模电实验报告

1、模拟电路课程设计实验一 常用电子测量仪器的使用1. 实验目的(1) 了解双踪示波器、函数信号发生器、晶体管毫伏表、直流稳压电源的工作原理和主要技术指标。(2) 掌握双踪示波器、晶体管毫伏表、直流稳压电源的正确使用方法。2. 实验原理 示波器是电子测量中最常用的一种电子仪器,可以用它来测试和分析时域信号。示波器通常由信号波形显示部分、垂直信道（Y通道）、水平信道（X通道）三部分组成。YB4320G是具有双路的通用示波器，其频率响应为020MHz。 为了保证示波器测量的准确性，示波器内部均带有校准信号，其频率一般为1KHz，即周期为1ms，其幅度是恒定的或可以步级调整，其波形一般为矩形波。在使用示

2、波器测量波形参数之前，应把校准信号接入Y轴，以校正示波器的Y轴偏转灵敏度刻度以及扫描速度刻度是否正确，然后再来测量被测信号。 函数信号发生器能产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波以及扫描波等信号。由于用数字LED显示输出频率，读数方便且精确。 晶体管毫伏表是测量正弦信号有效值比较理想的仪器，其表盘用正弦有效值刻度，因此只有当测量正弦电压有效值时读数才是正确的。晶体管毫伏表在小量程档位（小于1V）时，打开电源开关后，输入端不允许开路，以免外界干扰电压从输入端进入造成打表针的现象，且易损坏仪表。在使用完毕将仪表复位时，应将量程开关放在300V挡，当电缆的两个测试端接地，将表垂直放置。 直流稳压电

3、源是给电路提供能源的设备，通常直流电源是把市电220V的交流电转换成各种电路所需要的直流电压或直流电流。一般一个直流稳压电源可输出两组直流电压，电压是可调的，通常为030V，最大输出直流电流通常为2A。输出电压或电流值的大小，可通过电源表面旋钮进行调整，并由表面上的表头或LED显示。每组电源有3个端子，即正极、负极和机壳接地。正极和负极就像我们平时使用的干电池一样，机壳接地是为了防止外部干扰而设置的。 如果某一电路使用的是正、负电源，即双电源，此时要注意的是双电源共地的接法，以免造成短路现象。 数字万用表可用于交、直流电压测量、交、直流电流测量，电阻测量，一般晶体管的测量等。一般的数字万用表交

4、流电压挡的频率相应范围为45Hz500Hz，用其对正弦交流信号进行测量时，应先了解被测信号的频率，再正确选择使用。3. 实验内容1） 示波器CAL（校准）信号的测试示波器器在使用前应进行检查和校准。正确设置示波器各开关及旋钮，用测试电缆将CAL（校准）信号输出端与双踪示波器垂直通道的一个输入端相连接，适当选择偏转灵敏度和扫描速度，使波形清晰、稳定的显示。记录相关参数，绘出波形图，填于表1中。表1 示波器校准信号测试信号相关参数测试数据波形图标准信号偏转灵敏度（V/div）位置1 V/div波形的峰峰高度（Hy格）2峰峰值电压（Upp）2 V扫描速度（t/div）0.2 ms/div一个周期的宽

5、度（HX格）5信号周期T1 ms信号频率f1kHz2） 电子测量仪器的频率响应特性 了解仪器的频率响应指标，用实验的方法对各仪器的工作频率范围进行测试。用函数发生器输出正弦信号，以示波器为标准，使信号峰峰值Upp=10V同时接入其他仪器，改变频率，并测量相应电压值，填入表2中。.表2 仪器频率响应测试测试电压频率示波器晶体管毫伏表数字万用表UppUsUs400Hz10.0 V3.951KHz10.0 V4.0310KHz10.0 V3.2940KHz10.0 V1.48400KHz10.0 V0.015注：因为实验时缺少晶体管毫伏表仪器，故未进行测量4. 实验器材（设备及元器件）双踪示波器、函

6、数信号发生器、直流稳压电源5. 实验方案与步骤利用双波示踪器，我们得出示波器校准信号测试的结果，用实验的方法对各仪器的工作频率范围进行测试。6. 实验数据及结果分析（包括处理的数据）数据如上表所示，通过图示我们看出，并不是平整的波形，说明在电压的输出过程中，出现了一定的偏差。7. 实验结论我们明白了双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源的基本原理，并且学会了它们的使用方法。8. 总结及心得体会通过对双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源的基本原理的了解的器材的使用，使我更加清晰的认识了这些器材 ，并用这些器材做了一些可以实现的实验。9. 对本实验过程及方法，手段的改进意见我们可以取两台仪器

7、，各做一次试验，这样可以进行对比，更加明显的看出仪器的特征与不同。. 实验二 单管放大器的研究与测试一、 实验目的1. 进一步熟悉常用电子仪器的使用。2. 掌握直流电压、电流及正弦信号的测试方法。3. 学习放大器静态工作点、放大倍数及其输入电阻的测量。二、 实验原理 1.单级放大电路是放大器的基本电路。静态工作点（Q点）是放大器在没有输入信号时，晶体管的IBQ、ICQ、UCEQ、UBEQ，也称为Q值。为了保证放大电路不失真的输出电压，Q值选择在交流负载线的中点附近。实际放大器的参数一旦确定，通过调整偏置电阻对静态工作点进行调节和测试。测量静态工作电压时，应正确选择电表量程，考虑电表内阻对被测电

8、压的影响；测量静态工作电流时，往往采用间接测量法，即通过对已知电阻两端的电压的测量来计算电流。2.电压放大倍数是放大电路交流输出信号电压与输入信号电压之比，运用正弦测试方法对其进行测量。3.对于放大器输入电阻、输出电阻的测量，可运用两次电压法间接测量，测试原理如图1所示。图1 放大器输入、输出电阻测试原理输入电阻输出电阻三、 实验内容本实验测试电路由硅NPN型晶体管组成的共射单管放大电路，电原理图如图2所示，实验电路如图3所示。图2 阻容耦合共射放大器图3 共射单管放大器实验电路其中选择、，旁路电容取，下偏置电阻取，上偏置电阻适当选择，负载电阻。1. 静态工作点的测量令Vcc12V，调节电位器

9、RW，使UE1.5V。用万用表测量UE、UB、Uc，计算UBE、IEQ、UCE，数据记入表1中。表1 静态工作点的测量UEUBUcUBEIEQUCE1.20V1.92V8.74V0.72V1.26mA7.54V2. 放大倍数的测量在正常状态下测量放大器的电压放大倍数。设置信号频率，测量Uo，计算放大器的电压放大倍数（增益）Au。数据填入表2中，用坐标纸定量描绘输入、输出波形。表2 放大倍数的测量测试条件工作状态输出电压Uo放大倍数（Au）输出波形Ui5mV正常0.21V42如下图3. 输入电阻、输出电阻的测量使放大器处于正常工作状态，分别用“两次电压法”测量该放大器的输入电阻Ri和输出电阻Ro

10、，数据填入表3中。表3 输入电阻、输出电阻的测量输入电阻输出电阻2.9mV2.2mV3.1k276mV68mV3.1k4. 放大器带宽的研究使放大器处于正常工作状态，用“逐点测试法”测量该放大器的通频带，数据填入表4中。表4 放大器通频带的测量频率值/Hz带宽5010050010002000400k4M0.30.71110.70.4400k四实验器材（设备及元器件）三极管，示波器，信号发生器五实验方案与步骤利用所给的元器件和电路图，搭出所需要的电路，然后依次测量静态工作点放大倍数输入输出的电阻，放大通频带的示数。六实验数据及结果分析（包括处理的数据）数据如上表所示，我们可以看出，数据基本符合三

11、极管的特性，然而由于元器件的误差和其他一些原因，测量倍数和放大倍数有一定的差距。七实验结论 我们测出三极管的静态工作点以及其放大倍数，我们得出三极管在放大区工作时可以放大电路的某些参数。八总结及心得体会通过这次实验的进行，我们了解了三极管的工作方式和使用方法，并且得出了放大区，能利用三极管做一些简单的电路来实现一些功能。九对本实验过程及方法，手段的改进意见希望提供场效应管或其他特殊三极管，和其配套的使用说明，让我们对三极管有更多的了解和认识。实验三 集成运放的运算应用研究一、 实验目的1. 加深对集成运放基本特性的理解；2. 掌握集成运放的正确使用方法；3. 学习集成运放在基本运算电路中的应用

12、方法；4. 掌握用正弦测试方法对运放应用电路进行性能测试的方法。二、 实验原理集成运放是人们对“理想放大器”的一种实现。一般在分析集成运放的实用性能时，为了方便，通常认为运放是理想的，即具有如下特性：1. 开环电压增益无穷大，；2. 差模和共模输入电阻均为无限大，；3. 输出电阻为零，；4. 开环带宽无限大，放大器本身不引入额外相移，信号传递无延时；5. 共模抑制比无限大，;6. 放大器无失调误差，。共模电压增益无限大的含义是要求差模信号要无限小，也就是认为理想运放两个输入端（同相端和反相端）之间的电位差为零。差模输入电阻，则表明在有限的输入信号时输入电流等于零，即两个差分输入端的电流为零。这

13、就是运放的两条重要规律即： I入0，VV因为总是有限的，故必然有，但要注意，这一重要规律只有在线性应用时才是正确的。而在实际应用时，因为很高，只有在加负反馈条件下才能使运放工作在线性放大区。由于集成运放有两个输入端，因此按输入接入方式不同，可以有三种基本放大组态。它们是构成集成运放系统的基本单元。1. 反相放大器反相放大器组态电路如图1所示。图1 反相放大器此组态电路中：输出输入关系： 增益： 输入电阻： 输出电阻：2.同相放大器 同相放大器组态电路如图2所示：图2 同相放大器此组态电路中： ，输出输入关系：增益：输入电阻：输出电阻：2.差分放大器差分放大器组态电路如图3所示：图3 差分放大器

14、此组态电路中： ，输出输入关系：增益：输入电阻： 输出电阻：由上面三种运放组态看出，理想运放的闭环特性完全由外接元件决定。实际运放的主要参数比较接近理想运放，但总不能达到理想特性，所以，用实际运放来构成电路时，则要考虑到非理想特性对电路性能的影响，通过实践加深对实际运放各种性能的认识，真正掌握集成运放的使用方法。三、实验内容(一)反相比例放大器特性研究 1.直流反相比例运算按图1连接电路，取， 完成表1测试计算，并分析结果。表10.54.55-9.1109.00.2-1.85-9.25107.519.05-9.05109.52.交流反相比例运算实现：， 观测记录输入、输出波形，分析结果。答：这

15、里输入为一个有效值为1.5V，频率为1000Hz的正弦信号。观察输出信号的波形，发现其为一个不很规则，近似正弦的信号。测得其有效值为11.35V。如下图：(二)反相加法器特性研究按照图4连接电路 , 图4 反相加法器取,.完成表2测试及计算,分析结果。表2和波形0.5-0.20.32.10.5-0.20.3+8.03用示波器Y轴DC和AC输入方式分别观察波形,并比较有何异同。上下分别是交流分量和直流分量，相同点是在特定情况下两个图像在图形上是一致的。不同点是两个图像的坐标位置是不同的，DC方式的图像是AC方式的图像叠加上直流分量的结果。(三)交流同相比例放大器特性研究1.按图2连接电路2.取,

16、伏,完成表3测试,记录波形,分析结果。表30.901.80274.869.721110.43.完成运算取,计算的值,实测结果并分析.四实验器材（设备及元器件）集成运放，示波器，信号发生器五实验方案与步骤按照已知的电路图搭出电路，然后根据集成运放的输入和输出供给电压和信号，同时按照要求进行测试。六实验数据及结果分析（包括处理的数据）通过对数据的整理和处理，我们可以得出运放的一些性质，从而对运放在数据方面有一个新的了解。七实验结论运放可以在一定程度上实现我们需要的功能。八总结及心得体会我们了解更多的运放知识，对运放的原理和作用有了更多的认识。并且可以用运放做简单的电路来实现其作用。九对本实验过程及

17、方法，手段的改进意见 希望实验室提供仅含有一个运放的集成，这样可以从最基本的单个运放开始进行试验，收获更大。实验四 电路元件的伏安特性1 测量线性电阻的VCR特性 选择一个线性电阻插入插座中，在电阻两端逐渐增加电压至5V，观察波形。根据波形，绘出该电阻的特性曲线。(注：测试时功耗电阻置于1k)选用R=10欧姆的线性电阻,调节特性图示仪的功率限制电阻为1k,电压为5v,并且调节I:0.2mA/div,V:2V/div.得到如下图所示图像:2 测量稳压二极管的正向特性和反向特性在同一座标上绘出二极管正反向特性曲线。并测试出以下参数：（a）正向导通（门槛）电压。（b）反向稳定电压Vz（IR=5mA时）。（c）反向电流IR（VR =5V时）。首先图示仪的参数设置为I:1mA/div,V:1V/div.测得正向导通电压为0.76V, IR=5mA时反向稳定电压为4.2V.图像如下：3 测量晶体管的输出特性（a）调节图示仪有关控制件，测绘输出特性曲线。（b）在曲线上标出饱和区、截止区和放大区。（c）设VCE =5V，适当选择和记录IBQ，测量参数设置:I:5mA/div,V:1V/div,测得 图像如下：4实验器材（设备及元器件）线性电阻，二极管