模拟电子技术标准实验报告

1实验一常用电子仪器的使用一、实验目的：1、熟悉交流毫伏表、低频信号发生器，双踪示波器主要技术性能和面板开关、旋钮的名称和作用。2、学会上述仪器的正确使用。3、初步掌握用示波器观察，测量正弦信号的波形参数及计算方法。二、实验原理：在电子电路测试和实验中，常用的电子仪器有交流毫伏表，低频信号发生器，双踪示波器，直流稳压电源以及其它仪器，它们与被测(实验)电路的关系，如图2-1.1所示。*图2-1.1常用电子仪器接线框图在电子测量中，应特别注意各仪器的“共地”问题，即各台仪器与被测电路的“地”应可靠地连接在一起。合理的接地是抑制干扰的重要措施之一，否则，可能引入外来干扰，导致参数不稳定，测量误差增大。模电实验室的常用仪器:YJ—44型直流稳压电源；SX2172型交流毫伏表；XD1B型低频信号发生器；SS-5702型双踪示波器；*BS1A型失真度测量仪。三、实验内容1、用交流毫伏表测量低频信号发生器的输出(衰减)电压。将信号发生器频率调节在1KHz。电压“输出衰减”开关分别置于不同的衰减db位置上，调节信号发生器的“幅度”使电表指示在4V，用交流毫伏表测量其输出电压值。表2-1.1=1KHz电表指示4V信号发生器电压“输出衰减”（db）010203040506070信号发生器输出值（mV）40001200400120401241.2交流毫伏表读数值（mV）400011804101234111.841.23电压衰减倍数10.2950.1030.0310.0100.030.0010.00031直流稳压电源（YJ-44）被测(实验)电路交流毫伏表（SX2172）失真度仪（BS1A）低频信号发生器(XD1B)双踪示波器(SS-5702)22、用双踪示波器Y轴任一输入通道探头，测量示波器“校正电压”读出荧屏显示波形的UP-P值和频率。3、用交流毫伏表及双踪示波器测量低频信号发生器或稳压电源的输出电压及周期的数值。记入表2-1.2。表2-1.2测量数据输入信号测量项目U1=0.15V1=500HzU2=50mV2=1KHzU3=10mV3=2.5KHzU4=1V4=7KHz低频信号发生器电压衰减位置(db)30405010示波器Y轴“VOLTS/DIV”位置(V/DIV)0.10.020.0050.5示波器荧光屏显示波形高度(DIV)4.67.45.86示波器荧光屏上显示电压峰值(V)0.230.0740.00141.5毫伏表测量指示值(V)0.150.050.00950.96示波器X轴“TIME/DIV”位置(ms/DIV)0.50.20.10.02示波器荧光屏显示一个完整波形的长度(DIV)4547.2示波器荧光屏显示波形的周期时间(mS)210.40.142*非线性失真系数(%)0.1%四、思考题：1、示波器荧光屏上的波形不断移动不能稳定，试分析其原因。调节哪些旋钮才能使波形稳定不变。答：用示波器观察信号波形，只有当示波器内部的触发信号与所测信号同步时，才能在荧光屏上观察到稳定的波形。若荧光屏上的波形不断移动不能稳定，说明触发信号与所测信号不同步,即扫描信号（X轴）频率和被测信号（Y轴）频率不成整数倍的关系（xny）,从而使每一周期的X、Y轴信号的起扫时间不能固定，因而会使荧光屏上显示的波形不断的移动。此时，应首先检查“触发源”开关（SOURCE）是否与Y轴方式同步（与信号输入通道保持一致）；然后调节“触发电平”（LEVEL），直至荧光屏上的信号稳定。2、在测量中交流毫伏表和示波器荧光屏测同一输入电压时，为什么数据不同?测量直流电压可否用交流毫伏表，为什么?答：交流毫伏表和示波器荧光屏测同一输入电压时数据不同是因为交流毫伏表的读数为正弦信号的有效值，而示波器荧光屏所显示的是信号的峰峰值。不能用交流毫伏表测量直流电压。因为交流毫伏表的检波方式是交流有效值检波，刻度值是以正弦信号有效值进行标度的，所以不能用交流毫伏表测量直流电压。3实验二单级低频电压放大电路设计一、实验目的：（1）通过对单级晶体管低频电压放大电路的工程估算、安装和调试，掌握放大器的主要性能指标及其测试方法；（2）掌握二踪示波器、晶体管特性图示仪、函数发生器、交流毫伏表、直流稳压电源和模拟实验箱的使用方法。二、实验器材XJ4810型晶体管特性图示仪1台半导体二、三极管若干实验电路板1块MF—10型万用表1只YJ—44型稳压电源1台SX2172型交流毫伏表1只XD1B型信号发生器1台SS-5702型双踪示波器1台*BS1A型失真度仪1台三、晶体管特性、参数测量1、用万用表（欧姆挡）判别晶体二极管管脚的极性将万用表置于R1K挡。用红、黑表笔分别测量二极管的二个电极，万用表指针偏转角度大的一次，黑表笔所接的电极为二极管的正极，红表笔接触的为二极管的负极。若二极管正、反向电阻均为无穷大，表明二极管内部断路；若正、反向电阻均趋近于零，表明二极管内部短路（已被击穿）；若正、反向电阻阻值接近，则二极管的单向导电性能很差，不能正常工作。2、用万用表检测晶体三极管①先判断基极b和三极管类型将万用表欧姆挡置“R×100”或“R×1k”处，先假设三极管的某极为“基极”，并将黑表笔接在假设的基极上，再将红表笔先后接到其余两个电极上，如果两次测得的电阻值都很大(或者都很小)，约为几千欧至十几千欧(或约为几百欧至几千欧)，而对换表笔后测得两个电阻值都很小(或都很大)，则可确定假设的基极是正确的。如果两次切得的电阻值是一大一小，则可肯定原假设的基极是错误的，这时就必须重新假设另一电极为“基极”，再重复上述的测试。最多重复两次就可找出真正的基极。当基极确定以后，将黑表笔接基极，红表笔分别接其它两极。此时，若测得的电阻值都很小，则该三极管为NPN型管；反之，则为PNP型管。②当晶体三极管的类型和基极b确定后，即可判断集电极c和发射极e以PNP型管为例，用黑表笔和红表笔分别测量基极以外的二个电极各一次，发现两次测得的电阻数值为一大一小。电阻数值小的一次黑表笔所接的极为集电极C，另一个管脚为发射极E。这是因为当基极开路IB=0的情况下，集电极加反向偏置时，三极管内部有ICEO电流流过，故此时电阻较小。若电阻太小，则表明ICEO较大，该管的热稳定性差。4（以NPN型管为例。把黑表笔接到假设的集电极c上，红表笔接到假设的发射极e上，并在b、c之间接入偏置电阻。读出表头所示c、e间的电阻值，然后将红、黑两表笔反接重测。若第一次电阻值比第二次小，说明原假设成立，黑表笔所接为三极管集电极c，红表笔所接为三极管发射极e。因为c、e间电阻值小正说明通过万用表的电流大，偏置正常。）③检测电流放大倍数用万用表的黑表笔接触三极管集电极C，红表笔接触发射极E，在C、B极之间接入一只100K电阻。此时万用表指示电阻数值将大幅度减小。万用表电阻指示值愈小，说明三极管电流放大倍数愈大。3、用XJ4810型半导体管特性图示仪测量二极管的正向伏安特性（1N4001）集电极扫描极性NPN（+）峰值电压范围0—10V功耗电阻1K峰值电压1V以内Y轴作用1mA/度X轴作用VCE0.1V/度4、用XJ4810图示仪测量三极管特性3DG6D输入特性IB=(VBE)VCE=K集电极扫描极性NPN（+）峰值电压范围0—10V峰值电压0--10V功耗电阻1K阶梯信号极性+阶梯选择10A/度Y轴作用阶梯X轴作用VBE0.1V/度3DG6D输出特性IC=(VCE)IB=K集电极扫描极性NPN（+）峰值电压范围0—10V峰值电压0--10V功耗电阻1K20A/divube(V)ibe(A)00.60.7(0.1V/div)(10A/div)uce(V)ic(mA)0(1V/div)(0.5mA/div)ib=10A/div=606105阶梯信号极性+阶梯选择10A/度Y轴作用0.5mA/格X轴作用VBE1V/度3DG6DIC=(IB)四、低频单管电压放大器的设计步骤及计算方法：1、设计任务：低频单管电压放大器2、已知条件：Ec=12V；RL=2.7k；ui＜15mV；i=1KHz3、要求指标：在RL上获得UOP—P＞2.5V的输出电压，输出电压波形无失真*δ15%4、设计步骤及计算方法：1）计算单管电压放大器的电压放大倍数Au，确定电路设计方案：取ui=14mV2500226314ouiumVAumV三极管构成的放大电路有三种：共集电极、共基极、共发射极。其中共集电极电路是电流放大电路，它的电压放大倍数约等于1，因此该电路又称为射极跟随器或电压跟随器；共基极放大电路的电压放大倍数beLurRA'，虽然该电路可以实现比较大的电压放大倍数，但是该种电路不能放大电流，且输入电阻小，通常用于高频放大中；共发射极电压放大电路的电压放ic(mA)0(0.5mA/div)6100ib(A)(10A/div)6大倍数beLurRA'，可以实现较高倍数的电压放大，同时也可以放大电流，并且该电路的输入电阻和输出电阻都适中，是比较理想的电压放大电路。根据基极偏置电路结构的不同，共发射极电压放大电路也有不同的结构，为稳定静态工作点，我们选用静态工作点稳定的固定基极偏置共发射极放大电路，电路结构如下：图2-3.1按任务要求设计的电路2）选择基极电流IB：AiIbmB10Ibm是Ui产生IB的最大值。为避免产生截止失真，不应使输入信号工作在输入特性的弯曲部分。故在设置基极电流时最少加10A的起始电流。imbmbeUirmAImVmAImVrrEEbbe261300261选管3DG6C，测量其=65。为求rbe，设IE2mA，则263001651.162142181.161810,30bebmBmVrkmAmViAKIAAA选。核算IE与初选值是否吻合：mAAIIIBCE230653）选择偏置电阻Rb1和Rb27欲使IB稳定应使BII1，硅管的AIIIBB301051，,AI3001501则.选AI2201。考虑到设计任务对放大器未提出温度等特殊要求，故设计中可作常温（0--45C）处理。基极电压可选择低一些，使VB=3V，则KAVIVRBb13.6220312，按E24系列选取Rb2=15K。KKAVRIERbCb39.51522012211，选Rb1=39K。4）确定发射极电阻ReKmAIVVREBEBe51.127.03，选Re=1.2K。5）计算集电极负载电阻RCCLLbeLiouRRRrRuuA//63''；KRRRRRKrARLLLLCbeuL9.11.17.27.21.11.16516.163'''以上仅从满足Au63时的RC下限数值来考虑的；然后再从工作点的要求来考虑RC上限数值的大小。已知在放大器中电源EC分三部分，即：EC=ICRC+VCE+IERe以上已求出：IE=2mA,Re=1.2K则VRe=IERe=2.4VEC-VRe=VCE+ICRC=9.6V为使放大器不产生饱和失真，必须使：VCEUom+1V142631.3omUmVV则VCE2.3V才勉强满足，由此可得RC的上限数值：KmAIVVERCCECC65.323.24.212Re由于EC=12V已足够大，为减小失真降低失真系数%,取VCE=4V。8KmAVVRC8.2246.9考虑到VCE1V，选值高裕量较大，RC可选择3K。若想减小失真度降低%，亦可选RC=2.7K，故KRRRCLL42.135.1//'。6）核算Au：'2.736579631.16LubeRKKArK可见参数满足要求。7）选择Cb、CC和Ce电容：fcXC21选Cb=Cc=22F/16V,Ce=47F/16V8）列出元、器件明细表：元器件名称编号TRb1Rb2