电子工程师实践报告

1、电子工程师基本硬件实践技能训练实验报告姓 名： 学 号： 班 级： 通信工程14-2班指导老师： 刘正琼 许良凤 赵烨 日 期： 2016年6月29日 目 录一 分立元件音频小信号放大器的设计与制作-（3-10）二 RC正弦振荡器的设计与制作-（11-14）三方波三角波信号发生器的设计与制作-（15-19）四感想与收获-（20-21） 设计一分立元件音频小信号放大器的设计与制作 一 设计目的：（1） 实现基本的三极管放大电路，熟悉直流工作点的确定。（2） 掌握放大电路参数的设计方法。（3） 熟悉三极管的截止、线性放大、饱和三种工作状态。（4） 了解电源电压对放大电路性能的影响和电路工作点的调整

2、。（5） 制作一个可供自己使用的放大电路。二 元件选择及电路原理电路选择：由于只要求放大器工作点稳定及Av40而无其他要求，因此可采用分压式偏置共射极放大器。晶体管选择：此处晶体管采用小功率NPN管9013，交流电流放大系数在100多,>Av，满足条件。各电阻电容参数：取=60，=2mA, =4V取标称值1.5 , 取；取标称值20 取标称值40,取标称值1k取标称值对于音频小信号放大器,输入输出耦合电容通常取（5-20uf）, 在此处10uf;射极旁路电容通常取（50-200）uF, 此处取100uF; 取2000pF。原理：（1）该放大电路是交流放大器中最常用的一种基本单元电路。交流

3、小信号，经过耦合电容加到基极，引起基极电流做相应的变化，从而控制集电极电流做更大的变化。它将在Rc上产生交流电压，通过电容馈送到负载电阻上。这个输出电阻Vo比输入电压Vi放大了Av倍。为了使放大器正常放大，设置合适的静态工作点Q，Q点选择在三极管特性曲线的放大区的中间。(2)放大器的将取决于集电极负载，三极管本身极间电容和外部线路分布电容，为了消除电容大小不一样的影响，又能满足的要求往往加上较大的电容。三设计步骤（1） 在面包板上安装电路，加12V电源（2） 测试与调整静态工作点。（3） 用低频信号发生器加输入信号，测Vo同时用示波器观察Vo波形应不失真，计算Av=Vo/Vi（4） 测放大器的

4、输入阻抗Ri，输出阻抗Ro注：测Ri时，在信号源和放大器电路之间串接一个10k的电阻 测Ro,如图，可将放大器等效成一个电压源和Ro相串联的信号源 (5)测出上下限频率和f=1kz时，将信号源频率由低向高改变，当Vo减小到Vo的0.707倍时，所对应的分别是下限频率和上限频率。(6)测试与调整。按技术要求测试数据，并整理列出表格，并分析误差。五 设计结果以及结果分析（1） 波形截图信号发生器输入的为峰峰值为10mV的正弦波,由图可看到峰峰值为504mV,放大倍数为50.4倍，大于40，满足要求下限频率147Hz，上限频率130kHz。（3）实物图（4）数据静态时静态工作点为3.81 3.14

5、10.04 实际值 理论值0.67 6.902.09 0.7 6.7 2动态时放大倍数 10 700 70 1.5 10 504 50.4输入输出电阻8.42 700 5040.94频率响应60.50.1211.51300.147（5）.数据分析与结果讨论(1)由第一个和第二表表可以看出静态时测量的值基本与理论相符。(2)从放大倍数的表中可以看出，当接入负载后对放大倍数影响很大，使放大倍数减小了很多。(3)设计时尽量让输入电阻大，输出电阻小，减小放大器对信号的影响。(4)由最后一个表可以看到符合增益-带宽积理论。设计二 RC正弦振荡器的设计与制作一设计目的(1)掌握RC正弦波振荡器的设计方法(

6、2)掌握RC正弦波振荡器的调试方法2 电路工作原理及参数确定该电路主要由放大电路，选频网络，振荡电路，稳幅电路构成。要想产生振荡必须满足两个条件 1、幅度平衡条件AF=1 2、相位平衡条件产生自激振荡。因为选频网络中，当f=时，幅频响应的Fv最大，为1/3，所以放大电路要放大3倍，即而相频响应的相位角为0，放大电路也为同相放大，相位角也为0，所以满足条件。当有了振荡后，要进一步改善电压幅度的稳定问题，此处采用非线性元件二极管，当振幅增大，二极管电阻变小，放大倍数相应的变小，使得振幅稳定。（1）为了产生正弦波，这里采用应用最广泛的RC桥式振荡电路。（2）此处运放采用uA741,它为通用的高增益运

7、算放大器。满足设计要求。（3）电容电阻二极管的参数 为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运放的输入电阻，输出电阻的影响，应使R满足Ri>>R>>Ro,一般Ri约为几百千欧以上，Ro仅为几百欧以下，此处选取R=1.5K，又由f0=1/2RC， 取标称值C=0.1uF，由于起振幅值条件Av>=3，一般取Rf=(2.1-2.5)R1，这样既能保证起振，也不至于产生严重波形失真。此外，为了减小失调电压和漂移的影响，电路还应该满足直流平衡条件，即： R=R1/Rf取Rf=2.1,得出R1=2.21k，取标称值R1=2k,是用来稳幅，利用二极管正向动态电阻的非线性以实现稳幅，

8、为了减少因二极管特性的非线性而引起的波形失真，在二极管两端并联小电阻，实验证明，取R3rd时，效果最佳。此处取=3k，然后串联一个22k的电位器，共同组成。三 设计步骤1. 将元件按电路图插入到面包板上。2. 将输出接到示波器上，调节电位器，使得电路输出1k的方波。3. 将元件焊接到电路板上，并重新测量波形。4. 记录数据。四 设计结果（1） 波形截图从图中可以看到此正弦波的频率为1.107kHz,略大1kHz,满足要求。（2） 实物图（4）数据 Vpp/V 1.107k 17.4设计三方波三角波信号发生器的设计与制作一 设计目的（1） 学习方波、三角波发生器的设计方法。（2） 进一步培养电路

9、的安装和调试能力。（3） 进一步熟悉示波器的使用。 二 电路与元件选择及工作原理设计一个方波、三角波发生器，设计指标：（1） 输出电压：Uo1p-p24V(方波)，Uo2p-p=8V(三角波)（2） 输出频率：100z1kHz,1kHz-10kHz（3） 波形特性：方波tr<100us ,三角波<2% 电路及元件选择： (1)方波三角波发生器采用电压比较器和基本积分器的组合电路。（2）电阻电容二极管的参数选择：此处设定方波的幅度为5VUo1m=Uz Uz=Uz1+Uz2 因为一个正向导通，Uz1=0.7,一个反向起稳压作用，所以选用稳压管IN4731，4.3V的稳压管。 三角波的幅

10、度：要求Uo2m=8V. 所以 取R2=40,则R3+Rw1=50k ,取R3=20k ,Rw1用47k的电位器，平衡电阻R1=R2/(R3+Rw1)=22.2k，取标称值电阻22k简化得 当100Hz<f<1kHz时，取C=0.1uF,则+=3.1k31k,取标称值：=3k,用47k的电位器，=3k 。当 1kHz<f<10kHz时，为了实现波段的转换取C=0.01uF,、取值不变。工作原理： 方波、三角波发生器由电压比较器和基本积分器组成。运算放大器A1与R1、R2、R3及Rw1、Dz1、Dz2组成电压比较器；预算放大器A2与R4、Rw2、R5、C1、C2组成反相积

11、分器，比较器与积分器首尾相连，形成闭环电路，构成能自动产生方波、三角波的发生器。三 设计步骤（1） 按电路把元件插入到面包板上。（3）将Uo1m接到示波器的CH1，Uo2m接到示波器的CH2，观察输出波形。（2） 调节电位器，观察是否满足频率的要求。（3） 计算输出电压：即峰峰值。（4） 描述波形特性：表征方波特性的参数是上升时间tr,一般要求tr<100ns(1kHz,最大输出时)；表征三角波特性的参数是非线性失真系数四 设计结果与结果分析（1） 波形截图方波幅度为10.6<24，满足要求频率为515Hz,满足100z1kHz三角波幅度6.56V，满足条件频率525.3Hz,满足

12、条件（2） 实物图四感想与收获 这次电子工程师实践时间不长，但是很有意义且收获颇多。这次实践主要是大家靠模电知识完成的电路板，提升了大家的动手能力和发现问题并解决问题的能力，同时也暴露了我们很多问题。 在面包板的设计电路中，我发现对于电路的连接也需要多想多思考，有时候看到那些线路都不知道怎么连接，只好慢慢的有耐心的去打理，这也锻炼了我的耐心。 电路板焊接看似简单，可是真正实践的时候就不是那么得心应手了，焊接过程中我发现我的焊点不牢固，线路容易断，这对我来说是个比较麻烦的事情，还有焊元件的过程中，我发现焊的电路焊点比较难看，没有美感，这也是我的问题，需要多加练习改进技术。 经过一番努力，终于焊好了电路板，可是等到测验波形的时候，问题就很多了，明明在面包板上可以实现的波形，在电路板上实现不了了，最后我发现焊接过程中二极管的正负不小心弄错了会导致严重的问题，焊接不牢固也有可能使电路断路，测试波形时示波器的使用不当也会导致波形测不出来，有一次错把一个插头当成示波器插头，怎么测都没有波形，这些都告诉了我要细心对待每一个事情。 在测完波形，有些波形忘记了拍照，这是我的失误，也提醒了我每一件事情都要做好计划，这样才能运筹帷幄，才不会忘记该做的事情。这次实践我发现了许多自身的问题，也学到了很多知识。 在示波器的使用方面，以前不太会用，经过这些天的使用，我