模拟电子技术实验(4个新的).docx

模拟电子技术实验
一、 模拟电子技术实验简介
1. 实验任务
2. 实验设备
3. 实验要求
二、模拟电子技术实验目录
实验一 常用电子仪器的使用
实验二 晶体管共射极单管放大电路的研究
实验三 电压串联负反馈阻容耦合放大电路
实验四 模拟集成运算放大器的基本运用
模拟电子技术实验简介
（一） 实验任务
1. 巩固、加深理解所学的基础知识。
2. 训练实验技能，学会独立进行实验，提高动手操作能力。
3. 通过实验树立工程实际观点和严谨的科学作风。
（二） 实验设备
1. 模拟电子技术实验箱、直流稳压电源、信号源、双踪示波器、万用表、交流数字毫伏表。
2. 各个单独实验所需的电阻、电容、集成芯片。
3. 专用电缆线和一些普通导线。
（三）实验要求
1. 参加实验的同学要自觉遵守实验室规则。
2. 认真听取实验教师在实验前讲授的具体实验要求和实验注意事项。
3. 实验操作顺序
清点：按清单清点设备。注意仪器设备的类型、规格和数量是否齐全。
分工：要求同学们轮流担任接线、查线、操作、记录等工作。
接线：按照实验线路图文明接线。设备安放注意安全、整齐、便于操作；选用长短、粗细适中的导线，勿在中间打结；接线柱要拧紧。
** （1）接线中注意仪表的种类和量程；各仪器的公共接地端应接在一起
（2）严禁带电接线、拆线和改接线路。
查线：先由同学查线，再请指导教师查线，经指导教师同意后方可接通电源进行实验。
实验：根据实验指导书的要求，认真操作：仔细观察实验现象，精确读数、认真记录数据，详细分析实验结果。
** 在实验过程中，若有不正常现象，应立刻切断电源，查明原因后继续实验。
4. 完成全部规定的实验项目后，一切仪器设备恢复原状，经检查无误后方可离开。
5．认真完成实验报告。
实验一 常用电子仪器的使用
一、实验目的
1. 了解电子电路实验中常用的电子仪器：双踪示波器、信号源、交流数字毫伏表的主要技术指标、性能和正确的使用方法。
2. 初步掌握用UTD2050双踪示波器观察信号波形，读取波形参数的方法。
二、实验原理
模拟电子技术实验中，双踪示波器、信号源、交流数字毫伏表等常用的电子仪器和万用表配合使用，可以完成对模拟电子电路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，各仪器的公共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
1. UTD2050双踪示波器
面板上的按钮可以根据需要进行选择和设置。具体操作参考“应用实例”。

2. 信号源
（1） 前面板

（2） 键盘
功能键

选项软键

数据输入键

单位软键

方向键

3. 交流数字毫伏表
用万用表替代。
三、实验仪器及设备
信号源、双踪示波器、交流毫伏表、专用电缆等。
四、实验内容
1． 测量示波器内的校正信号，将数据填入表1-1中
（1）调出稳定波形
将示波器校正信号输出端通过专用电缆与CH1或CH2输入插口接通,调节示波器各有关旋钮，使示波器的荧光屏上显示出一个或数个周期的方波。
（2）读取“校正信号”幅度和频率 表1-1
测 量 内 容
标 称 值
实 测 值
幅 度
3V（P-P）

频 率
1KHZ

2． 测量信号源输出电压波形及频率，将数据填入表1-2中。
令信号源输出的频率分别为100HZ、1KHZ、10KHZ（信号源上数字频率计的测量值），有效值均为7mV（交流毫伏表的测量值）。

表1-2
信号源上数字频率计的测量值
示 波 器 实 测 值
交流毫伏表读数
示 波 器 实 测 值
周 期
频 率

峰 峰 值
有 效 值（计算）
100HZ

1KHZ

10KHZ

五、实验报告
1. 整理实验数据，进行分析。
2. 通过实验对不同触发方式的操作特点及适用场合加以区别。

实验二 晶体管共射极单管放大电路的研究
一、实验目的
1. 学会放大电路静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大电路性能的影响；
2. 掌握放大电路电压放大倍数、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子技术实验箱的使用。
二、实验原理
图2-1为单管共射极放大器的实验电路图。它的偏置电路采用和构成的分压电路，并在发射极中接有电阻，以稳定放大电路的静态工作点。
在下图中，当流过偏置电阻和的电流远大于晶体管的基极电流时，其静态工作点可以估算。

图2-1

三、实验仪器及设备
模拟电子技术实验箱、信号源、交流数字毫伏表、万用表、晶体管（），若干电阻和电容。
四、实验内容
1． 计算图2-1所示电路的静态工作点和动态性能指标，填入表2-1中。
表2-1
静 态 工 作 点
动 态 性 能 指 标

2． 测量静态工作点
（1）按图2-1将各元件联接成图，将可调电位器调至最大；断开信号源，使放大电路的输入端对地短接；然后接通实验箱+12V电源，调节可调电位器使得，测量、，并计算、，填入表2-2中。
（2）将、的理论计算值与测量计算值进行比较，并分析结果。
（3）断开所有电源及与相联接的电路，用万用表测量其阻值，填入表2-2。
表2-2
测 量 值
计 算 值
(V)
(V)
（）
(V)
(V)

3． 测量电压放大倍数
（1）调节信号源，使其输出频率为1KHZ、有效值为7mV的正弦信号；
（2）在放大电路源输入端加入，用示波器观察并记录下述三种情况下输出电压幅值和频率，以及二者的相位关系，记录在表2-3中。
表2-3

实验条件

幅值
频率

2.4

1.2

2.4
2.4

观察记录一组和的波形

4．观察静态工作点对输出波形失真的影响，将所出现的失真波形及产生原因纪录在表2-4中。

产生原因及影响
静态工作点偏高
静态工作点偏低
原因：
原因：
影响：

影响：

5．自行设计出测量最大不失真输出电压、输入电阻及输出电阻的方法，利用现有设备及元件进行验证。
五、实验报告
1． 整理测量结果，并将各参数的理论计算值与实测值进行比较，分析产生误差的原因；
2． 分析讨论在调试过程中出现的问题及静态工作点的变化对放大电路输出波形的影响。

实验三 电压串联负反馈阻容耦合放大电路
一、实验目的
1．进一步熟悉常用的电子仪器及静态工作点和动态性能指标的测试；
2．加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大电路性能指标的影响。
二、实验原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用。虽然它使放大电路的放大倍数降低，但能在多方面改善放大电路的动态参数，如提高增益的恒定性、改变输入输出电阻、减小非线性失真、拓展通频带、抑制环内噪声和干扰等等。因此，几乎所有的实用放大电路都带有负反馈。
负反馈放大电路有四种组态，即电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大电路各项性能指标的影响。

图3-1
1．图3-1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过把输出电压引回到输入端，加在晶体管的发射极上，在发射极电阻上形成反馈电压，根据反馈的判断法可知此为电压串联负反馈。经分析可知该电路的主要性能指标如下：
（1）闭环电压放大倍数，其中为开环电压增益；为反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。
（2）反馈系数。
（3）输入电阻，其中是基本放大电路的输入电阻（不包括偏置电阻）。
（4）输出电阻，其中为基本放大电路的输出电阻；为基本放大电路时的电压放大倍数。
2．本实验还需要测量基本放大电路的动态参数，因而不能简单的断开反馈支路得到基本放大电路，而是要去掉反馈作用，但又要把反馈网络的影响（即负载效应）考虑到基本放大电路中去。为此

图3-2
（1） 在画基本放大电路的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大电路的输出端交流短路，即令，此时相当于并联在上；
（2） 在画基本放大电路的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需将反馈放大电路的输入端（即管的发射极）开路，此时相当于并联在输出端，由于，故可近似认为并联在输出端。根据上述规律，可得到所要求的如图3-2所示的基本放大电路。
三、实验器件及设备
模拟电子技术实验箱、信号源、交流数字毫伏表、万用表、晶体管（P）、若干电阻和电容。
四、实验内容
1. 按图3-1接线，令，用万用表分别测量第一级、第二级的静态工作点，填入表3-1中。 表3-1

测 量 值
计 算 值

第 一 级

第 二 级

2. 测试基本放大器的各项性能指标
按图3-2接线，即把断开后分别并在和上，其他连线不动，取。
① 以，有效值约为7mV的正弦信号输入放大器，用示波器观察输出波形，并在输出不失真的条件下，将、、的有效值记入表3-2中；
② 保持不变，断开负载电阻(注意：不要断开)，测量空载时的输出电压、，记入表3-2中。
3. 测试负反馈放大器的各项性能指标
按图3-1接线，在输出波形不失真的条件下，用实验内容2的方法测量负反馈放大器的，记入表3-2中。
表3-2

或
基本放大器

负反馈放大器

4. 观察负反馈对非线性失真的改善
按图3-1接线，在输入端加入，有效值约为7mV的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形失真，记下此时的输出波形和输入电压的有效值；
按图3-1接线，将①中幅度增大后的输入信号加入到该电路中，比较有反馈和无反馈时输出电压的变化。
五、实验报告
根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大电路性能的影响。

实验四 模拟集成运算放大器的基本运用
一、实验目的
1．研究由集成运放组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能；
2．了解运算放大器在实际应用中应考虑的一些问题。
二、实验原理
集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件，组成输入和负反馈电路时，可以灵活的实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法等基本运算电路。
集成运放使用时应考虑的一些问题：
（1）输入信号选择交、直流量均可，但在选取信号的频率和幅度时，应该考虑运放的频率响应特性和输出幅度的限制；
（2）调零。为提高运算精度，在运算前，应首先对直流输出电位进行调零，即保证输入为零时，输出也为零。当运放有外接调零端子时，可按组件要求接入调零电位器：调零时，将输入端接地，调零端接入电位器，然后用直流电压表测量输出电压，使其为零。具体方法如图4-1所示。

图4-1
（3）消振。集成运放自激时，表现为即使输入信号为零，亦会有输出，使各种运算功能无法实现，严重时还会损坏器件。在实验中可用示波器监视输出波形。为消除运放的自激现象，常采用如下措施：①利用产品手册中提供的补偿电路及元件参数，给运放外接RC补偿电路；②电路布线、元器件的布局应尽量减少分布电容；③在正负电源进线与地之间接上几十微法的电解电容和 0.01-0.1微法的陶瓷电容，使二者相并联以减小电源引线的影响。
（4）741集成运算放大器的引脚排列如图4-2所示，其中各引脚功能如下：
1—平衡端子，即调零端； 2—反向输入端； 3—同向输入端； 4—负电压输入端；
5—平衡端子，即调零端； 6—输出端； 7—正电压输入端； 8—空脚。

图4-2
三、实验设备和器材
交流毫伏表、万用表、双踪示波器、集成运算放大器，若干电阻和导线。
四、实验内容
实验前一定要看清楚运算放大器各管脚的位置；切忌正负电源极性接反和输出端短路，否则会损坏集成块。
1．反相比例运算电路
（1） 按图4-3接线，接通电源，输入端对地短路，进行调零和消振。
（2） 输入，的正弦交流信号，测量相应的输出，并用示波器观察输入和输出的相位关系，记入表4-1中；输出电压与输入电压之间的关系为，。
图4-3
表4-1
实验条件

（幅值）

（幅值）
和的波形

实测值
计算值

2. 同相比例运算电路
（1） 按图4-4接线，接通电源，输入端对地短路，进行调零和消振。
（2） 输入，的正弦交流信号，测量相应的输出，并用示波器观察输入和输出的相位关系，记入表4-2中；输出电压与输入电压之间的关系为，。
图4-4
表4-2
实验条件

和的波形

实测值
计算值
，

3. 反相加法运算电路
（1）按图4-5接线，接通电源，输入端对地短路，进行调零和消振。
（2）输入信号采用直流信号，图4-6所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度，以确保集成运放工作在线性区。用万用表测量输入电压和及输出电压，记入表4-3中；输出电压与输入电压之间的关系为。

图4-5

图4-6

表4-3

4. 减法运算电路
（1）按图4-7接线，接通电源，输入端对地短路，进行调零和消振。
（2）输入信号采用直流信号，图4-6所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度，以确保集成运放工作在线性区。用万用表测量输入电压和及输出电压，记入表4-4中；输出电压与输入电压之间的关系为。
图4-7
表4-4

五、实验报告
1. 整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）；
2. 将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因；
3. 分析讨论实验中出现的现象和问题。

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