第二章 模拟电子技术实验

电子测试技术（一）《电子技术基础实验须知》一、电子技术基础实验的目的和意义电子技术基础是一门实践性很强的课程。开设实验课的目的就在于培养学生的实践动手能力，通过实践除了可提高学生的基本技能之外，还可开拓学生分析问题与解决问题的能力。对走上工作岗位后尽快适应工作环境具有十分重要的作用。二、对电子技术基础实验的一般要求1、实验前要做好充分的预习，并写出预习报告。（1）预习有关理论知识，搞懂实验原理，从而理解实验的目的，明确实验的要求和步骤。（2）查阅有关资料，搞清所用到的仪器、设备的功能、使用方法及在本次实验中所起的作用。（3）能回答预习思考问题。（4）写出预习报告。预习报告要求：A)对实验的理解a)对实验目的的理解b)对实验原理的理解c)对实验步骤的理解d)对实验结果的预计，通过理论分析，对实验结果进行分析和估算。B)拟出实验步骤，设计出实验数据表格。C)预计实验中可能出现的问题，及你的对策。（5）实验前，教师要检查预习报告，并对学生进行提问。无预习报告、预习不合格者，不准进行实验。2、进入实验室应注意：（1）要自觉遵守实验室规则。（2）检查你实验台上所要用到的仪器设备是否齐全，是否完好。（3）合理布置你的实验现场。a)仪器设备，实验装置的安放位置要紧凑、合理，方便于测试（注意：习惯上使输入端在左侧，输出端在右侧）。b)在理解实验电路的基础上，认真正确接线，接线要牢靠，避免虚接；走线应尽可能短，避免长线。c)接入测示仪表时，要注意“共地”。（4）认真检查接线无误时，才可接通电源，进行测试。（5）实验过程中，如发现有异常气味或其他危险现象时，应先立即切断电源，保持现场，然后报告指导教师，分析、排除故障后方可继续进行实验。（6）认真细致的观察实验过程中的各种现象，要如实记录实验条件，实验数据和波形，并思考、分析判断其正确性，如感觉测试结果有异常时，应能独立思考，分析原因，耐心排除（自己无能力解决的问题，可找指导教师帮助解决）。最后应记录故障及如何解决的方法。（7）实验做完后先不拆线路，应该将你的实验记录送交指导教师审阅，签字同意后再拆除线路，清理现场，将全部仪器设备恢复原状后，方可离开实验室。3、每次实验后必须认真撰写“实验报告”写“实验报告”是锻炼学生撰写技术文件能力的一个重要环节，必须重视。（1）“实验报告”的内容①“实验报告”应能如实反映你的整个实验过程。a)实验目的是什么？b)什么时间？与何人共同完成？c)使用了什么仪器、仪表、器件？d)所用的测试原理线路是什么？②整理测试过程中的原始数据及波形。a)可以设计表格填入；b)也可以使用坐标纸画出曲线。③对实验结果进行分析讨论。a)将测量数据与理论计算值比较；b)分析产生误差的原因；c)提出减少误差的措施。④记录本次实验过程中所经历的问题及解决的过程和方法。⑤通过实验得出什么结论，有什么心得体会？⑥提出改进建议。（2）对“实验报告”的书写要求书写简洁工整、文理通顺，图表齐全工整，讨论要深入，结论要简明。实验一常用电子仪器的使用实验学时：3实验类型：（综合）实验要求：（必做）一、实验目的1.熟悉常用电子仪器的面板各旋钮的作用。（见附录A）2.学会常用电子仪器的正确使用方法。二、实验原理说明多种电子仪器联合使用时，连接框图如图1-1。特别注意：各仪器地端必须连接在一起，形成“共地”。这样能防止干扰,测试稳定。图1.1-1仪表连接三、实验内容及步骤1.学会用万用表测量直流电压。（使用前，一定要看清量程是否正确）2.学会用函数信号发生器输出一定频率，一定幅度的信号。3.学会用示波器观察信号波形，测量交流信号电压的大小，周期、频率和相位。1）使信号发生器的衰减为0dB时，输出1kHz的正弦信号，用示波器观察其波形，调节信号输出幅度使示波器上的电压波形峰-峰值为2V。2）用示波器测出该信号电压的大小（有效值）Ui=?,周期T=?,频率f=?。3）若将信号发生器衰减打到20dB,其他条件不变，再用示波器测出此时信号电压的大小，周期和频率。4.用毫伏表测量信号源两次输出电压的大小与示波器测量的结果进行比较。四、实验组织运行要求要求学生熟悉常用电子仪器的功能用途及使用方法。（见附录A五、实验条件1.SR-8示波器2.DF1641D交流函数信号发生器3.DF2170A交流电压毫伏表4.万用表500型或MF50六、实验注意事项1、认真检查接线无误时，才可接通电源，进行测试2、验过程中，如发现有异常气味或其他危险现象时，应先立即切断电源，保持现场，然后报告指导教师，分析、排除故障后方可继续进行实验七、思考题1.示波器如何用来测正弦波的电压、周期、频率。2.测量直流电压通常选用什么仪表。3.测量交流电压通常选用什么仪表。４．万用表是否可用来测交流电压？毫伏表是否可用来测直流电压？八、实验报告要求1.记录整理有关实验数据、波形。2.总结几种常用仪器的用途及使用方法。3.实验心得体会。九、其它说明实验二单级交流放大器实验学时：3实验类型：（综合）实验要求：（必做）一、实验目的1．学习调整、测试晶体管静态工作点的方法，研究静态工作点对放大电路性能的影响。2．究集电极电阻Rc，负载电阻RL对放大电路放大倍数的影响。3．握放大电路的输入电阻Ri和输出电阻Ro的测定方法4．学习测定放大电路幅频特性的方法二、实验原理、方法和手段1．静态工作点的设置与调整任何组态（共射、共基、共集）的放大电路的主要任务都是不失真地放大信号，而完成这一任务的首要条件，就是合理地选择静态工作点。图2.1-1负载曲线本实验采用的单管交流放大电路为分压式偏置电路，电路原理如图2.1-2所示。电路由Rb1+Rb2组成分压电路，为晶体管提供基极电流IB，调整RP的大小就可以改变IB，从而获得合适静态工作点Q。icic(mA)1IC2N34100ic(mA)Q'QQvcf1vCE(V)Vcf20IB=405080M(V)vCE0012963tt0为了保证输出在最大动态范围而又不失真，往往把静态工作点设置在交流负载线的中点。如图2.1-1所示，静态工作点设置得偏高或偏低；在输入信号比较大时会造成输出信号的饱和失真或截止失真。2．单管放大电路性能指标的估算：（参看图2.1-2）（1）静态工作点：CQIRe1211BECbPbbBQVERRRRIViC1Rb1RcRcC2Ec+12V3K3K8.2KRp68KRb26.8KRe1KCeRL3K10103DG6V030图2.1-2单级放大电路)(eCCQCCBQRRIEV式中：ＶBE为晶体管基一射极压降（２）电压放大倍数：beLvrRAＡＵ当发射报旁路电容Ｃe断开时，在发射极电阻上产生串联电流负反馈，则电压增益ebeLvRrRA)1(式中：LCLRRREQIber26)1(300为晶体管输入电阻β为晶体管电流放大倍数（３）输入、输出电阻输入电阻bebPbirRRRR21)(输出电阻cRR0３．单管放大电路性能指标的测试（１）放大电路输入电阻Ｒi的测试；放大电路输入电阻Ｒi的定义是从放大器输入端看进去世的等效电阻iiiIVR测试Ｒi的方法很多，在此介绍“替代法”，按图2.1-3接线，先把开关拨至１外，接上ＲＬ并调节输入信号，使输出波形大小适中，但不失真。用毫伏表测量Vi值。RLRSRiVi2Rw1放大器Vs图2.1-3输入、输出电阻放大电路输出电阻Ｒ0的定义是：输入端信号电压短路（保留内阻Ｒs）断开负载电阻，从放大器输出端看进去的等效电阻。LSRVIVR,0000测试Ｒ0的方法很多，在此介绍“换算法”。按图2.1-4接线，先在输出端加负载电阻ＲＬ，调节信号源电压，使输出波形大小适中并不失真，用毫伏表测量输出电压Ｖ01，然后去掉ＲＬ，再测量空载时的输出电压Ｖ02，则输出电阻Ｒ0可由下式然后把开关拨至２外，用毫伏表测Rw上的电压，调节Ｒw，使其上电压值与上次的电压值（Vi）相等。则Ｒi=Rw。（２）放大电路输出电阻Ｒ0的测试算出LRVVR)1(01020VR0RLVSRS放大器图2.1-4输出电阻集电极电阻Ｒc和负载电阻ＲＬ对电路的放大倍数都有一定的影响，但Ｒc过大易产生饱和失真。（４）放大器幅频特性的测定放大器的幅频特性是测绘电压放大倍数随输入信号频率而变化的曲线，放大器的幅频特性曲线测绘方法有逐点测试法；保持输入信号Ｖi的大小不变，改变Ｖi的频率，逐步测试出输出电压Ｖ0的大小，根据实验数据描绘出放大器的幅频特性曲线。三、实验内容及步骤１．静态工作点的调整与测试调整直流稳压电源使Ｅc＝＋12V，取Ｒc＝３Ｋ，Ｒe＝１Ｋ，RL=∞，按图2.1-2接线。从放大器的输入端输入f=1000Hz，Vi=5mV的正弦小信号，用示波器观察输出信号Ｖ0的波形，逐渐增大Ｖi，同时调节Ｒp，使输出信号波形不失真，直至输入信号增加到某个最大值Vimax，此时若再增大Vi，则输出信号V0的波形同时出现上，下削波的失真。此时，放大器是理想工作状态。将输入信号Ｖi撤去，测出放大器的ICQ、ＶBQ、ＶEQ、ＶCQ，结果记入表一，并计算ＩBQ、ＶBEQ、ＶCBQ。表一（３）电压放大倍数的测试放大器的电压放大倍数为放大器不失真放大状态时输出电压与输入电压之比iVVVA0测试值电路状态计算值ＩCQＶBQＶEQＶCQＩBQＶBEQＶCBQ2．测试电压放大倍数ＡＶ在电路理想放大状态下，调整信号发生的输出Ｖi＝10mV，f=1000Hz的正弦信号输入放大器。（１）ＲＬ＝∞，Ｒc＝３Ｋ，1.5K时分别测出Ｖ0的值，计算Ａv（２）Ｒc＝３Ｋ时，接入ＲＬ＝３Ｋ，测出Ｖ0的值，计算Ａv将上述测试和计算的结果记入表二，说明Ｒc、ＲＬ对电路放大倍数的影响。负载状态测试值测试值估算值ＲcＲＬViV0AvAv3K∞1.5K∞3K3K3．研究静态工作点的改变对输出波形的影响。在上一步的基础上，先将Ｒp顺时针旋转使V0出现明显失真，测出此时的静态工作点，再将ＲP逆时针旋转使Ｖ0出现明显失真，同样测出静态工作点。将上述结果记入表一，根据测试结果及示波器观察到的波形判断电路处于何种失真状态。４．测定输入电阻Ｒi和输出电阻Ｒ０Ｒc＝３Ｋ，Ｒe＝１Ｋ，ＲＬ＝３Ｋ，信号源为1000Hz，10mV的理想放大情况下测试Ｒi，Ｒ0５．测绘放大的幅频特性在电路理想放大状态下，保持Ｖi＝10mV不变，改变Ｖi频率，先确定fL和fH，然后自行定出若干频率点，测出每一频率下输出信号Ｖ0值。记入自行设计的表格。四、实验组织运行要求1.本实验中测量放大器静态工作点你选用什么仪表，测量动态参数你选用什么仪表？为什么？2.如何用示波器测量交流电压大小、周期、频率。3.熟悉单级共射放大器的工作原理，根据实验电路（见图2-1）（设ß=100）估算出静态工点ICQ=?UCEQ=?。估算电压放大倍数AU=?，输入电阻Ri=?，输出电阻Ro=?4.本实验中，打算如何测量静态工作电流ICQ？如何测量放大器的Ri和Ro？5.放大器空载情况下，当调节偏置电阻Rp1，使放大器的输出波形出现饱和或截止失真时，你认为晶体管的静态UCEQ会有怎样相应的变化？为减小失真UCEQ应等于多少为好？五、实验条件直流稳压电源一台函数信号发生器一台示波器一台交流毫伏表一台万用表一块六、实验注意事项1、认真检查接线无误时，才可接通电源，进行测试2、实验过程中，如发现有异常气味或其他危险现象时，应先立即切断电源，保持现场，然后报告指导教师，分析、排除故障后方可继续进行实验七、思考题1.如何做才有利于放大器不失真放大？2.如何提高放大器的电压放大倍数uA？八、报告要求、数据处理及实验结论1.列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、uA、iR、oR之值与理论计算值相比较，（取一组数据进行比较）分析产生误差的原因。2.试总结通过对放大器研究你对放大器的认识。九、实验说明设计测之以下电路原理图理想静态工作点的步骤，并仿真实验。实验三阻容耦合多级放大器实验学时：3实验类型：（综合）实验要求：（必做）一、实验目的1．学习多级放大电路静态工作