模拟电子技术基础实验

模拟电子技术基础实验3THM-1型模拟电路实验箱简介本实验装置由一块大型(432mm×322mm)单面敷铜印刷线路板组成，其正面印有清晰的各部件和元器件的图形、线条和字符，反面则是其相应的实际元器件。该实验箱包含以下各部分内容：(1)高性能双列直插式集成电路插座4只。其中，16P1只，8P3只。(2)400多个高可靠的自锁紧式、防转、叠插式插座。它们与集成电路插座、镀银针管插座以及其它固定器件、线路等已在印刷板面连接好，正面板上有黑线条连接的地方，表示反面(即印刷线路板面)已接好。这类插件，其插头与插座之间的导电接触面很大，接触电阻极其微小(接触电阻≤0.003Ω，使用寿命10000次)。在插头插入后略加旋转，即可获得极大的轴向锁紧力；拔出时，只要反方向略加旋转，即可轻轻地拔出，无需任何工具便可快捷地插拔。同时，插头与插头之间可以叠插，从而可形成立体布线空间，使用起来极为方便。(3)200多根镀银长(15mm)紫铜针管插座。这些插座供实验时插小型电位器、电阻、电容、三极管及其它电子器件之用(它们与相应的锁紧插座已在印刷线路板面连通)。(4)各类电子元器件若干。板的反面装接有与正面丝印相对应的电子元器件，如三端集成稳压块7809，7815，7915，317各1只，晶体三极管3DG63只，3DG12，3CG12和8085各1只，以及场效应管3DJ6F、单结晶体管BT33、可控硅3CT3A、BCR、二极管、整流桥堆、功率电阻、电容等元器件。(5)3只多圈可调的精密电位器(100Ω，1kΩ及10kΩ各1只)和1只碳膜电位器(100kΩ)，以及继电器(Relay)、蜂鸣器(Buzz)、12V信号灯、发光二极管(LED)、扬声器(0.25W，8Ω)、振荡线圈、输出变压器、脉冲变压器、按钮和开关等。(6)满度为10mA，内阻为100Ω的直流毫安表1只。(7)直流稳压电源插座。提供±5V，0.5A和±12V，0.5A共4路直流稳压电源插座，有相应的LED发光二极管指示。4路输出均装有熔断器，作短路保护之用。在实验箱左侧还设有6个接线插孔(+5V，⊥，-5V和+12V，⊥，-12V)，可以外接直流稳压电源。使用时，只要在实验箱左侧的6个接线柱上接通相应的±5V，0.5A和±12V，0.5A直流电源，开启实验板上的电源开关，就有相应的±5V或±12V直流电源输出。(8)直流可调电源插座。提供2路-5V～+5V可调的直流信号源，只要开启直流可调信号源处的分开关，就有2路相应的-5V～+5V直流可调电源输出。但应注意，因本电源是由该实验板上的±5V电源提供的，故在开启直流可调信号源开关之前，必须先接上±5V直流稳压电源，否则就没有直流可调信号输出。(9)实验电路图。该实验线路板上还设置了4幅实验电路图，其元器件及各元器件之间的连线均已设计在实验线路板上。使用时，只需切换实验电路图中的开关或改变接线方式，即能做出晶体管共射极单管放大器、两级放大器、负反馈放大器、射极输出器、三级放大器、差动放大器、RC串并联选频网络振荡器等实验。(10)交流稳压电源插座。由单独1只降压变压器为实验箱提供低压交流电源，在电源开关左上方的锁紧插座处输出6V，10V，14V及2路17V低压交流电源(AC50Hz)，为实验提供4所需的交流低压电源。(11)其它。本实验箱还提供充足的长短不一的实验专用连线1套。5实验１常用电子仪器的使用实验目的1.学习电子电路实验中常用的电子仪器──函数信号发生器、交流毫伏表、示波器、直流稳压电源、万用电表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。2.初步掌握用双踪示波器观察各种信号波形和读取波形参数的方法。实验设备与器件1.直流稳压电源2.函数信号发生器3.双踪示波器4.交流毫伏表5.万用电表6.二极管、三极管，好、坏各１只仪器简介1.示波器本书中所有实验都采用红华HH4310型双踪示波器，为简明起见，现着重指出以下几点：(1)示波器面板上下列几个控制开关(或旋钮)的位置固定不变：(a)X方式开关(HORDISPLAY)：选“A方式”。(b)触发方式开关(SWEEPMODE)：通常可先置于“AUTO”位置。(c)触发极性开关(SLOPE)：选“+”。(d)藕合方式开关(COUPLING)：选“AC”。(e)触发源选择开关(SOURCE)：通常选为“内触发”(INT)。(2)示波器通常使用的显示方式(VERTMODE)有３种：作单踪显示时，有“通道1”(CH1)和“通道2”(CH2)显示方式；作双踪显示时，通常采用“交替”(ALT)显示方式。例如，当信号从“CH1X”端输入时，属于单踪显示，显示方式(VERTMODE)应选“CH1”，内触发开关(INTTRIG)置于“CH1(X-Y)”。(3)打开示波器的电源开关，寻找扫描线的光迹线。“CH1X”和“CH2Y”信号输入端旁边的“AC-GND-DC”开关选“GND”。在开机半分6钟后，如仍找不到“水平线”，可调节亮度旋钮，并适当调节垂直(↓，↑)和水平(←，→)移位旋钮(POSITION)，将“水平线”移至荧光屏的中心位置。然后调节“辉度”(INTEN)、“聚焦”(FOCUS)和“亮度”(ILLUM)等旋钮，使“水平线”昀清晰。(4)用“校准信号”(VP-P)检查示波器。示波器上该端供给频率为1kHz、电压为0.5V的方波。将示波器校准信号输出端通过专用电缆线与“CH1X”(或“CH2Y”)输入插口接通(用红色夹子连校准信号输出端)，“CH1X”(或“CH2Y”)旁边的“AC-GND-DC”开关选“AC”或“DC”，调节示波器扫描开关“ATIME/DIV”，选1ms位置，Y轴幅度开关“VOLTS/DIV”指在0.5V位置，则在荧光屏上可显示出数个周期的方波。2.函数信号发生器(1)模拟实验使用HG1630A型函数信号发生器，可输出正弦波、方波、三角波3种波形，由“波形选择”开关控制，频率调节范围为0.004Hz～4MHz，且具有内扫频功能。(2)输出信号频率可以通过“频率”分挡开关和“频率调节”旋钮进行调节，并由“4位数码显示屏”显示出频率值。(3)输出信号电压幅度可由“输出幅度”调节旋钮进行连续调节，从“LO”输出信号电压的范围为10~700mV，从“Hi”输出信号电压的范围为100mV~7V。注意，函数信号发生器作为信号源时，它的输出端不允许短路。3.交流毫伏表交流毫伏表在其工作频率范围内(20Hz~1MHz)，用来测量正弦交流电压的有效值(0.1mV～300V，共11个挡级)。注意，为了防止交流毫伏表过载而损坏，测量前一般先将量程开关置于量程较大位置处(如100V)，然后在测量中逐挡减小量程；读完数据后，再把量程开关拨回量程较大位置处(如100V)，然后断开连线。4.直流稳压电源DF1731SD2A型直流稳压电源由两路直流电源组成，每路输出电压为0～30V，且连续可调。其工作方式如下：(1)两路电压源单独使用，同时输出两路电压。(2)两路电压源串联使用，两路输出电压相加。(3)两路电压源并联使用，两路输出电流相加。注意，红端是输出电压的正端，黑端是输出电压的负端。5．万用电表可以根据需要测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流及电阻值。7实验内容1．信号发生器、示波器、交流毫伏表使用练习接线如图1-1-1所示，把示波器与函数信号发生器相连。示波器图1-1-1示波器与函数信号发生器连接图函数信号发生器(1)用函数信号发生器产生输出信号按下函数信号发生器“波形选择”开关中的“正弦波”键，“频率”分挡开关选择“1kHz”(或“10kHz”)。转动函数信号发生器的“频率调节”刻度盘，调节输出信号频率；旋转“输出幅度”旋钮，改变输出信号幅值。(2)用交流毫伏表测量正弦波信号电压把测量结果填入表1-1-1中。表1-1-1信号发生器输出信号测量数据示波器读数信号频率毫伏表读数周期幅值1.2kHz40mV35kHz80mV120kHz200mV(3)正确调节示波器，使它显示出稳定的信号波形调节示波器，将“扫描开关”和“幅度开关”的微调旋钮顺时针旋至昀底，使它能显示出稳定的信号波形。由“扫描开关”所指值(TIME/DIV)和一个波形周期的格数决定信号周期(格数×TIME/DIV)；由“幅度开关”所指值和波形在垂直方向显示的坐标(格数)决定信号幅值(格数×VOLTS/DIV)(有效值=幅值/1.414)，填入表1-1-1中。(4)分析测量数据分析表1-1-1中的数据，指出测量信号频率(周期)、幅值(有效值)的昀佳方式。2．用万用电表测试二极管极性(1)选择万用电表的欧姆挡进行测量用万用电表测电阻时，其等效电路如图1-1-2所示，E为表内电源，Ro为等效表内阻，I为8测试回路的电流。注意，与万用电表正极相连的红表棒对应万用电表内电源的负极，与万用电表负极相连的黑表棒对应万用电表内电源的正极。由于选择不同量程(如R×1，R×10，R×100，R×1k，R×10k等)时万用电表的等效表内阻各不相同，故各挡对应满偏转的电流也不一样。例如，已知E=1.5V，R×1挡表内阻R01=15Ω，则满偏转电流为黑红图1-1-2万用电表欧姆挡等效电路mA100Ω15V5.1REI011===而R×10挡的表内阻为R02=R01×10=150Ω，则满偏转电流为mA10Ω150V5.1REI022===依此类推，R×100挡满偏转电流为1mA，R×1k挡满偏转电流为0.1mA。所以，用万用电表测晶体管时，一般不用R×1挡，以免电流过大；而对于R×10k挡，由于表内往往接有9V以上电池，容易导致晶体管击穿，因此判别管脚时也避免使用。(2)用万用电表欧姆挡测二极管的极性选R×100(或R×1k)挡，两根表棒接二极管两端。若万用电表指示几百欧小电阻，则为PN结正向电阻，即红表棒为二极管负极，黑表棒为二极管正极；反之，若万用电表指示大电阻，则红表棒为二极管正极，黑表棒为二极管负极。(3)测定二极管性能一个好的二极管的正向电阻一般在100Ω至1kΩ之间，电阻越小，管子性能越好；但反向电阻若是太小，管子就失去了单向导电性。所以，若测得管子的正、反向电阻都无穷大，说明管子已断路；若正、反向电阻都很小，则管子已短路。3．用万用电表测试三极管(1)判别基极和管子的类型选用欧姆挡的R×100(或R×1k)挡。先用红表棒接一个管脚，黑表棒接另外两个管脚，可测出两个阻值；然后再用红表棒接另一个管脚，重复上述步骤，又可测得一组阻值，这样测3次，其中必有一次的两个阻值都小，那么对应这组值的红表棒接的那个管脚就是基极，且这个管子是PNP型的。反之，若用黑表棒接一个管脚，重复上述做法，若测得两个阻值都小，则黑表棒对应的管脚是基极，且这个管子是NPN型的。(2)判别集电极由于三极管的发射极和集电极正确连接时β大(表头指针摆动幅度大)，反接时β就小得多，9因此，先假设一个集电极，用万用电表欧姆挡给管子加正偏电压，对NPN型管，发射极接电源正极(黑表棒)，集电极接电源负极(红表棒)。测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能相碰，若此时指针摆动幅度大，而把两极对调后表指针摆动幅度小，则说明这次假设是正确的，这样就可确定集电极和发射极了。(3)电流放大系数β的估算用欧姆挡的R×100(或R×1k)挡，对NPN型管可按图1-1-3接线，测量时只需比较用手捏住基极和集电极(两极不能相碰)和把手放开两种情况下表针摆动的大小，摆动越大，β值越高。这样做的原理是：当手不捏b，c时，相当于开关打开，通过微安表的电流为Iceo；当手捏住b，c时，相当于开关闭合，b，c间接入一个电阻Rb，基极注入一定电流Ib，对应地有较大的Ic通过微安表，Ic越大，说明管子的β值越大。黑红手欧姆表图1-1-3β测量示意图10实验2晶体管共射极放大器实验目的1．学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。2．掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及昀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路实验箱的使用。实验设备与器件1．直流稳压电源2．函数信号发生