数电模电实验报告

1 / 27数电模电实验报告模拟电子技术实验指导书周明编写实验一 实验台、万用表、示波器和信号发生器的使用内容：略实验二 单级交流放大器一、 实验目的1、学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法，进一步理解电路元件参数对静 态工作点的影响，以及调整静态工作点的方法。 2、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。二、实验设备1、实验台 2、示波器 3、计算机 4、数字万用表2 / 27三、预习要求1、熟悉单管放大电路，掌握不失真放大的条件。 2、了解负载变化对放大倍数的影响。四、实验内容及步骤实验前校准示波器。 1、测量并计算静态工作点? 按图 2-1 接线。图 2-1? 将输入端对地短路，调节电位器 RP2，使 VC=Ec/2 ，测静态工作点VC、VE、VB 及 Vb1 的数值，记入表 2-1 中。 ? 按下式计算IB 、IC ，并记入表 2-1 中。表 2-13 / 272、测量电压放大倍数及观察输入、输出电压相位关系。在实验步骤 1 的基础上，把输入与地断开，接入f=1KHz、Vi=5mV 的正弦信号,负载电阻分别为 RL=2K 和 RL=，用毫伏表测量输出电压的值，用示波器观察输入电压和输出电压波形，并比较输入电压和输出电压的相位，画于表 2-3 中，在不失真的情况下计算电压放大倍数：Av=Vo/V1，把数据填入表 2-2中：表 2-33、观察 RC=3K，RL=2K 时对放大倍数的影响。在实验步骤 2 的基础上，把 RC 换成 3K，重新测定放大倍数，将数据填入表 2-4 中。表 2-44、测量电压参数，计算输入电阻和输出电阻。按照图4 / 273-1 接线 ? 调整 RP2，使 VC=Ec/2，测试 VB、VE、Vb1 的值，填入表 3-1 中。表 3-1? 输入端接入 f=1KHz、Vi=20mV 的正弦信号。? 分别测出电阻 R1 两端对地信号电压 Vi 及 Vi按下式计算出输入电阻 Ri ：? 测出负载电阻 RL 开路时的输出电压 V ，和接入 RL 时的输出电压 V0 , 然后按下式计算出输出电阻 R0；将测量数据及实验结果填入表 3-2 中。表 3-25、观察静态工作点对放大器输出波形的影响,将观察结果分别填入表 3-3，3-4 中。 ? 输入信号不变，用示波器观5 / 27察正常工作时输出电压 Vo 的波形并描画下来。? 逐渐减小 RP2 的阻值，观察输出电压的变化，在输出电压波形出现明显失真时，把失真的波形描画下来，并说明是哪种失真。( 如果 R P2=0后，仍不出现失真，可以加大输入信号 Vi，或将 Rb1 由100K 改为 10K，直到出现明显失真波形。)? 逐渐增大 RP2 的阻值，观察输出电压的变化，在输出电压波形出现明显失真时，把失真波形描画下来，并说明是哪种失真。如果 RP2=1M 后，仍不出现失真，可以加大输入信号 Vi，直到出现明显失真波形。表 3-3调节 RP2 使输出电压波形不失真且幅值为最大，测量此时的静态工作点 Vc、VB、Vb1 和 VO 。6 / 27表 3-4五、实验报告1、 分析输入电阻和输出电阻的测试方法。 2、 讨论静态工作点对放大器输出波形的影响。实验三 负反馈放大电路一、 实验目的1、熟悉负反馈放大电路性能指标的测试方法。2、通过实验加深理解负反馈对放大电路性能的影响。二、实验设备1、实验台 2、示波器 3、计算机 4、数字万用表三、预习要求7 / 271、熟悉单管放大电路，掌握不失真放大电路的调整方法。 2、熟悉两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。 3、了解负反馈对放大电路性能的影响。四、实验电路实验电路如图 5-1 所示：图 5-1实验注意事项：实验中如发现寄生振荡，可采用以下措施消除：1、 重新布线，尽可能走短线。2、 避免将输出信号的地引回到放大器的输入级。 3、 T1管 cb 间接 30pF 的电容。4、 分别使用测量仪器，避免互相干扰。五、实验内容及步骤8 / 271、调整静态工作点连接 、点，使放大器处于反馈工作状态。经检查无误后接通电源。调整 RP1、RP2(记录当前有效值), 使VC1=、VC2=，测量各级静态工作点，填入表 5-1 中。断开电路测量并记录偏置电阻2、观察负反馈对放大倍数的影响。? 从信号源输出 Vi 频率为 1KHz 幅度小于 2mV 的正弦波。 ? 输出端不接负载，分别测量电路在无反馈与有反馈工作时空载下的输出电压 Vo，同时用示波器观察输出波形，注意波形是否失真。若失真，减少 Vi 并计算电路在无反馈与有反馈工作时的电压放大倍数 AV，记入表 5-2 中。3、观察负反馈对放大倍数稳定性的影响。RL=，改变电源电压将 Ec 从 12V 变到 10V。分别测量电路在无反馈与有反馈工作状态时的输出电压，注意波形是否失真，并计算电压放大倍数，9 / 27稳定度。记入表 5-3 中。表 5-3电气工程学院 实验室： 实验时间： 年 月 日目录第一部分 基础篇实践一 三极管的测试及应用 . - 2 - 实践二 集成运算放大器指标测试 . - 4 - 实践三 集成运算放大器的基本应用 . - 10 - 实践四 门电路认识及应用 . - 13 - 实践五 10 / 27实践六 第二部分 实践七 实践八中规模集成电路认识及应用 . - 16 - 实训三 触发器认识及应用 . - 19 - 综合设计篇停车厂车辆进出计数器设计 . - 21 - 数显可调恒温控制器设计 . - 1 -实践一 三极管的测试及应用电路一、实训目的1、 学会用万用表判别三极管的类别和管脚2、 掌握测试三极管输入输出特性曲线的方法。11 / 27二、实验设备与器件1、 双踪示波器 1 台2、 模拟电子技术试验箱台。 3、 直流稳压电源HY3003D-3A4、 数字万用表 M9803，或指针式万用表 MF47三、三极管的输入、输出特性测试，实验内容和步骤1、 用指针万用表判别三极管的类和管脚用指针万用表 R1K 档测量已知三极管各管脚之间的电阻，数字表用二极管档位。实验电路原理图4、 画出输入特性曲线图和输出特性曲线图，下图供参考。输入特性曲线 输出特性曲线 5、 判读12 / 27三极管的输出特性曲线在放大区自选一点，算出直流放大倍数、交流放大倍数、CE 之间的直流和交流电阻。总结三极管分别工作在饱和区、放大区和截止区时各电流与电压之间的规律。6、 测量 ICEO，然后利用上述已算出的直流放大倍数计算出 ICBO。四、预习要求1、 复习三极管的电流放大概念、型号及其类型 2、 复习三极管输入输出特性曲线 3、 自拟试验记录表格五、试验报告要求1、 整理试验数据，计算出三极管的 值2、 画出 NPN 型三极管的输入输出特性曲线。实践二 集成运算放大器指标测试13 / 27六、一、实验目的1、 掌握运算放大器主要指标的测试方法。 2、 通过对运算放大器 A741 指标的测试，了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。七、二、实验仪器1、 双踪示波器 2、 万用表3、 交流毫伏表 八、三、实验原理本实验采用的集成运放型号为 A741：2 脚和3 脚为反相和同相输入端，6 脚为输出端，7 脚和4 分别为正、负电源端，1 脚和5 脚为失调调零理想运放组件，当输入信号为零时，其输出也为零。但是即使是最优质的集成组件，由于运放内部差动输入级参数的不完全对称，输出电压往往不为零。这种零输入时输出不为零的现象称为集成运放的失调。A741 的 Uos 典型值为 1mV，最大为 5mV。14 / 271、 输入失调电压 UOS输入失调电压 UOS 是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。失调电压测试电路如图 6-1 所示：图 6-1 输入失调电压 UOS 测试电路测量此时的输出电压 UO1 即为输出失调电压，则输入失调电压为电 子 技 术 基 础实 验 报 告院系：昆院 10 电气班实验组别：第 4 组 组员： 15 / 27指导老师：李文秀 刘春艳模电部分模拟电子技术综合实验I 、实验预习报告一、实验名称：变调音频放大器 二、实验设备模拟电子技术实验箱 万用表 示波器 信号发生器 三、实验目的通过实际电路的搭建，进一步巩固所学理论知识，并通过掌握实际元件的用法将理论与实际相结合。提高对模拟电路的仿真、设计、调试能力，进一步提高对理论课程的学习兴趣。 实验内容综合运用电子技术基础中模拟电子技术所学基本放大电路、集成运算放大器、有源滤波器、功率放大电路等知识，结合实际集成运算放大器芯片、集成功率放大芯片，设计一个可以改变输入音频音调的音频放大电路，参考系统框图16 / 27如下：四、实验要求本实验要求实现从语音输入、放大、变调到功率放大并通过喇叭进行输出的具有完整功能的电路设计和实现。话筒采用驻极体话筒，喇叭采用 8 纸杯喇叭，其他电路根据具体设计确定。要求，电路简洁，输出音量较大，噪音小，变调明显且可调。另外，电源可采用实验箱提供的直流电源，无需另行设计。五、实验步骤分析实验题目，确定系统总体方案；细化系统总体方案，确定实现每一模块拟采用的电路方案；根据现有芯片类型确定电路采用的芯片，并查阅相关芯片的使用方法； 采用 Multisim 对每一部分的电路方案进行仿真；17 / 27利用实验室现有设备，搭建电路实现实验要求，测试分析结果； 对实验过程中的问题、结果、收获进行总结。 六、实验元件清单七、设计提示查阅驻极体话筒的原理、典型电路，仿真时可用电压信号源代替 信号放大部分可采用集成运算放大器构成各种比例放大电路 变调部分可采用集成运算放大器构成频率、相位处理电路 功率放大部分可选用 LM386 或 TDA2030 进行设计II、主要器件介绍：UA741CD 集成运算放大器管脚图：TDA2030 集成功率放大器1.为偏置(调零端) 2.为正向输入端 3.为反向输入端 4.接地18 / 275.为偏置 6.为输出 7.接电源 8.空脚管脚图：1 脚是正相输入端 2 脚是反向输入端 3 脚是负电源输入端 4 脚是功率输出端 5 脚是正电源输入端。III、实验设计全图模电数电综合实验指导书浙江理工大学2016 年 1 月目 录一. 设计目的119 / 27二. 设计要求1三. 设计内容1四. 设计指标2五设计方案2六时间安排3七参考资料4八报告格式4一. 设计目的20 / 27电子技术综合设计是综合应用模拟电子技术、数字电子技术、电子设计自动化技术进行电子系统的综合设计。本课程设计通过电子脉搏测试仪的设计，要求学生熟悉电子系统设计的方法、步骤，包括参数计算、元器件选择、仿真、画原理图和印制电路板图、焊接、模拟电路的调试、数字电路的调试，以及整机通调等。通过本产品的制作，可以使学生掌握常用模拟、数字集成电路的应用。二. 设计要求脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图测量的主要组成部分。本次课程设计要求用红外线传感器检测出手指中动脉血管的微弱波动，由计数器计算出每分钟波动的次数。三. 设计内容1. 模拟电路的设计与仿真：模拟电路的任务是将心脏脉动信号转换成数字脉冲信号，完成这个过程一般需包括检测电路、放大电路、滤波电路及整形电路。检测电路是选择合适的传感器，将非电物理量转换成电信号，本设计中，21 / 27需将心脏脉动信号转换成电信号。由于检测电路输出的电信号比较微弱，必须加以放大，以达到整形电路所需的电压，一般为几伏。放大倍数将由整形电路所需电压值与传感器输出电压值决定。滤波电路的作用是把脉搏信号中的高频干扰信号去掉。经过放大滤波后的脉搏信号仍是不规则的脉冲信号，且有低频干扰，仍不满足计数器的要求，必须采用整形电路。2. 模拟电路的装配与调试：将设计好的放大电路、滤波电路、整形电路先后在实验平台上装配与调试，即先装配与调试放大电路，调试时先不用检测电路的检测信号，可先用 20mVpp、200Hz 的正弦波信号作为输入信号。在确保放大电路正确的情况下，再继续装配与调试滤波电路，在确保前两个电路正确的情况下，再继续装配与调试整形电路。在确保以上三个模块电路完全正确的情况下，再把检测电路加上去进行调试。3数字电路的设计与仿真：数字电路的任务是对模块电路转换所得的数字脉冲信号在 30s 内进行计数，并将计数所得结果用数码管显示出来。完成这个过程一般需包括定时电路、计数电路、译码电路及显示电路。为了缩短测量心跳时间，本设计规定 30s 测量时间，但要求显示 1 分种的22 / 27心跳次数，因此需将测得的心跳次数乘 2。定时电路提供30s 定时，当定时器开始定时，同时启动计数器计数，定时30结束，关闭计数器。计数器的作用是在 30时间内，对脉冲进行计数。译码电路是将计数所得的十进制 BCD 码译码成七段数码管的驱动码，从而驱动数码管显示。4数字电路的装配与调试：仿照模拟电路的装配与调试步骤，将设计好的倍频电路、定时电路、计数电路、译码电路及显示电路等数字模块电路先后在实验平台上装配、调试。在调试数字电路时，可先用 200Hz 的方波信号作为输入信号。5. 电路焊接：将调试正确的模拟电路和数字电路焊接在标准板上。并用模拟电路的输出方波作为数字电路的输入信号，进行联合调试。6撰写课程设计报告：详细格式见附件。四. 设计指标23 / 271. 设计一个脉搏测试仪，要求实现在 30s 内测量 1min 的脉搏数，并且显示其数字。正常人脉搏数为 6080 次/min，婴儿为 90100 次/min，老人为 100150 次/min。可自行设计所需的直流电源，也可用实验室提供的直流电源。2. 设置指示电路指示直流电源的正常与否。3. 放大电路之后设置指示电路指示放大电路的正常与否。4. 放大电路放大倍数可调。五. 设计方案脉搏测试仪电路的原理框图如图 1 所示，由传感器、放大、滤波、整形电路、倍频电路、定时控制电路、计数译码显示电路组成。图 1 脉搏测试仪电路的原理框图1信号检测：将脉搏跳动信号转换为与此信号相对应的电脉冲信号。实验室提供 TCRT5000 红外光电传感器。红外线24 / 27发射管发出的红外线穿过动脉血管经手指指骨反射回 3kR1来，反射回来的信号强度随着血液流动的变化而变化，接收管把反射回来的光信号变成微 R21k8TCRT5000C1 弱的电信号，并通过电容耦合到放大电路。红外光电传感器检测后的输出信号如图 2 所示。 +22k 放大整形电路 +CE图 2 红外光电传感器检测输出信号2放大电路：放大电路的设计方案比较多，建议采用基于集成运放的设计方案，并使放大倍数可调。实验室提供通用型集成运算放大器 LM741。放大电路后最好设置一指示电路，用发光二极管指示放大电路的工作是否正常。3滤波电路：滤波电路的设计方案也比较多，建设采用基于集成运放的设计方案。实验室提供通用型集成运算放大器 LM741。4整形电路：整形电路的设计方案同样比较多，建