电路综合实验(一)

电路综合实验（1） 实验指导书北京邮电大学自动化学院张秦艳蒋兰周慧玲2010-12-1绪 论一、课程简介本课程是配合《模拟电子技术》开设的实验课程，主要分为基础实验和综合设计实验。

通过本课程的学习，使学生能够正确观察和分析实验现象，掌握基本实验方法，培养基本实验技能，通过运用课程所学知识，设计制作较为复杂的功能电路，培养学生电路设计和综合实践能力。

二、实验安排绪论 1学时主要内容：课程简介、实验安排、成绩评定、实验报告要求、电子实验测量与误差实验一、常用电子仪器的原理与使用 1学时主要内容：了解示波器、函数信号发生器等常用电子仪器的原理和主要技术指标；熟悉示波器和函数信号发生器的正确调整方法和相关参数的方法；仪器使用考核。

实验二、含源一端口网络 2学时主要内容：验证戴维南定理，测定线性有源一端口网络的外特性和戴维南等效电路的外特性。

实验三、频率特性 2学时主要内容：研究RC电路的频率特性，初步了解文氏电路和双T网络。

实验四、单管交流放大电路 2学时主要内容：掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响；学习测量放大电路Q点，A V，r i，r o的方法，了解共射极电路特性；学习放大电路的动态性能。

实验五、负反馈放大电路 2学时主要内容：研究负反馈对放大电路性能的影响；掌握负反馈放大电路性能的测试方法。

实验六、集成电路RC正弦波振荡电路 2学时主要内容：掌握RC正弦波振荡电路的构成及工作原理；熟悉正弦波振荡电路的调整、测试方法；观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。

实验七、综合电路设计 4学时主要内容：设计一放大器，放大器电压增益>=60dB、输入正弦信号电压有效值<10m V，电压增益可手动调节。

三、成绩评定考核采取闭卷、提交实验报告设计和展示设计电路的方式；课程总成绩评定:仪器考核（10%）+实验（70%）+实验报告（20%）。

成绩采用百分制。

四、实验报告要求1．实验目的2．实验原理3．实验步骤及数据记录4．实验结果分析5．思考题答案五、电子测量与误差1．误差的种类（1）系统误差（有规律误差）指在一定的条件下误差的数值是恒定的或按某种已知函数规律变化的误差。

引起误差的原因有以下几种：a.仪器误差：即仪表零件位置安装不正确，刻度不精确，出厂前没有校准等，是仪表固有的误差。

b.使用误差：在使用中，由于安装、调节、布置、使用不当所产生的误差。

例应水平放置的按垂直放置，接线太长，接地不当，未按阻抗匹配连接，没有按操作规程预热、校准和测量产生的误差。

c.方法误差：测量方法不完善或依据的理论不严密而产生的误差。

如间接测量时所用的公式是近似计算公式。

d.影响误差：测量中仪器受外界的温度、湿度、气压、电磁场、震动、声音、光照、放射性的影响产生的误差。

e.人身误差：人的感觉和运动器官不完善产生的误差。

如某些借助于人耳、眼来判断结果的测量以及需要人工调节的测量工作，将产生人身误差。

（2）随机误差（偶然误差）这种误差的数值和符号均不一定，出现的时间和变化规律也不清楚，它是在重复测量的情况下发生的。

使用同种方法和设备多次测量，结果总有差别。

但多次测量的结果结合起来是有规律的。

此误差符合统计规律。

在有随机误差因素的条件下，可重复多次测量，最后取多次测量的算术平均值作为测量结果，它更近似于实际值。

（3）粗大误差测量结果明显偏离实际值时所对应的误差。

如测量方法不当，电源突然跳动，仪器中某元件打火，读数错误等，明显的歪曲了测量结果。

2． 误差表示法（1） 绝对误差被测量的测量值X 与被测量的实际值A （真值）之差称为绝对误差△：A X −=Δ其中，Δ 的正负以A 为参考决定。

（2） 相对误差绝对误差与测量真值之比的百分数称为相对误差B a ，即：绝对误差与测量真值的误差大小绝对误差与测量真值之比的百分数称为相对误差B a ，即：%100AB a ×=Δ相对误差表示被测量的准确度，例：V1=5V , △V1=0.1V , Βa1=2％ V2=50V , △V2=0.1V , Βa2=0.2％可见两个被测电压的绝对误差相同，但相对误差不同，所测得的电压值V2比V1准确。

3． 测量的准确度、精密度及精确度（1） 准确度：指被测量的测量值与真值接近的相对程度。

%100A×=Δβ其中：Δ绝对误差；A ：被测量的真值；β：准确度（相对误差）影响准确度的因素是系统误差。

如在电路测量中，电路的连接方式、仪表等级、依据的理论都影响测量的准确度。

要想提高测量的准确度必须在克服系统误差上下功夫。

（2） 精密度：指多次测量结果之间的差异程度，反映了随机误差大小的程度。

精密度高表示测量系统抗干扰能力强，精密度用来表示随机误差的大小。

例如用两块表分别三次测量真值为10V 的电压， 第一块表测量值分别为8.95V 、8.951V 和8.949V ，第二块表测量值分别为9.90V 、9.85V 、 9.95V 。

从测量数值上看第一块表的结果比真值的差异均比第二块表大，但三次结果之间的差异小，所以第一块表的精密度比第二块高。

（3） 精确度：精密度和准确度总称为精确度。

通常说某台仪器精确度高，就是指它既精密又准确。

但精密度和准确度是两个不同的概念，精密度高不等于准确度高。

4． 电工仪表的准确度（1）以仪表的满度相对误差βm 表示仪表的准确度。

仪表的满度相对误差是仪表各指示值中最大绝对误差△m 与仪表满度值A m 之比的百分数：βm＝△m/A m×100％国际规定仪表的准确度等级共分为七级，分别是：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0。

如：β＝±1.0% 的仪表为1.0级表。

m（2）测量时如何选择仪表测量的结果是否准确不仅取决于仪表的等级，还与其量程有关。

不同等级的仪表由于量程不同，可以得到同样的效果。

选用仪表的原则：（1）满足测量准确度的要求;（2）考虑经济效益，能用低级仪表做的实验，就不用高级仪表。

在同等级仪表中量程小的测量结果准确。

选用指针式仪表时，测量值应大于仪表量程的1/2以上。

实验一 常用电子仪器原理与使用一、实验目的1．了解示波器、函数信号发生器等常用电子仪器的原理和主要技术指标； 2．熟悉示波器和函数信号发生器的正确调整方法和相关参数的方法。

二、设备及材料实验设备：（1）数字万用表 1块 （2）信号发生器 1台 （4）示波器 1台（5）模拟电路实验台 1台（6）直流稳压电源 1个（7）面包板 1块实验材料：（1）电阻：不同阻值三种以上 （2）电容：不同容值三种以上（3）二极管： 2个三、常用电子仪器使用方法 1．信号发生器图1 信号发生器面板图函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波3种信号波形。

输出电压最大可达峰-峰值20V。

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。

函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分挡开关进行调节。

函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。

2．示波器图2 示波器面板图图3 示波器屏幕显示内容图4示波器屏幕显示内容示意图四、常用电子仪器使用要求1．数字万用表通过数字万用表实验应使学生熟练掌握如下测量方法：（1） 测量各种电阻、电容值。

（2） 测量二极管及判断电路是否连通。

（3） 测量直流电压、直流电流、交流电压、交流电流。

（4） 正确选用不同量档。

注：直流电压、电流和交流电压、电流取自模拟电路实验台。

测量交流电压、电流时，测量出的应为有效值。

表1-1电阻(R) 电容（C）电压（v~）电压（v ）电流（I）二极管（v）标称测量标称测量标称测量标称测量标称测量标称测量0．6-0．80．6-0．80．6-0．82．信号发生器(1) 了解信号发生器的作用和常用开关、按键和旋钮的功能。

（2）掌握如何选择信号波形、调整信号的频率和波形。

（3）能够用信号发生器产生所要求的信号波形、频率及幅值。

注：信号发生器实验应和示波器实验结合进行。

3．示波器（1）了解示波器的作用和常用开关按键及旋钮的功能。

（2）对以下开关和旋钮应熟练掌握：扫描速度选择开关（TIME/div），垂直偏转灵敏度选择开关（VOLT/div），通道及显示方式选择开关(Ch1/Ch2、ALT CHOP)，触发源选择开关（SOURCE），触发电平调节开关（LEVEL），水平和垂直位移旋钮（POSITION）。

（3）能够利用示波器本身的校准信号对示波器进行检查和校准。

（4）能够进行单通道和双通道信号的观测。

（5） 能够准确测出给定信号的频率和幅值，并按照表1-2记录示波器上显示的图形和数据。

表1-2频率（KHz） 电压（V） 信号 波形信号源 显示 示波器显示万用表有效值示波器峰峰值示波器内部校准信号正弦波三角波矩形波五、考试、实验报告为了强化实验效果使学生在有限的时间内掌握仪表的使用方法，为后继的实验课程打好仪表使用的良好基础，要求在学生完成实验时进行出题考核，当场完成。

用以检验学生仪表使用的熟练程度。

本实验的考题10道。

学生完成实验后要求写实验报告，内容要求除了实验内容和过程外，还应包括实验的体会和收获。

附录：示波器按键说明部位序号 英文名 中文名 操作 功能POWER 电源开关 按下 按下后接通220V50Hz 市电 INTEN亮度旋转旋转为扫迹亮度调节READOUT文字显示旋转旋转为调节屏幕上显示文字的亮度FOCUS 聚焦 旋转 调节扫迹和显示文字的清晰程度 ① 电 源及 屏 幕TRACE ROTATETION扫迹偏转用专用 改锥调节 扫迹不水平时，调节水平基准CAL 校准信号 连接电缆 输出1kHz 0.6V 方波校准信号 ②校准 信号 ⊥ 校准接地 连接电缆 校准信号接地端 CH1/CH2 输入接口 连接电缆 观测信号输入通道 EXT 外触发接口 连接电缆 外触发信号输入通道 POSITION 垂直位移 旋转 调节垂直位移CH1，CH2通道1,2 按下输入通道开关．开启时屏幕最下行显示相应通道标记；关闭时则不显示 VOLTS/DIV VARLABLEY 轴灵敏度 调节及微调旋抟，按下调节通道l,2的Y 轴灵敏度，屏幕最下行显示相应通道的电压/分度因子值；按下再旋转，为灵敏度微调，此时屏幕显示值为非校准值DC/AC 直流／交流 按下 直流时信号直接输入，屏幕上显示为电压／分度值后单位为V；交流时信号通过电容输入，电压单位显示为v~GND 输入接地 按下 按下后相应通道输入端接地，输入信号与Y 轴放大器断开，屏幕上相应通道电压/分度值后显示⊥ADD 相加 按下 按下后屏幕上显示出Y1+Y2波形．同时屏幕下方通道2前显示+号，即+2③ 垂 直 部 分INV 反相 按下 按下后Y2波形反相，屏幕显示为2:↓，若ADD 也按下，屏幕示出Y1-Y2波形POSITION 水平位移 旋转 调节水平位移FINE位移微调按下按下FINE 指示灯亮，旋转POSITION，可作水平位移微调TIME/DIV A VARIABLE时间分度的 调节和微调旋转/按下旋转时选择A 扫描速度，按下后再旋转则为微调，扫描时伺分度显示在屏幕左上角(s，ms，us)．微调时时间前显示>号MAG×l0 扫速放大 按下 按下后．扫描速度放大10倍，波形左右扩展，屏幕右下方显示MAC④ 水 平 部 分ALT CHOP显示模式 按下 多通道时选择显示模式，选CHOP 灯亮 A A 扫描显示 按下 显示A 扫描波形，屏幕上方第一行显示A ⑤ 水平 显示X-YX-Y 显示按下按下后，CH1信号加到X 轴（水平轴）， CH1，CH2或ADD 信号加到Y 轴（垂直轴）,用于观测李沙育图或磁滞回线等TRIG LEVEL READY TRIG'D 触发电平 触发准备 触发指示 旋转 亮／灭 亮／灭 调节触发电平，使波形稳定，触发电平值显示在屏幕上方中间偏右位置 READY 亮时处于触发准备状态 触发时TRIG'D 灯亮，可使波形稳定 SLOPE 触发沿选择 按下 选择触发沿，上升显示十．下降沿显示一SOURCE触发源选择按下选择触发信号来源(CH1，CH2，EXT 或 LINE)．LINE 为以电源输入作为触发源，触发源类型显示在屏幕上方触发沿符号后COUPL 触发耦合 按下 切换触发耦合模式(AC ，DC ．HF-R ，LF-R) ⑥ 触 发 部 分TV视频触发 按下 切换视频触发(ODD ，EVEN ．BOTH ，TV)AUTO 自动模式 按下 NORM正常模式 按下 按下后均为连续扫描状态，相应指示灯亮．AUTO 适于50Hz 以上信号，NORM 适用于低频信号⑦ 扫 描 模 式 SGL/RST 单次模式 按下 按下选择单次扫描状态，处于等待状态．READY 灯亮，触发后灯灭 FUNCTION COARSE 功能开关旋转/按压设置延迟时间，光标位置，释抑等，旋转进行微调，按下或连续按下旋钮可进行粗调ΔV·Δt·OFF 测量选择 按下 进行测量对象的选择，选择ΔV 或Δt ，同时屏幕下方显示相应ΔV 值或Δt 及1/Δt 值TCK/C2 光标线选择 按下 选择调整的光标线，屏幕将显示所选光标线符号，光标线边沿也有亮点指示⑧ 功 能 键 及 光 标HOLDOFF 释抑 按下 调节释抑时间（扫描暂停）重点使用说明如下：(1)寻找扫描光迹：将示波器Y轴显示方式置“Yl’’或“Y2’’，输入耦合方式置“GND”。