电路与模拟电子实验讲义

1、电路与模拟电子技术实验讲义实验安排步骤1. 首先讲解课堂知识的理论基础（5-10分钟）；2. 说明实验的要求，实验的目的，实验器件，实验的主要内容和步骤（10-15分钟）；3. 带领学生开始做实验，首先为学生提供示范，并讲解其中需要注意和强调的地方，（10-15分钟）；4. 有学生开始做实验，在学生中间指导学生；5. 在下课前，总结实验中的问题，总结实验的结论，并指导学生将仪器归置整齐。实验一 常用电子仪器的使用一 实习目的学习数字万用表，示波器、稳压电源、函数信号发生器的使用，为今后的实验打下基础。二 实验仪器数字万用表，直流稳定电源，函数信号发生器，示波器三 实验原理及说明 本次实验内容为

2、今后实验的基本技能，所有实验仪器设备后面都会用到。1 数字万用表（详细见附件一）万用表用途广、体积小、价格低，是最常用的测量仪表。分为模拟(机械指针式)万用表和数字万用表。数字万用表具有精度高，体积小，功能强，显示直观等优点，随着数字万用表价格的降低，模拟万用表已面临被淘汰。最常见的是三位半数字万用表，其最高位只有不显示(表示0)和显示1，其它各位可显示09，故称三位半。数字万用表一般可测量交直流电压、交直流电流、电阻、电容、二极管、三极管等。2 直流稳压电源（详细见附件二）实验中需要的直流电压的大小，根据实际需要可通过调节直流稳压电源得到，实验室内提供的直流稳压电源为三通道，最多一次可提供三

3、组直流电压。CH3通道为恒定电压，输出为5V，CH1，CH2通道电压和电流的大小可根据实际情况需要进行调节。并能通过调节产生对称电压，为实际电路提供电源支持。3 函数信号发生器（详细见附件三） 主要为实验提供各种频率与大小的波形，本实验室采用EE1640函数信号发生器。能直接产生正弦波，三角波，方波，锯齿波和脉冲波，且具有VCF输入控制功能。TTL / CMOS与OUTPUT同步输出。直流电平可连续调节，频率计可作内部频率显示，也可作外测频率，电压用LED显示。4 示波器（详细见附件四） 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象

4、的变化过程。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。示波器可分为模拟示波器和数字示波器，模拟示波器是利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。随着科技的发展模拟示波器逐渐被数字示波器所代替，数字示波器是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理

5、。四 实验内容1用示波器和数字万用表测量直流电压。 选用直流稳压电源的CH1或CH2输出端，打开稳压电源（POWER）调节电流输出调节（CURRENT）为0.50。按下（OUTPUT）按键，此时CH1、CH2或CH3都有电压输出。调节电压调节旋钮（VOLAGE）使直流稳压电源的面板数字指示分别为表中的数字。再分别用数万用表的直流电压档和数字示波器的直流稳压电源的输出电压进行测量将测量的结果分别填入表中。 电源输出电压3V5V10V15V万用表测量值示波器测量值2用信号发生器分别输出f=100HZ,Vpp=5V； f=1000HZ,Vpp=300mV的不同信号，分别用测量（MEASURE）和游标

6、（CURSOR）两种方法，测出其峰峰值、频率、周期，并于信号发生器的输出比较。信号发生器输出 MEASURE测量峰峰值周期频率f=100HZVpp=5V正弦波三角波f=1000HZVpp=300mV正弦波三角波3、用示波器测相位差（选作） 电路如图：令输入信号为f=1000HZ =5V的正弦交流信号：双踪示波器分别接入电路的输入和输出端，可观察到输入，输出波形如图，则五 实验报告1.整理实验中显示的各种波形和表格。2.分析测量误差，说明造成误差的原因。3.总结实验中所用仪器的使用方法及观测电信号的方法。X4.心得体会及其他。实验二 戴维南定理的验证2.1 实验目的1. 学习单口网络的外特性的测

7、定方法。2. 加深对戴维南定理的理解。验证戴维南定理的正确性。3. 掌握有源二端网络等效参数测量的一般方法。2.2实验设备 可调直流稳压电源、数字万用表、实验箱 和2.3实验原理与说明1. 单口网络的外特性 任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系I= f (U)的来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为元件的伏安特性曲线。 有源单口网络的外特性，可以用一个实际的电压源模型的外特性来代替，如图1-1所示。其伏安关系为: U=US一RSI 图 1-1 2.戴维南定理 任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分

8、看作是一个有源二端网络(或称为含源单口网络)。 如图1-2（a）所示。 戴维南定理:线性含源二端网络可以用一个电压源UTH与一个电阻RTH串联的等效电路替换。其中，UTH是端口的开路电压UOC，RTH是令独立源为零后端口的等效电阻RO 如图1-2（b）所示 图1-23.戴维南等效参数的测量 Uoc （UTH)和Ro(RTH)称为有源二端网络的等效参数。开路电压的测量比较容易，直接用电压表测量开路时的电压就可以了。测量等效电阻的方法主要有两种：(1) 伏安关系法：当将一个含源单口网络采用如图1-3所示连接电路，外接负载为可调电阻R，当R从0之间调节，分别测得不同电阻值下的电流、电压，即可测得上述

9、有源二端口网络的外特性。如图1-4所示。其中，单口网络的内阻为： 图1-3 图1-4也可以先测量开路电压UOC，再测量电流为额定值IN时的输出端电压值UN，则内阻为 (2)半电压法测如图1-3所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻(由电阻的读数确定)即为被测有源二端网络的等效内阻值。2.4实验内容：1测有源二端电路的等效参数。用开路电压、短路电流法测图1-5所示的电路的等效参数UOC、 Ro和ISC，测出的数据填于表1-1中。电阻均为2K，电压源为6伏。 图1-5表1-1有源二端电路等效电路参数测量参数UOCISCRo= UOC/ ISC理论值测量值2、测有源二端电路端口的伏安特

10、性曲线。在图1-5所示二端电路端口中接入可变电阻RL，改变RL，测出端口电压和对应的端口电流，测试数据填入表1-2中。表1-2有源二端电路伏安特性测量RL01K2K5K10KUI3、画出戴维南等效电路。4、测戴维南等效电路端口的伏安特性曲线。根据步骤1的测量结果，构成戴维南等效电路，测此等效电路端口的特性曲线。并将数据填入表1-3中。RL01K2K5K10KUI2.5实验注意事项 1.在实验室取得电阻后应用万用表测量其阻值。电源电压选取应在10V左右。 2.可用以上提供的电路，也可用自行设计的电路。每个同学的电路和电阻值都要求不一样，但实验结论应是相同的。 3.实验前应对所实验的电路进行理论计

11、算，特别是等效电阻的计算，以便构成戴维南等效电路时选用实验室可用的电阻。 4.进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超过量程，仪表的极性亦不可接错。 5.用万用表直接测量内阻RO时，电压源置零时不可将稳压源短接。应将电源切断后，在电路板的两点用导线短接。 6.电路接线完后经检查无误后才可接通电源。改接或拆线时应先断开电源。2.6实验报告要求 1.画出实验原理电路图，标上参数。 2.实验内容和步骤，各种理论计算的实验测量的数据。根据实验数据，在坐标纸上绘出所测伏安特性曲线。 3.对比前后所测两组数据及所描绘的外特性曲线，分析误差。 4.心得体会。实验四 单管共发射极放

12、大器一、 实验目的（1） 了解电路参数对Q点的影响，Q点对输出波形的影响，Q点低（Rb12小）输出波形产生截止失真，Rb12大Rb11小，输出波形会出现饱和失真。(2) 掌握放大电路Q点的测量方法和调试方法（3）掌握放大电路的动态指标 ，Av, Ri,Ro,的测量方法。（4） 学习通频带测量方法,测量和（5 ）会用PROTUES对电路进行仿真分析（6）理解单级放大电路放大Vi的物理过程二、 实验仪器（略）三 实验原理与实验数据（一）Rb12=10K，Rb11=90K Q点参考电路1、Q点的理论估算，设=170VB=Rb12Vcc/(Rb11+Rb12)= VE=VB-VBE= Ic=IE=VE

13、/（Re1+Re2）=VC=VCC-IcRc= VCE=2、实验数据列表（用万用表测）测量参数Vcc（V）VB（V）VE（V）Vc（v）VCE (V)理论值实验值3、观察输出波形失真，设Vi=200mv(pp值) f=1kHZ,用双踪示波器观察Vi,Vo的波形，并记录Vi和Vo的波形，观察Vi和Vo的相位关系。（二）Rb12=20K，Rb11=30K Q点参考电路1、 Q点的理论估算，设=170VB=Rb12Vcc/(Rb11+Rb12)= VE=VB-VBE= Ic=IE=VE/（Re1+Re2）=VC=VCC-IcRc= VCE=2、 实验数据列表（用万用表测）测量参数Vcc（V）VB（V

14、）VE（V）Vc（v）VCE (V)理论值实验值3、 观察输出波形失真，设Vi=200mv(pp值) f=1kHZ,用双踪示波器观察Vi,Vo的波形，并记录Vi和Vo的波形，观察Vi和Vo的相位关系。（四）Rb12=20K，Rb11=80K，Q点参考电路1、 Q点的理论估算，设=170VB=Rb12Vcc/(Rb11+Rb12)= VE=VB-VBE= Ic=IE=VE/（Re1+Re2）=VC=VCC-IcRc= VCE=2、 实验数据（列表） a.静态测量值测量参数Vcc（V）VB（V）VE（V）Vc（v）VCE (V)理论值实验值b.动态测量值测量参数RiRoAv理论值实验值(五) 测通

15、频带 测量方法：首先使的频率设置为1KHz，同时调节的幅值使；然后改变的频率，保持幅值不变，观察的电压值，使。为增大频率时使时的上限截止频率；为减小频率时使时的下限截止频率；（六）观察、的波形，并记录与表中四 误差分析五 实验体会实验五 多级放大器与负反馈一、实验目的（1）初步掌握电子电路的设计方法（2）掌握OCL电路的调试方法（3）熟悉OCL功放电路的工作原理二、设计要求（1）不失真输出功率，（2）频率范围 205000（3）输入电压的幅度（最大值）三、设计方法采取定性分析、定量估算和实验调整相结合的方法进行。（1）定性分析：就是根据对电子电路所提出的技术指标要求，大致确定电路方案，其中包括

16、各级单元电路的形式，耦合方式，是否要求反馈等。（2）定量估算：对定性分析所初选的电路，根据指标的要求设计各单元电路的参数，包括选择管子的型号，电源电压值等。（3）实验调整：对所设计的电路安装好后进行调试看是否达到了所要求的指标，若没有达到，分析原因，然后对部分电路进行修改，使电路达到所要求的指标。四、设计步骤先画出框图，然后选定电路，最后根据所提出的指标由后级逐步往前推。总体想法，因为对低频特性要求较高，所以选OCL电路作功放级，并且采样直接耦合。框图如下：输入级推动级功放级直流电源R（1）确定电路级数 要求：, 考虑到OCL功放电路的,因此输入级和推动级的电压放大倍数之积,为简化电路，输入级

17、和推动级都采用集成运放电路，为了消除共模电压，输入级和推动级都采用反向输入比例放大器，则可绘出整个电路的原理图。（2）输出级参数的计算，选择型号与参数及电源电压的大小。1）选择电源电压的大小选择原则：电源电压的大小必须保证在负载上能得到要求的输出功率。由前计算知，功放级必须输出的电压，考虑到功放级工作时，都工作在电压跟随状态（轮流工作的射级跟随器），所以工作时，则有， 现取,考虑到运放的工作电压一般为、,在此处取(太大，功放管会发热，进而烧毁)2）选择型号 选择原则：管子的三个极限参数必须大于三极管在电路工作时所承受的值。由工作原理知：三极管的，由于功放级工作在甲乙类状态，所以要求，则要求,。

18、 选的型号为（）,管， 选的型号与参数与相同。3）的选择的选择要考虑两方面的问题：导电截止时，由向的基级提供的推动（驱动）电流,要满足输出功率的要求。,则则，取，则从电压的角度看，应该有，若即截止，则的取值最大。的取值不能超过此值。此时的等效电路如图。则有，那么是不是越小越好呢，从保证输出电压幅度的角度，越小越好，但太小又会产生新的问题，即运放的负载太大。若为正，则使截止时（最不利的情况），等效电路如图，这时运放输出电流因此，取=900 4）的选择二极管有两个参数，反向击穿电压和正向平均电流,此处流过二极管的平均电流因此，可选，而的管子这样，的型号为： 五、工作原理（略）六、实验内容与步骤 （1）静态调试 使，测、是否为0，若不为0，可调或（静态时，将二极管用导线短路，以免功放管发烫） （2）动态调试 输入的正选信号，用示波器观察的波形。若有交越失真，动态时可将短路二极管的导线拿开，看是否消除了交越失真（注意两二极管一个也不能接反）。 （3）测的值，是否为3V，未达到3V，可增大使其为3V，但不能失真 （4）接MP3试听七、报告要求 （1）写出设计过程 （2）记录调试中出现的问题及解决的办法 （3）设计体会 （4）简述电路的工作原理实验六 集成运算放大器线性应用一 实验目的1 掌握集成运算放大器的正确使用方法2 掌握用