模电实验1

绪论
模拟电子技术实验是教学过程中必不可少的重要的实践性环节。

其目的是通过实验和实际操作，获得必要的感性认识，进一步掌握和巩固所学的理论知识，学习常用仪器，仪表的使用方法；培养学生的实验技能，提高独立分析和解决问题的能力，学会处理实验数据，分析实验结果，编写实验报告，培养严肃认真，实事求是的科学作风和爱护公共财物的优良品质。

为了使学生做好每次实验．达到预期的目的，现将实验工作的一般要求简述如下：—、实验前的准备
每次实验前，必须仔细阅读实验指导书和有关的理论知识，弄清实验原理，明确本次实验的目的和任务；看懂实验电路，熟悉实验步骤和操作程序，了解实验设备及所需仪器的技术性能。

准备好记录实验数据的表格。

要牢记实验中应注意的问题，以防在实验过程中损坏仪表和设备。

实验前同组学生应有明确的分工．分别担任接线、查线、操作和记录等项工作，使实验工作得以顺利进行。

二、实验工作
这是实验过程中最主要的步骤，对实验效果影响很大，必须认真进行。

1．接线
接线前应适当安排好实验设备和仪器仪表的位置，一般以便于接线、操作和读数为原则。

接线应安排的清楚整齐，导线的粗细长短要适当。

2．查线
线路接好以后，本组学生首先检查线路的连线是否正确，然后请教师检查，经教师检查无误后方可按通电源进行实验。

为了保证实验结果的正确，检查线路后应大致试作一遍：试作时不必仔细读取数据，其目的在于：观察各被测量变比的情况，仪表量程是否合适，设备的操作是否万便和是否出现异常现象。

如遇异常现象．应立即切断电源，找出原因及时处理。

3．实验
试作无问题后可以开始正式实验。

按照实验步骤和内容，有目的地调整参数，读取数据时应仔细准确，并注意观察、分析各仪器读数的相互关系。

实验数据应及时记录在事先准备好的表格中。

实验数据不要随意涂改，如发观数据有误，可重新测量，以便发现问题。

测量某一特性曲线时，在曲线的弯曲部分应多取几个测量点，曲线较平滑部分可少取几个测量点。

实验过程中，不要只埋头于操作和读数．应随时观察线路和仪表的各种现象，如有发热、发光、声音、气味等异常现象，应立即切断电源检查故障原因。

实验过程中，严禁触摸金属裸露部分，即便在低电压情况下也不例外，养成良好的习惯，
确保人身安全。

实验工作结束后先断开电源，暂不拆线，认真检查实验内容和实验结果，确认没有遗漏和错误之后请教师检查签字，再拆除实验线路。

全部实验内容结束后．应将实验设备复归原位，整理导线，清洁实验桌面。

三、实验报告的编写
编写实验报告是将实验结果进行归纳总结、分析和提高的阶段，要用简明的形式将实验结果果完整和真实的表达出来。

报告要求文理通顺、简明扼要、字迹端正、图表清晰、结论正确、分析合理、讨论深入。

学生在每次实验课后都应独立完成这一工作，实验报告内容应包括：
1．实验科目
系、专业
年级
姓名
学号
同组者姓名
实验日期
实验题目
2．实验目的
3．仪器及设备
4．实验电路及工作原理
5．实验所观察到的现象；根据实验原始记录整理而成的数据表格、曲线、波形和计算数据等等。

曲线和波形要画在坐标纸上，选取比例尺要适当，坐标轴要注明物理量的单位；曲线绘制时，不必强求通过所有测量点，必要时应使用曲线板绘制，以使曲线光滑均匀。

6．对实验结果进行讨论分析。

如：是否达到实验的目的和要求；有何收获，实验中产生误差的原因。

7．根据实验内容要求，回答问题以及对实验的改进意见等。

实验中如有故障发生，应在报告中写明故障现象，分析故障产生的原因，阐明排除故障的措施和方法，吸取教训，提高实验技能。

实验一常用电子仪器使用练习
一、实验目的
1. 熟悉示波器、函数信号发生器、毫伏表面板上各旋纽的作用。

2．学习上述仪器的使用方法。

二、实验仪器及设备
1. SS-5702A型示波器。

2．EGC-3230型函数信号发生器。

3．GVT-427B型晶体管毫伏表。

三、预习要求
1．预习各仪器工作原理。

2．阅读本书附录中有关仪器的使用说明及注意事项等内容。

四、实验内容及步骤
1．按附录中各仪器的使用方法和操作步骤接通各仪器电源。

2．熟悉各仪器主要旋纽的作用。

3．调节示波器的各有关旋纽，使荧光屏上出现一条清晰的水平扫描线。

4．按图1—1连线，调节函数信号发生器的有关旋纽，使其输出电压为2V，频率为1KHz 的正弦信号，用示波器观察输出波形，并调节示波器的有关旋纽，使其波形幅度大小适中。

5．调节示波器的有关旋纽，使其分别显示出一、三、五个完整的正弦波形。

6．依次将信号发生器输出频率改为100Hz、15KHz、100KHz，并调节示波器有关旋纽，使其波形清晰、稳定。

图1－1
7．将信号发生器“分贝衰减”置于零分贝，并调节有关旋纽，使其频率为lKHz，输出电压为3V，然后将“分贝衰减”分别置于20dB、40dB、60dB，此时毫伏表指示分别为、、。

由此，可得出如下结论：
随着分贝值的增加，输出电压将，输出频率。

8．频率的测量
频率的测量方法很多，利用示波器测量频率常用的方法主要有两种：测量时间确定
频率和李沙育图形法测量频率。

A. 测量时间确定频率
利用测量时间的方法，首先测出被测信号的周期，然后取其倒数即为信号的频率。

其方法如下：
(1)观察信号的波形，使波形清晰、稳定。

(2)将示波器扫描速度“微调”旋钮调到校准(CAL)位置，此时扫描选择开关“TIME
／DIV ”的挡位刻度值即为屏幕上X 轴方向每格(大格)的时间值。

(3)根据示波器屏幕上所显示的一个周期的波形在水平轴上所占的格数可直接计算出信号的时间。

(4)计算所测频率 ==
T
f 1
，其中：T= 。

f ——被测信号的频率；
T ——被测信号的周期；(T=(“TIME ／DIV ”的挡位值)×D) D ——被测波形一个周期在X 轴方向所占的格数。

B ．用李沙育图形法测量频率
李沙育图形是在同一平面上两个正交的简谐运动的合成运动轨迹。

若将一个已知频率为
X f 的正弦波从“X 轴输入”端加到示波器的水平通道，被测频率为Y f 的正弦信号从“Y 轴
输入”端加到示波器的垂直通道，在示波器的屏幕上便可显示出被测信号和已知频率的信号合成的图形。

这种图形就称为李沙育图形，如图1—2所示。

该图表示如果在X 轴和Y 轴同时加入—个频率相同、幅度相同、相位相差90°(Vy 超前于Vx)的两个正弦波所形成的李沙育图形。

当X 轴和Y 轴所加入信号的幅度相同，但频率比和相位差不同，则合成的李沙育图形也各不相同。

图 1—2 李沙育图形的形成原理
常见的几种李沙育图形如图1—3所示：
图 1—3 几种典型的李沙育图形
从以上的分析可知，频率比(f Y ：f x)不同时，形成的李沙育图形也不同，因此可以根据示波器上显示的孪沙育图形来测量频率，其方法如下：
(1)将被测信号f Y 输入示波器Y 轴，再将一个已知频率为f X 的标准信号(信号发生器的输出信号)输入示波器X 轴。

(2)将“时间／格”(TIME ／DIV)旋钮置于X －Y 档。

(3)调节标准信号频率，使图形清晰。

根据图形和标准信号频率，就可以确定被测信号频率f Y 。

即：假设在已显示的图形上画一条水平线和一条竖直线，它们与图形的交点数分别为N X 和
N Y ，则
Y
X X Y N N f f =
∴ X Y
X
Y f N N f ⋅=
例如：图1－4所示图形，2=Y N ，4=X N ，则
X X Y X Y f f N N f 2
4
==
即 X Y f f 2=
根据上述方法，可求得所测信号频率为 。

注意：
(a)画水平线(X)和竖直线(Y)时，不能通过图形的交点，也不能与图形相切。

(b)当两个信号的频率比一定时，尽管李沙育图形与它们的相位差有关，但根据上面介绍的方法，从李沙育图形确定频率比时，结果却是相同的，因此在测频率时，不必考虑相位差的问题。

(c)用李沙育图形法测量频率时，若N X 、N Y 太多，线条太复杂就不易测量。

图 1－4 用李沙育图形测信号频率
五、思考题
在实验中，用示波器观察正弦波电压时，应如何调节示波器，使下列图形变为正常波形？
实验五 差动放大器
一、实验目的
1．熟悉差动放大器的电路特点和工作原理。

2．掌握差动放大电路的基本测试方法。

二、实验仪器
l ．双踪示波器 2．信号发生器 3．毫伏表 4．万用表 5．稳压电源 6．实验箱
三、预习要求
1．认真阅读实验内容要求，估算静态工作点及电压放大倍数（设=e b r 3K ，β=100）。

2．了解什么是差动放大器的共模增益和差模增益及测量方法。

3．用仿真软件（EWB 或Protel 99）对实验内容进行仿真。

四、实验电路及原理
实验电路如图5－1所示。

图5－1
五、实验内容及步骤
1． 测量静态工作点 ⑴ 调零
将电路的两输入端接地，接通直流电源（12+=CC V V ，12-=EE V V ），调节电
位器P R ，使双端输出0=Vo 。

⑵ 测量静态工作点 1V 、2V 、3V 各管脚电压（对地），填入表5－1中。

表5－1
2． 测量共模电压放大倍数
图5－2 共模输入框图
按图5－
2连线（将电路的两输入端短接），并给差动放大电路输入
Hz f 100=,1.0=c i V V 的共模信号，测量共模输出电压1OC V 、2OC V ，并计算共模电压放
大倍数1VC A 、2VC A 及VC A 。

其中：c i OC VC V V A 11
= ，c i OC VC V V A 2
2= ，c
i OC OC VC V V V A 21-= 。

将以上各测量值及计算值填入表5－2中 。

3．测量差模电压放大倍数
图5－3 差模输入框图
按图5－3连线，并给差动放大电路输入Hz f 100=,2.0=i V V 的差模信号，测量差模输出电压1od V 、2od V ，并计算差模电压放大倍数1Vd A 、2Vd A 及Vd A 。

计算共模抑制比 VC
Vd
R M C A A K =。

其中：1
11d i d O Vd V V A =
，2
22d i d O Vd V V A =
，d
i d d Vd V V V A 2
010+=。

将以上各测量值及计算值填入表5－3中 。

表5－2
表5－3
六、思考题
1． 总结差动放大电路的特点。

2． 整理实验数据，并与理论计算值比较，分析产生误差的原因。

3． 说明R e 及恒流源的作用。

实验六集成运放参数测试
一、实验目的
通过对运算放大器参数的测试，进一步了解运算放大器各主要参数的意义及测试方法，加深对运算放大器参数定义的理解。

二、实验仪器
1.示波器。

2.函数信号发生器。

3.双路直流稳压电源。

4.毫伏表。

5.万用表。

6.实验箱。

三、预习要求
1.复习线性组件和反馈的工作原理，理解参数测试的工作原理。

2.理解V os和I os产生的原因及A od的计算。

3.参照讲义附录，辨别μA741 (F007)管脚排列和各管脚功能。

四、实验内容及电路
1. 测量输入失调电压V os
失调电压的定义为放大器的输出为零时，在输入端所必须引入的补偿电压。

实验电
图6－2
按图接线，检查无误后，接通电源，并用示波器观察输出波形，如有自激振荡，要
，根据公式计算V os＝。

6—2，在无自激振荡条件下，测量输出电压V o2 ＝ ，根据公式计算出
2
11
312R R R R V V I o o os +⋅
-=
＝ 。

3. 测量共模抑制比K CMR
五、回答问题
1.根据实验数据，讨论测量结果，并与手册给定值进行比较，分析误差原因。

2.为什么说图6—4是直流闭环，交流开环，而图6—3是工作在闭环状态？
实验七集成运放的应用（一）
互相独立的通过自身的输入回路电阻转换为电流，并有以下形式：
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+-=22110i f i f V R R V R R V 当f R R R ==21时，()21i i o V V V +-=
在输入端加输入信号，使1,100i V Hz f == ，=2i V 。

测量
输出电压=0V ，根据实验数据，验证下列函数关系⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+-=2211i f i f p V R R V R R V ，并与理论值比较，分析误差来源。

5．减法器
实验电路如图7—5所示，根据线性迭加原理，
24
34
12111221i i O O O V R R R R R R V R R V V V +⋅++-
=+=
图8－3 积分——微分电路
(1)输入=
V1V的方波信号，用示波器观察并描绘输入、输出波f500Hz,=
i
(P
P
-)
形。

(2)输入=
V1V的方波信号，用示波器观察并描绘输入、输出波形。

f1KHz,=
(P
-)
P
i
四、实验报告要求
1．整理实验数据与波形图，总结积分电路、微分电路和积分——微分电路的特点。

2．分析实验结果，并与理论计算值比较，分析误差原因。