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文档简介

1、 本科教育学院模拟电子线路实验报告 学习中心: 层 次: 专 业: 年 级: 学 号: 学生姓名: 实验一 常用电子仪器的使用一、实验目的 答: 1、 了解并掌握模拟电子技术实验箱的主要功能及使用方法。 2 、了解并掌握数字万用表的主要功能及使用方法。 _ 3、_学习并掌握TDS1002型数字存储示波器和信号源的基本操作方法_ 二、实验仪器设备表名称型号用途数字万用表MY61测量直流电压和交流电压、直流电流和交流电流、电阻、电容、二极管、三极管、通断测试及频率等参数。数字存储示波器SDS1102C用来观察波形并测量波形的各种参数。函数信号发生器DG1022用来提供幅值、频率可调的正弦波形信号模

2、拟电子技术实验箱DVCC-AL2用来提供实验用元器件以及实验布线区直流稳压电源EM1715A提供0-30V电压源 三、实验原理1 简述模拟电子技术实验箱布线区的结构及导电机制。 答:模拟电子技术试验箱布线区:用来插接元件和导线,搭建实验电路。配有2只8脚集成电路插座和1只14脚集成电路插座。结构及导电机制:布线区面板以大焊孔为主,其周围以十字花小孔结构相结合,构成接点的连接形式,每个大焊孔与它周围的小孔都是相通的。 试述DG1022型信号源的主要技术特性。 答:DG1022型信号源的主要技术特性:输出波形:三角波、正弦波、方波、二脉、四脉、八脉、单次脉冲信号;输出频率:10Hz1MHz连续可调

3、;幅值调节范围:010VP-P连续可调;波形衰减:20dB、40dB;带有6位数字频率计,既可作为信号源的输出监视仪表,也可以作外侧频率计用。注意:信号源输出端不能短路。 2 试述使用万用表时应注意的问题。 答:应注意使用万用表进行测量时,应先确定所需测量功能和量程。确定量程的原则: 若已知被测参数大致范围,所选量程应“大于被测值,且最接近被测值”。如果被测参数的范围未知,则先选择所需功能的最大量程测量,根据初测结果逐步把量程下调到最接近于被测值的量程,以便测量出更加准确的数值。如屏幕显示“1”,表明已超过量程范围,须将量程开关转至相应档位上。 3、试述SDS1102C型示波器进行自动测量的方

4、法。 答:SDS1102C型示波器进行自动测量方法如下:按下“测量”按钮可以进行自动测量。共有十一种测量类型。一次最多可显示五种。按下顶部的选项按钮可以显示“测量1”菜单。可以在“信源”中选择在其上进行测量的通道。可以在“类型”中选择测量类型。测量类型有:频率、周期、平均值、峰-峰值、均方根值、最小值、最大值、上升时间、下降时间、正频宽、负频宽。 四、实验内容1电阻阻值的测量表一 元件位置实验箱元件盒标称值1002005.1k20k实测值99.58198.05.1520.08量程2002k20k200k2直流电压和交流电压的测量表二测试内容直流电压DCV交流电压ACV标称值-5V+12V9V1

5、5V实测值-5.023+11.84310.36717.071量程20V20V20V20V3测试9V交流电压的波形及参数表三被测项有效值(均方根值)频率周期峰-峰值额定值9V50Hz20ms25.46V实测值10.7V50.00Hz20.00ms30.6V4测量信号源输出信号的波形及参数表四信号源输出信号实测值频率有效值有效值(均方根值)频率周期峰-峰值1kHz600mV615mV1.002kHz1.008ms1.78V五、问题与思考1 使用数字万用表时,如果已知被测参数的大致范围,量程应如何选定? 答:使用数字万用表是,应先确定测量功能和量程,确定量程的原则是:若已知被测参数的大致范围,所选量

6、程应“大于被测值,且最接近被测值” 2使用SDS1102C型示波器时,按什么功能键可以使波形显示得更便于观测? 答:使用SDS1102C型示波器时,可能经常用到的功能:自动设置和测量。按“自动设置”按钮,自动设置功能都会获得稳定显示的波形,它可以自动调整垂直刻度、水平刻度和触发设置,更便于观测。按下“测量”按钮可以进行自动测量。共有十一种测量类型。一次最多可显示五种。 实验二 晶体管共射极单管放大器一、实验目的 1.学习单管放大器静态工作点的测量方法。 2.学习单管放大电路交流放大倍数的测量方法。 3. 了解放大电路的静态工作点对动态特性的影响。 4. 熟悉常用电子仪器及电子技术实验台的使用。

7、 二、填写实验仪器设备表名称型号用途模拟电子技术实验箱DVCC-AL2用来提供实验用元器件以及实验布线区信号源EM1715A用来提供幅值、频率可调的正弦波形信号数字式万用表MY61测量直流电压和交流电压、直流电流和交流电流、电阻、电容、二极管、三极管、通断测试及频率等参数。数字存储示波器SDS1102C用来观察波形并测量波形的各种参数三、实验原理 图1-1单级放大电路1试述分压偏置共射极放大电路是如何稳定静态工作点的? 答: 温度的变化会导致三极管的性能发生变化,致使放大器的工作点发生变化,影响放大器的正常工作。分压偏置共射极放大电路通过增加下偏置电阻和射极电阻来改善直流工作点的稳定性。 2

8、在实验电路中,C1、C2和C4的作用分别是什么? 答:在实验电路中电容C1、C2有隔直通交的作用,C1滤除输入信号的直流成份,C2滤除输出信号的直流成份。 射极电容C4在静态时稳定工作点;动态时短路RE,增大放大倍数。 3 试述放大器静态工作点的测量方法。 答: 测量放大器的静态工作点,应在输入信号的情况下进行。然后测量晶体管的集电极电流以及各电极对地的电位、和。由于测量电流要断开电路。为方便起见,通常采用间接方法测量,即先测出晶体管射极对地的电压,然后根据关系式:算出来。 4 试述放大电路交流放大倍数的测量方法。 答:电压放大倍数的测量实质上是测量放大器的输入电压有效值与输出电压有效值。具体

9、方法为:在输出波形不失真的情况下,测量输入电压有效值,并测量相应的输出电压有效值。调整放大器到合适的静态工作点,然后加入有效值为的输入电压,在输出电压不失真的情况下,测出的有效值,则 四、实验内容1静态工作点的测试表一 Ic=2mA测试项VE(V)VB(V)VC(V)VCE(V)计算值2 2.775实测值22.687.065.0442交流放大倍数的测试表二Vi(mV)Vo(mV)Av=Vo/Vi1065865.83动态失真的测试表三 测试条件(V)(V)(V)输出波形失真情况最大1.248.9147.676失真接近于02.7965.1872.072饱和失真4 四、问题与思考1哪些电路参数会影响

10、电路的静态工作点?实际工作中,一般采取什么措施来调整工作点? 答:改变电路参数、都会引起静态工作点的变化。在实际工作中,一般是通过改变上偏置电阻(调节电位器)调节静态工作点的。调大,工作点降低(减小);调小,工作点升高(增大)。 2静态工作点设置是否合适,对放大器的输出波形有何影响? 答: 静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时的负半周将被削底。 工作点偏低则易产生截止失真,即的正半周被缩顶。 实验三 集成运算放大器的线性应用一、实验目的 1.熟悉集成运算放大器的使用方法,进一步了解其主要特性参数意义; 2.掌握由集成

11、运算放大器构成的各种基本运算电路的调试和测试方法; 3.了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、填写实验仪器设备表名称型号用途模拟电子技术实验箱DVCC-AL2用来提供实验用元器件以及实验布线区信号源EM1715A用来提供幅值、频率可调的正弦波形信号电压源EM1715A用来提供幅值可调的双路输出直流电压数字式万用表MY61测量直流电压和交流电压、直流电流和交流电流、电阻、电容、二极管、三极管、通断测试及频率等参数。数字存储示波器SDS1102C用来观察波形并测量波形的各种参数三、实验原理1运放要工作在线性状态,应引入什么电路? 答: 外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电

12、路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。应引入反相比例、反相加法、差动减法这三种基本运算电路。 2基本运算电路输出与输入的运算关系取决于什么?是否与运放本身有关? 答:集成运算放大器是一种高放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合多级放大电路,具有两个输入端和一个输出端,可对直流信号和交流信号进行放大。外接负反馈电路后,运放工作在线性状态,其输出电压Vo与输入电压Vi的运算关系仅取决于外接反馈网络与输入端阻抗的连接方式,而与运算放大器本身无关。 3试述集成运放的调零方法。 答:集成运放的调零并不是对独立运放进行调零,而是

13、对运放的应用电路调零,即将运放应用电路输入端接地(使输入为零),调节调零电位器,使输出电压等于零。 4在反相比例和反相加法运算电路中,同相端为什么要接入补偿电阻R? 答: 为了保证运算放大器的两个输入端处于平衡对称的工作状态,克服失调电压、失调电流的影响,在电路中应尽量保证运算放大器两个输入端的外电路的电阻相等。因此,在反相输入的运算放大器电路中,同相端与地之间要串接补偿电阻,的阻值应是反相输入电阻与反馈电阻的并联值,即。 四、实验内容1反相比例运算电路实验电路如图3-1所示。图3-1 反相比例放大器表一 Vi (V)实测Vo (V)计算Vo (V)0.55.3852.反相加法运算电路实验电路

14、如图3-2所示。图3-2反相求和放大电路表二Vi1(V)0.10.10.20.2Vi2(V)0.20.30.30.4实测Vo(V)3.1374.1865.1686.173计算Vo(V)34563 减法运算电路 实验电路为图3-3所示。图3-3 减法运算电路表三 Vi1(V)0.10.40.70.9Vi2(V)0.60.91.21.4实测Vo(V)5.0255.0275.0165.044计算Vo(V)5555五、问题与思考1在由集成运放组成的各种运算电路中,为什么要进行调零? 答:为了补偿运放自身失调量的影响,提高运算精度,在运算前,应首先对运放进行调零,即保证输入为零时,输出也为零。 2为了不

15、损坏集成块,实验中应注意什么问题? 答:实验前要看清运放组件各管脚的位置,切忌正、负电源极性接反和输出端短路,否则将会损坏集成块。 实验四 RC低频振荡器一、实验目的 1.掌握桥式RC正弦波振荡器的电路及其工作原理; 2.学习RC正弦波振荡器的设计、调试方法; 3.观察RC参数对振荡频率的影响,学习振荡频率的测定方法。二、填写实验仪器设备表名称型号用途模拟电子技术实验箱DVCC-AL2用来提供实验用元器件以及实验布线区数字式万用表MY61测量直流电压和交流电压、直流电流和交流电流、电阻、电容、二极管、三极管、通断测试及频率等参数。数字存储示波器SDS1102C用来观察波形并测量波形的各种参数函

16、数信号发生器EM1715A用来提供幅值、频率可调的正弦波形信号三、实验原理1 RC正弦波振荡器由哪几个部分组成? 答:RC正弦波振荡器由基本放大器、选频网络和稳幅环节组成。 2 在实验电路中,R、C构成什么电路?起什么作用? 答: RC串、并联电路构成正反馈支路,同时兼作选频网络,引入正反馈是为了满足振荡的相位条件,形成振荡。 3 如何改变RC正弦波振荡电路的振荡频率? 答: 改变选频网络的参数C或R,即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换,而调节R作量程内的频率细调。 4 试述RC振荡器的设计步骤。 答:RC振荡器的设计步骤:1. 根据已知的指标,选择电路形式;2.计算并确定电路

17、中的元件参数,选择器件;3.安装调试电路,使电路满足指标要求。 四、实验内容图4-1 图4-2 RC振荡器 低频信号发生器 示波器Y1Y2U0 图4-21振荡频率测试表一 R(k)C(F)输出电压Vo(V)实测f0(Hz)计算f0(Hz)1100.016.121.5081.592250.015.682.9343.184五、问题与思考1在RC正弦波振荡电路中,、构成什么电路?起什么作用? 答:、及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。引入负反馈是为了改善振荡器的性能。调节电位器,可以改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形,利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、

18、D2采用硅管(温度稳定性好),且要求特性匹配,才能保证输出波形正、负半周对称。的接入是为了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。 2RC正弦波振荡器如果不起振或者输出波形失真,应调节那个参数?如何调? 答:调整反馈电阻 (调),使电路起振,且波形失真最小。如不能起振,说明负反馈太强,应适当加大,使增大;如果电路起振过度,产生非线性失真,则应适当减小。 实验五 串联稳压电路一、实验目的1、熟悉Multisim软件的使用方法。2、掌握单项桥式整流、电容滤波电路的特性。3、掌握串联型晶体管稳压电路指标测试方法二、虚拟实验仪器及器材双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、晶体三极管 3

19、DG62(90112)、DG121(90131)、晶体二极管 IN40074、稳压管 IN47351三、知识原理要点直流稳压电源原理框图如图41 所示。四、实验原理 图为串联型直流稳压电源。它除了变压、整流、滤波外,稳压器部分一般有四个环节:调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压Vo变化时,取样电路将输出电压Vo的一部分馈送回比较放大器与基准电压进行比较,产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流,自动地改变调整管的集一射极间电压,补偿Vo的变化,从而维持输出电压基本不变。五、实验内容与步骤1、 整流滤波电路测试按图连接实验电路。取可调工频电源电压为16V

20、, 作为整流电路输入电压u2。整流滤波电路1) 取RL240 ,不加滤波电容,测量直流输出电压UL 及纹波电压L,并用示波器观察u2和uL波形,记入表51 。U216V2) 取RL240 ,C470f ,重复内容1)的要求,记入表51。3) 取RL120 ,C470f ,重复内容1)的要求,记入表51 电 路 形 式UL(V)L(V)纹波uL波形U2=16VRL=24012.95V6.82VU2=16VRL=240C=47Of20.24V467mV U2=16VRL=120C=470f19.619842mV 2. 测量输出电压可调范围更改电路如下所示10接入负载,并调节Rw1,使输出电压Uo9

21、V。若不满足要求,可适当调整R4、R5之值。3. 测量各级静态工作点调节输出电压Uo9V,输出电流Io100mA , 测量各级静态工作点,记入表52。表5-2 U214V U09V I0100mAQ1Q2Q3UB(V)10.868.24.94UC(V)17.510.8610.86UE(V)10.19.014.284. 测量稳压系数S取Io100mA,按表53改变整流电路输入电压U2(模拟电网电压波动),分别测出相应的稳压器输入电压Ui及输出直流电压Uo,记入下表。表53测试值( IO100mA)计算值U2(V)UI(V)UO(V)R4=1.87K Rw1=30%R5=1.5K RL=120UO

22、(V)R4=510 Rw1=30%R5=1.5K RL=90SR4=1.87K Rw1=30%R5=1.5K RL=1201417.511.929.01S120.053S230.0521620129.061822.512.079.10六、思考1、 对所测结果进行全面分析,总结桥式整流、 电容滤波电路的特点。 桥式整流电路在未加滤波的情况下,输出电压为输入交流电压的正负两半波的直接相加,输出直流平均电压较低,且交流纹波很大。经电容滤波以后,直流输出电压升高,交流纹波电压减小,且电容越大(或负载电流较小)则交流纹波越小。2、计算稳压电路的稳压系数S和输出电阻Ro,并进行分析。 根据表53稳压系数S

23、=0.05(相对于输入电压变化率)。输出电阻Ro=2()Uin=20V R8=10 R4=390 R5=1.5K Rw1=1K*40%UL(V)9.06V8.978V8.943VRL()5109050Ro=( UL1- UL2)RL1RL2/( UL2 RL1 UL1 RL2)=1.95()3、 分析讨论实验中出现的故障及其排除方法。1本实验中仿真系统经常出错退出,可能是电路运算量太大造成的。本人具体的做法是分部仿真:将整流滤波与稳压部分分开仿真,在稳压部分VCC(直流电源)来替代整流滤波的输出。2 本实验中R8=30()太大,应改为10()较妥。以保证正常工作时限流电路不影响稳压电路工作。实

24、验六 TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握TTL器件的使用规则 3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构,基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20,即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门,每个与非门有四个输入端。其逻辑框图、符号及引脚排列如图21(a)、(b)、(c)所示。(b) (a) (c) 图21 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是:当输入端中有一个或一个以上是低电平时,输出端为高电平;只有当输入端全部为高电平时,输出端才是低电平(即有“0”得“1

25、”,全“1”得“0”。)其逻辑表达式为 Y 2、TTL与非门的主要参数 (1)低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH 与非门处于不同的工作状态,电源提供的电流是不同的。ICCL是指所有输入端悬空,输出端空载时,电源提供器件的电流。ICCH是指输出端空截,每个门各有一个以上的输入端接地,其余输入端悬空,电源提供给器件的电流。通常ICCLICCH,它们的大小标志着器件静态功耗的大小。 器件的最大功耗为PCCLVCCICCL。手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。ICCL和ICCH测试电路如图22(a)、(b)所示。注意:TTL电路对电源电压要求较严,电源电

26、压VCC只允许在5V10的范围内工作,超过5.5V将损坏器件;低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。(a) (b) (c) (d) 图22 TTL与非门静态参数测试电路图 (2)低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiH。IiL是指被测输入端接地,其余输入端悬空,输出端空载时,由被测输入端流出的电流值。在多级门电路中,IiL相当于前级门输出低电平时,后级向前级门灌入的电流,因此它关系到前级门的灌电流负载能力,即直接影响前级门电路带负载的个数,因此希望IiL小些。IiH是指被测输入端接高电平,其余输入端接地,输出端空载时,流入被测输入端的电流值。在多级门电路中,它相当于前级门输出高电平时,前级门的

27、拉电流负载,其大小关系到前级门的拉电流负载能力,希望IiH小些。由于IiH较小,难以测量,一般免于测试。 IiL与IiH的测试电路如图22(c)、(d)所示。 (3)扇出系数NO扇出系数NO是指门电路能驱动同类门的个数,它是衡量门电路负载能力的一个参数,TTL与非门有两种不同性质的负载,即灌电流负载和拉电流负载,因此有两种扇出系数,即低电平扇出系数NOL和高电平扇出系数NOH。通常IiHIiL,则NOHNOL,故常以NOL作为门的扇出系数。NOL的测试电路如图23所示,门的输入端全部悬空,输出端接灌电流负载RL,调节RL使IOL增大,VOL随之增高,当VOL达到VOLm(手册中规定低电平规范值

28、0.4V)时的IOL就是允许灌入的最大负载电流,则 通常NOL8 (4)电压传输特性门的输出电压vO随输入电压vi而变化的曲线vof(vi) 称为门的电压传输特性,通过它可读得门电路的一些重要参数,如输出高电平 VOH、输出低电平VOL、关门电平VOff、开门电平VON、阈值电平VT 及抗干扰容限VNL、VNH等值。测试电路如图24所示,采用逐点测试法,即调节RW,逐点测得Vi及VO,然后绘成曲线。图23 扇出系数试测电路 图24 传输特性测试电路(5)平均传输延迟时间tpdtpd是衡量门电路开关速度的参数,它是指输出波形边沿的0.5Vm至输入波形对应边沿0.5Vm点的时间间隔,如图25所示。 图25 (a) 传输延迟特性 图25 (b) tpd的测试电路图25(a)中的tpdL为导通延迟时间,tpdH为截止延迟时间,平均传输延迟时间为 tpd的测试电路如图25(b)所示,由于TTL门电路的延迟时间较小,直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高,故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T来求得。

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