《STM建工程》PPT课件.ppt

实验一常用电子仪器的使用 一 实验目的 学习模拟电子技术实验中常用的电子仪器 双踪示波器 函数信号发生器 直流稳压电源 交流毫伏表 频率计等的主要技术指标 性能及正确使用方法 二 实验原理 在模拟电子技术实验中常用仪器设备有 示波器 函数信号发生器 交流毫伏表 万用表 可调 固定 直流稳压电源 直流数字电压表 直流数字电流表等 在实验中 要求能够对各仪器设备进行正确 熟练的综合使用与操作 这是保证实验正确顺利进行的基本前提 在进行实验测试时 可按信号的流向 遵循 连线简捷 调节顺手 观察与读数方便 的原则 进行合理布局 将多个测试仪器同时接入电路 各常用电子测试仪器在电路中的连接布局一般示意图如图1所示 图1模拟电子电路中常用电子仪器布局图 三 实验仪器 1 双踪示波器2 函数信号发生器3 交流毫伏表4 0 30V可调直流稳压电源5 万用表 四 实验内容 1 两个0 30V可调直流稳压电源与直流数字电压表的配合使用 1 用数字电压表调试出 12V 直流稳压电源 2 将两个0 30V可调直流稳压电源连接成为一个 0 15V 可调直流稳压电源 提示 两电源串联 公共端接地 3 将两个0 18V可调直流稳压电源连接成为一个 0 24V 可调直流稳压电源 提示 两电源串联 令第二个0 30V可调直流稳压电源的负极端接地 2 函数信号发生器 交流毫伏表的配合使用要求通过调整函数信号发生器的幅度调节旋钮 频率调节旋钮以及通过交流毫伏表的测试 得到一个有效值U 500mV 频率 1KHZ的正弦波信号 3 示波器 信号发生器 交流毫伏表配合使用示波器接通电源预热一段时间后 将函数信号发生器的输出端接到示波器输入端 观察示波器波形 同时用示波器测量显示波形的有效值和频率 与信号发生器的设定值进行比较 看二者是否相同 分别改变信号发生器的输出幅值和频率 重新用示波器显示并测量 记录测量数据并与信号发生器设定值进行比较 五 实验报告要求 1 实验目的 2 实验原理 3 实验仪器 4 实验电路 5 实验内容及实验步骤 实验数据 6 列表整理测量结果 并把实测数据与理论计算值比较分析产生误差原因 7 总结本次实验中函数信号发生器 频率计 交流毫伏表 示波器在使用中的注意事项 8 总结交流毫伏表读数技巧以及示波器峰峰值与周期的读取方法 实验二单管交流放大电路 1 掌握单管放大器静态工作点的调整及电压放大倍数的测量方法 2 研究静态工作点和负载电阻对电压放大倍数的影响 进一步理解静态工作点对放大器工作的意义 3 观察放大器输出波形的非线性失真 一 实验目的 4 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用 二 实验原理 图2固定偏置基本放大电路 本次实验所用电路为固定偏置基本放大电路 其中RB1 100K RC1 RL 2K RW1 470K C1 C2 10 F VCC 12V T1为9013 三 实验仪器与器件 1 12V直流电源2 函数信号发生器3 双踪示波器4 交流毫伏表5 万用表6 晶体三极管90137 电解电容10 F 2 电阻器若干 四 实验内容 1 调试静态工作点接通直流电源前 先将RW调至最大 接通 12V电源 调节RW1 使UCE 5V左右 用万用表测量UB UC及RB的阻值 表1 2 测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS 调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Vi为10mV 同时用示波器观察放大器输出电压Vo波形 在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的Vo值 并用双踪示波器观察Vo和Vi的相位关系 记入表2 表2 1KHZ Vi 10mV 注意 Vo与Vi反相 AV为负值 五 实验报告要求 1 实验目的 2 实验原理 3 实验仪器与器件 4 实验电路 5 实验内容及实验步骤 实验数据 6 列表整理测量结果 并把实测的静态工作点 电压放大倍数与理论计算值比较 取一组数据进行比较 分析产生误差原因 7 总结RC RL及静态工作点对放大器电压放大倍数的影响 8 分析讨论在调试过程中出现的问题 实验三反馈放大电路 1 加深理解反馈放大电路的工作原理及负反馈对放大电路性能的影响 2 学会反馈放大电路性能的测量与测试方法 一 实验目的 二 实验原理 实验电路为阻容耦合两级放大电路 在电路中引入由电阻RF2和电位器RF1组成的电压负反馈电路以改善其性能 三 实验仪器与器件 1 12V直流电源2 函数信号发生器3 双踪示波器4 交流毫伏表5 万用表6 ST2002 四 实验内容 1 按图接线 2 测定静态工作点将电路D端接地 AB不连接 RW调到中间合适位置 输入端接信号源 令Vi 20mV f 1kHz 调RW使输出电压Vo为最大不失真正弦波后 撤出信号源 输入端I接地 用万用表测量下表中各直流电位 表3 1 3 测量基本放大电路的性能 将D端接地 AB不连接 无反馈 RW调至中间位置 1 测量基本放大电路的放大倍数Av令Vi 20mV f 1kHz 不接RL 用示波器测量Vo值记入表3 2中 并求放大倍数Av 2 测量基本放大电路的输出电阻ro令Vi 20mV f 1kHz 接入RL 2k 测量Vo 值记入表3 2中 则ro Vo Vo 1 RL 同时计算放大倍数Av 3 观察负反馈对波形失真的改善断开RL 当AB不连接时 令Vi增大 从示波器上观察输出电压的波形至失真 连接AB 观察Vo波形 4 测定反馈放大电路的性能 2 测量基本放大电路的输入电阻ri信号发生器接Vs端 加大信号源电压 使输入信号Vi仍为20mV 测量此时的Vs并记入表3 2 则 将D端接地 连接AB 重复上述步骤 测量Vof和Vof 并求放大倍数及输入输出电阻 完成表3 2 表3 2 五 实验报告要求 1 实验目的 2 实验原理 3 实验仪器 4 实验电路 5 实验内容及实验步骤 实验数据 6 整理实验数据 将测试数据与公式估算的数据相比较 分析误差原因 7 根据实验测试结果总结负反馈对放大电路性能的影响 实验四集成运放的应用 1 了解集成运放在实际应用时应考虑的问题 2 掌握由集成运放构成的比例 加减 积分 微分等基本模拟运算电路的结构特点及其特性 一 实验目的 1 反相比例运算电路基本电路结构如图4 1所示 它的输出电压与输入电压之间成比例关系 相位相反 输入与输出电压之间对应公式为 图4 1反相比例运算电路 二 实验原理 2 同相比例运算电路基本电路结构如图4 2所示 它的输出电压与输入电压之间成比例关系 相位相同 输入与输出电压之间对应公式为 图4 2同相比例运算电路 3 加法运算电路基本电路结构如图4 3所示 它的输出电压与输入电压之间满足加法运算 输入与输出电压之间对应公式为 图4 3加法运算电路 当R1 R2 R3 R时 4 积分电路基本电路结构如图4 4所示 它的输出电压与输入电压之间成积分关系 图4 4积分电路 5 微分电路基本电路结构如图4 5所示 它的输出电压与输入电压之间成微分关系 图4 5积分电路 1 15V直流电源2 函数信号发生器3 双踪示波器4 交流毫伏表5 集成运放7416 万用电表7 电阻器若干 三 实验仪器与器件 表4 1 四 实验内容 1 反相比例运算电路 1 按照图4 1所示电路连线 接通 15V直流电源 分析反相比例放大器的主要特点 求出表4 1中的理论估算值 2 在输入端分别输入表4 1中各ui值 用万用表测量输出端uo的值 并与理论值进行比较 求其误差 表4 2 2 同相比例运算电路 1 按照图4 2所示电路连线 接通 15V直流电源 分析同相比例放大器的主要特点 求出表4 2中的理论估算值 2 在输入端分别输入表4 2中各ui值 用万用表测量输出端uo的值 并与理论值进行比较 求其误差 表4 3 3 加法运算电路 1 按照图4 3所示电路连线 接通 15V直流电源 分析同相比例放大器的主要特点 求出表4 2中的理论估算值 2 在输入端分别输入表4 3中各ui值 用万用表测量输出端uo的值 并与理论值进行比较 求其误差 4 积分运算电路 1 按照图4 4所示电路连线 接通 15V直流电源 分析积分电路的主要特点 由于此处加了一个电阻RF 因此实际上它是一个近似积分电路 2 在输入端输入频率为250Hz 幅度为 3V的方波 用示波器观察uo和ui的波形 记录它们的形状 周期和幅度 3 将电阻R1换成1k 重复 2 中内容并记录 4 将R1改回10k 输入端输入频率为160Hz 有效值为1V的正弦波 用示波器观察uo与ui的波形与相位差 并分别测量uo和ui的有效值 5 改变正弦波频率 50 300Hz 观察uo与ui的相位关系是否变化 幅值是否变化 5 微分运算电路 1 按照图4 5所示电路连线 接通 15V直流电源 分析微分电路的主要特点 图中两个二极管起保护作用 2 在输入端输入频率为160Hz 有效值为1V的正弦波 用示波器观察uo与ui的波形与相位差 并分别测量uo和ui的有效值 5 改变正弦波频率 50 300Hz 观察uo与ui的相位关系是否变化 幅值是否变化 五 实验报告要求 1 实验目的 2 实验原理 3 实验仪器 4 实验电路 5 实验内容及实验步骤 实验数据 6 整理实验数据 将测试数据与公式估算的数据相比较 分析误差原因 实验五场效应管放大电路 加深理解结型场效应管的工作特性 测定并绘制结型场效应管的转移特性及漏极特性曲线 一 实验目的 二 实验原理 图5 1转移特性曲线 图5 2输出特性曲线 1 直流稳压电源2 万用电表3 电阻器 电位器4 结型场效应管5 短接桥和连接导线若干 三 实验仪器与器件 四 实验内容 1 按图5 3接线 令VDS 10V 根据表5 1给定的VGS值 测量对应的ID 填入表中 2 令VDS 5V 重复步骤 1 并绘制转移特性曲线 图5 3测定转移特性电路 1 转移特性 表5 1 1 按图5 4接线 令VGS 0V 根据表5 2给定的VDS值 测量对应的ID 填入表中 2 令VGS 1V 重复步骤 1 并绘制输出特性曲线 2 输出特性 图5 3测定输出特性电路 表5 2 五 实验报告要求 1 实验目的 2 实验原理 3 实验仪器 4 实验电路 5 实验内容及实验步骤 实验数据 6 整理实验数据 绘制特性曲线 说明特性曲线各部分场效应管的工作情况 实验六RC正弦波振荡电路 1 进一步学习文氏桥振荡电路的工作原理和电路结构 2 学习振荡电路的调整与测量振荡频率的方法 一 实验目的 二 实验原理 1 直流稳压电源2 函数信号发生器3 双踪示波器4 交流毫伏表5 反馈放大模块ST20026 万用电表7 电阻 电容若干 三 实验仪器与器件 四 实验内容 1 按照图6 1所示原理图 选用 ST2002 模块进行连线 D和0V两点不连接 2 断开AB 调整静态工作点 调好后断开信号源并将AB短接 按照电路原理图接上电阻和电容 连接F I两点 组成文氏振荡器 3 用示波器观察输出波形 若无振荡则可调节RF1 直至输出稳定的正弦波为止 4 用示波器测量振荡频率并与计算值f 1 2 RC相比较 5 在电路维持稳定的情况下 记下幅值 断开FI 输入端加和振荡频率一致的信号电压 并使输出波形的幅值与原来振荡时的幅值相同 测量此时Vi Vo和VF 填入表6 1中 计算放大倍数Af 并与上述测量结果进行比较 检查此时是否满足Af 3的条件 五 实验报告要求 1 实验目的 2 实验原理 3 实验仪器 4 实验电路 5 实验内容及实验步骤 实验数据 6 由给定参数计算振荡频率并与实测值进行比较 分析误差产生原因 7 由测得的数据计算负反馈放大电路的放大倍数和反馈系数 与理论值比较 分析误差产生的原因 实验七直流稳压电路 1 掌握整流 滤波 稳压电路工作原理及各元件在电路中的作用 2 熟悉和掌握线性集成稳压电路技术指标的测量方法 一 实验目的 二 实验原理 直流稳压电源一般由整流 滤波 稳压三部分电路组成 整流变压器 将交流电源电压变换为符合整流需要的电压 整流电路 将交流电压变换为单相脉冲电压 滤波器 减小整流电压的脉动程度 以适合负载的需要 稳压环节 使输出的直流电压稳定 1 函数信号发生器2 双踪示波器3 交流毫伏表4 万用电表5 稳压块78126 二极管7 整流桥8 电容 电阻若干 三 实验仪器与器件 四 实验内容 1 按图7 1接线 电路接好后在A点处断开 测量并记录UA的波形 图7 1 2 断开负载RL 测量B点对地的电压uB并记录 2 改变负载电阻RL的阻值 测量输出电压uo 计算电流Io 观察负载电阻不同时对输出电压的影响 实验八温度检测及控制电路 一 实验目的 1 学习由双臂电桥和差动输入集成运放组成的桥式放大电路 2 掌握滞回比较器的性能和调试方法 3 学会系统测量和调试 二 实验原理 图8 1温度检测及控制电路 9013 三 实验设备 1 直流稳压电源2 双踪示波器3 函数信号发生器4 万用电表5 热敏电阻6 运算放大器7417 晶体管8 稳压管2CW2319 发光二极管 四 实验内容 1 差动放大电路 1 调零 2 令UA 0 2V UB 0 25V 测量输出电压Uo 3 将B点对地短路 A点输入f 100Hz VRMS 10mV的正弦信号 用示波器观察输出波形 测量Ui和Uo的电压 求放大倍数 2 桥式测温放大电路 1 室温下调节RW1使差放输出Uo1 0 2 确定温度系数K 0 25 假定 T U 0 25 T 20 3 滞回比较器电路 4 温度检测控制电路运行调试 1 按图接线 注意可调元件不能随意变动 2 根据所需控制的温度T确定对应的电压Uo1 3 调节RW4使比较器参考电压UR Uo1 4 用加热器升温 直至报警电路报警 LED发光 记下此时的电压Uo11及对应温度t1 5 降低热敏电阻的温度 记下电路解除报警时对应的电压Uo12和温度t2 根据t1和t2值 可得检测灵敏度t0 t2 t1 6 改变控制温度T 重复上述步骤 完成下表 实验九电压 电流表电路 一 实验目的 1 设计由运算放大器组成的电压 电流表 2 组装与调试自己设计的电压 电流表 二 实验原理 1 直流电压表电路 图9 1直流电压表电路 表头电流I与被测电压ui的关系为 2 直流电流表电路 表头电流I与被测电流I1的关系为 图9 2直流电流表电路 3 交流电压表电路 图9 3交流电压表电路 表头电流I与被测电压ui的关系为 4 交流电流表电路 图9 4交流电流表电路 表头读数由被测交流电流i的全波整流平均值I1AV决定 即I 1 R1 R2 I1AV 1 表头1个灵敏度100uA2 集成运放1个LM7413 二极管4只IN40074 整流桥1只 三 实验仪器与器件 四 实验内容 1 电路设计采用上述参考电路自行设计一只较完整的万用表 可用引接线进行量程切换 2 选择元器件及安装调试 1 表头 表头灵敏度小于100uA 内电阻2 2k左右 应根据测试电流的大小来选择表头量程 2 电阻 采用金属膜电阻 须用电桥校准 3 运放 输入电阻500k以上 输出电阻小 放大倍数104以上 4 运算放大的调试按惯例进行 电流电压表要用标准电流电压表校正 1 直流电压表 2 交流电压表 五 实验报告要求 1 实验目的 2 实验原理 3 实验仪器 4 画出完整的万用表设计电路 5 将万用表与标准表作测试比较 计算万用表各功能档的相对误差 分析误差原因