模拟电路实验指导书

模拟电路实验指导书教育传播技术学院二 OO 七年二月目录实验大纲二、实验一 常用电子仪器的使用三、实验二 单级交流放大电路四、实验三 射极输出器五、实验四 负反馈放大电路六、实验五 集成运算放大器七、实验六 正弦波振荡器八、实验七 整流滤波电路实验大纲课程名称： 模拟电路 英文名称：Fundamentals of Analog Electronics课程模块：课程编号：大纲主撰人：学科基础 课401803李悦科8课程学4分：设置形式： 非独立设课 质实 验 课 性： 专业基础实验 质： 人课 程 负 责： 李悦科 人大 纲 审 核： 李焕勤一、学时、学分课 程 总 64 实 验 学 学 时 ： 64 时：二、适用专业及年级教育技术学 二年级三、课程目标与基本要求课程目标：通过实验教学环节，培养学生在模拟电子电路方面使用电子仪器 调试电路等方面的实际动手能力。通过实验促使学生对理论课教学内容有进一步 的深化理解；掌握通过实验学习课程内容的方法，包括新内容的方法，为今后通 过科学实验进行研究打好必要的基础。基本要求：根据原国家教委颁发的电子技术基础实验教学基本要求以及结合本校实际，本课程的实验教学基本要求是：1、正确使用常用的电子仪器设备；2、掌握电子电路的基本测试技术；3、学会正确地记录实验数据和写实验报告；4、使学生学会查阅手册和相关的技术资料；5、具有选择元器件设计电子电路小系统的和进行安装调试的能力；6、具有初步的分析、寻找和排除常见故障的能力；7、学会使用通用计算机分析软件对电子电路进行模拟仿真；8、能独立地写出严谨、有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端正的实验报告。四、主要仪器设备万用电表、信号发生器、晶体管毫伏表、示波器等。五、实验项目及教学安排序 号实验项目名称实验基本方法和内容项目 学时项目 类型每组人数教学要求1常用电子仪器的使用万用电表、低频信号发生器、晶体管毫伏表、示波器的使用2基础2必修2单管放大电路电子元器件和模拟电路实验箱，掌握放大器的调试和测试方法， 共射极电路的特性。2基础2必修3整流滤波电路单项半波、全波及桥式整流电路，观察了解电容的滤波作用。2基础2必修4集成运算放大器用集成运算放大器组成的比例、求和电路的特点及特性，用运算 放大器组成积分、微分电路并掌握其性能特点。2基础2必修5集成电路RC正弦波振荡器桥式RC正弦波振荡器的电路结构及工作原理，正弦波振荡器的 调整及测试方法，观察RC参数对振荡频率的影响。3基础2选修6负反馈放大电路研究负反馈对放大器性能的影响，反馈放大器性能的测试方法3设计2选修六、考核方式及成绩评定考核方式实验考试：实验操作，满分为 100 分。成绩评定：实验成绩=实验平时成绩x50%+实验考试成绩x50%o实验成绩占本课程成绩的 30%。七、实验教科书、参考书1实验教科书 模拟电子技术基础实验指导书，王立新 李悦科，20042实验参考书电子技术实验及课程设计，毕满清，机械工业出版社,2005.7实验一 常用电子仪器的使用模拟电路实验常用仪器：1、SAC-MS3 模拟电路实验箱 组成： 电源开关 直流电源 信号源 单管、两级、负反馈 差放 集成运放 功放 整流滤波稳压 扩展区 可调电位器2、SG1651 函数信号发生器 组成： 电源开关 频率调节 频率选择开关 频率指示输出电压指示 P-P 幅度调节 波形选择 信号输出输出衰减：-20db, -40db3、SG2171 交流毫伏表 组成： 电源开关 零点调节 显示窗口 量程旋钮,开机前调到最大 输入端口 输出端口4、GDS-806S 数字存储示波器组成：电源开关CH1：通道1； CH2 :通道2CH1幅度调节、CH1上下移动CH2 幅度调节、 CH2 上下移动波形频率调节波形左右移动 自动设定 Autoset 测量：给出波形各参数值帮助：给出任意按键的功能5、VC890D 万用表组成：电源开关 液晶显示器 保持开关：按下：数据保持 H 旋钮开关：改变测量功能及量程V, ,二极管正极插座C,温度正极插座及公共地COMC,温度负极插座及小于200mA电流测试插座 20A电流测试插座实验要求：熟悉各种实验仪器的使用方法，用万用表测试实验箱上的电阻、电容、二极管、三极管、直流电源、交 流电源的数值，并于标称值相比较，对元件的误差有初步认识。用信号发生器输出一信号，记录该信号的频率、幅度峰峰值，再用交流毫伏表测试，记录其交流有效值， 用示波器观察该信号的波形，并记录示波器上的频率、峰峰值、有效值等数据。实验二 单级交流放大电路一、实验目的1、学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法，进一步理解电路元件参数对静态工作点的影响，以及调 整静态工作点的方法。2、学习放大电路性能指标：电压增益AV、输入电阻R.、输出电阻RO的测量方法。ViO3、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。二、实验设备1、实验箱 2、信号发生器3、毫伏表 4、数字万用表 5、示波器三、预习要求1、熟悉单管放大电路，掌握不失真放大的条件。2、了解负载变化对放大倍数的影响。四、实验内容及步骤1、测量并计算静态工作点 按图3-1接线。图 2-1 将输入端对地短路，调节电位器RP2使Vc=Ec/2 （取67伏），测静态工作点Vc、Ve、VB及Vb1的数值, 记入表 3-1 中。按下式计算I、I，并记入表3-1中。BClE 二 Vbl-Vb _ VbIc _ Eu -让_100K20?- Rc表2-1调整Rp2测量计算Vc(V)V (v)ev (v)Bv (v)b1I (mA)C屮A)2、改变Rl，观察对放大倍数的影响负载电阻分别取R=2KQ、Rl= 5.1K和Rl=b，输入接入f=1KHz的正弦信号，幅度以保证输出波形 不失真为准。测量V和V计算电压放大倍数：Av=Vo/V把数据填入表3-2中。i 01，表 2-2r ()LV (mV)iv (v)OAv2K5.1Koo3、改变RC,观察对放大倍数的影响C取Rl=2K，按下表改变Rc，测量放大倍数，将数据填入表2-3中。图 2-24、测量电压参数，计算输入电阻和输出电阻。(选做)按图2-2连线ToRo*J1 peRll。表 2-3r g)V (mV)V (v)Av2K3K输入端接入 f=1KHz、Vi=20mV 的正弦信号(幅度以保证输出波形不失真为准)。i分别测出电阻R两端对地信号电压V及V按下式计算出输入电阻R :1iiiRi 二一-RiVi - Vi测出负载电阻Rl开路时的输出电压Vg,和接入Rl (2K)时的输出电压V0然后按下式计算出输出电阻Ro；LL尺。_ (_ Vo ) x Rl -Vo将测量数据及实验结果填入表2-4中。表 2-4V (mV)Vi (mV)R (KQ)V (V)V (V)R (KQ)五、实验报告1、整理实验数据，填入表中，并按要求进行计算。2、总结电路参数变化对静态工作点和电压放大倍数的影响。3、分析输入电阻和输出电阻的测试方法。实验三 射极输出器一、 实验目的 1、熟悉射极输出器电路的特点。2 、进一步熟悉放大器输入、输出电阻和电压增益的测试方法。二、实验设备 1 、实验箱 2、信号发生器 3、毫伏表 4、数字万用表 5 、示波器 三、预习要求1、复习射极输出器电路。2、了解射极输出器在放大电路中作为输入级、输出级、中间级时所起的作用。四、实验电路射极输出器电路如图4-1所示。Rbl100K UVs+1羽c射极输出器电路图3-1五、注：实验中如发现寄生振荡，可在管cb间接30pF的电容。实验内容及步骤V (V)V (V)V(V)理论值实测值1、测试静态工作点，将结果填写入表3-1 中。表3-1待测参数R = 2 KQIR =8IV (V)V (V)V=(V)A=v /vA =V /VV (V)A=V /VA =V /V理论值Vs0s实测值2、测量电压放大倍数，实验电路中的R代替信号源内阻，输入信号的频率为1KHz，输入信号的幅度选择 应使电路输出在整个测量过程中不产生波形失真，在不接负载电阻R=-和接负载电阻R=2K情况下将 测量结果填写入表3-2中。表3-23、测量并计算放大器的输入、输出电阻，（测量方法参考实验三），负载电阻Rl=2KQ，将测量结果填写入 表 3-3 中。VR =一 Ri V -V ssi六、实验报告Ro =Vo )Rl表3-3VoV (mV)V (mV)R (KQ)V (V)V (V)R (KQ)s1、理论计算图 3-1 的静态工作点并与实测值比较 。2、整理实验结果，说明射极输出器的特点。实验四 负反馈放大电路、实验目的1、学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。2、学习两级阻容耦合放大电路电压放大倍数的测量。3、熟悉负反馈放大电路性能指标的测试方法，通过实验加深理解负反馈对放大电路性能的影响。二、实验设备1 、实验箱 2、信号发生器 3、毫伏表 4、数字万用表 5、示波器三、预习要求1、熟悉单管放大电路，掌握不失真放大电路的调整方法。2、熟悉两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。3、了解负反馈对放大电路性能的影响。四、实验电路实验电路如图4-1所示:JEP2220KF FC22T11LJRP1680K图 4-1实验注意事项： 实验中如发现寄生振荡，可采用以下措施消除：1、重新布线，尽可能走短线。2、避免将输出信号的地引回到放大器的输入级。3、分别使用测量仪器，避免互相干扰。五、实验内容及步骤1、调整静态工作点连接a、a 点，使放大器处于反馈工作状态。经检查无误后接通电源。调整RP1、Rp2（记录当前有效 值），使VC1=（ 67V ）、VC2= （67V）,测量各级静态工作点，填入表4-1中。断开电路测量并记录偏置电 阻。 C1 C2表 4-1待测参数Vci(V)Vbi (V)Vei(V)Vc2 (V)Vb2 (V)Ve2 (V)RA (KO)RB (KO)测量值计算值XX2、观察负反馈对放大倍数的影响。从信号源输出Vi频率为lKHz、幅度5mV左右的正弦波（以保证二级放大器的输出波形不失真为准）。输出端不接负载，分别测量电路在无反馈（a，a 断开）与有反馈工作时（a与a 连接）空载下的 输出电压V,同时用示波器观察输出波形，注意波形是否失真。若失真，减少Vi并计算电路在无反馈与 0有反馈工作时的电压放大倍数Av，记入表4-2中。V表 5-2工作方式-待测参数Vi(mV)V(V)av无反馈R 二8L有反馈R 二8L3、观察负反馈对放大倍数稳定性的影响。Rl=5.1K，改变电源电压将Ec从12V变到10V。分别测量电路在无反馈与有反馈工作状态时的输出电压, 注意波形是否失真，并计算电压放大倍数，稳定度。记入表4-3中。表4-3待测参数 工作方式E=12VCE=10VCdAv/AvV. (mV)iV（V）aVV. (mV)iV（V）aV无反馈有反馈4、观察负反馈对波形失真的影响（选做）电路无反馈，Ec=12V, Rl=5.1K，逐渐加大信号源的幅度，用示波器观察输出波形出现临界失真，用毫伏 表测量V.、V和值，记入表5-4中。电路接入反馈（a与a连接），其它参数不变，用毫伏表测量V、V值，记入表4-4中。 io逐渐加大信号源的幅度，用示波器观察输出波形出现临界失真，测量V、V和值，记入表4-4中。 io表5-4待测参数 工作方式V (mV)iV (V)0无反馈有反馈2. 幅频特性测量（对带宽的影响）（选做）在上述实验基础上，不接负载、E=12V,分别在有、无反馈的情况下调信号源使f改变（保持V不变）Ci测量V，且在0.707V处多测几点，找出上、下限频率。数据记入表4-5和表4-6中。 oO表4-5频率方式f(KHz)无反馈Vi-( )mVV (mV)00.7071Vomax0.707aV0.i0iV(iiia x)0.i0iV(iiia x) f=()KHz表4-6频率方式f(KHz)有反馈Vi=( )mVV (mV)00.7071Vomax0.707aV0.i0iV(iiia x)0.i0iV(iiia x) f=（）KHz六、实验报告1、整理实验数据，填入表中并按要求进行计算。2、总结负反馈对放大器性能的影响实验五 集成运算放大器一、实验目的1、了解运算放大器的基本使用方法。2、应用集成运放构成的基本运算电路，测定它们的运算关系。1、学会使用集成运放UA741。二、实验设备1 、实验箱(台)。 2、数字万用表。三、实验说明运算放大器有三种连接方式：反相、同相和差动输入，本实验主要做比例运算。四、实验内容及步骤1、调零：按图5-1接线，接通电源后，调节调零电位器Rp,使输出V0=0 (小于10mV),运放调零后，在 后面的实验中均不用调零了。.OCE图 5-12、反相比例运算：电路如图5-2所示，根据电路参数计算A=V/V=?按表6-1给定的直流电压V值计算和测量对应的V v O I I 0 值，把结果记入表 5-1 中。100KRf+12710KTlM 6 VoR110K741R2R3 100K1RpHPHokRl 5. IKQ-12V图 6-2反相比例运算表5-1输入直流电压VI (V)0.30.50.71.01.11.2理论计算值V (V)0实际测量值 V (V)0实际放大倍数 A3、同相比例运算：电路图如 5-3 所示：1OOKVi &10KRfM 6+12VRi1OK741R2R3 1OOK1 RpJIOK5. IKo-127图 5-3根据电路参数，按给定的V值计算和测量出V值，把计算结果和实测数据填入表5-2中。同相比例运算表6_2输入直流电压VI（V）0.30.50.71.01.11.2理论计算值 V0 （U）实际测量值 V0（V）实际放大倍数AV五、实验报告1、整理实验数据，填入表中。2、分析各运算关系。3 、分析 V 超过 1.0V 时，输出 V 电压现象。 io实验六 正弦波振荡器一、实验目的1、学习 RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件。2、学习如何设计、调试上述电路和测量电路输出波形的频率、幅度。二、实验设备1 、实验箱（台）。2、示波器。3 、毫伏表。四、实验内容及步骤1. 按图6-1接线（1、2两点接通）。本电路为文氏电桥RC正弦波振荡器，可用来产生频率范围宽、波形较好的正弦波。电路由放大器和反馈网络组成。图6-1文氏电桥RC正弦波振荡器2. 有稳幅环节的文氏电桥振荡器。（1）接通电源，用示波器观测有无正弦波电压V输出。若无输出，可调节R,使V为无明显失真的正 oPo弦波，并观察V值是否稳定。用毫伏表测量V和V的有效值，填入表6-1中，o o f表6-1V(V)V(V)（2）观察在 R3=R4=10KQ、C1=C2=0.01|j f 和 R3=R4=10kQ、C1=C2=0.1|j f 两种情况下的输出波形（不 失真），测量V。、Vf及f0，填入表6-2中，并与计算结果比较。表6-2有稳幅环节的文氏电桥振荡器测试条件R=10K C=0.01p fR=10K C=0.1p f测试项目V0（V）f0（KHz）V0（V）f0（KHz）最小最大最小最大测量值3. 无稳幅环节的文氏电桥振荡器断开1、2两点的接线，接通电源，调节Ep,使V输出为无明显失真的正弦波，测量0V 、 V 和 f ，填入表 6-3中，并与计算结果比较。无稳幅环节的文氏电桥振荡器表6-3测试条件R=10K C=0.01p fR=10K C=0.1p f测试项目V0（V）f0（KHz）V0（V）f0（KHz）最小最大最小最大测量值五、实验报告1、整理实验数据，填写表格。2、测试V的频率并与计算结果比较。o实验七 整流滤波电路一、实验目的1. 熟悉单相半波、全波及桥式整流电路。2. 观察了解电容的滤波作用。二、实验仪器示波器 万用表 毫伏表三、预习整流滤波电路的原理及相关参数四、实验内容与步骤1.整流电路V2 及 VL 的波形，测量按图 7.1、图 7.2 分别接成半波整流电路和桥式整流电路，用示波器观察5 VLVL测量结果填入表1。VL图7.10TRV 10图7.2表7-1 : 整流电路V2V半波整流桥式整流2. 电容滤波电路实验电路如图7.3按图7.3接线，分别观察空载及带负载、滤波电容分别为10p、470p时的输出电压VL的波形，测量VL及VL并填表7-2。图7.3表7-2 （电容滤波电路）RL=8RL=1KQRL=150QC=10pC=470C=10pC=470C=10pC=470V2VLVL五、实验报告 总结半波整流、全波整流以及电容滤波电路的输出直流电压与变压器负边交流电压有效值、滤波电容、负 载电阻的定量、定性关系。