《模电》实验教学大纲

1、模电实验讲稿 宣 冶 2006.41实验要求1) 预习理论知识及实验指导书，明确实验目的，实验原理，实验方法与步骤。实验结果的预计，通过理论分析，对实验结果进行分析和估算。拟出实验步骤，设计实验数据表格, 每次实验必须提前交预习报告。实验时要注意安全，如发现有异常气味或事故时，应立即切断电源，保持现场，并向指导教师报告，待故障排除后才能继续进行实验。 2) 仔细观察实验过程的各种现象，如实记录实验条件，实验数据和波形，思考、分析判断其正确性，如发现测试结果有异常时，应能独立思考，分析原因，耐心排除。最后应记录故障及如何解决的方法。3) 实验做完后先不拆线路，应将实验记录送交指导教师审阅，经同意

2、后再拆除线路，清理现场，并将全部仪器设备恢复原状，设备整理后的情况应让指导老师过目，经指导教师同意后才能离开实验室。4) 爱护实验设备，与本次实验无关的实验设备、器材均不可擅自拿用，凡有损坏，均应检查原因，并按规定条例处理。5)保持实验室安静整洁，实验室内不得吸烟、吃零食，不得喧哗，不得使用传呼机、手机。 2“实验报告”的内容写出实验目的,实验时间。写清仪器设备的名称与型号。画出实验的测试电原理图。整理实验过程中的原始数据及波形(可以设计表格填入；也可以使用坐标纸画出曲线)。对实验结果进行分析讨论(将测量数据与理论计算值比较；分析产生误差的原因；)。记录实验过程中所遇到的问题及解决的过程和方法

3、。通过实验得出什么结论，写出实验总结。提出改进建议。 3对“实验报告”的书写要求 书写简洁工整、文理通顺，图表齐全工整，讨论要深入，结论要简明。 4实验一 常用电子仪器的使用实验目的 1、熟悉常用电子仪器的面板各旋钮的作2、学会常用电子仪器的正确使用方法。5预习内容及思考问题1、熟悉常用电子仪器的功能用途及使用方法。2、如何用示波器测正弦波的电压、周期、频率?3、测量直流电压、交流电压各选用什么仪表。4、万用表能否用来测交流电压？毫伏表能否测直流电压？ 6实验原理 实验中要对各种仪器进行综合使用，仪器与被测实验线路间的布局与连接如右图所示。接线时应特别注意，各仪器的地端必须连接在一起。即形成“

4、共地”。这样能防止干扰使测试稳定。7MF500型万用表8500型万用表9 DF1641D交流函数信号发生器 用来产生频率为.1Hz2MHz、幅度：大于20Vpp正弦信号，并分别给毫伏表和示波器提供信号。10主要技术指标（1）波形: 正弦波，方波，三角波，正向和反向脉冲波，正向和反向锯齿波，TTL和CMOS波。（2）频率范围: 从 0.1Hz2MHz分七档，并连续可调， 频率的大小在LED上直接读出。（3）直流偏置： 010V连续可调（4）频率计: 频率计的测频范围:10Hz10MHz（5）输出:阻抗： 5010% 幅度：大于20Vpp 衰减：20dB、40dB、60dB（叠加）（6）VCF特性

5、 输入电压：-5V0V10% 最大占控比1：1000 输入信号：DC1kHz11使用说明 正常工作波形： 将“频率选择开关”及 “波形选择”按钮按下某档时，输出端就会产生相应的波形，同时在左边的显示屏上显示出对应的频率值。 a)输出信号电压幅度由”幅度调节”旋钮进行连续调节。 b)输出信号电压频率可通过“频率选择开关”来选择频率范围，再用“频率调节” 旋钮进行微调，频率的大小会在仪器左上方的屏幕上显示出来。c)“直流偏置调节”旋钮开关拉出时，直流电平为零。d) 输出衰减20dB, 输出波形的幅度衰减10倍；输出衰减40dB， 输出波形的幅度衰减100倍。 斜波、脉冲波：当“斜波、脉冲波”按钮拉

6、出时，同时将“波形选择”按钮按下三角波或方波，输出端就会产生斜波和脉冲波，调节此按钮，占空比在10%90%内连续变化；将“幅度调节”按钮拉出时，则斜波、脉冲倒相。 外测信号频率：外接输入信号接至“计数器输入”端，此时显示外测信号的频率，当超过六位LED指标值时，溢出灯亮指示溢出。若输入信号大于10VPP,按下“衰减20 dB ”按钮。12DF2170A交流毫伏电压表 本仪器为双路晶体管毫伏表，它的测量频率范围为：5Hz2MHz，幅度为30F300V的交流电压有效值。13主要技术指标： 交流电压测量范围：30F300V。 测量电平范围：-90dB+50 dB - 90dBm+52dBm 测量误差

7、：3。 频率范围：5Hz2MHz。 输入阻抗：2M/2pF。 工作方式：双通道。14使用说明： 交流电压表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的位置处，然后在测量中逐档减小量程。 接通电源后，应将输入端短路，进行调零。然后将输入端断开，即可进行测量。 用通道选择开关，选择CH1或CH2通道, CH1灯亮为选通CH1通道，表头指示为CH1通道信号的电压值；CH2灯亮为选通CH2通道，表头指示为CH2通道信号的电压值。CH1量程开关控制CH1通道输入信号，CH2量程开关控制CH2通道输入信号。读表：当量程开关置于1V、3V、10V等量程时，被测信号有

8、效值=（指针的小格数/该量程总的小格数）该量程的大小（量程开关黑数字代表的是V 或mV单位，红数字代表的是dB单位。当开关板到1/0代表是电压量程是1V或0dB，看V 或mV单位要看表头最上面两条线，代表总共是1V;看dB要看最下面两条线，代表总共是0dB.） 测量完电压应先将量程置于300V量程开关，再取掉测量线。 使用完毕，关掉电源。15V-252日立示波器示波器是一种用来观测各种周期电压（或）电流的仪器，本示波器可以观测20MHz以下的信号。且可同时观测两个不同的信号，以便进行相位和幅值比较。为了减小示波器输入阻抗对被测信号的影响，被信号可以通过探头加到Y轴放大器的输入端。这时，信号将有

9、10:1的衰减。16操作面板的说明： （1）示波器说明操作面板的说明：POWER: 电源开关。FOCUS: 聚焦调整旋钮。TRACE ROTATION: 辉线旋转旋钮。INTENSITY: 辉线亮度旋钮。CH1 INPUT: 通道1（CH1）垂直放大器信号输入BNC插座。当示波器工作于X-Y模式时作为X信号的输入端。CH2 INPUT: 通道2（CH2）垂直放大器信号输入BNC插座。当示波器工作于X-Y模式时作为Y信号的输入端。AC-GND-DC开关: 垂直放大器输入耦合方式切换开关。AC： 经电容器耦合，输入信号的直流分量被抑制，只显示其交流量。GND：垂直放大器的输入端接地。DC： 直接耦

10、合，输入信号的直流分量和交流分量同时显示。VOLTS/DIV:垂直轴电压灵敏度切换、阶梯衰减器开关，分十个档位。如.5代表每格0.5V。如果使用的是10：1的探头，计算时将幅度10。17VAR，PULL5GAIN: 可变衰减旋钮/增益5开关。逆时针方向旋转，可使显示波形的幅度连续减小，直至原来幅度的1/2.5。通常情况下，应将此旋钮顺时方向旋转到底，置于校准位置。拉出时，可将垂直方向的信号扩大5倍，如档位.5V,代表每格.1V。POSITION，PULL INVERT: CH2的垂直位置调整旋钮/反相开关。调节CH2轨迹在屏幕上的垂直位置。拉出时，CH2通道的信号将被反相。POSITION:

11、CH1的垂直位置调整旋钮/直流偏移开关。调节CH1轨迹在屏幕上的垂直位置。MODE切换开关: 垂直轴工作方式选择开关。CH1： 仅显示CH1的信号。CH2： 仅显示CH2的信号。ALT： 交替显示方式。CHOP：切换显示方式。ADD： 叠加显示方式。TIME/DIV：扫描速度切换开关，可同时控制CH1或CH2通道。 共19档，可在0.2s/div0.2s/div范围选择扫描速率。如2ms，代表每横格是2ms.当置于X-Y位置时，示波器为X-Y工作方式。CH1为X信号通道，CH2为Y信号通道。SWP VAR： 扫描速度可变旋钮，一般处于校准位置。（瞬时针方向旋转到底）18POSITION，PUL

12、L10MAG：水平位置旋钮/扫描扩展开关，用于调节轨迹在水平方向的上移动；拉出时，扫描因数10扩展，扫描时间为TIME/DIV开关指示值的1/10。a)SOURCE：触发信号源选择开关。 LINE：以交流电源信号作为触发信号源。EXT： TRIG INPUT的输入信号作为触发信号源。INT：以CH1或CH2的输入信号做为触发信号源。b)INT TRIG：内部触发信号源选择开关。SOURCE开关置于INT时CH1： 以CH1的输入信号做为触发信号源。CH2： 以CH2的输入信号做为触发信号源。VERT MODE：交替地分别以CH1和CH2两路信号作为触发信号源。c)TRIG INPUT：外触发信

13、号的输入端子。d)TRIG LEVEL：触发电平调整旋钮/触发极性选择开关，用于调节被测信号在某一电平的触发同步。当波形不稳定时，可调节此按纽。TRIGGER MODE：触发方式选择开关。AUTO：自动方式，任何情况下都有扫描线。NORM：正常方式，仅在有触发信号时进行扫描。TV-H： 视频-行方式。用于观测视频行信号。TV-V： 视频-场方式。用于观测视频场信号。 19实验内容及步骤*（1）测量示波器内的标准信号 用机内校准信号（f=1KHz2%，电压幅度0.5V30%的方波信号）对示波器进行自检。记入下表1-1中标准值实测值幅度0.5V频率1KHZ20正弦信号的测量从函数信号发生器内输出频

14、率1kHZ,电压峰峰值为2V,衰减置于0dB的正弦波，适当调节示波器 “电平调节”旋钮，在显示屏幕上就会得到稳定的正弦波形，将所测得数据记录在表1-2中。改变函数信号发生器输出衰减为20dB，并相应改变示波器的y轴灵敏度及交流电压的量程，根据表1-2的内容进行实验21实验二 单级共射放大器研究一.实验目的1 学习放大器静态工作点的测量及调试方法。2 了解静态工作点的改变对输出波形和放大性能 的影响。3 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量方法.22预习内容及思考题1、实验中测量放大器静态工作点应选用何种仪表，测量动态参数应选用何种仪表？为什么？2、熟悉单级共射放大器的工作原理，根据

15、实验电路（见图2-1）（设=100）估算出静态工作点ICQ=? UCEQ=?。估算电压放大倍数AU=?，输入电阻Ri=?，输出电阻Ro=?3、本实验中，你打算如何测量静态工作电流ICQ及测量放大器的Ri和Ro？4、放大器空载情况下，当调节偏置电阻Rp1，使放大器的输出波形出现饱和或截止失真时，你认为晶体管的静态UCEQ会有怎样相应的变化？为减小失真UCEQ应等于多少为好？5、改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有否影响？改变负载电阻RL对输出电阻Ro有否影响？ 23实验原理 右图为单级共射放大电路。上偏置电阻串电位器RP1调节放大器静态工作点 接电阻Re，可稳定静态工作点。当在放大器的输入端加

16、入输入信号Ui后，可在放大器的输出端得到一个与Ui相位相反，幅值被放大的输出信号Uo，从而实现电压放大。24放大器静态工作点的理论值估算： 25动态性能参数估算： 交流电压放大倍数：交流输入电阻：交流输出电阻： 26放大器静态工作点的测量与调试 1）静态工作点的测量 将放大器输入端与地端短接，用万用表分别测量晶体管各电极对地的电位UB、Uc和UE。实验中，只要测出UE，即可用公式 IcQIEQ=UE/Re算出IcQ。27静态工作点的调试调节Rp1可用示波器观察输出电压波形的非线性失真情况。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;如工作点偏低则易产生截止失真

17、，即Uo的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显）。 工作点选定后必须进行动态调试 在放大器的输入端加入一定的Ui，观察输出电压Uo的大小和波形是否满足要求,如不满足，应调节静态工作点的位置。 另外,改变电路参数Ucc、Rc、RB（Rb1、Rb2 、Rp1）都会引起静态工作点的变化。通常采用调节Rp1改变静态工作点，如减小Rp1，可使静态工作点提高。但静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。28放大器动态指标测试 1）电压放大倍数Av的测量 调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压Ui，在Uo不失真的情况下，用交流毫伏表测Ui和Uo的值,则 Av= U0/Ui输入输出电压29输出电阻

18、的测量按下图接线，在放大器正常工作条件下，测出K断开和K闭合时的输出电压UL,由公式可求出Ro:测量中必须保持RL接入前后输入信号的大小不变.30输入电阻的测量图2-3电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入电阻Rs,在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出Us和Ui，则根据输入电阻的定义可得: 因为 故 31实验内容及步骤1、放大器静态工作点的测量。按图接线并接通Vcc=+12V电源。调节Rp1,用万用表直流电压挡测量三极管发射极的对地电压，使其UE=2V。再测Uc、UB及UBEQ、UCEQ的值，记入下表中。32动态测量：测量放大器的电压放大倍数从函数信号发生器输出f=1kHz,Ui=10

19、mV的正弦信号，接入放大器的输入端.用示波器监视输出电压的波形，在波形不失真的条件下，用交流毫伏表测量Ui、Uo交流电压有效值记入表2-2中。33测量放大器输入电阻和输出电阻从函数信号发生器输出f=1kHz的正弦信号，在输出电压波形不失真的条件下，用交流电压表测出Us=10mv时、Ui、Uo和UL的值记入表2-3中34观察静态工作点对输出波形失真的影响 a) 调节Rp1使UE=2v，并测出Uc.再逐渐加大输入信号，使输出电压Uo足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小Rp1，使波形出现失真，绘出Uo的波形， b) 保持输入信号不变，增大Rp1改变静态工作点使输出信号波形出现失真，记

20、录放大器的静态UE和Uc的值及输出电压的波形并判断失真的类型。 c) 保持输入信号不变，减小Rp1改变静态工作点使输出信号波形出现失真，记录放大器的静态UE和Uc的值及输出电压波形并判断失真的类型。 d) 将实验数据及波形记入表中。 35实验报告1、列表整理测量结果,并把实测值与理论 计算值相比较,分析产生误差的原因.2、分析讨论在调试过程中出现的问题。思考: 怎样才有利于放大器不失真放大？ 如何提高放大器的电压放大倍数？ 36实验四 OTL 功率放大器一、实验目的熟悉OTL功率放大器的工作原理，掌握OTL功率放大器主要性能指标及测试方法。 37二、预习内容及思考问题 复习OTL电路的工作原理

21、，电路中各三极管工作在什么状态？ 交越失真产生的原因是什么？怎样克服交越失真？ 明确功率放大器的最大不失真输出功率Pom(额定功率)、效率、频率响应（即通频带）、输入灵敏度的含意。 根据实验原理图试估算最大不失真输出电压Uom=？，额定功率Pom=？，效率=? 为了不损坏输出管，调试中应注意什么问题？38三、实验原理说明 右图为OTL低频功率放大器实验原理图， V1组成前置放大级(推动级), V2 、V3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管组成互补对称OTL功放电路。当输入正弦交流信号Ui时，经前置放大管V1放大、倒相后作用于V2 、V3 管的基极，再经V2、 V3管互补对称放大后在负载R7上就得到了完整的正弦波。 前置放大管V1工作于甲类放大状态，调节偏置电阻RP1,就可调节集电极静态电流Ic1的大小，Ic1的一部分流经二极管Z1、Z2，给V2、V3提供偏压。 由此可见，调节Rp1的大小，就可改变Z1、Z2的管压降，可以使V2、V3管获得合适的