1、模拟电子技术基础实验须知1、为严肃实验纪律，规定如下：（1）学生不允许旷课或随意调换实验时间，旷课者无补做机会，本次实验成绩为零分。2 次（包含 2 次）以上旷课者，实验总成绩为零分。未经教师允许随意调换实验时间者以旷课论处。（2）每次实验前必须上交前一次实验的实验报告，实验报告不交的无补交机会，该次实验成绩为零分。2 次（包含 2 次）以上不交实验报告的，实验总成绩为零分。（3）请同学代写实验报告及抄袭实验报告者，本次实验成绩均为零分。（4）请同学代做实验者，双方均以旷课论处。（5）上课迟到者扣分，迟到十分钟以上者，扣除预习成绩，迟到 20 分钟以上者，本次实验成绩为零分。2、关于实验成绩的
2、给出实验成绩包含三部分：预习报告、实验操作、实验报告，每次实验的成绩综合这三部分给出。总成绩依据全部实验的成绩综合给出。3、关于预习及预习报告为避免盲目性，参加实验者应对实验内容进行预习。要明确实验目的要求，掌握与实验内容相关的基本原理，对预习思考题作出解答，初步估算(或分析)实验结果(包括参数和波形)，最后做出预习报告。实验前，教师要检查预习情况，并对学生进行提问，预习不合格者将被扣分，未写预习报告者，预习成绩为零分。4、关于实验操作学生应严格遵守实验室纪律。仪器设备和实验装置安放要适当。要认真记录实验条件和所得数据、波形(并进行分析判断所得数据、波形是否正确)。发生事故应立即切断电源，并报
3、告指导教师。实验完成后，必须经教师检查同意后才能拆除线路，清理现场。5、关于实验报告实验报告应当完整、准确，无明显错误；文理通顺，书写简洁；符号标准，图表齐全；波形使用坐标纸描绘。实验一 常用电子仪器的使用一、实验目的1、掌握常用电子仪器的主要技术指标、性能及正确使用方法。2、掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。二、实验原理在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方
4、便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图 11 所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。图 11 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1、示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点：1）寻找扫描光迹将示波器触发源置“CH1”或“CH2”，输入耦合方式置“常态”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度旋钮。扫描方式开关置
5、“自动”。适当调节垂直、水平“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。2）双踪示波器一般有五种显示方式，即“CH1”、“CH2”、“CH1CH2”三种单踪显示方式和“交替” “断续”二种双踪显示方式。 “交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。 “断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。3）为了显示稳定的被测信号波形， “触发源选择”开关一般选为内触发，使扫描触发信号取自示波器内部。4）扫描方式开关通常先置于“自动” ，调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态” ，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时，由于选择了较慢的扫
6、描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形不在 X 轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。5）适 当 调 节 “SEC/DIV”开 关 及 “VOLTS/DIV”开 关 使 屏 幕 上 显 示一二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“V OLTS/DIV 微 调 ”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时，应注意将“S EC/DIV 微 调 ”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置，一般情况下无需按下该旋钮。根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div ）与“VOLTS/DIV”开关指示值（v/
7、div）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div ）与“SEC/DIV”开关指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。2、函数波发生器函数波发生器在实验箱内，按需要可输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。波形可通过“波形选择”开关选定。函数波发生器输出的波形幅度通过“幅值衰减”开关和“幅值细调”旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数波发生器的输出信号频率可以通过“频率粗调”开关及“频率细调”旋钮进行调节。函数波发生器使用时，首先通过“频率粗调”开关确定频率范围，然后通过“波形选择”开关选定波形，再通过调节“幅值
8、细调”旋钮和“频率细调”旋钮即可得到所选信号波形。注意：函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。3、交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。预习思考题：1、正弦交流电压的有效值与电压峰值、峰峰值（Up-p）是什么关系？若有效值为 1V，峰值应为多少？2、周期与频率是什么关系？频率分别为 100Hz、1KHz、10KHz 的正弦波其周期应为多少？3、脉冲上升时间和下降时间是如何定义的？三、实验设备与器件电子线路实验学习机、双踪示波器、交流毫伏表四、实验内容1、用机内
9、校正信号对示波器进行自检。1) 扫描基线调节将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（CH1 或 CH2），输入耦合方式开关置“GND”，扫描方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节垂直“位移”和水平“位移”旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。2）测试“校准信号”波形的幅度、频率将示波器的“校准信号”通过专用电缆线引入选定的通道（CH1 或 CH2），触发源选择开关置 CH1 或 CH2。调节“ SEC/DIV”开 关 及 “VOLTS/DIV”开关 ，使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波
10、形。a. 测试“校准信号”幅度将“ SEC/DIV”开 关 及 “VOLTS/DIV”开 关 置适当位置，将“VOLTS/DIV 微 调 ”旋钮置于 “校准”位置，读取校准信号幅度，记入表11。不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用示波器的指示记录标准值。表 11被测量 实测值幅度 Up-p(V)频率 f(KHz)上升沿时间 s下降沿时间 s标准值：b. 测试“校准信号”频率将“S EC/DIV 微 调 ”旋钮置于“校准”位置，读取校准信号周期，记入表11。c 测量“校准信号”的上升时间和下降时间调节“ SEC/DIV”旋 钮 及 “VOLTS/DIV” 旋 钮 ，并移动波形，使方波波形在垂
11、直方向上正好占据中心轴上，且上、下对称，便于观察。通过调节“SEC/DIV”旋 钮 ，使波形在 X轴方向扩展，必要时可以将波形再扩展 5 倍，从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间，记入表 11。2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为 100Hz、1KHz、10KHz，有效值均为 1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。改变示波器“扫速”开关及“Y 轴灵敏度”开关等位置，测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表 12。表 12信号电压频率示波器测量值 信号电压毫伏表读数示波器测量值周期（ms）频率（Hz） （V）峰峰值（V）有效值（V）100Hz 1KHz
12、 10KHz 3、测量两波形间相位差用双踪显示测量两波形间相位差 按图 12 连接实验电路， 将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHz，幅值为 2V 的正弦波，经 RC 移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号 ui和 uR，分别加到双踪示波器的 CH1 和 CH2 输入端。将 CH1 和 CH2 输入耦合方式开关置“GND” ，调节 CH1、CH2 的移位旋钮，使两条扫描基线重合。将 CH1、CH2 输入耦合方式开关置“AC”档位，调节各旋钮使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形 ui及 uR，如图 13 所示。根据两波形在水平方向差距 X，及信号周期 XT，则可求得两波形相位
13、差。图 13 双踪示波器显示两相位不同的正弦波式中： X T 一周期所占格数X 两波形在 X 轴方向差距格数记录两波形相位差于表 13。表 13相 位 差一周期格数 两波形X 轴差距格数实 测 值 计 算 值XT X 实验二 晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、 学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。3、 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 21 为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用 RB1和 RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻 R
14、E，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号 ui后，在放大器的输出端便可得到一个与 ui相位相反，幅值被放大了的输出信号 u0，从而实现了电压放大。图 21 共射极单管放大器实验电路在图 21 电路中，当流过偏置电阻 RB1和 RB2 的电流远大于晶体管 T 的基极电流 IB时（一般 510 倍） ，则它的静态工作点可用下式估算电压放大倍数输入电阻输出电阻1、 放大器静态工作点的测量与调试1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号 ui0 的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流 IC以及
15、各电极对地的电位 UB、U C和 UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压 UE或 UC，然后算出 IC的方法。2) 静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流 IC（或 UCE）的调整与测试。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。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时 uO的负半周将被削底，如图 22(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即 uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显） ，如图 22(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输
16、入电压 ui，检查输出电压 uO的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。(a) (b)图 22 静态工作点对 uO波形失真的影响改变电路参数 UCC、R C、R B（R B1、R B2）都会引起静态工作点的变化，但通常多采用调节偏置电阻 RB2的方法来改变静态工作点，如减小 RB2，则可使静态工作点提高等。要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线
17、的中点。2、放大器动态指标测试放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。1) 电压放大倍数 AV的测量调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压 ui，在输出电压 uO不失真的情况下，用交流毫伏表测出 ui和 uo的有效值 Ui和 UO，则2) 输入电阻 Ri的测量为了测量放大器的输入电阻，按图 24 电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻 R，在放大器正常工作的情况下， 用交流毫伏表测出US和 Ui，则根据输入电阻的定义可得图 24 输入、输出电阻测量电路测量时应注意下列几点: 由于电阻 R 两端没有电路公共接地点，所以测量
18、 R 两端电压 UR时必须分别测出 US和 Ui，然后按 URU SU i求出 UR值。 电阻 R 的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取 R与 Ri为同一数量级为好，本实验可取 R12K。3) 输出电阻 R0的测量按图 2-4 电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载 RL的输出电压 UO和接入负载后的输出电压 UL，根据即可求出三、实验设备与器件电子线路实验学习机、双踪示波器、交流毫伏表、万用表四、实验内容建议：1.由于本实验使用模块，接线时应尽量利用模块上的元件，以减少接线数量，便于检查测量。2.连线应尽量短，颜色搭配合理，如+12V 为红色线，GND 为黑色线等
19、，利于检查线路。1、调试静态工作点按图 2-1 接线。注意仪器地线的连接。函数信号发生器暂不连接。接通直流电源前，先将 RW调至最大，接通12V 电源、调节 RW，使 UE2.0V（即IC2.0mA） ， 用直流电压表测量 UB、U E、U C及用万用表测量 RB2值。记入表21。表 2-1 UE2.0V测 量 值 计 算 值UB（V） UE（V） UC（V） RB2（K） UBE（V） UCE（V） IC（mA）预习思考题：1） 为什么 UE2.0V 即可认为 IC2.0mA？2） UB、U E、U C如何测量？3） Rw 应如何连接？R B2值应如何测量？4） UBE应为多大？2、测量电压
20、放大倍数调整信号发生器使之产生频率为 1KHz 的正弦信号 uS，将信号发生器输出端接入放大器输入端，调节信号发生器的幅值调节旋钮使放大器输入电压 ui 为10mV（使用交流毫伏表测量） ，同时用示波器观察放大器输出电压 uO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 uO值，并用双踪示波器观察 uO和 ui的相位关系，记入表 22。表 22 U E2.0V u i mVRC（K） RL(K) uo(V) AV 观察记录一组 uO和 u1波形2 1 2 2 预习思考题：1）“使放大器输入电压 ui 为 10mV”中的 Ui应在何位置，使用什么仪器测量？2）R L为是如何实现的？
21、3）u O和 ui应有着怎样的相位关系？3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置 RC2K，R L，u i为 10mV，调节 RW，用示波器监视输出电压波形，在 uO不失真的条件下，使用交流毫伏表记录下 uO值，然后关闭信号源，使用直流电压表测量 UE，选择几组适合的 UE和 uO记入表 23。表 23 R C2K R L u i mVUE (V) 2.0 UO(V) AV 预习思考题：1） 调节 RW是怎么影响静态工作点的？2） 电压放大倍数 AV如何计算？4、观察静态工作点对输出波形失真的影响置 RC2K，R L， 首先关闭信号源，调节 RW使 UE2.0V，再测出 UC值，据此得出 UCE。然后打开信号源，逐步加大输入信号，使输出电压 u0 足够大但不失真，画出此时不失真的波形。保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出 u0的波形，并测出失真情况下的 UE和 UCE值，记入表 24 中。每次测 UE和 UCE 值时都要将信号源关闭，使用直流电压表测量。表 24 R C2K R L U i mVUE (V) UCE(V) u0波形 失真情况 管子工作状态2.0
