参考答案 模拟电子技术实验指导书(2012)

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实验一 常用电子仪器的使用

一、 实验目的

1.熟悉示波器,低频信号发生器和晶体管毫伏表等常用电子仪器面板,控制旋钮的名称,功能及使

用方法。

2.学习使用低频信号发生器和频率计。

3.初步掌握用示波器观察波形和测量波形参数的方法。

二、实验原理

在电子电路实验中,经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起,可以完成对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1—1所示。接线时应注意,为防止外界干扰,各仪器的共公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1—1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图

1. 低频信号发生器

低频信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20V (峰-峰值)。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。低频信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

低频信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。 2.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。

3.示波器

示波器是一种用途极为广泛的电子测量仪器,它能把电信号转换成可在荧光屏幕上直接观察的图象。示波器的种类很多,通常可分通用、多踪多线、记忆存贮、逻辑专用等类。

双踪示波器可同时观测两个电信号,需要对两个信号的波形同时进行观察或比较时,选用双踪示波器比较合适。

本实验要测量正弦波和方波脉冲电压的波形参数,正弦信号的波形参数是幅值U m 、周期T (或频率f )和初相;脉冲信号的波形参数是幅值U m 、周期T 和脉宽T P 。幅值U m 、峰峰值U P-P 和有效值都可表示正弦量的大小,但用示波器测U P-P 较方便(用万用表交流电压档测得的是正弦量的有效值U=

2

m U )。由于频率f=

T

1

,

所以测出周期T ,即可算得频率。矩形脉冲电压,可用周期T ,脉宽T P 和幅值U m 三个参数来描述。T P 与T 之比称为占空比。

三、 实验内容和步骤

1.检查示波器 1) 扫描基线调节

接通交流电源(220V ),开启示波器电源,输入耦合方式开关拨到接地端(GND 端),进行光迹调节,协调地调节示波器面板上的“辉度”、“聚焦”、“X 轴位移”、“Y 轴位移”等旋钮,使屏幕的中心部分显示一条亮度适中、清晰的扫描线。

2)校准“校正信号”波形的幅度、频率 将示波器上的方波“标准信号”(U P-P =2V, f=1000Hz )分别接到CH1或CH2端,调节垂直轴方向微调旋钮(V/div 的中心旋钮),使观测到的波形幅度读数为2V 。(一般情况V/div 的中心旋钮右旋到头即为校准状态)。然后调节扫描微调旋钮(在扫描开关旋钮的右侧),使观测到的T=1ms (一般情况扫描微调旋钮右旋到头即为校准状态,根据f=1000Hz,得T=1ms )。调节后,微调旋钮位置为标准“校准”位置,实验过程中不能再调节,否则波形读数不准。

2.正弦波信号的观察

1)频率的测定

通过电缆线,将信号发生器的正弦波输出口与示波器的CH1插口相连,调节信号源的频率旋钮,使输出频率分别为100Hz ,1KHz 和20KHz ;电压幅值为1V ,从荧光屏上读得波形周期,记入表1-1中。

表1-1

(2)幅值的测定

调节信号输出幅值分别为有效值1V 、2V 、2.5V (由交流毫伏表读得),频率周期为1KHz ,从荧光屏上读得波形幅值,记入表1-2中。

表1-2

交流毫伏表读数 项目测定 正 弦 波 信 号 幅 值 的 测 定 1V 2V 2.5V 示波器“V/div ”位置 0.5V/DIV 1V/DIV 1V/DIV 峰—峰值波形格数(格) 5.6DIV 5.6DIV 7DIV 峰 值(V ) 1.4V 2.8V 3.5V 计算所得的有效值(V ) 1V 2V 2.5V 四、实验注意事项

1.示波器的辉度不要过亮。

2.调节仪器旋钮时,动作不要过猛。

3.调节示波器时,要注意触发开关和电平调节旋钮的配合使用,以使显示的波形稳定。 4.作定量测定时,“t/div ”和“V/div ”的微调旋钮应旋置“校准”位置。

频率读数 项目测定

正 弦 波 信 号 频 率 的 测 定 100Hz 1000Hz 20000Hz 示波器“t/div ”位置 5ms/div 0.2ms/div 20us/div 一个周期占有的格数 2div 5div 2.5div 信号周期

10ms 1ms 50us 计算所得频率(Hz )

100 1000 20000

实验二 晶体管单管共射放大器

一、实验目的

1.学习单管放大器静态工作点的调试和测量方法,了解静态工作点对输出电压波形的影响。 2.掌握放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法,了解负载电阻对电压放大倍数的影响。

3.熟悉常用电子仪器的使用。 二、实验原理 对放大器的基本要求是:有足够的电压放大倍数;输出电压波形失真要小。放大器工作时,晶体管应工作在放大区,如果静态工作点选择不当,或输入信号过大,都会使输出电压波形产生非线性失真。

实验电路如图2-1。

图2-1 共射极单管放大器实验电路

1、电压放大倍数 Av=i

U U 0 2、输入电阻 s U U U i R R i

s i -=

3、输出电阻 L L

R U U R )1(00-=

三、预习要求

1.熟悉实验原理电路图,了解各元件、测试点及开关的位置和作用。 2.放大器静态、动态指标的理论计算和测量方法。 3.根据电路参数估算有关待测的数据指标。 4.常用电子仪器的使用方法 四、实验内容和步骤

1.调节并测量静态工作点

接通+12V 电源、调节R W ,使I C =2.0mA (即U E =2.0V ), 用直流电压表测量三极管3个电极对地电压及用万用表测量R B2值。记入表2-1。 表2-1 I C =2.0 mA

测量值

计算值 U B (V ) U E (V ) U C (V ) R B2(K Ω) U BE (V ) U CE (V ) I C (mA ) 2.86 2.17 7.23 51.6 0.69

4.37

1.98

2.测量电压放大倍数、输入电阻、输出电阻

在放大器输入端A 点和地之间加入频率为1KHz 的正弦信号u S ,用示波器观察放大器输出电压u O 波形,调节函数信号发生器的输出旋钮,在输出波形不失真的条件下用示波器测量3组U S 、U i 、U O 数据,绘画u O 和u i 的波形和相位关系,记入表2-2。

表2-2 I c =2.0mA