2015模拟电子技术基础实验课件

模拟电子技术基础实验计算机专业实践中心电子元器件1、电阻，电位器2、电容3、二极管4、三极管5、运算放大器电阻、电位器3R11.5kΩ12R210kΩKey=A50%123符号：电容符号二极管三极管运算放大器741单运放LM324双运放实验仪器使用1、直流稳压源2、信号源3、示波器4、万用表5、模拟电路实验箱直流稳压源信号源示波器数字万用表电阻档交流电压档直流电压档电容档三极管β参数档模拟电路实验箱电源连接线连接线实验内容实验一二极管特性及其应用实验二三极管单级交流放大电路实验三三极管负反馈交流放大电路实验四运算放大器应用（一）实验五运算放大器应用（二）实验一二极管特性及其应用一、实验目的了解半导体二极管在电子电路中的多种用途掌握电子电路实验仪器的基本使用方法熟悉和掌握示波器、信号发生器的正确使用方法。1、二极管特性测试与分析正向输入直流电压Vi0.2V0.5V0.7V1.0V1.5V2.0V2.5V3V输出电压Vo（1）、二极管单向导电性a1、二极管特性测试与分析（1）、二极管单向导电性b反向输入直流电压Vi0.5V1.0V1.5V2.0V2.5V3.0V3.5V4.0V输出电压Vo2、限幅特性输入交流有效电压0.2V0.5V0.7V1.0V1.5V2.0V2.5V3.0V输出电压波形实验电路a2、限幅特性实验电路b输入交流有效电压0.2V0.5V0.7V1.0V1.5V2.0V2.5V3.0V输出电压波形3、半波整流电路实验电路用信号源给电路输入频率分别为100Hz、1000Hz,Vi=10V(有效值)正弦波信号，在RL=240Ω，RW=10KΩ，调节RW，测出VO的值，用双踪示波器观察电路相应的输入/输出波形，并记录相应的波形图，分析并说明输出波形随RW变化情况。实验二三极管单级交流放大电路1．通过实验搞清楚电路中各元件与静态工作点的关系。学习晶体管放大器静态工作点的调整与测量方法。2．分析、观察工作点对放大器动态范围的影响。3．搞清电路中各元件对放大器性能指标的影响。掌握放大器诸性能指标的测量方法。4．熟悉EDA工具软件Multisim设计、编辑、仿真电路的基本方法。实验内容（一）、基本放大器电路工作状态调整与参数测量1．电路参数对放大器工作点的影响（l）Rbl对工作点的影响测试电路设置条件：电源电压EC为10V，将电位器W2旋至最大或最小，测量晶体管集电极、基极和发射极对地电压VC、VB、VE，并计算VBE、VCE和IC的值。Rb1VC(v)VB(v)VE(v)VCE(v)VBE(v)IC(mA)Rb1minRb1max1．电路参数对放大器工作点的影响（2）EC对工作点的影响测试电路设置条件：将Rb1调至50KΩ，改变电源电压EC，测量VC、VB、VE，并计算VBE、VCE和IC。EC(v)VC(v)VB(v)VE(v)VCE(v)VBE(v)IC(mA)1012152．工作点对波形的影响测试电路设置条件：EC＝10V，RL=∞（开路），Rbl=Rblmax，Vi＝20mVP-P，f=1KHz，观察并记录输出波形（按比例画出波形），逐渐减小Rbl直至Rbl=Rblmin，观察输出波形有何变化，并记录输出波形，并写出结论。3．放大器最大不失真输出的调整测试电路设置条件：Ec=10V，RL(W3)＝4.7KΩ，当输入电压Vi由小增大时，放大器输出波形将先出现饱和失真（或截止失真），这表明放大器静态工作点不在交流负载线中点。调节W2使输出波形失真消失。然后再增大Vi，又出现失真，再调节W2使失真消失。如此反复调节，直至输入电压稍有增加，输出波形同时出现饱和与截止失真。测量这时放大器的输出波形最大而不失真时的输入电压Vimax和输出电压VOmax；然后去掉交流输入信号，测量工作状态VC、VB、VE。4．放大器电压放大倍数AV测试放大器电压放大倍数为输出电压V0与输入电压Vi之比，即AV=VO/Vi在实验内容3所调定的工作状态下，输入信号Vi=10mVP-P，f=1KHz，改变负载电阻RL（W3），测量VOL，并计算AV值。RL(kΩ)VOL(V)AV234.75．测量放大器输入电阻ri在实验内容3所调定的工作状态下，输入信号加到A端，f=1KHz，调节信号源输出电压，使D点电压为10mVP-P，测量VA和W1值，计算出放大器输入电阻ri。VA(mV)VD(mV)W1(kΩ)ri(kΩ)106．测量放大器输出电阻rO在实验内容3所调定的工作状态下，输入信号Vi＝10mV（有效值），f=1KHz，。测量负载开路时的输出电压VO和接上负载RL＝4.7KΩ时的输出电压VOL，计算放大器的输出电阻rO。RL(kΩ)VO(V)VOL(V)rO(kΩ)∞/4.7/(二)、设计单级共射极交流电压放大电路电路器件：三极管为NPN型，β为100；Rs=200Ω,RL=5KΩ，Rc=2KΩ；基极上下偏置电阻Rb1Rb2自定（10KΩ～400KΩ）电源工作电压为10V输入信号频率f=2kHz，Vimin=5mVp_p,Vimax=100mVp_p；放大器电路基本要求：保证输出信号不失真时，电压放大倍数不小于50。借用EDA工具软件Multism2001设计该电路，并用计算机进行仿真（确定电路中个元件的参数值）。实验三三极管负反馈交流放大电路一、实验目的1．加深对负反馈对放大器性能的理解。2.学习电压串联负反馈放大器的调试和测量方法。3.学会EDA工具软件Multisim设计、仿真、调试基本负反馈放大器的方法。(一)负反馈放大器电路调整与参数测量l．调整放大器静态工作点输入信号频率f=1KHz，断开反馈（将S1开关拨向接地），接通S2，使负载电阻RL=W4max=4.7KΩ。用示波器观察输出波形。逐渐增大输入信号，适当调节W2和W3，把放大器的静态工作点调到负载线的中点（即当输入信号稍有增加时，输出电压波形的正负幅值同时出现失真）。去掉输入信号，并将放大器输入端短路，测量并记录放大器的静态工作状态。各极对地电压Q1Q2VC(V)VB(V)VE(V)2.电压串联负反馈对放大倍数的影响输入信号Vi＝5mVP-P，f＝1KHz，负载电阻RL＝W4max＝4.7KΩ，测量、记录、有无反馈时的输出电压VO，并计算AV和AVF。VO(V)VR3(mV)F＝VF/VOAVAVF计算值实测值无反馈////有反馈/3.负载变化对放大器放大倍数的影响输入信号Vi=5mVP-P，f=1KHz。改变负载电阻RL，测量并记录有、无反馈时的VO值。RL＝4.7KΩRL＝3KΩdAV/AV1dAVF/AVF1VO(V)AV1AVF1VO(V)AV2AVF2计算值实测值无反馈////有反馈//4.电压串联负反馈对输入电阻的影响输入信号Vs从G端输入，f=1KHz，调节输入信号。使Vi=5mVP-P，测量有、无反馈时的Vs值。并由测得的两电压值和W1值计算出有、无反馈时的输入电阻。VS(mV)W1(KΩ)ri(KΩ)riF(KΩ)计算值实测值无反馈//有反馈/5.电压串联负反馈对输出电阻的影响输入信号Vi＝5mVP-P，f＝1KHz，在有、无反馈的情况下，分别测量空载和有载时的输出电压VO，根据测得的VO值求出输出电阻值。RL＝∞VO(V)RL＝4.7KΩVO(V)RO(KΩ)riF(KΩ)计算值实测值无反馈//有反馈/(二)设计电压串联负反馈放大电路电路器件：三极管Q1、Q2为NPN型，β为100；Rs=200Ω,RL=5KΩ，Rc=2KΩ；Q1、Q2基极上下偏置电阻Rb1Rb2自定（10KΩ～100KΩ）电源工作电压为10V输入信号频率f=2kHz，Vimin=1mV,Vimax=100mV；放大器电路基本要求：保证输出信号不失真时，电压放大倍数不小于50。借用EDA工具软件Multism2001设计该电路，并用计算机进行仿真（确定电路中个元件的参数值）。实验四运算放大器应用（一）一、实验目的学会用EDA工具软件Multism2001设计该电路，并用计算机进行仿真（确定电路中个元件的参数值）。熟悉和了解运算放大器的参数和性能熟悉和掌握运算放大器在比例运算、加法运算、积分及微分方面的应用。实验器件μA741介绍μA741是单片高性能内补偿运算放大器，该器件的主要特点是：共模电压范围较宽；具有短路保护功能、失调电压调零功能；不需要外部频率补偿；功耗低。实验所用运放采用8引脚DIP封装,下图为其顶视封装。各管脚功能如下:1、5:调零端2:反相输入端3:同相输入端4:-VEE6:输出7:+VCC8:空脚1．反相比例放大器1）将输入端接地（Vi＝0），调节调零电位器W，使输出端电位为零。（XMM是万用表）2）输入端输入正负不同直流电压，测量大器的实际放大输出端VO的对应值，并求出放倍数。Vi0.10V0.50V1.0V-0.10V-0.5V-1.0V1.5VVOAV3）输入端输入不同电压交流信号Vip-p，f=1kHz，测量输出端VO的对应值。求出放大器的实际放大倍数。（注意：VO的测量值必须要在放大器的线性范围之内。）Vip-p5mV50mV100mV500mV1.0V1.5VVOAVVO波形2．同相比例放大器1）放大器输出调零。2）输入端输入正负不同直流电压（见下表），测量输出端VO的对应值，并求出放大器的实际放大倍数。Vi0.10V0.50V1.0V-0.1V-0.5V-1.0V1.5VVOAV3）输入端输入不同电压交流信号Vip-p，f=1kHz，测量输出端VO的对应值。求出放大器的实际放大倍数。（注意：VO的测量值必须要在放大器的线性范围之内。）Vip-p5mV50mV100mV500mV1.0V1.5VVOAV3．反相加法器1）放大器输出调零。2)在输入端(VX，VY)输入正负不同直流电压，测量输出端VO的对应值。VX0.5V1.0V1.0V-0.5V-1.0VVY0.1V0.5V1.OV-0.1V-0.5VVO4．积分器1）放大器输出调零。2）去掉积分电容短路线，输入端Vi加入连续的方波信号（Vip-p）＝6V，f＝1kHz，用示波器观察、测量并记录输入Vi和输出VO的波形参波（周期、脉冲宽度、幅度及电平等）。3)根据测得的输入信号波形参数和电路参数，计算出积分器输出波形的参数，并与实测值相比较。周期(ms)脉冲/三角波宽度(ms)幅度(Vp-p)电平(dBm)方波ViVOVO波形5.微分器1）消除自激振荡和阻尼振荡调节R1直到出现（图c）所示的波形，微分器即可正常工作。2)输入端加入连续的方波信号，Vip-p＝6V，f＝1kHz，用示波器观察并记录输入、输出波形。周期(ms)脉冲宽度(ms)幅度(V)电平(dBm)方波ViVOVO波形（二）设计一个同相交流电压放大器电压放大倍数为100运算放大器LM324输入信号VP-P值为Vimin=5mV,Vimax=10mV输入信号频率带宽范围为：0～4KHz；放大器电路基本要求：保证输出信号不失真时，电压放大倍数不小于50。借用EDA工具软件Multism2001设计该电路，并用计算机进行仿真（确定电路中个元件的参数值）。实验五运算放大器应用（二）一、实验目的通过运算放大器在精密检波器、正交振荡器和电压一脉冲宽度调制器中的应用，进一步熟悉运算放大器的特性。学会用EDA工具软件Multism2001设计该电路，并用计算机进行仿真（确定电路中个元件的参数值）。1．精密检波器性能测试(1)将运算放大器输出调零(2)在输入端加入频率为1KHz，幅度从0到1伏（峰峰值）的正弦波信号。用双线示波器观察并记录输入、输出波形。测量其传输特性曲线。Vip-p(mV)11020501005008001000VOp-p(V)VO波形R1(kohm)/////2．正交振荡器四运放集成电路LM324介绍LM324，它采用14脚双列直插（DIP）封装，LM324电压范围宽，静态功耗小，V＋可用单