模拟与数字电路实验上

模拟与数字电路实验教课 1第一学期实验安排及教学1、实验准备及常规仪器设备使用（1.5周2、分立元件及负反馈放大电路设计（2.5周3、运放基本应用电路（1.5周4、测量放大器（2.5周5、晶体管输出特性曲线测试电路（三周6、LC三点式振荡器（1.5周 高 徐峰 物理楼实验准备及常规则及安全 33得 先以 。 安安全教用电安全注意事1、认真遵守电子信息教学实验中心 管理条 2、学生不得自行开 总电 3 仪器后盖面板上的电源接插座、插头、保险丝座 高电压区域，严禁随意拆 4、学生不得随意拆 仪 实验一：实验准备及常规仪器使实验报学 实验时 座位二、实验三、实验内容（步骤四、实验数据（测量数据、信号波形参数等 绩A-以上且期末考试成绩30%。平时实验成绩部分具体评1、实验预习和实验纪律：根据学生有无、早退、无故旷爱护实验器材等方面评定,学生一次实验成绩降低一档，无故两次以上本学期实验成绩不合格。分三部分：（1）基础实验内容。（2）选做实验或实验的提高创、故障分析是否合理、实验问题回答是否正确等评定二、实验原理1、示波器基础知识及使 信号的上升沿（"正斜率"）或者下降沿（"负斜率触发耦合：以决定选定的触发源信号送往触发电路的个问题的关键个问题的关键 图a。

不正常 正常触b触发释抑（Hold复的，但是在短时间况则不然，

时间过短波形混正 时2、数 示波字 时。数 示波器（DSO）系统结构简三、数字示波器TDS210使用TektronixTDS

CURSOR CURSOR

SETLEVELTOFORCE

2mv

EXT

!垂直水平刻触发

1

MPos：- 获取方式ACQUIRE粗关60MHz粗探

Ch1

关水平标尺系垂水平标尺系垂直标尺系过 控 垂直按钮及波用于在垂直方定位加、减、FFT关

CURSORCURSOR粗粗 反 关

向标尺系 水水平菜释

扩扩

触发能菜斜上触发方自交SETLEVELTOFORCE标尺系// 辅助功辅助功1234AU量菜单，按下顶部菜单选择信源，按下CH1量，再按—印操

四、示波器探Rp9MΩ)和Cp位于探头尖端内，Rp为探头输入阻抗,Cp为探头输入电R1(1MΩ于探头末端补偿盒C1表示示波器的输入电容和同轴电缆等效电容以及探头补偿箱电容的组合值.对于一个6feet的电缆就存在60pF容性，加上一般示波器的20pF的输入电容以及一些分布电容，大致为90pF左右。根据1：10的分压，探头的输入电容估算大约为10pF在使用X10档测量时，为了精确地测量，两个RC时间常量（RpCp和R1C1）X10档的探头补高高高 X1档和X10 区别输入阻抗X10档经过衰X10档经过探头补偿，H选择对于内阻较高的信号源，应优先选X10档探针如被测信号太小，就只好用X1如被测信号频率较高（>1MHz），使用X10直流耦合与交流耦交流耦直流耦合与交流耦选选择信号频率较低，用直流耦1、示波器×102、正弦波信号测量：信号源分别产生频率为1Hz、10Hz弦波，用AC、DC耦合示波器探头×1和×10档分别进量， ×10测量信号的上4、测量直流稳压电源的输出电压：直流电源分别输出5V12V、-12V，用示波器探头×1测量直流2、设计提示及注2 fL≤10HzCeCe1Q2CQ1ICQ2VCEQ1VCEQ23 设计参考(,,,)1:(.0.2)Vcc,2--2.4V.路设计要求，这里主要是满足摆幅要求（ICQ1小摆幅容易受截VEQ1（Rc1//ri2）右。ICQ1在1mA左右。Re11，Re151（Re11Rc1/(VT/IC1+Re11)。定Rb11、Rb12，以上具体估算数值可在 E第级设计以直接从出摆幅入确定其静工作点电耦两作点 静作可别考虑到和压降负载影响流负载线输出特性线交取为6-8V，VECQ2应为6-8V，电流摆幅为:电压摆幅/R’L，已知负载电阻1K可得(12-VECQ2)/Re2=4R’LRe2为1K-2K。Re2不可太小,否则功耗较大(色环电阻FRb21Rb22并 应Rc1减后放器的效，所谓后放大器的载效应Ri2Rc1，这Rc1//i2Rc1，会响级放器这也为什么后级跟器原之Rb21//Rb225Rc1需要说明是Rb21、Rb22又不能大否则影响二级的稳性，应首考虑满 流指标兼一定的定性要求。具体调节时应注意：交流电压放大倍数主RC1的输入阻抗以及负反馈电阻Re11关，RC1面增大RC1也会使输出电阻增大。Q1的Re11为交流负反馈电阻，3、放大器的PSPICE模拟仿真设计放大电路，进行瞬态分析，根据静态工作点和输出波形失真情况，修改电阻、电容的设计数值（注意电阻电容数值应取系列值），调试电路工作正常并以满足放大器设计指标的要求。进行交流分析测量带宽和增益、交流输入电4、放大器的实际 按 件线电触注电极。5、放大器用逐级调试的方法排除故障，用示波器测量放大器的直流工点，并与设计值、仿真值比较。调试电路的电阻、电容值，使测量不失真输出信号峰峰值Vopp，及对应的输入信号峰峰值Vipp，并与设计值、仿真值参数测输入阻抗前提：忽略信号源内取值要不要太信号频率应选输出阻抗取值要不要太大信号频率应选6、寄生反馈及消1C1R2C3。Ecφ1图Ec()ZL=jωLIo又VL•面包 面包 面包 电阻色预 实要预运放器本用。选 ,以减少电路失调若想隔掉输入直流成 C的作用：1隔 2抑制漂 选 ,以减少电路失调选 ,以减少电路失调:跟随积分选 ,以减少电路失调:大电阻，减少输出端直流漂选 ,以减少电路失调:小电阻，防止高频干扰和三、基本实验1、同相和反相比例运算电路设计与测试放大器电压增益分别为KV=1和10，要求测量最大不失真输出动态范围(此时输入信号频率统一为1KHz)Vopp和放大器的幅频特性(测量放大器幅频特性时，通带输出电压峰峰值统一为1V)。直流电源电压VCC=+8V，VSS=-8V。2、运放积分电路运放积分电路：输入1KHz频率的矩形波Vipp=5V，调节积分电路时间常数，使输出三角波的Vopp=5V。运放微分电路：输入1KHz频率的三角波Vipp=5V，调节 的Vopp=5V。信号频率RC积微500mW），4、电源①47uF电解电容（分布参数大，高频下电感效应大②0.1uF瓷片/涤纶常用器件手 实验四、测量三、基本实验内-Vspp=1mV-峰值Vpp=1V。2、输入阻抗3、频率特性：Δf（-3dB）=1Hz—(1+0.1*4、共模抑差模信号等效电共模信号等效电因当当时从二 低通滤波6个未知数，3个方, 以方便设,P64页有设计二 高通滤波 以方便设2C1(474)，C2474)测量时，应使、根据衰减要求确定滤波器的阶数n5、小信号1mV如何得到11000RiRo。6、先经高通滤波器，以隔掉直流漂移，再经低通滤7、设计滤波器时，尽量避免使用电解电容，容 35Ri=2RR=510kΩRi>1MΩ。-7R2-710、应取R2、R3=R11、测量共模放大倍数，如下调节R7至输出五、提高实验内容注意1、单独测试一下带阻滤波器性能，50Hz2、观测心电信号时，应使用交流耦合，时基调慢六、参数输入阻抗前提：忽略信号源内取值要不要太信号频率应选输出阻抗取值要不要太大信号频率应选放大倍数测量差模放大倍数时，需要测量共模放大倍数时，不需分压，需增大输入信号幅实验五、晶体管输三极管特一阶电路运放2号脚的电压1.1.充电2.2.放电R5、R6取千欧四、设计、R4值定形的荡式： ）1（+RR）而R1、R2的取值决定矩形波的占、R11R124、R9、R10的取值决定锯齿波上升和下降的快慢5、R13的取值应使被测三极管工作67、注意示波器波器的接地端相连，避免被测三极管C、E短路五、提高实验内容1,,.即X轴应显示Vce而不是-Vce2、自行设计电路实现输出特性曲线显即X轴应显示Vce而不是-Vce实验六、LC三点式振荡一一、实验原预 实验前求预习三点式振器工作Clapp、Seiler振荡路起振条和影响频稳定度的等本概。分析元件的作及取值大的出发。三、基本实验根据Re|FA|>11、Clapp振荡电起振条件缺点：波段覆盖系数小，不易1、调整静态工生振荡测量起振时的静态工作点电流ICQ。2、观察电容比C2/C1对振荡电压峰峰值Vopp的影①保持电路稳定振荡时的静态工作点不变，C1=330pF 形峰峰值Vopp。C1=330pF两端并接不 容直至停振，用示波器测量振荡波形峰峰值Vopp。3、测量振荡电压峰峰值Vopp保持电路稳定振荡时的静态工作点不变，调节C，由大到2、Seiler振荡电起振条件波段覆盖系数大，更2、调整静态工用示波器观察Vo电压波形，调整电位器R1，使电路产生振。观察电容比C2/C1、C”对振荡电压峰峰值Vopp的影①保持电路稳定振荡时的静态工作点不变，C1=330pF。在C2=1000pF两端并接不 容直至停振，用示波器测量振荡波形峰峰值Vopp。②保持电路稳定振荡时的静态工作点不变，C1=330pFC2=1000pF。在C”两端串接不容直至停振，用示波器测量振荡波形峰峰值Vopp。测量振荡电压峰峰值Vopp保持电路稳定振荡时的静态工作点不变，调节电容C’，由大到小，用示波器测量振荡波形峰峰值，同时测量相应的振。110kΩ四、实验注意电路不起振应、三极管的静态工作点是否正常。电容对直流开路电感对、振荡电路是否有合适的交流通路。即电容电感是否连即Q12实验七、模拟一、实验原1、利用运算放大1KHz，参考电路如下页图文氏电桥 时，相移为0，构成正反此二极管作用：使平衡至

2、调制电 、在X1端加入载波信号电位器，