模拟电子技术实验课件==信号发生器

《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作1 整机设计1.1 设计任务及要求结合所学的模拟电路知识，运用AD画图软件，设计并制作完成一简易函数信号发生器，要求能产生方波和三角波，且频率可调，自行设计电路所需电源电路。

1.2 整机实现的基本原理及框图1.函数信号发生器能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形。

其电路中使用的器件可以是分立器件，也可以是集成电路。

本课题需要完成一个能产生方波、三角波的简易函数信号发生器。

产生方波、三角波的方案有很多种，本课题采用运放构成电压比较器出方波信号，采用积分器将方波变为三角波输出，其原理框图如图1所示。

2 硬件电路设计直流电源电路一般由“降压——整流——滤波——稳压”这四个环节构成。

基本组成框图如图2所示。

(1)电源变压器的作用是将电网220V的交流电压变成整流电路所需要的电压u。

因此，uj=nu;(n 为变压器的变比)。

整流电路的作用是将交流电压u.变换成单方向脉动的直流Uz。

整流电路主要有半波整流、全波整流方式。

以单相桥式整流电路为例，U=0.9u。

每只二极管所承受的最大反向1 0.45u电压uey=、2u,，平均电流/ouv)=之 R R对于RC滤波电路，C的选择应适应下式，即RC放电时间常数应该满足：RC=(3～5)T/2，T为50Hz交流电压的周期，即20ms。

(2)器件选择①变压器将220V交流电压变成整流电路所需要的电压u。

②整流电路将交流电压u：转换成单方向脉动的直流U2，有半波整流、全波整流，可以利用整流二极管构成整流桥堆来实现。

此题建议用二极管搭建全波整流电路实现。

③滤波电路将脉动直流电压Uz滤除纹波，变成纹波较小的U，有RC滤波电路、LC滤波电路等。

此题建议采用大电容滤波。

④稳压器常用集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器。

下面分别介绍其典型应用及选择原则。

固定式三端稳压器的常见产品有：78XX系列稳压器输出固定的正电压，如7805输出为+5V；79XX系列稳压器输出固定的负电压，如7905输出为-5V。

《模拟电子技术》简易函数信号发生器的设计与制作1 整机设计1.1 设计任务及要求结合所学的模拟电子技在此处键入公式。

术知识，运用AD软件设计并制作一简易函数信号发生器，要求能产生方波和三角波信号，且频率可调，并自行设计电路所需电源1.2 整机实现的基本原理及框图1.电源电路组成由变压器—整流电路—滤波电路—滤波电路—稳压电路组成。

变压器将220V 电源降压至双15V，经整流电路变换成单方向脉冲直流电压，此电源使用四个整流二极管组成全波整流桥电源变压器的作用是将电网220V 的交流电压变成整流电路所需要的电压u1。

因此，u1=nu i（n 为变压器的变比）。

整流电路的作用是将交流电压山变换成单方向脉动的直流U2。

整流电路主要有半波整流、全波整流方式。

以单相桥式整流电路为例，U2=0.9u1。

每只二极管所承受的最大反向电压u RN= √2u1，平均电流I D(A V),=12I R=0.45U1R对于RC 滤波电路，C的选择应适应下式，即RC放电时间常数应该满足：RC= (3~5）T/2，T 为50Hz 交流电压的周期，即20ms。

此电源使用大电容滤波，稳压电路，正电压部分由三端稳压器7812输出固定的正12V电压，负电压部分由三端稳压器7912输出固定-12V电压。

并联两颗LED灯分别指示正负电压。

2．该函数发生器由运放构成电压比较器出方波信号，方波信号经过积分器变为三角波输出。

2 硬件电路设计硬件电路设计使用Altium Designer 8.3设计PCB，画好NE5532P,7812及7912的原理图和封装后，按照电路图画好原理图后生成PCB图。

合理摆放好各器件后设置规则：各焊盘大小按实际情况设置为了更容易的进行打孔操作，设置偏大一些，正负12V电源线路宽度首选尺寸1.2mm，最小宽度1mm，最大宽度1.2mm，GND线路宽度首选尺寸1mm，最小宽度1mm，最大宽度1.5mm，其他线路首选尺寸0.6mm，最小宽度1mm，最大宽度1.2mm。

模拟电子技术实验教程34 2.4.2 信号发生器使用方法信号发生器的面板图可由如图2-18所示表示，可知面板由频率调节、幅值调节、波形选择和开关等组成。

下面着重说说信号发生器各个部分的使用方法。

1．波形的选择波形选择开关处于弹出位置，则输出正弦波；如处于按下位置，则输出方波。

2．频率的调节输出信号的频率由面板上的“频率倍乘”指示值和“频率度盘”读数值两者乘积决定。

如“频率倍乘”置“×10”，“频率度盘”读数为“80”，则输出信号频率为80×10=800Hz 。

3．输出电压的调节输出电压的大小由面板上的“输出调节”旋钮从零到最大输出连续调节，由“输出衰减”做步进式衰减调节，进行0～−50dB 衰减，实现输出0～7V 的电压。

分贝与电压比（U o /U i ）的关系为dB ，U i 是输入到衰减器的电压，U o 是衰减器输出的电压。

其换算关系见表2-13。

表2-13分贝数与电压比的换算表 分贝/dB0 －10 －20 －30 －40 －50 电压比（U o /U i ）1 0.3163 0.1 0.03163 0.01 0.003163 输出电压范围 0～7V 0～2V 0～0.7V 0～200mV 0～70mV 0～20mV4．注意事项（1）通电前将“输出调节”旋钮逆时针旋到底，使输出电压为零，然后再缓慢增加输出电压。

另外，在切换衰减挡位时，应先将“输出调节”置于最小，然后再进行切换，这种操作要养成习惯。

（2）仪器在使用前，先应预热几分钟，使仪器工作稳定。

（3）注意不要将输出端短接，以免损坏仪器。

（4）注意输出端有信号端和接地端区别，使用时不可错接。

5．举例要求输出频率为1kHz ，幅值为10mV 的正弦交流信号源，步骤如下所述。

图2-18 DF1026型低频信号发生器面板图。

实验一 共发射极放大电路1、实验目的（1）熟练掌握共发射极放大电路的工作原理，静态工作点的设置与调整方法，了解工作点对放大器性能的影响；（2）掌握放大器基本性能指标参数的测试方法。

2、实验设备（1）模拟电子线路实验箱 1台 （2）双踪示波器 1台 （3）函数信号发生器 1台（4）直流稳压电源 1台 （5）数字万用表 1台3、实验原理图1.1 所示是一个阻容耦合共发射极放大器。

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 （Ｒe ＝Ｒe1＋Ｒe2），以稳定放大器的静态工作点。

当在放大器的输入端加输入信号u i 后，在输出端就可以得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u o ，从而实现了放大。

（1）静态工作点U BQ = U CC R b2 /（R b1 + R b2）I CQ ≈I EQ =（U BQ -U BE ）/ R e = U EQ / R eU CEQ ≈ U CC -I CQ （R C +R e ）为使三极管工作在放大区，一般应满足： 硅管： U BE ≈ 0.7V U CC >U CEQ >1V （2）电压放大倍数图1.1共发射极放大器CCA u = -βR L ′/r be （注：R L ′＝ＲL ∥ＲC ）（3）输入、输出电阻R i = R b1∥R b2∥r be r be = r bb ′+（1+β）26mV / I EQ mA R o = r o ∥R C ≈ R C4、实验内容与步骤（1）线路连接按图1.1 连接电路，把基极偏置电阻R P 调到最大值，避免工作电流过大。

（2）静态工作点设置接通+12V 直流电源，调节基极偏置电阻R P ，使I EQ =1mA ，也即是使U EQ = 1.9V 。

然后测试各工作点电压，填入表1-1中。

（3）电压放大倍数测量调节信号源，使之输出一个频率为1kHz ，峰峰值为30mV 的正弦信号（用示波器测量）。

模拟电子技术实验指导书上海科技学院2006年1月前言《电子技术基础》课程是电子信息类专业学生必须掌握的一门专业基础课程，它是这些专业的学生学习本专业后续课程的基础，因此必须认真地对待。

为使学生在学习《电子技术基础》课程的同时增强实践操作技能的培养，特重新编写《模拟电子技术实验指导书》以帮助学生进一步理解书本知识，从而使学生既理论联系实践，又实践联系理论，真正为培养电子类专业高等职业技术人才打好扎实的基础。

本指导书共设有28个实验内容，既要求学生能在计算机上用电子工作平台（EWB5.0）进行软件仿真实验，又要求学生能在实验室里进行具体硬件的操作实验，实际使用中可根据需要选做大部分实验内容。

本书内容包括了低频电子线路和高频电子线路的主要实验，也涵盖了课堂教学中的主要内容，因此认真完成规定的实验，必将对加深理解《电子技术基础》课程书本知识起到极大的作用。

实验中所用到的仪器设备，多数是目前尚属比较先进的，因此熟练掌握这些仪器的操作和使用方法，必将为学生今后的实验、生产实习乃至参加工作带来莫大的方便；为使学生能正常的实验，有些仪器和EWB5.0的使用操作方法编于本书的附录部分，供学生在实际操作中参考。

本书中的实验内容都由编者实际操作和测量过，同时也经过数届学生的使用，证明这些实验具备可操作性、实验结果可重复性及与理论分析的基本一致性。

本次重编，除对原书中的个别错误之处进行改正外，还对部分实验的实验原理、实验步骤与内容作较大的改动，以更适合我校实验室目前的条件。

由于改版时间仓促，仍难避免出现错误，请读者不吝指教。

周永柏2006.1电子技术实验的要求与方法实验要求一．实验前预习准备1.仔细阅读实验讲义及课本中的有关章节，明确实验目的和任务，了解实验基本原理，熟悉实验线路、实验方法及实验步骤。

2.明确实验中要观察的现象、需记录的实验数据、将要使用的仪器设备及元器件规格和各注意事项。

3.学生只有在认真预习本次实验内容并写好预习报告的基础上，才能到实验室进行实验，预习不合格者不得参加本次实验。

实验一常用电子仪器使用一、实验目的（l）了解双踪示波器、低频信号发生器、稳压电源、晶体管毫伏表及万用表的基本工作原理和主要技术指标。

（2）掌握用双踪示波器测量信号的幅度、频率、相位和脉冲信号的有关参数。

（3）掌握低频信号发生器和晶体管毫伏表的正确使用方法。

（4）掌握万用表的使用方法，学会用万用表判断二极管、三极管的电极和性能的方法。

二、实验原理在电子技术实验里，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，最常用的电子仪器有：示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表、数字式（或指针式）万用表等，如图1－1所示。

图1－l电子技术实验中测量仪器、仪表连接图示波器：用来观察电路中各点的波形，以监视电路是否正常工作，同时还用于测量波形的周期、幅度、相位差及观察电路的特性曲线等。

低频信号发生器：为电路提供各种频率和幅度的输人信号。

直流稳压电源：为电路提供电源。

晶体管毫伏表：用于测量电路的输人、输出信号的有效值。

数字式（或指针式）万用表：用于测量电路的静态工作点和直流信号的值。

三、实验仪器及设备（1）低频信号发生器1台（2）晶体管毫伏表1台（3）双踪示波器1台（4）双路稳压电源1台（5）数字式万用表l块（6）微型计算机系统1套四、实验内容及步骤1稳压电源接通电源开关，调电压调节旋钮使两路电源分别输出＋3Ⅴ和+12v，用数字式万用表“DCV”档测量输出电压的值。

分别使稳压电源输出＋30v、±15V，重复上面过程。

2．晶体管亳伏表是一种专门用来测量交流小信号电压的电子仪表。

测量频率范围10Hz—1MHz，量程范围从1mV—300V,误差范围一般不超出5%。

使用时应注意根据被测信号大小选择适当的量程，应以指针偏转不低于满量程的三分之一为宜。

输入端连线应注意区分信号端与接地端的正确接法。

从仪表上可读出电压值和相应的标准分贝值。

要注意量程与刻度值间的换算关系，以免产生读数错误。

3．低频信号发生器该仪器可输出正弦波、方波和矩形波，频率范围从10Hz—1MHz，可同时显示输出信号的有效值和频率大小。