第2章 模拟电子技术实验任务

17第222章模拟电子技术实验.本章教学重点模拟电子技术实验（10个）。2.1任务一三种常用模拟电路仪器的使用1．实验目的（1）具备正确使用交流毫伏表测量交流电压信号有效值的能力；（2）具备正确使用函数信号发生器、熟练地调节函数信号发生器的频率和幅度的控制旋钮的能力；（3）具备正确使用双踪示波器，用以观察各种波形的能力。2．实验仪器名称型号数量网络型模拟电路实验装置THDW-M1型1台智能真有效值交流数字毫伏表THDW-M1型配套1台数字合成信号发生器TH-SG10型1台双踪数字示波器RIGOLDS1052E型1台3．实验接线图图2-1三种常用模拟电路仪器的连接4．实验预习要求（1）自学本书第1章关于实验的基础知识，特别是关于实验室安全操作规程和实验报告的撰写相关内容；（2）仔细阅读附录1中三种仪器的功能及使用说明书，从理论上学习仪器的正确使用方法。5．实验步骤与内容（1）按图2-1接线。将信号发生器的函数输出和交流毫伏表的输入相连，同时也和示波器的CH1输入相并联。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。信号发生器和交流毫伏表的引线成都航院教材·模拟电子技术实验与实训18通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用探头。（2）将函数信号发生器输出一定频率/幅度的正弦波。打开信号发生器电源，自动进入“点频”功能状态，波形显示区显示当前波形“～”，频率为10kHz。①频率设定：依次按键：【频率】→【1】→【kHz】（可以用调节旋钮输入），使之输出f=1kHz；②幅度设定：依次按键：【幅度】→【5】→【0】→【mVpp】（可以用调节旋钮输入），使之输出幅度值峰峰值up-p接近50mV。（3）利用示波器显示并测量正弦波的峰-峰值。①打开示波器电源；②将探头菜单衰减系数设定为10X，并将探头上的开关设定为10X；③按下AUTO（自动设置）按钮。示波器将自动设置使波形显示达到最佳。在此基础上，可以进一步调节垂直、水平档位，直至波形的显示符合要求。④测量峰峰值。按下MEASURE按钮以显示自动测量菜单。按下1号菜单操作键以选择信源：CH1。按下2号菜单操作键选择测量类型：电压测量。在电压测量弹出菜单中选择测量参数：峰峰值。此时，可以在屏幕左下角发现峰峰值的显示。注意：测量结果在屏幕上的显示会因为被测信号的变化而改变。（4）利用交流毫伏表测量正弦波的有效值。①打开交流毫伏表电源；②调节函数信号发生器的调节旋钮（相当于细调幅度，因为此时为幅度设定状态），用交流毫伏表测出表2-1所示6组有效值电压；③同时用示波器观察并测量正弦波的峰-峰值幅度up-p及频率（相应地按下示波器上AUTO（自动设置）按钮，使之能够在示波器屏幕上看到清晰、稳定的正弦波图形），同时把结果记录入表2-1中。表2-1f=1kHz时的不同幅度电压测量交流毫伏表测有效值电压15mV100mV500mV1V2V3V峰-峰值幅度up-p理论值示波器测峰-峰值幅度up-p（5）利用示波器显示并测量正弦波的频率①调节函数信号发生器的正弦波输出幅度（粗调结合细调），使之输出有效值幅度约为100mV（用交流毫伏表测出）；②按下示波器的AUTO（自动设置）按钮，使之能正常显示出正弦波；③测量频率。按下MEASURE按钮以显示自动测量菜单。按下3号菜单操作键选择测量类型：时间测量。在时间测量弹出菜单中选择测量参数：频率。此时，可以在屏幕下方发现频率的显示。注意：测量结果在屏幕上的显示会因为被测信号的变化而改变。表2-2有效值幅度约为100mV时的不同频率测量示波器测出的信号频率100Hz1kHz10kHz50kHz100kHz计算信号周期第2章模拟电子技术实验19④不断调节函数信号发生器的正弦波输出频率（粗调结合细调），同时用示波器观察并测量正弦波的频率，使之分别按表2-2所示频率输出信号，同时把对应周期计算值填入表2-2中。（6）利用示波器显示矩形波①按函数信号发生器的【波形】键，使输出波形在正弦波和矩形波之间切换；②按下示波器的AUTO（自动设置）按钮，使之能正常显示出相应波形。6．实验报告内容（1）整理好表2-1和表2-2，将实测的结果填入表中；（2）小结用示波器测量交流信号幅度和周期的方法；（3）回答思考题：交流毫伏表适合测量什么信号的什么参数？成都航院教材·模拟电子技术实验与实训202.2任务二二、三极管的识别与检测1．实验目的（1）正确使用万用表的欧姆挡；（2）正确判断二极管的极性及性能好坏；（3）正确判断三极管的三个极及管子的性能好坏。2．实验器材及工具名称型号数量指针式万用表MF－500型1只数字万用表DT－830/831型1只二极管各类型号若干三极管各类型号若干3．实验原理利用二极管的一个PN结和三极管的两个PN结的单向导电性特点，即正向电阻小（几kΩ以下）反向电阻大（几百kΩ以上）的特点，用万用表的欧姆挡判断出二、三极管的各个电极及其性能好坏。（特别提示：用欧姆挡测二、三极管时，一般使用R×100或R×1k挡）（1）二极管极性的判别①目测判别极性（a）观察外壳上的符号标记。通常在二极管的外壳上标有二极管的符号，带有三角形箭头的一端为正极，另一端是负极。如果是透明玻璃壳二极管，可直接看出极性，即内部连触丝的一头是正极，连半导体片的一头是负极。图2-2二极管符号标记（b）观察外壳上的色点。在点接触二极管的外壳上，通常标有极性色点(白色或红色)。一般标有色点的一端即为正极。如2AP1～2AP7，2AP11～2AP17等。（c）观察外壳上的色环。有的二极管上标有色环，带色环的一端则为负极。如塑封二极管1N4000系列。（d）观察外壳上的专用符号“P”、“N”。有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。图2-3二极管外壳标记②用指针式万用表判别极性无标记的二极管，则可用指针式万用表电阻挡来判别正、负极。测量时，要根据二极管的功率大小，不同的种类，选择不同欧姆挡。小功率二极管一般用R×100或R×1k挡，稳压管用R×10k挡，发光二极管用R×10k挡，光电二极管用R×1k挡。指针式万用表的红表笔接内部电池的负极，黑表笔接内部电池的正极。第2章模拟电子技术实验21如图2-4所示，用万用表测二极管，如果阻值较小，表明为正向电阻值，此时黑表笔所接触的一端为二极管的阳极，红表笔所接触的一端为阴极。如所测的阻值很大（图中所示），则表明为反向电阻值，此时黑表笔所接触的一端为二极管的阴极，红表笔所接触的一端为阳极。③用数字式万用表判别极性也可用数字式万用表的挡判别正、负极。与指针式相反，数字式万用表的红表笔接内部电池的正极，黑表笔接内部电池的负极。如图2-5所示，在挡进行测量，当PN结完好且正偏时，显示值为PN结两端的正向压降(200mV～800mV)，此时黑表笔所接触的一端为二极管的阴极，红表笔所接触的一端为阳极。反偏时（图中所示），显示¦.。图2-4用指针式万用表检测二极管图2-5用数字式万用表检测二极管（2）二极管性能好坏的检测①若正向电阻小（硅管几百欧姆至几千欧姆，锗管100Ω～1kΩ）、反向电阻大（几十千欧姆到上百千欧姆），说明二管性能好；②若正反向电阻均为无穷大，说明二极管内部开路，管子已坏；③若正反向电阻均为零，说明二极管内部短路，管子已坏；④若正反向电阻差别不大，则管子性能差不能使用。（3）三极管基极和类型的判别①第1步：用指针式万用表的黑表笔（电池+极）接基极，用红表笔（电池负极）分别接另外两极，若表上的电阻值读数都很小（PN结正偏），则可肯定该管为NPN型三极管。相反，若读数都很大（PN结反偏），可以用红表笔接基极，用黑表笔分别接另外两极，若表上的电阻值读数都很小（PN结正偏），则可肯定该管为PNP型三极管。②第2步：将指针式万用表的两只表笔跨接在两极上，若表上的电阻值读数很大（PN结反偏），此时将两只表笔交换位置，若表上的电阻值读数仍很大（PN结反偏），说明另外的那个电极为基极。（a）NPN型三极管（b）PNP型三极管图2-6用万用表判别基极和类型（4）三极管集电极C和发射极E的判别及放大倍数β的粗略判断①用指针式万用表欧姆挡判别三极管应已判别出基极和类型。如图2-7所示，测量NPN型三极管时，用黑表笔接假定的C极，红表笔接假定的E极。用二个手指分别触B极和假定C极（相当于加入一个阻值很大的人体电阻，也可直接在C、B之间连一个约100kΩ的电阻），此时万用表的指针有偏转，若根本不动，说明几乎无放大能成都航院教材·模拟电子技术实验与实训22力；将两只表笔对调再测一次，根据三极管的放大原理，其中偏转较大的那次假定正确。偏转越大，说明三极管的放大倍数β越大。在测量PNP型三极管时，把表笔极性对换，即用红表笔接假定的C极，黑表笔接假定的E极，测量方法同测NPN型三极管一样。②用数字式万用表hFE挡判别三极管应已判别出基极和类型。先假定某一极为C极，将三极管插入数字式万用表相应的三极管插孔，得到一个hFE数值；再作相反的假定测一次。两次测量的值中，一个约为几或零，另一个为几十到300，较大的那个假定正确。HFE越大，说明放大倍数越大，但不能大于300，否则说明三极管损坏。（a）用指针式万用表欧姆挡判别（b）用数字式万用表hFE挡判别图2-7用万用表判别C极、E极和粗略判断β4．实验预习要求仔细阅读附录1中数字万用表的功能及使用说明书，从理论上学习其正确使用方法。5．实验内容与步骤（1）二极管的检测与判别给定几个二极管，依次判别其极性及性能好坏，将结果记录入表2-3中。表2-3二极管的检测与判别二极管极性判别方法正向电阻反向电阻外形点接触型/面接触型性能好坏12345（2）三极管的判别给定几个三极管，依次判别其基极、类型、集电极C和发射极E、及性能好坏，将结果记录入表2-4中。表2-4三极管的检测与判别三极管正向电阻反向电阻NPN/PNP外形β大小性能好坏123456．实验报告内容（1）整理好表2-3和表2-4，将实测的结果填入表中；（2）小结测二极管时正反向电阻的粗略阻值（包括正常的和损坏的管子）；（3）小结测NPN和PNP不同类型的管子时，自己是如何首先判断该管是NPN型还是PNP型的。第2章模拟电子技术实验232.3任务三单管共射放大器的调整与测试1．实验目的（1）学会对单管共射放大器静态工作点调整和电压放大倍数测试的方法；（2）观察静态工作点对非线性失真和电压放大倍数的影响；（3）了解负载对非线性失真和电压放大倍数的影响；（4）观察输入信号对非线性失真和电压放大倍数的影响。2．实验器材及工具名称型号或规格数量网络型模拟电路实验装置THDW-M1型1台智能真有效值交流数字毫伏表THDW-M1型配套1台数字合成信号发生器TH-SG10型1台直流稳压电源THDW-M1型＋12V1台双踪数字示波器RIGOLDS1052E型1台指针式万用表MF－500型1只元器件各类型号若干导线各类型号若干3．实验电路板及电路原理图图2-8单管共射放大器实验板及电路原理图图2-8所示为共射极单管放大器与带有负反馈的两级放大器共用实验模块。如将K1、K2断开，则前级（Ⅰ）为典型电阻分压式单管放大器；如将K1、K2接通，则前级（Ⅰ）与后级（Ⅱ）接通，组成带有电压串联负反馈两级放大器。4．实验预习要求（1）自学本书1.4.2模拟电路实验的一般方法中，1．放大电路的调整与测试；（2）若将三极管的β取值为100，令UE=1.5V，根据实验电路图，从理论上计算该电路的静态工作点和电压放大倍数，即从理论上将以下的各个测试表格填一次。5．实验内容与步骤（1）静态工作点的测量将图2-8所示电路板的K1、K2断开，则前级（Ⅰ）为典型电阻分压式单管放大器。按图1-9所示连成都航院教材·模拟电子技术实验与实训24接好，经检查无误后，接上+12V直流电源，调节Rw1，用万用表直流挡测得UE=1.5V（此时IC≈IE=UE/1kΩ=1.5V/1kΩ=1.5mA