低频电子线路实验室

实验六集成运放的基本运算放大电奮实验目的L.进一步理解集成运算放大电路的基本原理, 熟悉由运算放大器组成的比例、加法.减法. 积分■微分等基本运算。

・掌握几种基本运算的调试和测试方法。

实验原理^Z W|<集成运放电路是_种高放大倍数,高输入阻抗.低输出阻抗的直接耦合多级放大电路。

『外接深度电压负反馈后,集成运算放大器都工作在线性范围■其输岀电压V。

与输入电压Vi的运算关系仅决定于外接反馈网络与输入端阻抗的连接方式,而与运算放大器本身无关。

改变反馈网络与输入端外接阻抗的形式和参数,即能对ui进行各种数字运算。

本实验只讨论比例.加法、减法、积分、微分这几种基本垣算。

•由于实际运算放大器的性能比较接遍翟想运算放大器的性能 < 故在一般分析讨论中理想运算放大器工作在线性区的三条基本『结论也是普遍适用的 >即：•(a) AodT8•(b)运放两个输入端之间的差模输入电压为零:V+ = V-(虚短)•(c)运算放大器两个输入端的输入电流为零: 1+ = I- = 0 (虚断)模拟电路实验箱的用法•:妝电源的连接：•电路元件的连接:•:•负反馈电阻的连接$电路的输入: ❖电路的输出：•负载电阻的选择:实验内容及步骤:X 首先将放大器调零；按下图接线,接通电源后，调节调零电位器Rp,使输出Vo=0 （小于 ± 10mV ） f 运放调零后,在后面的实验中均不用调零了。

100KI -------Rf+12Vo -12V10K1I1, 2A co 61 1 1R110K |LI I3 7411 4 111 1Q•T 1 5RFH P♦ 10K100K7 ----- -- ° o VoX实验原理电路及实验步骤“1・反相比例运算:『(1) •原理：于反相输入端为〃虚地"点＜且有净输入电流Ii =O ,故：Ij = If图6・1 反相比例运算电路2•用数字式万用表分别测量输入和输出电压值,以上数值 对应填入表6丄3•注意:实验中必须使|Vi| v lv o因为该电路运算关系为：v比II匕&事表64 :(2)・反相比例运算实验步骤:嬴 求连接线路'经检查无2•反相加法运算电路:⑴•原理：如图6・2所示。

实验十、基于Multisim 数字电路仿真实验一、实验目的：1、掌握虚拟仪器库中关于测试数字电路仪器的使用方法，如数字信号发生器和逻辑分析仪的使用。

2、进一步了解Multisim 仿真软件基本操作和分析方法。

二、实验内容：用数字信号发生器和逻辑分析仪测试74LS138译码器逻辑功能。

三、实验步骤:1、将数字信号发生器接138译码器地址端，逻辑分析仪接138译码器输出端，连接电路如下图：2、设置字信号发生器，改变其输入138译码器的值，观察逻辑分析仪的结果，可验证译码器的逻辑功能。

四、实验结果：1、设置字信号发生器输入138译码器的值为000，如下图所示从逻辑分析仪上得到的结果为即当输入000时，00=Y ，17654321=======Y Y Y Y Y Y Y查138译码器的真值表可知，结果是正确的。

2、设置字信号发生器输入138译码器的值为011，如下图所示从逻辑分析仪上得到的结果为即当输入011时，03=Y ，17654210=======Y Y Y Y Y Y Y查138译码器的真值表可知，结果是正确的。

3、设置字信号发生器输入138译码器的值为111，如下图所示从逻辑分析仪上得到的结果为即当输入111时，07=Y ，16543210=======Y Y Y Y Y Y Y查138译码器的真值表可知，结果是正确的。

由上述结果，即验证了138译码器的逻辑功能。

实验十一、基于Multisim 的仪器放大器设计一、实验目的：1、掌握仪器放大器的设计方法；2、理解仪器放大器对共模信号的抑制能力；3、熟悉仪器放大器的调试方法；4、掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器、毫伏表、函数信号发生器等虚拟仪器的使用。

二、实验基本原理：仪器放大器是用来放大差值信号的高精度放大器，它具有很大的共模抑制比，极高的输入电阻，且其增益能在大范围内可调。

下图是由三个集成运放构成的仪器放大器电路。

其中，集成运放U3组成减法电路，即差值放大器，集成运放U1和U2各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，且21R R =，63R R =，74R R = 令R R R ==21时，))(21(2121V V R R U U Go o -+=- 集成运放U3的输入信号是1o U 和2o U ，由于63R R =，74R R = 所以))(21()(21342134V V R R R R U U R R U Go o o -+-=--= 仪器放大器的差值电压增益因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增益是负的，要使增益为正的，则可在输出时加一个反相器，即可得到增益为正的仪器放大器。

电子仪器使用1、按键，接通电源。

显示初始状态，“正弦A路频率1000.00Hz”按键，屏幕显示频率界面，此时，可调节频率按）键，显示输出“正弦 A路频率 2000Hz”按（或）键，显示输出“正弦 A路频率 3300Hz”按键，屏幕显示幅度界面，此时，可调节幅度2V的信号按“正弦A路幅度 1.0000Vp-p”（峰—峰值1V）按键，显示输出，“正弦A路幅度 2.0000Vp-p”（峰—峰值2V）按键，显示输出，“正弦A路幅度 3.3Vp-p”（峰—峰值3.3V）1V的信号按按键，显示输出“正弦A路幅度1.0000Vrms”（有效值1V）按或键移动光标，将光标移至需更改的数位上，调节旋钮，便可改变数值红黑色夹子为地线（公共端）按键，系统回到初始状态（正弦A路频率1000.00Hz，正弦A路幅度 1.0000Vp-p）2、●按下键，接通电源，毫伏表自检●指示灯为量程指示“1V”表明满幅为1V。

从第一条弧线读取测量值“30mV”表明满幅为30mV。

从第二条弧线读取测量值其它量程以此类推●●按动/“转换量程“AUTO”灯亮为自动测量状态，毫伏表会根据测量信号的幅度大小自动选择量程●红色夹子为信号输入线，黑色夹子为地线（公共端）交流毫伏表测量的为正弦波电压有效值3、按下键，接通示波器电源，示波器自检（按按（信源1）的0电位，“2”为CH2（信源2）的0电位按1菜单）键，“耦合”默认选择“直流”，“探头”默认设置为“10×”2CH2（信道2）显示，再按一次可恢复显示（CH1类同）“”（位置）旋扭，可上下移动波形位置调节“VERICAL”（垂直）的“”调节“HORIZONTAL”（水平）的“POSITOIN（位置）旋扭，可左右移动波形位置”（水平）的“”（秒/按“信源”选择当前所使用的信源，“CH1”或“CH2”LEVEL”（电平）旋扭，将显示屏右侧光标调入波形图象幅度范围内，使波形稳定将波形调整至合适大小（屏幕显示2~3个周期的波形，波形的峰-峰值约占5格），可进行测量（2）使用自动测量功能●按●“信源”选择CH1（信道1）“类型”选择“频率”按“返回”键，显示频率测量结果数值●按显示屏右侧的第二个选项键，显示测量选项菜单“类型”选择“周期”按“返回”键，显示周期测量结果数值（测量菜单中的“类型”选项可循环选择）●其它测量选项的操作类同注释：如果“值”读数中显示一个问号（？），请尝试改变“伏/格”以增加灵敏度或改变“秒/刻度”设定探头柄上的的开关为衰减开关，建议置于“10×”探头顶端小钩为信号输入线，黑色夹子为地线（公共端）。

附：总结格式－封面低频电子线路实训课程总结题目：学院：电子工程学院专业：学号： 2013127姓名：指导教师：黄国现2015年月附：总结格式－正文要求：1、页面设置：页边距上下左右均为2厘米，纸张大小为A4；2、全文用宋体，题目用三号字体，其它全部用小四号字体；3、正文格式段落行间距为1.5倍行距；4、文内的公式要用公式编辑器输入。

低频电子线路实训总结专业：学号：姓名：一、设计电路原理图及工作原理图1设计电路原理图（要求简述工作原理）二、电路板设计制作过程1、软件简要介绍Altium Designer 提供了唯一一款统一的应用方案，其综合电子产品一体化开发所需的所有必须技术和功能。

Altium Designer 在单一设计环境中集成板级和FPGA系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发以及PCB版图设计、编辑和制造。

并集成了现代设计数据管理功能,使得Altium Designer成为电子产品开发的完整解决方案－一个既满足当前，也满足未来开发需求的解决方案。

2、PCB图设计要求和注意事项答：（1）要求：1，要考虑PCB的尺寸大小，然后我们要对设计方案有一个初步的规划，如电路板是什么形状，它的尺寸是多大，使用单面板还是双面板或者是多层板。

2其次导入网络报表及元件封装。

3，元件布局：元件的布局可以使用Protel 软件自动进行，也可以进行手动布局。

4，根据元件引脚之间的电气联系，对PCB 板进行布线操作。

（2）注意事项：1.按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流畅，并使信号尽可能保持一致的方向。

2.以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来布局。

元件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元件之间的引线和连接。

3．在高频下工作的电路，要考虑元件之间的分布参数。

一般电路应尽可能使元件平行排列。

这样不但美观，而且焊接容易，易于批量生产。

4．位于电路板边缘的元件，离电路板边缘一般小于2mm。

①信号类型: 可以产生正弦波、方波、三角波等各种信号波形。

②指标及注意事项：按键操作, 数字显示；输出分A、B两路, 输出频率范围40mHz~6MHz, 输出电压幅度2mVP-P～20VP-P, 输出阻抗50Ω；作为信号源, 输出端不允许短路。

图2 DDS函数信号发生器2)交流毫伏表（DF2175C AC MILLVOTMETER）①指标及注意事项: 用来测量正弦电压的有效值, 应在工作频率范围之内使用；为防止过载而损坏仪表, 应在电压量程内使用；交流测量范围为30µV~300V、5Hz~2MHz, 具备MANU/AUTO双重测量功能。

图3 交流毫伏表3)示波器（Tekronix TDS1002 TWO CHANNEL DIGITAL STORAGEOSCILLOSCOPE）①类型: 模拟示波器用示波管显示波形, 只能显示周期重复波形, 当信号消失, 波形也就消失；数字示波器将模拟信号经A/D转换, 数据处理后进行存储, 可以显示、保持、记忆波形, 便于波形分析。

图4 数字存储示波器三、实验设备与器件1.函数信号发生器2.交流毫伏表3.双踪数字存储示波器4.数字万用表5.组合实验箱四、实验内容及步骤（一）测试示波器“校正信号”波形的幅度、频率。

实验步骤: 将示波器自身专用电缆线（CH1）红色线接到示波器右下角“校正信号”的突出贴片, 黑线接地；适当调整波形, 使屏幕上显示2-3个周期, 峰峰值占3-5格；按下MEASURE, 调出CH1信道的频率、峰峰值、上升沿时间、下降沿时间, 读出相应数据, 填入表1。

类型测试值频率 f （KHz） 1幅度 V P-P （V） 5.28上升沿时间 t （μS）0.764下降沿时间 t （μS）0.768（二）用示波器和交流毫伏表测量信号参数实验步骤: 按图1接好电路, 调节函数信号发生器分别输出100Hz、1KHz、10KHz、100KHz, 有效值均为1V的正弦波信号, 用AUTO测量状态下的毫伏表分别测量信号源电压（有效值）, 用示波器测量信号源输出电压频率、周期、峰峰值、有效值（测量方法见实验内容一）, 将数据计入表2。

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告课程名称：低频电子技术姓名：系：专业：年级：学号：指导教师：职称：2010年11 月27 日附件二：实验报告实验项目列表格式实验项目列表福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：网络工程专业：网络工程年级：姓名：学号：实验课程：低频电子实验室号：_______ 实验设备号：实验时间：指导教师签字：成绩：晶体管共射极单管放大器1．实验目的和要求（1）掌握放大器静态工作点的调试方法，学会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．实验原理1、放大器静态指标的测试图 1图1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 B2和RB1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U 0，从而实现了电压放大。

在图1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式估算，V CC 为供电电源，此为+12V 。

112B B CC B B R U V R R ≈+ （1）C EBEB E I R U U I ≈-=（2）()CE CC C C E U V I R R =-+ （3）电压放大倍数beL C V r R R A β-= （4）输入电阻be B B i r R R R 21= （5）输出电阻C R R ≈0 （6）测量放大器的静态工作点，应在输入信号U i =0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数字万用表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。

一、实训目的本次低频室实训旨在通过实际操作，使学生深入了解低频信号的产生、传输和接收原理，掌握低频信号处理的基本技能，提高学生的实践操作能力和问题解决能力。

二、实训环境实训地点：XX大学电子信息学院低频实验室实训设备：信号发生器、示波器、滤波器、放大器、衰减器、电阻、电容、电感等电子元件三、实训原理低频信号是指频率低于20kHz的信号，广泛应用于通信、广播、雷达、医疗等领域。

低频信号的产生、传输和接收原理主要包括以下几个方面：1. 信号发生器：用于产生低频信号，通常包括正弦波、方波、三角波等。

2. 放大器：用于放大低频信号，提高信号强度。

3. 滤波器：用于滤除不需要的频率成分，提取所需的信号。

4. 衰减器：用于降低信号强度，防止信号过载。

5. 传输线：用于传输低频信号，通常采用同轴电缆或双绞线。

6. 接收器：用于接收低频信号，通常包括天线、放大器、解调器等。

四、实训过程1. 信号发生器使用：熟悉信号发生器的操作，产生不同频率、幅度和波形的低频信号。

2. 放大器调试：将信号发生器产生的低频信号输入放大器，调整放大器的增益，观察输出信号的幅度变化。

3. 滤波器设计：根据实际需求，设计并搭建滤波器，滤除不需要的频率成分，提取所需的信号。

4. 衰减器应用：将信号发生器产生的低频信号输入衰减器，调整衰减器的衰减量，观察输出信号的幅度变化。

5. 传输线连接：将信号发生器、放大器、滤波器、衰减器等设备通过传输线连接起来，形成完整的低频信号传输系统。

6. 接收器调试：将接收器连接到传输线的另一端，调整接收器的参数，接收并解调低频信号。

五、实训结果1. 成功产生、放大、滤波、衰减和接收低频信号。

2. 掌握了低频信号处理的基本技能，包括信号发生、放大、滤波、衰减和接收等。

3. 了解了低频信号在实际应用中的重要性。

六、实训总结1. 通过本次实训，我深入了解了低频信号的产生、传输和接收原理，掌握了低频信号处理的基本技能。