模拟电路实验指导书.doc
模拟电路实验指导书 目录 一、 实验大纲 二、 实验一 常用电子仪器 三、 实验二 单级交流放大电路 四、 实验三 射极输出器 五、 实验四 负反馈放大电路 六、 实验五 集成操作放大器 七、 实验六 正弦波振荡器 八、 实验七 整流滤波电路 实验大纲 课程名称 模拟电路 英文名称 Fundamentals of Analog Electronics 设置形式 非独立设课 课程模块 学科基础课 实验课性质 专业基础实验 课程编号 401803 课程负责人 李悦科 大纲主撰人 李悦科 大纲审核人 李焕勤 一、学时，学分 课程总学时 64 实验学时 8 课程学分 4 二、适用专业及年级 教育技术学 二年级 三、课程目标和基本要求 课程目标通过实验教学环节，培养学生在模拟电子电路中使用电子仪器和调试电路的实际动手能力。通过实验，学生可以进一步加深对理论课教学内容的理解；掌握包括新内容在内的实验学习方法，为今后通过科学实验的研究奠定必要的基础。 根据原国家教委颁发的电子技术基础实验教学基本要求和本校实际情况，本课程实验教学的基本要求是 正确使用常用的电子仪器设备； 掌握电子电路的基本测试技术； 3.学会正确记录实验数据，撰写实验报告； 4、使学生学会查阅手册和相关的技术资料； 5、具有设计电子电路小系统和安装调试元件的能力； 6.具有初步分析、寻找和消除常见故障的能力； 7.学会使用通用计算机分析软件模拟电子电路； 8.能够独立撰写严谨、理论分析、实事求是、文理流畅、字迹端正的实验报告。 四、主要仪器设备 万用电表、信号发生器、晶体管毫伏表、示波器等。 五、实验项目及教学安排 序号 实验项目名称 实验的基本方法和内容 项目 学时 项目 类型 每组 人数 教学 要求 1 常用电子仪器 使用万用电表、低频信号发生器、晶体管毫伏表和示波器 2 基础 2 必修 2 单管放大电路 掌握放大器的调试和测试方法，电子元件和模拟电路实验箱，共射极电路的特性。 2 基础 2 必修 3 整流滤波电路 单个半波、全波及桥式整流电路，观察和了解电容器的滤波效果。 2 基础 2 必修 3 整流滤波电路 单个半波、全波及桥式整流电路，观察和了解电容器的滤波效果。 2 基础 2 必修 4 集成操作放大器 用集成操作放大器组成的比例、求和电路的特点及特性，用运算放大器组成积分、微分电路并掌握其性能特点。 2 基础 2 必修 5 集成电路RC正弦波振荡器 桥式RC观察正弦波振荡器的电路结构和工作原理、调整和测试方法RC参数对振荡频率的影响。 3 基础 2 选修 6 负反馈放大电路 研究负反馈对放大器性能的影响，以及反馈放大器性能的测试方法 3 设计 2 选修 六、考核方法及成绩评定 考核方式 实验操作，满分100分。 成绩评定 平时实验成绩50，实验考试成绩50。 实验成绩占本课程成绩的30分。 七、实验教科书、参考书 1.实验教科书 王立新模拟电子技术基础实验指导书 李悦科，2004 2.实验参考书 机械工业出版社毕满清电子技术实验及课程设计，2005.7 实验一 常用电子仪器 模拟电路实验常用仪器 1、SAC-MS3模拟电路实验箱 组成 电源开关 直流电源 信号源 单管、两级、负反馈 差放 集成运放 功放 整流滤波器稳压 扩展区 可调电位器 2、SG1651函数信号发生器 组成 电源开关 频率调节 频率选择开关 频率指示 输出电压指示P-P 幅度调节 波形选择 信号输出 输出衰减-20db，-40db 3、SG2171交流毫伏表 组成 电源开关 零点调节 显示窗口 量程旋钮，开机前调到最大 输入端口 输出端口 4、GDS-806S数字存储示波器 组成 电源开关 CH1通道1； CH2通道2 CH1幅度调节、CH1上下移动 CH2幅度调节、CH2上下移动 波形频率调节 波形左右移动 自动设定 Autoset 测量波形参数值 帮助给出任何按钮的功能 5、VC890D万用表 组成 电源开关 液晶显示器 保持开关按下数据H 旋钮开关改变测量功能和量程 V,?,二极管正极插座 C,正极温度插座和公共场所COM C,温度负极插座小于2000mA电流测试插座 20A电流测试插座 实验要求 熟悉各种实验仪器的使用方法，用万用表测试实验箱上电阻、电容、二极管、三极管、直流电源和交流电源的值，并与标称值进行比较，初步了解组件的误差。 用信号发生器输出信号，记录信号的频率和范围峰值，然后用交流毫伏表测试，记录其有效交流值，用示波器观察信号的波形，记录示波器上的频率、峰值和有效值。 实验二 单级交流放大电路 一、 实验目的 1.学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法，进一步了解电路元件参数对静态工作点的影响，调整静态工作点的方法。 实验二 单级交流放大电路 一、 实验目的 1.学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法，进一步了解电路元件参数对静态工作点的影响，调整静态工作点的方法。 2.学习放大电路性能指标的电压增加AV、输入电阻Ri、输出电阻RO测量方法。 3.进一步熟悉常用电子仪器的使用。 二、实验设备 1、实验箱 2.信号发生器 3、毫伏表 4.数字万用表 5、示波器 三、预习要求 1.熟悉单管放大电路，掌握不失真放大的条件。 2.了解负载变化对放大倍数的影响。 四、实验内容及步骤 1.测量和计算静态工作点 按图3-1接线。 图2-1 调整输入端对地短路的电位器RP2，使VCEc/2 ( 取6~7伏)，测量静态工作点VC、VE、VB及Vb1的值，记录在表3-1中。 按下式计算IB 、IC ，并记录在表3-1中。 表2-1 调整 Rp2 测 量 计 算 VcV VEV VBV Vb1V ICmA IBμA 2、改变RL，观察放大倍数的影响 分别取负载电阻RL2KΩ、RL 5.1K和RL∞，输入接入f1KHz正弦信号， 范围以确保输出波形不失真为准。测量Vi 和V计算电压放大倍数AvVo/V1数据填入表3-2中。 表2-2 RLW VimV VOV Av 2K 5.1K ∞ 3、改变RC，观察放大倍数的影响 取RL2K，按下表改变RC，将数据填入表2-3 中。 表2-3 RC W Vi mV VO V Av 2K 3K 4、测量电压参数，计算输入电阻和输出电阻。选做 按图2-2连线 图2-2 输入端接入f1KHz、Vi20mV正弦信号(范围以确保输出波形不失真为准)。 分别测出电阻R两端对地信号电压Vi及Vi′输入电阻按下表计算Ri 测量负载电阻RL输出电压在开路时V∞ ，和接入RL(2K)输出电压V0 , 然后按下式计算输出电阻R0； 在表2-4中填写测量数据和实验结果。 表2-4 Vi(mV) Vi′mV Ri(KW) V∞(V) V0(V) R0(KW) 五、实验报告 1.整理实验数据，填写表格，按要求计算。 2.总结电路参数变化对静态工作点和电压放大倍数的影响。 3.分析输入电阻和输出电阻的测试方法。 实验三 射极输出器 一、 实验目的 1.熟悉射极输出器电路的特点。 2.进一步熟悉放大器输入、输出电阻和电压增益的测试方法。 二、实验设备 1、实验箱 2.信号发生器 3、毫伏表 4.数字万用表 5、示波器 三、预习要求 1.复习射极输出器电路。 2.了解放大电路中射极输出器作为输入级、输出级和中间级的作用。 四、实验电路 如图4-1所示。 图3-1 射极输出器电路 如果在实验中发现寄生振荡，可以进行注射T1管cb间接30pF的电容。 五、实验内容及步骤 1、 测试静态工作点，将结果填写在表3-1中。 表3-1 VBV VEV VCV 理 论 值 实 测 值 2、 测量实验电路中的电压放大倍数RS更换信号源内阻的频率为1KHz，输入信号的幅度选择应使电路输出在整个测量过程中不产生波形失真，在不接负载电阻RL∞并接负载电阻RL2K在表3-2中填写测量结果。 表3-2 待测参数 RL 2 KΩ RL∞ Vs V Vi V V0V AVV0/Vi AvsV0/Vs V∞V AVV∞/Vi AvsV∞/Vs 理 论 值 实 测 值 3、 测量和计算放大器的输入和输出电阻（测量方法参考实验3）RL2KΩ，在表3-3中填写测量结果。 表3-3 Vs(mV) VimV Ri(KW) V∞(V) V0(V) R0(KW) 六、实验报告 1.理论计算图3-1的静态工作点与实测值进行比较 。 2.整理实验结果，说明射极输出器的特点。 实验四 负反馈放大电路 一、 实验目的 学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。 2.学习两级电阻耦合放大电路电压放大倍数的测量。 3.熟悉负反馈放大电路性能指标的测试方法，加深对负反馈对放大电路性能的影响的理解。 二、实验设备 1、实验箱 2.信号发生器 3、毫伏表 4.数字万用表 5、示波器 三、预习要求 1.熟悉单管放大电路，掌握不失真放大电路的调整方法。 2.熟悉两级电阻耦合放大电路静态工作点的调整方法。 3.了解负反馈对放大电路性能的影响。 四、实验电路 如图4-1所示 图4-1 实验注意事项 如果在实验中发现寄生振荡，可以采取以下措施消除1。重新布线，尽可能短线。 2.避免将输出信号引回放大器的输入级。分别使用测量仪器，避免相互干扰。 五、实验内容及步骤 1.调整静态工作点 连接α、α点，使放大器处于反馈状态。检查后接通电源。调整RP1、RP2记录当前有效值, 使VC1( 6～7V )、VC2(6～7V)，在表4-1中测量各级静态工作点。断开电路测量，记录偏置电阻。 表4-1 待测参数 VC1V VB1V VE1V VC2V VB2V VE2V RAKW RBKW 测量值 计算值 2.观察负反馈对放大倍数的影响。 l 输出信号源Vi频率为1KHz、幅度5mV左右正弦波以保证二次放大器的输出波形不失真为准。 l 输出端不连接负载，无反馈测量电路(α，α断开)和反馈工作(α与α’连接 )空载下的输出电压Vo，用示波器观察输出波形，注意波形是否失真。若失真，减少Vi在没有反馈和反馈的情况下，计算电路的电压放大倍数AV，记入表4-2中。 表5-2 待测参数 工作方式 VimV V0V Av 无反馈 RL∞ 有反馈 RL∞ 3.观察负反馈对放大倍数稳定性的影响。 RL5.1K，将改变电源电压Ec从12V变到10V。测量无反馈和反馈工作状态下电路的输出电压，注意波形是否失真，计算电压放大倍数和稳定性。记入表4-3中。 表4-3 待测参数 工作方式 EC12V EC10V dAv/Av VimV V0V AV VimV V0V AV 无反馈 有反馈 4.观察负反馈对波形失真的影响(选择) n 电路无反馈，Ec12V, RL5.1K，逐渐增加信号源的范围，用示波器观察输出波形的临界失真，用毫伏表测量Vi 、Vo和值，记录在表5-4中。 n 电路接入反馈(a与a′连接)，其它参数不变， 用毫伏表测量Vi 、Vo值，记入表4-4。 n 电路接入反馈(a与a′连接)，其它参数不变， 用毫伏表测量Vi 、Vo值，记入表4-4。 n 逐渐增加信号源的范围，用示波器观察输出波形的临界失真，测量Vi 、Vo和值，记入表4-4。 表5-4 待测参数 工作方式 VimV V0V 无反馈 有反馈 2. 幅频特性测量(对带宽的影响)(选择) 在上述实验的基础上，不接载，EC12V，调整信号源，在没有反馈的情况下改变f( 保持Vi不变 )测量Vo，且在0.707VO多测几点，找出上下频率。数据记录表4-5和表4-6。 表4-5 频率 方式 f(KHz) 无反馈 Vi mV V0(mV) 0.707 0.707Vmax 1 Vomax 0.707 0707Vmax AV Δf KHz 表4-6 频率 方式 f(KHz) 有反馈 Vi mV V0(mV) 0.707 0.707Vmax 1 Vomax 0.707 0.707Vmax AV Δf KHz 六、实验报告 1、整理实验数据，填入表中并按要求进行计算。 2、总结负反馈对放大器性能的影响 实验五 集成运算放大器 一、 实验目的 1、了解运算放大器的基本使用方法。 2、应用集成运放构成的基本运算电路，测定它们的运算关系。 1、 学会使用集成运放uA741。 二、实验设备 1、实验箱(台)。 2、数字万用表。 三、实验说明 运算放大器有三种连接方式反相、同相和差动输入，本实验主要做比例运算。 四、实验内容及步骤 1、调零按图5-1接线，接通电源后，调节调零电位器RP，使输出V00(小于10mV)，运放调零后，在后面的实验中均不用调零了。 图5-1 2、反相比例运算 电路如图5-2所示，根据电路参数计算AvVO/VI按表6-1给定的直流电压VI值计算和测量对应的V0值，把结果记入表5-1中。 图6-2 反相比例运算 表5-1 输入直流电压 VI(V) 0.3 0.5 0.7 1.0 1.1 1.2 理论计算值 V0(V) 实际测量值 V0(V) 实际放大倍数 Av 3、同相比例运算 电路图如5-3所示 图5-3 根据电路参数,按给定的VI值计算和测量出V0值,把计算结果和实测数据填入表5-2中。 同相比例运算 表6-2 输入直流电压 VI(V) 0.3 0.5 0.7 1.0 1.1 1.2 理论计算值 V0(V) 实际测量值 V0(V) 实际放大倍数 AV 五、实验报告 1、整理实验数据，填入表中。 2、分析各运算关系。 3、分析Vi超过1.0 V时，输出Vo电压现象。 实验六 正弦波振荡器 一、实验目的 1、 学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件。 2、 学习如何设计、调试上述电路和测量电路输出波形的频率、幅度。 二、实验设备 1、实验箱(台)。 2、示波器。 3、毫伏表。 四、实验内容及步骤 1. 按图6-1接线(1、2两点接通)。本电路为文氏电桥RC正弦波振荡器，可用 来产生频率范围宽、波形较好的正弦波。电路由放大器和反馈网络组成。 图6-1 文氏电桥RC正弦波振荡器 2. 有稳幅环节的文氏电桥振荡器。 1 接通电源，用示波器观测有无正弦波电压Vo输出。若无输出，可调节RP，使Vo为无明显失真的正弦波，并观察Vo值是否稳定。用毫伏表测量Vo和Vf的有效值，填入表6-1中， 表6-1 VO (V) Vf (V) (2)观察在R3R410KΩ、C1C20.01μf和R3R410kΩ、C1C20.1μf两种情况下的输出波形(不失真)，测量V0、Vf及f0，填入表6-2中，并与计算结果比较。 有稳幅环节的文氏电桥振荡器 表6-2 测试条件 R10K CO.01μf R10K CO.1μf 测试项目 V0(V) f0(KHz) V0(V) f0(KHz) 最小 最大 最小 最大 测 量 值 3．无稳幅环节的文氏电桥振荡器 断开1、2两点的接线，接通电源,调节,使Vo输出为无明显失真的正弦波,测量 V0、Vf和f0，填入表6-3中，并与计算结果比较。 无稳幅环节的文氏电桥振荡器 表6-3 测试条件 R10K CO.01μf R10K CO.1μf 测试项目 V0(V) f0(KHz) V0(V) f0(KHz) 最小 最大 最小 最大 测 量 值 五、实验报告 1、整理实验数据，填写表格。 2、测试Vo的频率并与计算结果比较。 实验七 整流滤波电路 一、实验目的 １．熟悉单相半波、全波及桥式整流电路。 ２．观察了解电容的滤波作用。 二、实验仪器 示波器 万用表 毫伏表 三、预习 整流滤波电路的原理及相关参数 四、实验内容与步骤 1.整流电路 按图7.1、图7.2分别接成半波整流电路和桥式整流电路，用示波器观察V2及VL的波形，测量，测量结果填入表１。 AC AC 220V 15V VL V2 RP 100 Ω R 51Ω AC AC 220V 15V VL RP 100 R 51 V2 图7.1 图7.2 表7-1 整流电路 半波整流 桥式整流 ２．电容滤波电路 实验电路如图7.3 按图7.3接线，分别观察空载及带负载、滤波电容分别为10μ、470μ时的输出电压VL的波形，测量VL 及VL并填表7-２。 D3 D4 D1 D2 AC AC 220V 15V RL C C 10m 470m V2 VL 图7.3 表7-2 电容滤波电路 RL∞ RL1KΩ RL150Ω C10μ C470 C10μ C470 C10μ C470 五、实验报告 总结半波整流、全波整流以及电容滤波电路的输出直流电压与变压器负边交流电压有效值、滤波电容、负载电阻的定量、定性关系。