Av0.80.40-0.2-0.6 （3）输入f=200Hz，VIPP=0.8V，测量VOPP，用示波器观察vO、vI的相位关系。 测量结果记入表2.5中，计算增益Av。 分析实测值与理论值产生误差的原因。 2.5同相比例输入交流信号VIm/V VOPP/V vI、vO波形测量计算Av f=200Hz,Rf=50k?VIPP=0.8V理论值相位* （4）设计一个同相比例运算电路，要求电压增益AV11，设Rf100，请确定R 1、R2的值，说明允许输入的最大信号VIm？减法（差分）运算电路vivottvi vott （1）按图2.4正确连接。 即在图2.7中，将1点与1、2点连接，6点与输出端vo连接；5点与3点连接（S3断开），7点接地，便构成减法运算电路。 （2）输入直流信号，调节VI电压值见表2.6，测量VO的值，记入表2.6中。 分析实测值与理论值产生误差的原因。 2.6减法输入直流信号（Rf为100k?）vI1/V（接反相）vI2/