实验四 差分放大器
实验目的：
1、掌握差分放大器偏置电路的分析和设计方法；
2、掌握差分放大器差模增益和共模增益特性，熟悉共模增益概念；
3、掌握差分放大器差模传输特性。
实验内容：
一、实验预习
根据图4-1所示电路，计算该电路的性能参数。已知晶体管的导通电压)(on BE V =0.55，β=500，|V |A =150V ，试求该电路中晶体管的静态电流CQ I ，节点1和2的直流电压1V 、2V ，晶体管跨导m g ，差模输入阻抗id R ，差模电压增益d A v ，共模电压增益vc A 和共模抑制比
CMR K ，请写出详细的计算过程，并完成表4-1。
图4-1. 差分放大器实验电路
CQ
I （mA ） 1V （V ） 2V （V ） m g （mS ） id R
（k Ω） d A v
vc A
CMR K
1.03
2.94
2.94
39.62
11.16
-79.24
-2
19.81
计算过程如下：
58
178
5.0255.010?+=
?++BQ BQ I I β 所以，≈BQ I 2.06μA
mA 03.1≈=BQ CQ I I β
V I V V Q 94.22521=-==
S V I g T
CQ m m 62.39≈=
Ω≈==k R g R r R e
b id 16.11//2//27m
7）（）（，β
24.79g //-g 2m 2m v -≈-≈=R r R A ce d ）
（ 22-
1
2
vc -==R R A 81.19|2
/|
vd ==vc
CMR A A K
二、仿真实验
1、在Multisim 中设计差分放大器，电路结构和参数如图4-1所示，进行直流工作点分析（DC 分析），得到电路的工作点和电压，完成表4-2，并与计算结果对照。
仿真设置：Simulate--Analyses--DC Operating Point ，设置需要输出的电压或者电流。
2、在图4-1所示电路中，固定输入信号频率为2kHz ，输入不同信号幅度时，测量电路的差模增益。采用Agilent 示波器（Agilent Oscilloscope ）观察输出波形，测量输出电压的峰峰值（peak-peak ），通过“差模输出电压峰峰值/差模输入电压峰峰值”计算差模增益d A v ，用频谱仪器观察节点1的基波功率和谐波功率，并完成表4-3。 表4-3：
基波功率P1（dBm ） -23.535 -3.792 1.517 二次谐波功率P2
（dBm ） -96.401 -56.554 -44.954 三次谐波功率P3
（dBm ）
-103.321
-43.822
-27.179
①输入信号单端幅度1mV ：
峰峰值为291.78mV ；==
id
d V V A 2od
v 72.945。 ②输入信号单端幅度10mV ：
峰峰值为2.81V ；==
id
d V V A 2od
v 70.25。 ③输入信号单端幅度20mV ：
峰峰值为5.04V ；==
id
d V V A 2od
v 63。 仿真设置：Simulate--Run ，也可以直接在Multisim 控制界面上选择运行。在示波器中观察输出电压可以采用数学运算方式显示，即用1通道信号减2通道信号，显示设置按钮可以设置数学运算模式下的示波器显示参数。
思考：表4-3中的d A v 在不同输入信号幅度的时候一样吗？若不一样，请解释原因？ 答：d A v 在不同输入信号幅度的时候不一样。可能是因为，当d V i 足够小时，在原点附近d V i 的很小变化范围内差模传输特性曲线可以看作是一段直线，直线的斜率为m g ，但是事实上并不是一条直线，则m g 的值也随着d V i 的不同而略有变化。并且差模电压增益为
,
m v -g L d R A ?=，m g 的不同会造成d A v 的偏差。此外，当信号幅度增大时，对直流工作点
有影响，增益不同，而且信号幅度越大，失真越严重，产生更多的高频谐波。
3、在图4-1所示电路中，将输入信号V2的信号幅度设置为10mV （Vpk ，信号振幅），频率为2kHz ，输入信号V3的信号幅度设置为0，仿真并测量输出信号幅度。若输出信号V1和V2的幅度不一致，请解释原因，并写出详细的计算和分析过程，计算过程可以直接采用表4-1中的性能参数。
仿真设置：Simulate--Run ，也可以直接在Multisim 控制界面上选择运行，通过Agilent 示波器测量输出波形幅度。
答：由图中可知，输出信号V1的peak-peak=703.29mV ，V2的peak-peak=741.45mV 。因此，实际测得电压的峰峰值稍有不同。
原因可能是，测量单端输出电压时需要考虑共模的增益，而双端输出时，不需要考虑共模的增益，而共模增益带来了幅度的略微差别。
将输入信号分解为差模和共模信号后，因为差模信号对于两边是大小相等方向相反的，而且差模增益比较大，所以决定了主要的输出信号的波形，即峰峰值大小相近，相位差180度；而共模信号虽然是大小相等方向相反，但因为共模增益比较小，所以对输出的波形影响比较小，形成了两信号幅度上略微的不一致。 计算过程如下： （1）计算值：
mV V V V mV V V V mV V A V mV
V A V V
V V V V V V V V V mV V o o id vd ic vc 2.3862
1
2.40621
4.79210m 10)(m 5)(21
模两者既非差模，也非共,0,10od oc
2od oc 1od oc 32id
32ic 32-=-=-=+=-=?=-=?==-==+===
（2）仿真值：
V
V V
V
V V o o m 725.37045.7412
1
21m 645.35129.7032
1
212211=?===?==
由计算可以发现，两输出端的信号幅度存在差异，方向相反，数值与仿真结果基本一致。
4、在图4-1所示电路中，将输入信号V2和V3设置成共模输入信号--信号频率2kHz ，信号幅度10mV ，相位都为。
0，仿真并测量输出信号的幅度，计算电路的共模增益，并与计算结果对照。
输出信号幅度如下：由于是共模信号，当V2-V3时，输出基本为0。对于共模信号，输出应为一端的输出电压值，此电路的输出应为38.25mV 。
观察信号输出幅度图，可知： 仿真值：9125.120
25
.38vc ==
A 而计算值：222-
1
2vc -=-==R R
R R A SS D 通过比较计算值与仿真值，可以认为计算值与仿真值基本一致。
思考：若需要在保证差模增益不变的前提下提高电路的共模抑制能力，即降低共模增益，可以采取什么措施？请给出电路图，并通过仿真得到电路的共模增益和差模增益。
仿真设置：Simulate--Run，也可以直接在Multisim控制界面上选择运行，通过Agilent示波器测量输出波形幅度。
修改后电路图如下：
①差模输出波形：
所以，79m 2058.1-
vd -==V
V
A ，即差模增益保持不变。
②共模输出波形：
所以，02019.7-
vd ≈=mV
V
A μ，即共模增益大大减小。
由以上计算过程可知，电路满足要求。
5、采用图4-2所示电路对输入直流电压源V2进行DC 扫描仿真，得到电路的差模传输特性。
①电压扫描范围1.35--1.75V ，扫描步进1mV ，得到电阻R2和R3中电流差随V2电压的变化曲线，即输出电流的差模传输特性，并在差模输出电流的线性区中点附近测量其斜率，得到差分放大器的跨导，并与计算结果对照（55.0）on （=BE V ，β=500）；
图4-2. 差分放大器传输特性实验电路1
答：输出电流的差模传输特性：
由图知，线性区中点附近斜率为：9.6678m，故差分放大器的跨导为：9.6678mS。
计算值为：39.62mS。
②若将V3电压改为1V，再扫描V2的电压，扫描范围0.8--1.2V，扫描步进1mV，与①中一样，通过仿真得到差模传输特性，在传输特性的线性区测量差分放大器的跨导，并与计算结果对照。
答：输出电流的差模传输特性：
由图知，线性区中点附近斜率为：4.5110m，故差分放大器的跨导为：4.5110mS。
计算值为：18.04mS。
③若将图4-2中的电阻R1改为理想直流电流源，如图4-3所示。与②中一样，固定V3电压为1V，扫描V2的电压，扫描范围0.8--1.2V，扫描步进1mV，通过仿真得到差模传输特性，并与②中仿真结果对照，指出二者结果的异同并给出解释。
图4-3. 差分放大器传输特性实验电路2
答：输出电流的差模传输特性：
由图知，线性区中点附近斜率为：9.9466m，故差分放大器的跨导为：9.9466mS。
计算值为：39.79mS。
思考：
a.在仿真任务①中，若V2的电压扫描范围改为0V--5V，测量电源电压V2和V3中的电流，即三极管的基极电流，与理论分析一致吗？参考硬件实验中给出的MA T02EH内部电路，给出解释。硬件实验中，由于误操作，三极管基极可能接地或者接电源，若电流过大，可能导致晶体管损坏，如何避免这种误操作导致的基极电流过大？
答：V2和V3基极电流：
V2和V3中的电流与理论分析不一致。因为基极电压过大，导致MAT02EH中的BE两点之间的二极管被击穿，基极电流从而不断变大。实验时，可以在接入差分对管之前，先测定基极的电压强度，若明显过大则调整至合适的电压时再接入差分对管。
b.比较仿真任务①和②，差模输出电流V2的变化趋势一样吗？若有差异，原因是什么？
仿真设置：Simulate--Analyses--DC Operating Point，设置扫描电压源及扫描范围和步进，需要输出的电压或者电流。差模电流通过表达式计算得到。在仿真结果中通过标尺完成测量，设置如下：Grapher view--Cursor--Show Cursor，然后拖动标尺测量。
答：
仿真①：
仿真②：
由以上两幅图可知，仿真①和②的变化趋势一样，但斜率不同。因为设置的基极电压工作点不同，导致直流工作点的电流不同，一个为1mA ，一个为0.5mA ，使得输出电流的大小有很大的差别。
三、硬件实验
1、按照图4-1所示电路在面包板上设计电路，并进行测试和分析。本实验采用POCKET LAB 实验平台提供的直流+5V 电源、信号发生器和示波器。信号发生器产生差分信号，示波器采用双通道同时显示。差分对管MAY02EH 的封装形式为TO-78，可以参阅该产品的数据手册。 ①测量电路各点的直流工作点，完成表4-4。 表4-4：
1V （V ）
2V （V ）
3V （V ）
5V （V ）
6V （V ）
3.08
3.07
0.96
1.58
1.55
思考：若直流电压V1和V2不一样，可能是什么原因？如何调整电路可以使得输出直流电压V1和V2更加一致？
答：直流电压V1和V2不一样。原因可能是MA T02EH 管并非完全对称的，电路搭设时两边所使用的导线排布也非完全对称的。可以在电压低的地方加一个补偿电压，或者抬高电压高的地方的电阻，降低其电压。或者在电路中接入可变电阻进行调节，与其中一只2k Ω电阻串联，直到把直流电压V1和V2调成一致。
②采用POCKET LAB 信号发生器产生差分信号，通过示波器同时观测两路输出波形。设置合理的显示参数并截图，根据截图数据中的波形峰峰值计算电路的差模增益。请提交输入信号单端振幅为10mV ，频率为2kHz 的两路输出波形，并根据示波器显示的输出峰峰值计算差模增益d A v 。 两路输出波形为：
526.7620
5
.153021
21pp v ==+=ipp pp d V V V A ）
（
③将两路输入信号改为相同的信号，频率2kHz ，振幅为10mV ，得到两路输出信号的波形并提交截图。 两路输出波形为：
2、差模传输特性
按照图4-4所示电路在面包板上设计电路，并测试差模传输特性。图中R7为0--10kΩ可变电阻。V1采用POCKET LAB信号发生器产生1.6V直流电压（信号幅度为0，DC OFFSET 为1.6V）。
图4-4. 差模传输特性硬件实验电路图
①R4=R5=1kΩ，手动调节可变电阻R7，逐点测量节点8电压，节点4及节点7的电压差（通过该电压差计算差模电流），在1.6V附近步长可以取小一点，提高测量精度，过了限幅区步长可以增加。根据测量数据，以节点8电压为X轴，差模输出电流为Y轴，得到电路的差模传输特性，并在差模输出电流0附近测量其斜率，即放大器跨导。
R4=R5=1kΩ时：
差模传输特性图：
运用origin内部工具，得到以下各点斜率：
g=19.91mS
因此，跨导
m
②R4=R5=20kΩ，重复①中的测量，并得到差模传输特性及其斜率。根据①和②的测量结果。对比分析串联电阻对差模传输特性的影响，并给出理论分析过程。
R4=R5=20kΩ时：
V/V 差模输出电流/A
8
0.5264-0.00100304
0.7500-0.00100302
0.9524-0.00100302
差模传输特性图：
运用origin 内部工具，得到以下部分斜率截图：
因此，跨导m g =10.78mS
分析：根据双极型管差分放大器的差模传输特性，此题中的电路可以等效为在简化差分放大电路的基础上，在基极串联了R4和R5。根据公式，ID T
CQ
C C v V I =
-21i i ，但是将简化电
路改进后，等式右边的ID v 将会变为q
ID
v （q>1），此时等式左边形式不变，右边的斜率变小，即m g 减小。
思考：若固定电阻R7=8k Ω，在1.4V--1.8V 范围内逐渐改变节点5电压（可以采用POCKET LAB 信号发生器产生连续不同的直流电压），以节点5电压为X 轴，差模输出电流为Y 轴，同样在R4=R5=1k Ω和R4=R5=20k Ω两种条件下得到差模传输特性的斜率，这两种斜率之间的倍数关系和实验①与②之间的倍数关系相同吗？为什么？ （1）R4=R5=1k Ω时：
差模传输特性图：
实验四线性电路叠加性和齐次性验证表4—１实验数据一(开关S3 投向R3侧) 表4—２实验数据二(S3投向二极管VD侧 ) 1．叠加原理中U S1, U S2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否将要去掉的电源（U S1或U S2）直接短接？ 答: U S1电源单独作用时，将开关S1投向U S1侧，开关S2投向短路侧； U S2电源单独作用时，将开关S1投向短路侧，开关S2投向U S2侧。 不可以直接短接，会烧坏电压源。 2．实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性还成立吗？为什么？ 答：不成立。二极管是非线性元件，叠加性不适用于非线性电路（由实验数据二可知）。
实验五电压源、电流源及其电源等效变换表5－1 电压源（恒压源）外特性数据 表5－2 实际电压源外特性数据 表5－3 理想电流源与实际电流源外特性数据 3．研究电源等效变换的条件
图（a ）计算)(6.117S S S mA R U I == 图（b ）测得Is=123Ma 1． 电压源的输出端为什么不允许短路？电流源的输出端为什么不允许开路？ 答：电压源内阻很小，若输出端短路会使电路中的电流无穷大；电流源内阻很大，若输出端开路会使加在电源两端的电压无穷大，两种情况都会使电源烧毁。 2． 说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？ 答：电压源具有端电压保持恒定不变，而输出电流的大小由负载决定的特性； 电流源具有输出电流保持恒定不变，而端电压的大小由负载决定的特性； 其输出在任何负载下能保持恒值。 3． 实际电压源与实际电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，下降的快慢受哪个参数影 响？ 答：实际电压源与实际电流源都是存在内阻的，实际电压源其端电压U 随输出电流I 增大而降低，实际电流源其输出电流I 随端电压U 增大而减小，因此都是呈下降变化趋势。下降快慢受内阻R S 影响。 4．实际电压源与实际电流源等效变换的条件是什么？所谓‘等效’是对谁而言？电压源与电流源能否等效变换？ 答：实际电压源与实际电流源等效变换的条件为： （1）实际电压源与实际电流源的内阻均为RS ； （2）满足S S S R I U =。 所谓等效是对同样大小的负载而言。 电压源与电流源不能等效变换。
.东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电子电路实践 第二次实验 实验名称： 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室：实验组别：无 同组人员: 实验时间： 评定成绩：审阅老师：团雷鸣
实验报告 实验目的： 1、了解运放在信号积分和电流、电压转换方面的应用电路及参数的影响。 2、掌握积分电路和电流、电压转换电路的设计、调试方法。 3、了解精密半波整流电路及精密全波整流电路的电路组成、工作原理及参数估 算 4、学会设计、调试精密全波整流电路，观测输出、输入电压波形及电压传输特 性。 实验原理： 1、积分电路：运用下图所示电路，可构成运放积分电路，R2为分流电阻，用于稳定直流增益，以避免直流失调电压在积分周期内的积累导致运放饱和，一般取R2=10R1.输出电压与输入电压呈积分关系。 2、同相型电压/电流转换电路：利用如下图所示电路，可以构成电压/电流转换电路。由“虚短”“虚断”原理知，I L=Vi/R1，该电路属于电流串联负反馈电路，电路的输入电阻极高，其闭环跨导增益1/R1即为电路的转换系数。电路可实现线性的电压/电流转换。 3、精密整流电路：利用二极管的单向导电性，可以组成半波及全波整流电路。但由于二极管存在正向导通压降、死去压降、非线性伏安特性及其温度漂移，故当用于对弱信号进行整流时，必将引起明显的误差，甚至无法正常整流。如果将二极管与运放结合起来，将二极管至于运放的负反馈回路中，则可将上述二极管的非线性及其温漂等影响降低至可以忽略的程度，从而实现对弱小信号的精密整流或线性整流。
实验内容： 1、积分电路 用741设计一个满足下列要求的基本积分电路：输入V ip-p=1V、f=10kHz的方波。设计R、C值，测量积分输出电压波形；改变f值观察v0波形变化，并找出当f接近什么值的时候，电路近似一个反响比例运算电路。 2、同相输入比例运算电路 用741组成一个同向型电压/电流转换电路，并完成表中所列数据的测量。 3精密半波整流电路： （1）、依照10-1连接电路，原件参数：R1=R2=10K?，同时在电位器和±15V 电源之间接入510?限流电阻。 （2）、Vi输入一个频率为100Hz的正弦交流信号，有效值分别为5V、1V、10mV，用示波器观察输入输出信号波形，对结果进行分析比较。 （3）、用示波器的X-Y显示方式测试该电路的电压传输特新，调节Vi幅度，找出输出的最大值V omax。 4、精密全波整流电路 （1）、图10-2的精密全波整流电路如下图。R=10K?，电源电压±10V，二极管为1N4148。 （2）、搭接电路，重复半波整流电路（2）（3）的内容。
自动控制原理实验 实验报告 实验三闭环电压控制系统研究 学号姓名 时间2014年10月21日 评定成绩审阅教师
实验三闭环电压控制系统研究 一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、预习与回答： （1）在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？ 答：负反馈闭环，不是单纯的加减问题，它是通过增量法实现的，具体如下： 1.系统开环； 2.输入一个增或减的变化量； 3.相应的，反馈变化量会有增减； 4.若增大，也增大，则需用减法器； 5.若增大，减小，则需用加法器，即。 （2）你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？ 答：闭环更接近。因为在开环系统下出现扰动时，系统前部分不会产生变化。故而系统不具有调节能力，对扰动的反应很大，也就会与2V相去甚远。 但在闭环系统下出现扰动时，由于有反馈的存在，扰动产生的影响会被反馈到输入端，系统就从输入部分产生了调整，经过调整后的电压值会与2V相差更小些。 因此，闭环的电压值更接近2V。 （3）学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？ 答：应当是系统的整体框架及误差调节部分。对于一个系统，功能部分是“被控对象”部分，这部分可由对应专业设计，反馈部分大多是传感器，因此可由传感器的专业设计，而自控原理关注的是系统整体的稳定性，因此，控制系统设计中心就要集中在整个系统的协调和误差调节环节。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。
实验指导书思考题及答案 实验2.6 电压比较器电压比较器、、波形发生电路 实验实验预习预习 1）理论计算图2-23电路中，上限门电压U T+= 0.73V ；下限门电压U T—= -0.73V 。答：112OH T RU U R R +=+, 112 OL T RU U R R ?=+，其中U OH =8V ，U OL = - 8V 2）计算 RC 正弦波发生器（图2-24）的输出振荡频率fo= 159Hz 。 答：12f RC π=，其中R=10K ，C=0.1μF 。 实验总结 1、总结电压比较器的工作原理。 答：比较器是一种用来比较输入信号ui 和参考信号U REF 的电路。这时运放处于开环状态，具有很高的开环电压增益，当ui 在参考电压U REF 附近有微小的变化时，运放输出电压将会从一个饱和值跳变到另一个饱和值。 2、将滞回比较器的门限电压理论值和实测值进行比较 ，并分析误差原因。 答：门限电压理论值为112OH T RU U R R += +，112 OL T RU U R R ?=+。稳压二极管稳压值不是正好±8V ，电阻R 1和R 2阻值的误差。 3、思考题：当滞回比较器输入交流信号U im 值小于门限电压U T 时，比较器输出会出现什么情况？ 答：比较器的输出不会发生跳变，输出为保持为-8V 或者+8V 。 表2-20 选定正确的操作方法（正确的在方框内画√，错误的在方框内画×） 项 目 操作方法 运算放大器使用 运算放大器使用时须提供直流电源（±12V 和地）（√） 运算放大器须检测好坏，方法是开环过零（√） 电压比较器仍须要调零（╳） 滞回比较器 利用滞回比较器将输入的正弦波转换为输出的矩型波，对输入信号幅值大小没有要求（╳）
电路实验 实验报告 第二次实验 实验名称：弱电实验 院系：信息科学与工程学院专业：信息工程姓名：学号：
实验时间：年月日 实验一：PocketLab的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理 一、仿真实验 1.电容伏安特性 实验电路： 图1-1 电容伏安特性实验电路 波形图：
图1-2 电容电压电流波形图 思考题： 请根据测试波形，读取电容上电压，电流摆幅，验证电容的伏安特性表达式。 解：()()mV wt wt U C cos 164cos 164-=+=π， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=??? ? ? -=π，us T 500=； ()mA wt R U I I R R C sin 213.0== =∴，ππ40002==T w ； 而()mA wt dt du C C sin 206.0= dt du C I C C ≈?且误差较小，即可验证电容的伏安特性表达式。 2.电感伏安特性 实验电路： 图1-3 电感伏安特性实验电路 波形图：
图1-4 电感电压电流波形图 思考题： 1.比较图1-2和1-4，理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。对于电感而言，电压相位 超前 （超前or 滞后）电流相位；对于电容而言，电压相位 滞后 （超前or 滞后）电流相位。 2.请根据测试波形，读取电感上电压、电流摆幅，验证电感的伏安特性表达式。 解：()mV wt U L cos 8.2=， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=??? ? ? -=π，us T 500=； ()mA wt R U I I R R L sin 213.0===∴，ππ 40002==T w ； 而()mV wt dt di L L cos 7.2= dt di L U L L ≈?且误差较小，即可验证电感的伏安特性表达式。 二、硬件实验 1.恒压源特性验证 表1-1 不同电阻负载时电压源输出电压 电阻()Ωk 0.1 1 10 100 1000 电源电压（V ） 4.92 4.98 4.99 4.99 4.99 2.电容的伏安特性测量
东南大学 电机实验报告 姓名：学号： 专业：自动化 组员： 时间：2014年6月
实验一、二电器控制（一、二） 一、实验目的 1、了解接触器、按扭等元件的功能特点，掌握其工作原理及接线方法； 2、学会使用接触器、按钮组合控制风扇开关。 二、实验原理 1. 接触器型号划分 在电工学上。接触器是一种用来接通或断开带负载的交直流主电路或大容量控制电路的自动化切换器，主要控制对象是电动机，此外也用于其他电力负载，如电热器，电焊机，照明设备，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用/。接触器控制容量大。适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统 中的重要元件之一。通用接触器可大致分以下两类。 （1）交流接触器。主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置等组成。常用的是CJ10、CJ12、CJ12B等系列。 （2）直流接触器。一般用于控制直流电器设备，线圈中通以直流电，直流接触器的动作原理和结构基本上与交流接触器是相同的。 但现在接触器的型号都重新划分了。都是AC系列的了。 AC-1类接触器是用来控制无感或微感电路的。 AC--2类接触器是用来控制绕线式异步电动机的启动和分断的。 AC-3和AC--4接触器可用于频繁控制异步电动机的启动和分断。 2. 交流接触器（CJX1-12） 实验室所用的是交流接触器（CJX1-12）如下图所示
铭牌如下 工作原理 当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。 使用接法 1、一般三相接触器一共有8个点，三路输入，三路输出，还有是控制点两个。输出和输入是对应的，很容易能看出来。如果要加自锁的话，则还需要从输出点的一个端子将线接到控制点上面。 2、首先应该知道交流接触器的原理。他是用外界电源来加在线圈上，产生电磁场。加电吸合，断电后接触点就断开。知道原理后，外加电源的接点，也就是线圈的两个接点，一般在接触器的下部，并且各在一边。其他的几路输入和输出一般在上部。还要注意外加电源的电压是多少（220V或380V），一般都标得有。并且注意接触点是常闭还是常开。
实验一 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式方法和测量方法。 2．掌握放大器电压放大倍数的测试方法及放大器参数对放大倍数的影 响。 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2—1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。偏置电阻R B1、R B2组成分压电路，并在发射极中接有电阻R 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后，在放大器的输出端便可得到一个与输入信号相位相反、幅值被放大了的输出信号，从而实现了电压放大。 三、实验设备 1、 信号发生器 2、 双踪示波器 3、 交流毫伏表 4、 模拟电路实验箱 5、 万用表 四、实验内容 1．测量静态工作点 实验电路如图1所示，它的静态工作点估算方法为： U B ≈ 2 11B B CC B R R U R +? 图1 共射极单管放大器实验电路图
I E ＝ E BE B R U U -≈Ic U CE = U C C －I C （R C ＋R E ） 实验中测量放大器的静态工作点，应在输入信号为零的情况下进行。 1）没通电前，将放大器输入端与地端短接，接好电源线（注意12V 电源位置）。 2）检查接线无误后，接通电源。 3）用万用表的直流10V 挡测量U E = 2V 左右，如果偏差太大可调节静态工作点（电位器RP ）。然后测量U B 、U C ，记入表1中。 表1 B2所有测量结果记入表2—1中。 5）根据实验结果可用：I C ≈I E ＝E E R U 或I C ＝C C CC R U U - U BE ＝U B －U E U CE ＝U C －U E 计算出放大器的静态工作点。 2．测量电压放大倍数 各仪器与放大器之间的连接图 关掉电源，各电子仪器可按上图连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起后接在公共接地端上。 1）检查线路无误后，接通电源。从信号发生器输出一个频率为1KHz 、幅值为10mv （用毫伏表测量u i ）的正弦信号加入到放大器输入端。 2）用示波器观察放大器输出电压的波形，在波形不失真的条件下用交流毫
模电实验教案实验 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
课程教案 课程名称：模拟电子技术实验 任课教师：何淑珍 所属院部：电气与信息工程学院 教学班级：自动化1301-02 教学时间：2014 —2015学年第二学期
湖南工学院课程基本信息
实验一单管共射放大电路的研究 一、本次实验主要内容 按要求连接实验电路，调试静态工作点，测量电压放大倍数、输入电阻、输出电阻，分析静态工作点对输出波形失真的影响。 二、教学目的与要求 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；掌握放大器各性能指标及最大不失真输出电压的测试方法；熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 三、教学重点难点 1、静态工作点调试； 2、输入电阻、输出电阻的测量。 四、教学方法和手段 课堂讲授、操作、讨论； 五、作业与习题布置 完成实验报告
实验一单管共射放大电路的研究(验证性) 1. 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。 2. 实验设备与器材 实验所用设备与器材见表1.1。 3. 实验电路与说明 实验电路如图1.1所示，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R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R 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u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i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。安装电路时，要注意电解电容极性、直流电源正负极和信号源的极性。
实验五场效应管放大器 一、实验目的 1. 学习场效应管放大电路设计和调试方法； 2. 掌握场效应管基本放大电路的设计及调整、测试方法。 二、实验原理 1. 场效应管的主要特点 场效应管是一种电压控制器件，由于它的输入阻抗极高（一般可达上百兆、甚至几千兆），动态范围大，热稳定性好，抗辐射能力强，制造工艺简单，便于大规模集成。 因此，场效应管的使用越来越广泛。 场效应管按结构可分为MOS型和结型，按沟道分为N沟道和P沟道器件，按零栅压源、漏通断状态分为增强型和耗尽型器件，可根据需要选用。那么，场效应管由于结构上 的特点源漏极可以互换，为了防止栅极感应电压击穿要求一切测试仪器，都要有良好 接地。 2. 结型场效应管的特性 (1) 转移特性（控制特性）：反映了管子工作在饱和区时栅极电压VGS对漏极电流ID 的控制作用。当满足|VDS|>|VGS|－|VP|时，ID对于VGS的关系曲线即为转移特性曲线。如图1所示。由图可知。当VGS=0时的漏极电流即为漏极饱和电流IDSS，也称 为零栅漏电流。使ID=0时所对应的栅极电压，称为夹断电压VGS=VGS(TH)。 ⑵转移特性可用如下近似公式表示： I D=I DSS1? V GS V GS TH 2 （当0≥V GS≥V p) 这样，只要I DSS和V GS TH确定，就可以把转移特性上的其他点估算出来。转移特性的斜率为： g m=ΔI D GS 它反映了VGS对ID的控制能力，是表征场效应管放大作用的重要参数，称为跨异。一般为0.1~5mS（mA/V）。它可以由式1求得：
g m=? 2I DSS GS（TH）?1? V GS GS TH ⑶输出特性（漏极特性）反映了漏源电压VDS对漏极电流ID的控制作用。图2为N 沟道场效应管的典型漏极特性曲线。 由图可见，曲线分为三个区域，即Ⅰ区（可变电阻区），Ⅱ区（饱和区），Ⅲ区（截止区）。饱和区的特点是VDS增加时ID不变（恒流），而VGS变化时，ID随之变化（受控），管子相当于一个受控恒流源。在实际曲线中，对于确定的VGS的增加，ID 有很小的增加。ID对VDS的依赖程度，可以用动态电阻rDS表示为： r DS=ΔV DS ΔI D 在一般情况下，rDS在几千欧到几百欧之间。 ⑶图示仪测试场效应管特性曲线的方法： ①连接方法：将场效应管G、D、S分别插入图示仪测试台的B、C、E。 ②输出特性测试：集电极电源为+10v,功耗限制电阻为1kΩ；X轴置集电极电压1V/度，Y轴置集电极电流0.5mA∕度；与双极型晶体管测试不同为阶梯信号，由于场效应管 为电压控制器件，故阶梯信号应选择阶梯电压，即：阶梯信号：重复、极性：一、阶 梯选择0.2V∕度，则可测出场效应管的输出特性，并从特性曲线求出其参数。 ③转移特性测试：在上述测试的基础上，将X轴置基极电压0.2V∕度，则可测出场效应管的转移特性，并从特性曲线求出其参数。 ⑷场效应管主要参数测试电路设计： ①根据转移特性可知，当VGS=0时，ID=IDSS，故其测试电路如图3所示。②根据 转移特性可知，当ID=0时，VGS=VGS(TH)，故其测试电路如图4所示。 3. 自给偏置场效应管放大器 自给偏置N沟道场效应管共源基本放大器如图5所示，该电路与普通双极型晶体管放 大器的偏置不同，它利用漏极电流ID在源极电阻RS上的压降IDRs产生栅极偏压，即： VGSQ=-IDRS 由于N沟道场效应管工作在负压，故此称为自给偏置，同时Rs具有稳定工作点的作用。该电路主要参数为：电压放大倍数：AV=V0/Vi=-gmRL；?=RD‖RL‖rDS式中：RL；输入电阻：Ri≈RG输出电阻：RO=RD‖rDS；
东南大学自动控制实验室 实验报告 课程名称：自动控制原理 实验名称：闭环电压控制系统研究 院（系）：仪器科学与工程专业：测控技术与仪器姓名：学号： 实验室：常州楼五楼实验组别：/ 同组人员：实验时间：2018/10/17 评定成绩：审阅教师： 实验三闭环电压控制系统研究
一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。 （2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制可以带来想象不到的好处，本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联调节、状态反馈），本实验为了简洁，采用单闭环、比例调节器K。通过实验证明：不同的K，对系性能产生不同的影响，以说明正确设计调节器算法的重要性。 （3）为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也可以认为是一个真实的电压控制系统。 三、实验设备： THBDC-1实验平台 四、实验线路图： 五、实验步骤：
东南大学自动化学院 实验报告课程名称：检测技术 第1 次实验
实验名称：实验一、三、五、八、九 院（系）：自动化专业：自动化 ：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2013 年11月16日 评定成绩：审阅教师： 实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、基本原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。 描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R 为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压Uo1= EKε/4。 二、实验器材及连线 主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。
图2-1 应变式传感器安装示意图 图2-2 应变传感器实验模板、接线示意图图2-3 单臂电桥工作原理图 三、实验步骤 1、根据图2-3 工作原理图、图2-2 接线示意图安装接线。 2、放大器输出调零 将实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，再用导线将两输入端短接(Vi＝0)；调节放大器的增益电位器RW3 大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺时针旋转2 圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到2V 档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器RW4，使电压表显示为零。 3、电桥调零
拆去放大器输入端口的短接线，将暂时脱开的引线复原。调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使电压表显示为零。 4、应变片单臂电桥实验 在应变传感器的托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g（或500 g）砝码加完。实验结果填入表2-1，画出实验曲线。 表2-1 重量(g) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 电压(mv) 15.2 30.5 45.9 61.5 77.0 92.4 108.0 132.8 148.3 163.9 拟合方程为：0.834 4.1933 U W =?- 重量20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
实验一单级放大电路 一、实验目的 1.熟悉电予元器问模拟电路实验箱的使用 2、学会测量和调整放大电路静态玉作点的方法，观察放大电路的非线性失真 3、学习测定放大电路的电压放大倍数。 4、掌握放大电路的输入阻抗、输出阻抗的测试方法。 5、学习基本交直流仪器仪表的使用方法 二、实验仪器 1、示波器 2、信号发生器 3、万用表 三、预习要求 1、学习三极管及单级放大电路的工作原理，明确实验目的。 2、学习放大电路动态反静态工作参数测量方法 四、实验内容及步骤 1.连接线路 按图连好线路 2.调整静态工作点 将函数信号发生器的输出通过输出电缆线接至Us两端，调整函数倍号发生器输出的正弦被信号使fc=lkHz, Ui=10mV . (Ui是放大电路输入信号ui的有效值，用毫伏表测
量ui可得）。将示波器Y轴输入电缆线连接至放大电路输出端。然后调整基极电阻Rpl，在示波器上观察uo的波形，将uo调整到最大不失真输出。注意观察静态工作点的变化对输出波形的影响过程，观察何时出现饱和失真、截止失真，若出现双向失真应减小Ui，直至不出现失真。调好工作点后Rp1电位器不能再动。用万用表测量静态工作点记录数据于表1-1 （测量Uce和lc时，应使用万用表的直流电压档和直流电流档）。 表1－1用万用表测量静态工作点 3.测量放大电路的电压放大倍数 调节函数信号发生器输出为f=lkHz, Ui=10mV的正弦信号，用示波器观察放大 器的输出波形。若波形不失真，用晶体管毫伏表测量放大器空载时的输出电压及负载 时的输出电压Uo的实测值；调Ui=20mV，重复上述步骤，验证放大倍数的线性关系， 填入数据记录表1-2中（测量输入电压、输出电压时，用晶体管毫伏表测量）。 表1-2数据记录表1 (I) 输入阻抗的测量：用万用表的欧姆档测量信号源与放大器之间的电阻1R1, 用晶体毫伏表测量信号窑南端电压Us以及放大器输入电压Ui，可求得放大电路 的输入阻抗。 (Ui * 1R1)/(Us-Ui) (2) 输出阻扰的测量：在放大器输出信号不失真的情况下，断开RL，用晶体管毫 伏表测量输出电压Uo1；接上RL，测得Uo2，可求得放大电路的输出阻抗。 （RL* (Uo1 -Uo2)）/Uo2 5、观察放大电路的非线性失真 (1 ）工作点合适，输入倍号过大引起的非线性失真：在静态工作点不变的情况下 增大输入信号，用示波器观察输出波形的失真现象，用万用表测量Ic和Uce 的值。 (2）工作点不合适，引起的非线性失真：在放来器输入电压Ui不变的情况下，改 变放大电路的静态工作点（调节Rp1的大小)用示波器观察输出电压Uo波形的变化， 并用万用表测量lc和Uce的值。将上述结果填入表1-3中。 表1-3 数据记录表2 在上述实验步骤中，需要对放大电路进行理论分析，而在分析中需要β的值，此 时可以用万用表来测量。测量步骤如下： （1）判定基极b 和管型 判断根据是从基极b 到集电极c 以及基极b 到发射集E，分别是两个PN 结。 将万用表拨到欧姆档得R × lOO(R × lK ）位置，用红表笔触碰某个电极，黑表笔分别去接
东南大学计算方法与实习实验报告 学院：电子科学与工程学院 学号：06A12528 姓名：陈毓锋 指导老师：李元庆
实习题1 4、设S N=Σ (1)编制按从大到小的顺序计算S N的程序； (2)编制按从小到大的顺序计算S N的程序； (3)按两种顺序分别计算S1000，S10000，S30000，并指出有效位数。 解析：从大到小时，将S N分解成S N-1=S N-,在计算时根据想要得到的值取合适的最大的值作为首项；同理从小到大时，将S N=S N-1+ ，则取S2=1/3。则所得式子即为该算法的通项公式。 (1)从大到小算法的C++程序如下： /*从大到小的算法*/ #include
东南大学自控实验报告实验三闭环电压控制系统研究
东南大学 《自动控制原理》 实验报告 实验名称：实验三闭环电压控制系统研究 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室： 416 实验组别： 同组人员：实验时间：年 11月 24日评定成绩：审阅教师：
实验三闭环电压控制系统研究 一、实验目的： （1）经过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）经过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表示、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。因此，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就能够“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式能够做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。 （2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的
闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制能够带来想象不到的好处，本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联调节、状态反馈），本实验为了简洁，采用单闭环、比例调节器K。经过实验证明：不同的K，对系性能产生不同的影响，以说明正确设计调节器算法的重要性。 （3）为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也能够认为是一个真实的电压控制系统。 三、实验设备： THBDC-1实验平台 四、实验线路图： 五、实验步骤： （1）如图接线，建议使用运算放大器U8、U10、U9、U11、U13。
高等数学数学实验报告实验人员：院(系) 土木工程学院学号05A11210 姓名李贺__ 实验地点：计算机中心机房 实验一空间曲线与曲面的绘制 一、实验题目：(实验习题1-2) 利用参数方程作图，做出由下列曲面所围成的立体图形： 2 2 2 2 ⑴ Z 1 X y，x y X 及xOy平面； ⑵ z xy,x y 1 0 及z 0. 二、实验目的和意义 1、利用数学软件Mathematica绘制三维图形来观察空间曲线和空间曲面图形的特点，以加 强几何的直观性。 2、学会用Mathematica绘制空间立体图形。 三、程序设计 空间曲面的绘制 x x(u, V) y y(u,v),u [u min , max ],V [V min , V max ] 作参数方程z z(u,v)所确定的曲面图形的Mathematica命令
为: ParametricPlot3D[{x[u,v],y[u,v],z[u,v]},{u,umi n,umax}. {v,vmi n,vmax}, 选项] ⑵ t2 = ParametricPlotJD [{u f 1 v}, [u^ ?0?§尸1}^ (v, 0F 1}, HxegLabel {"x" 11 y" J1 z" }. PlotPolnts t 5B, Dlspla^unction -> Identity」： t3 = ParametricPlotSD[{u f 0}* (u, -U.J5』1}^ {v z-0.5, 1} f AxesLabel {"x" 11y" 11 z" PlotPoints 50, Display1 unction — Identity]: Slinw[tl z t2, t3 f DisplayFunction -> SDlsplajfunction] 四、程序运行结果 ⑴ (2) 五、结果的讨论和分析 1、通过参数方程的方法做出的图形，可以比较完整的显示出空间中的曲面和立体图形。 2、可以通过mathematica软件作出多重积分的积分区域，使积分能够较直观的被观察。
自动检测技术实验一-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
东南大学自动化学院 实验报告课程名称：检测技术 第 1 次实验 实验名称：实验一、三、五、八、九 院（系）：自动化专业：自动化 姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2013 年 11 月 16 日评定成绩：审阅教师：
实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、基本原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。 描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R 为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压Uo1= EKε/4。 二、实验器材及连线 主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。 图2-1 应变式传感器安装示意图
图2-2 应变传感器实验模板、接线示意图图2-3 单臂电桥工作原理图 三、实验步骤 1、根据图2-3 工作原理图、图2-2 接线示意图安装接线。 2、放大器输出调零 将实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，再用导线将两输入端短接(Vi ＝0)；调节放大器的增益电位器RW3 大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺时针旋转2 圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到2V 档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器RW4，使电压表显示为零。 3、电桥调零 拆去放大器输入端口的短接线，将暂时脱开的引线复原。调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使电压表显示为零。 4、应变片单臂电桥实验
实验报告总结：多功能函数发生器 1.课题名称 多功能函数发生器之能产生矩形波和三角波的模拟电路 2.内容摘要 本实验设计的函数信号发生器可产生方波和三角波这两种波形，其输出频率可在1KHz 至10KHz 范围内连续可调。两种波形的幅值及方波的占空比均在一定范围内可调。报告将详细介绍设计思路和与所选用元件的参数的设计依据和方法 函数信号发生器是一种为电子测量提供符合一定要求的电信号的仪器，可产生不同波形、频率和幅度的信号。在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量,用信号发生器来模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信 号。信号发生器可按照产生信号产生的波形特征划分为音频信号源、函数信号源、功率函数发生器、脉冲信号源、任意函数发生器、任意波形发生器。信号发生器用途广泛，有多种测试和校准功能。。 3.设计内容及要求 （1）设计、安装、调试一个能产生方波和三角波的电路，要求波形的频率在一定范围内可调，矩形占空比在一定范围内可调。 （2）用数码管显示波形频率； （3）用中小规模集成电路（双列直插式）组件和部分分立元件实现所选定的电路； （4）在计算机上用仿真软件进行仿真优化； （5）搭建电路、调试，测试。 （6）写出设计总结报告。 4.比较和选定设计的系统方案，画出系统框图。 系统简要框图： 5.单元电路设计、参数计算和元器件选择说明 模电和数电中， 能产生方波信号的电路很多。比如由运算放大器组成的滞回比较器、门电路或 555定时器组成的多谐振荡电路。而方波信号经积分电路就可以方 便的形成三角波或锯齿波信号。一个典型的电路是由两个运算放大器构成的方波- 三角波发生器。 方案一：
实验九触发器的工作特性 一、实验目的 1、掌握并验证基本RS触发器、维阻D触发器和主从JK触发器的逻辑功能； 2、掌握触发器之间的转换。 二、实验原理 1、基本RS触发器： 与非型直接RS触发器是最简单的触发器，其由两个与非门交叉耦合而成，电路如图1所示，其特性方程如下式，特性表如图1所示。 2、维阻D触发器： 维阻D触发器的逻辑符号和功能如下：
（1）低电平异步预置： D和Cp状态任意，Rd’=0，Sd’=1，Q=0；Rd’=1，Sd’=0，Q=1。 （2）上升沿边沿触发特性： 当Cp上升沿来时，输出Q按输入D的状态而变化，即Qn+1=Dn 3、主从JK触发器： 主从JK触发器的逻辑符号和功能如下： （1）低电平异步预置： J、K和Cp状态任意，Rd’=0，Sd’=1，Q=0；Rd’=1，Sd’=0，Q=1。 （2）下降沿电平触发特性： 当Cp下降沿来时，输出Q按Cp=1期间的JK状态变化（Cp=1期间，JK变化时，主触发器有一次翻转问题），即：Qn+1=JQ’n+K’Qn。 4、触发器间的转换： （1）转换：根据已有触发器（D、JK）和适当的逻辑门获得待求触发器。 （2）步骤： ①写出已有触发器和待求触发器状态方程。 ②变换待求触发器方程，使之形式与已有触发器形式一样。 ③根据逻辑函数相等原则，若变量相同，则：系数相等。 ④画出转换电路。
三、实验仪器及器件 1、示波器1台 2、函数信号发生器1台 3、数字万用表1台 4、多功能电路实验箱1台 四、实验内容 1、基本RS触发器： 按1搭接电路，Rd’、Sd’分别接逻辑开关K1、K2，用L1显示1Q，用L2显示1Q’，按照表1验证基本RS触发器功能。 2、维阻D触发器： SN74LS74是TTL型集成双D维阻触发器，管脚图如图： （1）连接电路，L1显示Q，L2显示Q’ （2）验证Rd’和Sd’低电平异步预置功能： 当Rd’=0，Sd’=1时，L1灯灭，L2灯亮； 当Rd’=1，Sd’=0时，L1灯亮，L2灯灭。（D和Cp任意） （3）验证上升沿触发特性和逻辑功能表 3、主从JK触发器： SN7476是TTL型集成双JK主从触发器，管脚图如图：
电子技术实验报告
一、实验原理 1. 数字示波器显示波形原理 示波器是将入的周期性电信号以图像形式展现在显示器上，以便对电信号进行观察和测量的仪器。 示波器显示器是一种电压控制器件，根据电压有无控制屏幕亮灭，并根据电压大小控制光电在屏幕上的位置。 示波器显示屏必须加有幅度随时间线性增长的周期性锯齿波电压，才能让显示屏的光点反复自左端移向右端，屏幕上就出现一条水平光线，成为扫描线或时间基线。为使在显示屏上观察到稳定的波形。必须使锯齿波的周期Tx和被测信号的周期Ty相等或成整数倍关系。即Tx=nTy（n为正整数）。否则，所显示波形将不能同步。 2. 数字存储示波器的原理 数字存储示波器主要由信号调理部分、采集存储部分、触发部分、软件处理部分和其他组成。 3. 双通道数字存储示波器结构框图
4. 示波器的主要技术特性 （1）模拟带宽：由前置放大器的带宽决定； （2）采样速率：由模数转换电路决定； （3）存储深度：由存储器决定； （4）触发部分：由触发电路类型决定。 5. 示波器的使用方法 （1）打开电源开关（Power）30s后，屏幕上有光迹，否则检查有关控制旋钮的位置； （2）将示波器探头接到被测信号，确定触发源选择（Trigger）在所接通道位置；（3）键入相应的通道开关，启动该通道工作； （4）将垂直和水平灵敏度旋钮调到合适的位置，Vp-p/8≤选择Y轴灵敏度；T/10≤选择X轴灵敏度； （5）屏幕上应有被测信号波形； （6）若需要测量信号各点电平，耦合方式应选DC耦合，若只需观测信号幅度，则选AC耦合； （7）调节Y和X位移旋钮将被波形调到便于测量的位置 二、实验步骤与实验数据 1、校验示波器的灵敏度 对于首次接触的示波器，必须对其灵敏度进行校验。方法为：在示波器正常显示状态下，将探头接示波器本身提供的校准方波信号源（demo2端子），采用自动或手动方法观察校准信号，如果测量得到的波形幅度频率与校准信号（f=1kHZ,VPP=2.5V）相同，说明示波器准确，若不同，应记下其误差。 经测量，f=1.0012kHz,V-P-P=2.56V 2、调整测量含有直流电平的信号 若要求信号发生器输出的方波信号（f=1KHz、占空比50%、Vp-p=4V、HV=3V、LV=-1V），则调整测量方法为 （1）令信号发生器输出方波，调整信号频率为1 kHz （2）调整信号幅度为4V，偏移量为1V；或者通过设置高、低电平的方法设置HV=3V、LV=-1V。 （3）连接示波器和信号发生器，令两仪器“COM端”相接，并将示波器探头接信号发生器信号输出端。 （4）示波器设置直流耦合，手动或者自动观测信号发生器的输出信号。分别改变波形输出类型，此时示波器上分别显示下图所示波形。