电子技术II实验指导书20110126

1、班级 姓名 学号 实验地点 实验时间 电子技术II实验指导书电 子 系杨 杰2007年7月4班级 姓名 学号 实验地点 实验时间 实验一 常用电子仪器的使用一、实验目的1. 学习电子电路实验中常用的电子仪器示波器、函数信号发生器、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。2. 初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。二、实验原理在电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对电子电路的静态和动态工作情况的测试。各种电子仪器在实验中往往要综合使用，应按照信号流向，以连线简捷、调节顺手、观察与读数方便等原则进

2、行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图11所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。图11 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号随时间变化的波形，同时能对电信号进行各种参数的测量，如频率、幅值、相位、信号上升沿和下降沿时间等。2. 函数信号发生器函数信号发生器是一种信号源，按需要可输出正弦波、方波、三角波等多种信号波形。输出信号的幅度和频率可通过面板上的按钮、开关随意调节。函数信号发生器

3、作为信号源，它的输出端不允许短路。3交流毫伏表交流毫伏表是一种高输入阻抗的电压表，一般测量的信号频率较宽，可用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。三、实验设备序号名称型号与规格数量1双踪示波器GOS-602112交流毫伏表NY451013函数信号发生器SP1642B1四、实验内容1用示波器内校准信号进行自检。（1）扫描基线调节将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（CH1或CH2），输入耦合方式开关置“GND”，触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度INTEN”、“聚焦FOCUS”等旋钮，使荧光屏上显

4、示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”和“Y轴位移”旋钮，使扫描线位于屏幕中央。（2）显示“校准信号”波形将示波器面板上的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道（CH1或CH2），将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”，触发源(SOURCE)选择置“VERT AC”。调节X轴“扫描速率”开关（time/div）和Y轴“输入灵敏度”开关（Volts/div），使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。（3） 测量“校准信号”幅度将“Y轴灵敏度调节”旋钮置于“校准”位置(VAR灯不亮)，“Y轴灵敏度”（V/div）开关置适当位置，读取校准信号幅度，记入表11。（4） 测量“

5、校准信号”频率将“X轴灵敏度调节”旋钮置于“校准”位置，“X轴灵敏度”（t/div）开关置适当位置，读取校准信号周期，记入表11。表11项目幅度频率标准值0.51KHz实测值一般示波器的校准信号是频率为1KHz、峰值为0.5V的方波，若测量值与之相同，说明示波器工作正常。2用示波器和交流毫伏表测量交流信号参数调节函数信号发生器，使之输出有效值均为1V（50输出端，用交流毫伏表测量），频率分别为100Hz、1KHz、10KHz的正弦波信号。调节示波器X轴“扫描速率”开关及Y轴灵敏度开关，测量信号源输出电压的频率及峰值，填入表12。表12信号电压频率示波器测量值交流毫伏表读数/V示波器测量值周期/

6、ms频率/Hz峰峰值/V有效值/V（计算）100Hz11KHz,110KHz1五、注意事项1. 函数信号发生器不能短路，交流毫伏表在小量程下不能开路。2. 函数信号发生器、交流毫伏表、双踪示波器等必须采用共地接法。六、实验结果分析及问题简答1. 交流毫伏表能否测直流电压？2. 能否用数字万用表的交流电压档测量本实验中的信号幅度？为什么？3电子测量中采用共地接法的目的是什么？说明：周期（频率）测量法：1.读格（确认处于校准态） 2.用测量游标 3. 直接读下部数据 电压测量法：1.读格（确认处于校准态） 2.用测量游标 3. 直接读下部数据（CH1） 3实验二 晶体管共射极单管放大器一、实验目的

7、1. 学会放大器静态工作点的调试方法。2. 分析静态工作点对放大器性能的影响。3. 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电压的测试方法。二、实验原理1由于电子器件是非线形元件，性能的分散性又比较大，在制作晶体管放大电路时，除依据所用元器件的参数进行必要的设计外，还必须对放大器的静态工作点和各项性能指标进行实际调试。2. 图21为电阻分压式工作点稳定单管放大器。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号u0。 图21 单

8、管放大器3在图21电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远大于晶体管T的基极电流IB时（一般设计时都应满足此条件），它的静态工作点可用下式估算：电压放大倍数输入电阻输出电阻4晶体管放大电路的静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO的负半周将被削底，如图22(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图22(b)所示。这些情况都不符合放大器不失真放大的基本要求。5通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点。6. 为了在输出端得到较大幅度的不失真信号，

9、静态工作点应设置在交流负载线的中点附近。 图22（a）饱和失真 图22（b）截止失真三、实验设备表21序号名称型号与规格数量备注1模电实验箱浙江天煌12双踪示波器GOS-602113交流毫伏表NY451014数字万用表UT5815函数信号发生器SP1642B16直流稳压电源GPS-3303C1四、实验内容1测量静态工作点按图连接电路，接通12V直流电源，调节RW，使UE=2.0V（即IC = 2mA），用数字万用表直流电压档测量UB、UC与UE，数据记录于表22。表22测量值计算值UB/VUE/VUC/VUBE/VUCE/VIC/mA2.022测量电压放大倍数在放大器输入端加入1KHz的正弦信

10、号Us，调节函数信号发生器输出信号大小使Ui（B点与地之间的输入电压）为10 mV，用示波器观察放大器输出电压Uo，在输出波形不失真条件下，分别用交流毫伏表测量RL=2.4k和空载情况下的Uo以及函数信号发生器输出信号Us。数据记录于表23。2表23RL/kUo/VAvUoUi波形相位关系（用两种颜色画图、标注坐标单位）243观察输入、输出信号的相位关系用双踪示波器同时观察输入Ui、输出Uo的信号波形，记录其相位关系于表22。4观察静态工作点对输出波形失真的影响置RL。确认放大器的静态为UE =2.0V（即IC = 2mA），用示波器观察输出信号，确认输出无失真（否则重新在无交流信号输入的前提

11、下重调RW ）。逐步加大函数信号发生器的输入信号，使输出电压u0 足够大但不失真。保持输入信号不变，减小RW值，使输出波形Uo出现饱和失真，测出相应的UCE 、IC ，记录于表23。（注：用测UE的方法测IC：IC=UE/RE）保持输入信号不变，增大RW值，使输出波形Uo出现截止失真，测出相应的UCE 、IC ，记录于表23。（注：用测UE的方法测IC：IC=UE/RE）表23IC/mAUCE/VUO波形失真情况饱和失真不失真截止失真注： 用测UE的方法间接测IC 。 每次测静态值IC和UCE 等时都要令即使Ui0（即把信号源的输出旋钮旋至零）。五、实验报告1简答： 若静态工作点偏上，易发生什

12、么失真？若静态工作点偏下，易发生什么失真？2简答：如果无论怎么调节RB2，在输入不失真得情况下，输出都有明显失真，可能是什么原因？实验三 集成运算放大器的应用（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方法。2. 掌握运算放大器的使用方法，了解其在实际应用时应考虑的问题。二、实验原理1集成运算放大器是一种电压放大倍数极高的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。2基本运算电路几种典型的运算电路如下

13、：图3-3 同相比例运算电路图3-5 uA 741管脚排列1三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1模电实验箱浙江天煌12双踪示波器GOS-602113交流毫伏表NY451014数字万用表UT5815函数信号发生器SP1642B16直流稳压电源GPS-3303C1四、实验内容1反相比例运算电路（1）调零，按图3-1连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短接，调节Rp，使U0=0。（2）输入f =100Hz，Ui=0.5V的正弦交流信号，用交流毫伏表测量相应的U0，并用示波器观察ui和u0的波形，填入表3-1中。注意ui和u0的相位关系。2同相比例运算电路（1）按图3-3（a）连接

14、实验电路。实验步骤同上，将结果填入表31中。（2）电压跟随器实验，将图3-3（a）中的R1断开，得图3-3（b）电路，重复（1）的内容。表31 ( f =100Hz，Ui = 0.5V )项目Ui / VUo/VAVui波形、u0波形（用两种颜色画图、标注坐标单位）实测值计算值反相比例0.5同相比例0.53反相加法运算电路（1）按图3-2连接实验电路，调零和消振。（2）输入信号采用直流信号，用直流电压表测量输入电压Ui1、Ui2及输出电压Uo，填入3-2中。4减法运算电路（1）按图3-4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，填入表3-2中。表3-2项目Ui1/V0

15、.20.20.20.20.20.2Ui2/V0.10.20.30.10.20.3反相加法Uo/V实测值计算值减法Uo/V实测值计算值五、实验报告1. 整理测量结果，填写相关表格。2把实测值与理论计算值比较，分析误差原因。3. 如果没有交流毫伏表能否完成本次实验? 实验四 逻辑门与组合逻辑电路一、实验目的1熟悉TTL、CMOS门的逻辑功能。2掌握用“与非”门构成其他常用逻辑门电路的方法。3掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法。二、实验原理根据逻辑代数的知识，用“与非”门可实现其他逻辑门的逻辑关系：Y1= Y2= Y3=AB= Y4=A+B= Y5= Y6=实验前按下图给出的Y1Y6逻辑电路图，根

16、据集成片的引脚排列分配好各引脚。 （a） (b) (c)（d） (e) (f)图41 用“与非”门实现各种基本逻辑关系三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1数电实验箱浙江天煌12数字万用表UT5813集成芯片74LS00,74LS86或CD4011,CD40301组2选1四、实验内容1按图41（f），分配好74LS00（或CD4011）集成片的各引脚并正确接线，将测试结果填入表4-1，验证其逻辑功能。1表4-1ABY1Y2Y3Y4Y5Y6000110112按下图分配好74LS00和74LS86（或CD4011和CD4030）集成片的引脚，并正确接线，即用“异或”门和“与非”门组成的全加器电路。图42 用“与非”门实现“异或”逻辑关系3将测试结果填入表4-2，验证其逻辑功能。图中Ai，Bi为加数，Ci-1为来自低位的进位；Si为本位和，Ci为向高位的进位信号。表4-2Ai00110011Bi01010101Ci-100001111SiCi五、实验报告1. Y6具有何种逻辑功能？2. 若“或非”门有多余的输入端，应该如何处理？ 注意事项1. TTL逻辑门输入端悬空相当于输入