模拟电路实验计划及实验总结提纲3.doc

教 案开课单位：物理与电子工程学院课程名称：模拟电路实验专业年级：电信2011、2012级任课教师：朱兆虎教材名称：模拟电路实验20122013学年第2学期电工、电子技术实验计划及实验总结提纲认识电工、电子技术实验 (参考)一、实验的意义、要求1、意义 直观；验证和调试；技能训练及项目开发（创业基础）。2、要求 胆大心细，反复验证，数据详细，认真总结（实验报告）。二、仿真的意义、要求1、意义 设计和绘制；不需要元、器件的验证和实验。2、要求 特别注意仿真数据与工程数据的差别、仿真元器件与实际元器件的差别。三、预习报告、实验报告的意义及写作方法1、意义 预习报告：实验前了解实验目的、做好实验准备及熟悉实验全过程。 实验报告：实验后对实验数据及实验全过程进行分析总结。2、方法 预习报告：1、实验课题，2、实验目的，3、实验器材及设备， 4、实验电路，5、实验步骤。 实验报告：1、实验课题，2、实验目的，3、实验器材及设备， 4、实验电路，5、实验地点，6、实验步骤（注意记录每一步骤的实验数据和实验现象及结果），7、实验总结。模拟电路实验实验名称：通用仪器使用方法实验目的：了解几种常用电子仪器的工作原理，理解其面板结构，熟练掌握几种通用仪器的使用方法实验器材：模拟万用表、数字万用表，交流毫伏表、信号源、示波器。实验地点：模拟电子技术实验室实验步骤：一， 万用表1、 理解面板结构：表笔插孔，档位转盘2、 练习使用方法：举例如图：用电流表测量R2的电流和电压时，电流表和电压表的连接方法。（附图只作参考，画出实际实验连接图）3、注意事项： （1）功能档位必须准确（2）表笔插孔不得有错 （3）量程必须比实际测量值大提示：万用表指针停留在满刻度的三分之二左右时 读数误差较小。二， 交流毫伏表1、理解万用表交流电压档与交流毫伏表的适用范围2、理解面板结构：三个读数刻度盘、量程转盘、信号线接口、电源开关3、练习使用方法：接地线打开电源调零调整量程接信号线关闭电源断开信号线断开地线三，信号源 1、理解面板结构：电源开关、信号类型按钮、频率粗调按钮和频率微调旋钮、信号幅度调节旋钮、信号幅度衰减按钮。2、练习使用方法：练习调整频率、练习调整幅度、练习调整波形四，示波器1、 理解面板结构：2、 练习使用方法：自测校正信号的幅度、周期，同时显示两个信号的调整五，配套测量练习用信号源产生正弦信号，用示波器观察波形、测量周期频率、测量峰峰值，用交流毫伏表测量有效值、并与示波器测量值进行比较。实验总结：总结这些仪器的用途，实验中遇到的问题及解决办法，绘出实验室连接过的电路和测得的典型数据，并分别进行分析。实验名称：仿真的意义和方法实验目的：练习仿真软件Multisim的应用方法，掌握共射极放大器的仿真调试方法，理解仿真测试与实验测试的区别。实验器材：计算机及Multisim软件实验地点：微机房实验步骤：1、起动仿真软件建立文档2、放置元件连接电路3、调整静态工作点使三极管处于放大状态（记录静态工作点）4、调整各种失真记录图形，记录最大不失真输出的静态工作点实验总结：简述学习Multisim软件的体会，总结仿真与实验的差别实验名称：单管共射极放大器实验目的：练习配套使用几种常用电子仪器仪表，掌握放大器静态工作点的调试方法和交流参数的测量方法，从失真波形直观理解截止失真、饱和失真、削顶失真和最大不失真输出。实验器材：共射极放大器电路板，模拟电路实验箱，万用表，交流毫伏表，信号源，示波器。实验地点：模拟电子技术实验室实验步骤：1、调试并观察uo波形（连接电路如附图）。2、用万用表直流电压档分别测量出饱和失真、截止失真、削顶失真情况下的静态工作点UBEQ、UCEQ、IBQ。各种失真波形如下图：3、测量交流参数交流电压放大倍数Au = （分别测量RL = 、RL = 2.4K的Au）交流输入电阻ri = 交流输出电阻ro ：实验总结：1、根据测得的数据，分别说明造成三种失真的原因。2、负载RL对电压放大倍数有何影响。实验名称：射极跟随器实验目的：掌握共集电极放大电路交流参数的测试方法，与共集电极放大电路进行比较，总结出两种结构的放大电路各自特点。实验器材：共集电极（射极跟随器）放大电路板，模拟电路实验箱，万用表，交流毫伏表，信号源，示波器。实验地点：模拟电子技术实验室实验步骤：1、输入1KHZ，0.5V左右的正弦信号（电路如附图），调节RW，观察截止失真、饱和失真、削顶失真，分别测出相应的静态工作点（测静态工作点时断开或短路US），并且比较分析静态工作点与三种失真的关系。2、输出不是真的前提下测量出交流参数Au、ri、ro、fL、fH、fBW（开关K闭合前后各测量一次）。实验总结：比较分析静态工作点与三种失真的关系，并与共射极放大电路进行比较，总结出两种电路各自的特点。实验名称：负反馈放大电路实验目的：练习两级放大电路静态工作点的调试方法，验证负反馈对放大器交流参数的影响实验器材：两级共射极放大电路板，模拟电路实验箱，万用表，交流毫伏表，信号源，示波器。实验地点：模拟电子技术实验室实验步骤：1、应用信号源、示波器和万用表，调节第一级放大电路静态工作点，至最大不失真输出，调节第二级静态工作点，至最大不失真输出。2、断开负反馈网络开关K，测量开环状态的交流参数Au、ri、ro、fL、fH、fBW。3、接通负反馈网络开关K，测量闭环状态的交流参数Auf、rif、rof、fLf、fHf、fBWf。实验注意事项：因两级放大电路放大倍数较高，为了调试方便，信号源要经过衰减后输出。实验总结：分析总结负反馈对放大电路交流参数的影响。实验名称：RC串并联选频网络振荡器实验目的：进一步理解RC振荡器的组成及振荡条件，学习振荡器的测量调试方法实验器材：RC振荡器实验电路板、模拟电路实验箱、万用表、交流毫伏表、信号源、示波器。实验地点：电子实验室实验步骤：一、测量静态工作点及电压放大倍数断开RC串并联网络，测量放大器的静态工作点及电压放大倍数。（起振条件3）二、调试振荡波形、记录参数。接通RC串并联网络，用示波器监视输出电压UO,调试Rf至示波器显示适当的波形，读出频率，记录波形及频率、振幅。改变R或C的值，观察并记录频率变化情况。三、观察幅频特性将RC网络与放大器断开，输入正弦信号并固定幅度约3V，由低到高调节频率至输出电压UO = UOm,记录此时的频率f0，测出通频带fW = fL-fH 。实验总结：振荡器的振荡频率为，与实际测量的振荡频率比较、与幅频特性中的f0比较并做分析。实验名称：差动放大电路实验目的：学会差动放大电路平衡调试方法，验证差动放大电路对共模信号的抑制作用，验证电流源负反馈对共模信号的抑制作用。实验器材：差动放大器电路板，模拟电子技术实验箱，万用表，交流毫伏表，信号源，示波器。实验地点：模拟电子技术实验室。实验步骤：1、调节RP至UC1 = UC22、输入频率约为1KHZ的正弦差模信号，输出不失真的情况下测出差模放大倍数Aud。3、输入频率约为1KHZ的正弦共模信号，输出不失真的情况下测出共模放大倍数Auc。4、计算共模抑制比5、将电流源取代负反馈电阻RE，重复第2、3、4个测量步骤。实验总结：1、调节平衡电阻RP的意义。2、抑制共模信号的原理。3、比较电阻RE负反馈与电流源负反馈的差别。实验名称：设计单管共射极放大电路实验目的：通过电路设计，学会对元件器件型号、参数的查阅方法，掌握共射极放大电路的设计步骤及方法。实验器材：半导体器件手册、电工元件手册、仿真软件及电脑设备。实验地点：模拟电子技术实验室、计算机实验室。实验步骤：1、设计电路原理如图。2、确定负载电阻RL的阻值（建议8）和额定功率P（纯电阻负载）。3、通过半导体三极管手册确定三极管型号？硅管锗管？穿透电流ICEO？（hFE）? ICM? PCEM?4、查找或绘制三极管的输出特性曲线（根据值绘制），绘制坐标比例2:1。5、绘制三极管的功耗曲线、放大电路的直流负载线和交流负载线。（1）根据PCEM值绘制功耗曲线。 PCEM = iCuCE（2）绘制直流负载线，确定电源UCC和电阻RC的值。uCE = UCCiCRC（3）选定静态工作点Q，确定电阻RB的值，绘制交流负载线。 ，6、验证设计的合理性。 根据公式 验证参数的合理性。7、计算电压放大倍数Au，确定UOM及UIm。8、仿真调试。设计总结：1、 设计完成了哪些内容？2、 设计过程中遇到哪些问题？3、 进行测试结果与设计要求比较分析。4、 设计体会。预习内容：第一次预习内容：1、 阅读理解“设计目的”“设计步骤”。2、 详细阅读分析模拟电路教材中三极管特性曲线、功耗线、负载线等知识。3、 在预习报告中记录“负载参数、查找的工具书及资料、选定的三极管型号及相关参数，以及绘制的输出特性曲线、功耗线图形。第二次预习内容：完成“设计步骤”中的5、6、7步，对直流负载线、交流负载线、Rb的确定，必须有计算过程。仿真调试：1、 绘制电路图。2、 测量静态工作点，分析三极管的工作状态，调节Rb至三极管工作在最佳放大状态。3、 测量放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。4、 结合负载RL调节uo的最大不失真幅度，测量最大输出功率，验证是否满足ICM、PCEM等极限参数。实验名称：设计两级放大电路实验目的：通过电路设计，掌握阻抗变换的意义和方法。实验器材：半导体器件手册、电工元件手册、仿真软件及电脑设备。实验地点：模拟电子技术实验室、计算机实验室。实验步骤：一、设计输出级（射极输出器）1、电路图2、确定负载电阻RL的阻值（建议8）及功率。3、通过半导体三极管手册确定三极管型号？硅管锗管？穿透电流ICEO？（hFE）? ICM? PCEM?4、查找或绘制三极管的输出特性曲线（根据值绘制），绘制坐标比例X:Y=3:1。5、绘制三极管的功耗曲线、放大电路的直流负载线和交流负载线。（1）根据PCEM值绘制功耗曲线。 PCEM = iCuCE（2）确定电源VCC和电阻Re的值，绘制直流负载线。uCE = VCCiERe（3）选定静态工作点Q，确定电阻RB2的值。计算RB2的公式：（4）绘制交流负载线。 ，（5）计算放大器电压放大倍数Au2、输入电阻ri2、输出电阻ro。6、仿真调试：（1）绘制电路图。（2）测量静态工作点，分析三极管的工作状态，调节Rb至三极管工作在最佳放大状态。（3）测量放大器电压放大倍数Au2、输入电阻ri2、输出电阻ro。结合负载RL调节uo的最大不失真幅度，测量最大输出功率，验证是否满足ICM、PCEM等极限参数。二、调整输入级1、确定电源VCC和电阻RC的值，绘制直流负载线。uCE = VCCiCRC （建议RC = ri2）2、选定静态工作点Q，确定电阻RB1的值，绘制交流负载线。 ，3、验证设计的合理性。 根据公式 验证参数的合理性。4、仿真调试，确定RB1的准确值。三、仿真调试两级放大器（1）绘制电路图。（2）测量两个三极管的静态工作点，分析三极管的工作状态，调节Rb至三极管工作在最佳放大状态。（3）测量放大器电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro。结合负载RL调节uo的最大不失真幅度，测量最大输出功率，验证是否满足ICM、PCEM等极限参数。预习内容：完成仿真前的全部内容。实验名称：集成运算放大器指标测试实验目的：掌握运算放大器主要指标的测试方法，了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。实验器材：模拟电路实验箱及相应套件，万用表，交流毫伏表，信号源，示波器。实验地点：模拟电子技术实验室（1209）实验步骤：uA741:2脚为反相输入端，3脚为同相输入端，6脚为输出端，7脚为正电源VCC，4脚为负电源VEE，1脚与5脚为调零端，8脚为空。UOS(mV)IOS（mA）Aod（db）AOC（db）KCMR实测值典型值实测值典型值实测值典型值实测值典型值实测值典型值1、测量输入失调电压UOS（1）关闭电源，连接电路（如图一）。（2）接通电源，用万用表直流电压档测量输出电压U01，计算UOS： 。将计算出的数据填入表格中。2、测量输入失调电流IOS（1）关闭电源，连接电路（如图二）。（2）接通电源，用万用表直流电压档测量输出电压U02，计算IOS：将计算结果填入表格。3、 测量开环差模电压放大倍数Aud（如图三、图四）（1）完成调零（图三）。（2）输入20赫兹、峰峰值 100mV的US，用毫伏表测量Ui和Uo，计算Aud，并填入表格。(图四)4、测量共模放大倍数Auc（如图五）（1）调零。（2）输入100赫兹、峰峰值 3V的Ui，用毫伏表测量Uic和Uoc，计算AuC，并填入表格。闭环差模放大倍数 共模放大倍数 共模抑制比实验总结：从模拟电子技术教材上查找“典型值”填入表格中，将实测值与典型值比较，分析误差原因。实验名称：OTL功率放大器实验目的：进一步理解OTL功率放大器的工作原理；掌握OTL功率放大器静态工作点的调整方法；学会OTL电路调试及主要性能指标的测试方法。实验器材：模拟电路实验箱及相应套件，万用表，交流毫伏表，信号源，示波器。实验地点：模拟电子技术实验室（1209）实验步骤：原理如图：一、静态工作点的测试1、关闭电源，连接电路图。2、Us接地，调节Rw2 = 0。3、接通电源，调节Rw1至，测量此时三极管的静态工作点。4、输入峰峰值为50mV、频率f = 1KHZ的正弦信号Us，用示波器观察UO，逐渐增大Us，至UO出现交越失真。5、缓慢增大Rw2，逐渐（刚好）消除交越失真（不能输出饱和失真和截止失真，此时Q2和Q3集电极电流大概50mA）。取消US，短接输入端，重新调节Rw1至，再次输入US，没有失真的情况下，短接输入端（Us = 0），测量三个三极管的静态工作点。二、测最大输出功率输入峰峰值为50mV、频率f = 1KHZ的正弦信号Us，用示波器观察UO，逐渐增大Us，至UO最大不失真，用交流毫伏表测出Uom。计算出最大输出功率：三、测量效率电路调至最大不失真情况下，短接输入端（Us = 0），用直流毫安表测出电源平均电流Idc，计算电源输出功率PE = UCCIdc求出效率实验总结：1、根据测量的静态工作点分析造成交越失真的原因。 2、根据第二次测量的静态工作点分析OTL功放电路中，三个三极管分别工作在什么状态。实验名称：电压比较器实验目的：掌握比较器的电路结构及特点；学会比较器的测试方法。实验器材：模拟电路实验箱及相应套件，万用表，交流毫伏表，信号源，示波器。实验地点：模拟电子技术实验室（1209）实验步骤：一、过零电压比较器1、如图一，测量Ui悬空时Uo的值。2、 接入频率500HZ、峰峰值2V的正弦信号Ui。用双踪示波器观察Ui和UO的波形。3、改变Ui幅值，测量并绘制传输特性曲线。二、反相滞回比较器1、如图二，接入-4.2V+4.2V可调直流信号源Ui，测出当Ui从+4.2V变化至-4.2V时，致使UO发生跳变时，Ui临界值。2、方法同上，测出当Ui从-4.2V变化至+4.2V时，致使UO发生跳变时，Ui临界值。三、根据测量数据绘制两种比较器的传输特性曲线实验总结：根据实验数据及传输特性曲线，总结两种比较器的特点。实验名称：晶体管稳压电源实验目的：研究单桥式整流、电容滤波电路的特性；掌握文管、串联晶体管稳压电路技术指标的测试方法。实验器材：模拟电路实验箱及相应套件，万用表，交流毫伏表，信号源，示波器。实验地点：模拟电子技术实验室（1209）实验步骤：电路图直流UO纹波UOUO波形RL = 240欧姆RL = 240欧姆C = 1000微法RL = 120欧姆C = 1000微法一、整流电路性能测试（如图一）1、在图一中，先断开滤波电容C，取RL = 240欧姆，用万用表测量UO直流电压和纹波电压，并填入表内，用示波器观察U2和UO的波形。2、接入1000微法的电容器，重复步骤1。3、取RL = 120欧姆，重复步骤1。二、稳压管稳压电源性能测试（如图二）1、如图二，用万用表测出空载时稳压值。2、接通负载，调整RL,用万用表测量册最小负载电阻。3、将15V交流电压改为7.5V，重复1、2步骤。三、串联型稳压电源空载性能测试（如图三）1、接通15V交流电源，测交流电压U2、滤波电压UI.、输出电压UO。2、调整RW1测出UO的变化范围。3、将15V交流电变为7.5V，重复1、2步骤测试。四、串联型稳压电源带负载性能测试（如图四）接通电源，调整RW2至IO = 25mA。调节RW1，测