模拟电子实验_1_.ppt

1、模拟电子技术实验，刘保元海滨学院机电工程系，实验课考核方法，预习20%出勤率10%过程50%实验报告20%提醒：实验课不及格的需要与下学年复试有关，目录，实验1，常用电子仪器的使用，实习实验2，半波整流， 桥式整流和电容滤波电路研究实验3单级低频放大器实验4多级低频放大器和负反馈的设计与测试实验5集成运算放大器的线性应用实验6集成功率放大器实验7波形发生器实验8电子电路模拟实验实验1常用仪器仪表实验1实验目的1。 学习电子电路实验中常用的电子仪器和示波器、功能信号发生器、DC稳压电源和万用表的主要技术指标、性能和正确使用方法。2.电阻、电容、二极管和三极管等常见元件的识别和检测。3.掌握用双踪

2、示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。实验原理在模拟电子电路实验中，常用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、DC稳压电源、交流毫伏表和频率计等。与万用表一起，它们可以测试模拟电子电路的静态和动态工作条件。实验中应综合使用各种电子仪器，根据信号流向合理安排，遵循连接简单、调整方便、观察和读数方便的原则。每个仪器和被测实验装置之间的布局和连接如图11所示。图11模拟电子电路中常用电子仪器的布局常用电子仪器介绍如下：测量仪器的特点：它吸收物理量，具有输入电阻，可以将输入短路调整到“零”。电路实验中常用的测量仪器有示波器、数字交流毫伏表和万用表。1.示波器在电子技术领域，电信号波形的观察和测量是

3、一项非常重要的内容，而示波器是完成这项任务的良好测试仪器。示波器是一种广泛使用的电子测量仪器，它不仅可以直接显示电信号的波形，还可以测量电信号的各种参数。函数信号发生器函数信号发生器根据需要输出正弦波、方波和三角波。最大输出电压可达20伏。输出电压可通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮从毫伏连续调节至伏。功能信号发生器输出信号的频率可以通过频率步进开关调节。作为信号源，功能信号发生器的输出不允许短路。3.双通道DC稳压电源(包括交流电源和DC电源)特点：具有物理量输出和一定的内阻，输出端不会短路。DC稳压电源是输出DC电压的常用电源设备。打开电源，指示灯亮起。预热5分钟后即可使用。精确测量需要预

4、热半小时。打开稳压电源和负载的输出，注意“”和“”不要接错。此时，电流表指示流经负载的电流。4.万用表，功能：可测量DC电流、DC电压、交流电流、交流电压、电阻等。有些还可以测量交流电流、电容、电感和半导体的一些参数。实验设备和装置使用介绍1。功能信号发生器2。数字存储示波器3。双通道DC稳压电源4。万用表。学习仪器使用的一般步骤、仪器名称、型号、功能和特点、操作条件、范围、开关、按钮和旋钮的位置、操作方法、注意事项、信号发生器、功能：它可以输出一定幅度和频率的各种信号波形。输出参数：电压和频率有一定的范围。参数调整：选择输出电压幅度和频率范围如下，Mod，Store/Recall，Sweep

5、 frequency，Utility auxiliary function，Burst string，Help，display screen，knob，direction key，数字键区，output control，trigger control/automatic frequency meter setting，main output，synchronous transmission/frequency meter input，wave selection key，switch，menu operation key，graphic/text key，dg 1011 function/任意

6、波形示例1:如何输出频率为20kHz，振幅为2.5Vp-p，操作步骤：1 .设置频率值(1)根据频率/周期软件按正弦开关，软键菜单的频率以相反的颜色显示；(2)在数字键盘上输入“20”，选择单位“千赫”，并将频率设置为20千赫。2.设置振幅值(1)根据振幅/高电平软件切换，并以相反颜色显示软键菜单的振幅；(2)在数字键盘上输入“2.5”，选择单位“Vp-p”，并将振幅设置为2.5VP-P.3.设置偏置(1)按偏置/低电平软键切换，软键菜单以反色显示；(2)在数字键盘上输入“0”，选择单位“Vdc”，将偏移设置为0Vdc，并输出方波。如何输出频率为1MHz、幅度为2.0Vp-p、失调为1Vdc、

7、占空比为30%的方波？操作步骤：1 .设置频率值(1)按下平方频率/周期软键切换，软键菜单的频率以相反的颜色显示；(2)在数字键盘上输入“1”，选择单位“兆赫”，并将频率设置为1兆赫。2.设置振幅值(1)根据振幅/高电平软件切换，并以相反颜色显示软键菜单的振幅；(2)在数字键盘上输入“2”，选择单位“Vp-p”，并将振幅设置为2VP-P.3.设置偏置(1)按偏置/低电平软键切换，软键菜单以反色显示；(2)在数字键盘上输入“1”，选择单位“Vdc”，并将偏移设置为1Vdc。4.设置占空比(1)根据占空比，软键菜单以相反的颜色显示占空比；(2)在数字键盘上输入“30”，选择单位“%”，将占空比设置

8、为30%，使用脉冲串键产生任意波形的正弦波、方波、锯齿波、脉冲波或脉冲串波形输出。注：脉冲序列：输出指定周期数的波形。使用存储/调用按钮存储或调用波形数据和配置信息。使用“帮助”按钮查看帮助信息列表。获取任何键的帮助：要获取任何前面板键或菜单键的上下文帮助信息，请按住该键1秒钟以显示相关帮助信息。示波器，功能：可测量电信号的振幅、周期、频率和相位。注意：测量信号的电压不能超过允许范围。显示屏、开关、菜单操作键、MEASURE、光标、采集、显示、效用、存储、立即执行键、外部触发输入、测量信号输入、探头补偿器、垂直控制、水平控制、触发控制、DS5022M示波器前面板操作说明图、通用功能键、测量：自

9、动测量功能键。ACQURE:采样设置按钮。存储系统的功能键。(恢复出厂设置)光标：光标测量功能按钮。显示：取样系统的功能键。实用程序：辅助系统功能按钮。例1:在简单的信号观察电路中测量未知信号，并快速显示和测量信号的频率和峰峰值。1.快速显示信号的操作步骤：(1)将通道1的探头连接到电路的被测点。(2)按下自动按钮。2。自动测量，(1)峰峰值测量，(2)频率测量注意：使用测量按钮，示例2:使用光标测量正弦信号的频率和幅度注意：使用光标按钮、垂直位置旋钮和水平位置旋钮。DC稳压电源，功能：为外界提供稳定的DC电源。技术指标：输出电压(电流)范围等。正确使用：输出连接和所需数量调整。注意：输出端不

10、允许短路。如何同时输出正负5伏？万用表由三个主要部分组成：表头、测量电路和转换开关。(1)熟悉表盘上每个符号的含义以及每个旋钮和选择开关的主要功能。(2)进行机械调零。(3)根据被测型号和尺寸，选择转换开关的档位和范围，找出相应的刻度线。(4)选择探针插座的位置。(5)测量电压(6)测量电流(7)测量电阻，万用表，4.实验内容1。如图1-2所示连接线路。调节功能信号发生器的相关旋钮，输出频率分别为100赫兹、1千赫兹、10千赫兹和100千赫兹、峰值为1V的正弦波信号。2.用数字万用表交流电压块测量功能信号发生器的输出电压值，并记录在表1-1中。123。用示波器观察功能信号发生器的输出电压波形，

11、读取信号的相关参数，并按照表1-1的要求读取数据填写表格。表1-1，5。预习思维问题正弦波的有效值是什么？正弦波的峰值是多少？万用表测量的正弦波是多少？7.实验报告1的要求。仔细记录实验数据，并填写相应的表格。2.分析测量结果与理论值之间的误差，并讨论原因。3.回答思考问题。实验二：半波整流、桥式整流和电容滤波电路的研究；1.实验目的1。掌握半波整流、桥式整流和电容滤波电路的工作原理。掌握每个电路的波形图。实验原理1。半波整流器电路图(1)是最简单的整流器电路。它由电源变压器b、整流二极管d和负载电阻Rfz组成。变压器将电源电压(这里，使用5v和50Hz的正弦波代替220伏)转换成所需的交流电

12、压E2，并且D将交流电流转换成脉动直流电流。从右图(2)的波形图中，可以看到二极管如何整流。变压器二次电压E2为正弦波电压，其方向和大小随时间变化，其波形如图(2)(a)所示。在0时间内，E2为正半周，即变压器的上端为正，下端为负。此时，二极管由直流电压层导通，E2通过它施加到负载电阻Rfz。在2小时内，E2为负半周，变压器次级的下端为正，上端为负。此时，d承受反向电压，不导通，Rfz上没有电压。在23小时内，重复0小时的过程，在34小时内，重复2小时的过程，从而切断交流电流的负半周，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得单个正电压(上下正负)，如图2(b)所示，达到了整流的目的，但是负载电压U

13、sc。负载电流的大小也随时间变化，所以通常称为脉动直流。这种去除图的半周和下半周的整流方法称为半波整流。不难看出，半波整流是以半交流为代价的，而且电流利率很低(计算表明，整流后的半波电压在一个周期内的平均值，即负载上的DC电压USC=0.45 E2)，所以它经常用于高压和小电流的场合，但很少用于一般的无线电设备。全波整流电路如果调整整流电路的结构，就可以得到一个能充分利用电能的全波整流电路。图(3)是全波整流电路的电气原理图。全波整流电路可以看作是两个半波整流电路的组合。变压器的次级线圈中间需要引出一个抽头，将次级线圈分成两个对称的绕组，引出两个大小相同但极性相反的电压E2a和E2b，形成E2

14、a、D1和Rfz以及E2b、D2和Rfz两个上电电路。全波整流电路的工作原理可以用图(4)所示的波形图来解释。在0范围内，E2a是D1的直流电压，D1接通，Rfz上获得正电压。E2b是D2的反向电压，D2不导电，如图4b所示。在-2时间内，E2b是D2的直流电压，D2接通，Rfz上获得的电压仍然为正和负。E2a是D1的反向电压，D1不导电，如图(4C)所示。这样，因为两个整流元件D1和D2依次导电，所以在正半周和负半周期间，相同方向的电流通过负载电阻Rfz，如图(4)所示，所以它被称为全波整流。全波整流不仅使用正半周，图(3)所示的全波滤波电路要求变压器有一个两端对称的次级中心抽头，这给制造带

15、来了很多麻烦。此外，在该电路中，每个整流二极管的最大反向电压是变压器次级电压最大值的两倍，因此需要一个能够承受更高电压的二极管。桥式整流电路桥式整流电路是最常用的整流电路之一。这种电路具有全波整流电路的优点，只要增加两个二极管端口连接形成一个桥式结构，同时在一定程度上克服了它的缺点。桥式整流电路的工作原理如下：当E2为正半周时，D1和D3为D1和D3以及方向电压导通；对D2和D4施加反向电压，关闭D2和D4，在电路中形成E2、D1、Rfz和D3的上电回路，在Rfz上形成正上负下的半波整流电压，如图(6a)所示。当E2为负半周时，直流电压加到D2和D4，D2和D4接通。反向电压被施加到D1和D3

16、，并且D1和D3被关断。在该电路中，形成E2、D2 Rfz和D4上电环路，并且在Rfz上也形成另一半波的整流电压，该半波具有正的上下限，如图(6B)所示。如果重复这一过程，将在Rfz获得全波整流电压。波形图与全波整流相同。从图(6A)和(6B)不难看出，桥式电路中每个二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路的电压小一半！4。电容滤波电路，(1)空载条件当电路采用电容滤波且输出端空载时，如图7(a)所示，初始电容电压uC假设为零。接通电源后，当u2处于正半周时，电容C通过D1和D3充电；在u2的负半周，电容C通过D2和D4充电，充电时间常数如图(7)所示，是空载时的桥式整流

17、电容滤波电路，其中Rint包括变压器次级绕组的DC电阻和二极管的正向导通电阻。由于它通常很小，电容器被快速充电到交流电压u2的最大值，如波形图(7)所示。之后，u2开始下降，因为电路的输出端没有连接负载，并且电容器没有放电电路，所以电容器电压uC保持不变。此时，uCu2两端的二极管受到反向电压，处于截止状态，电路的输出电压保持恒定值。事实上，电路总是有一定的负载，负载如下。(2)带负载情况图(8)显示了带电阻负载的电容滤波电路的工作情况。当交流电源接通时，二极管接通，整流电源对电容器充电，同时向负载提供电流。输出电压的波形是正弦的。此时，即当达到u2 90的峰值时，u2开始以正弦规律下降，此时二极管是否关断取决于二极管是受到直流电压还是反向电压。假设二极管在达到90后关断，只有滤波电容以指数方式向负载放电，从而保持一定的负载电流。然而，90年后，指数下降率很快，而正弦波下降率很小，所以90年后，二极管仍然遭受直流电压并接通。随着u2的下降，正弦波的下降速度越来越快，uC的下降速度越来越慢。因此，在90之后的某一点，