项目一 示波器测试板实操(葛中海)

项目一 示波器测试板实操

示波器测试板是为了示波器的学习使用而设计电路板，它包括相对独立的八个功能模块；其中前七个功能模块是《模拟电子电路》的七个基本电路，第八个功能模块是《数字电子电路》的555定时器。

一、教学目标

● 掌握中间抽头变压器全波整流电路的结构和特点。

● 掌握二极管并联稳压、三极管串联稳压电路的结构和工作原理。

● 熟悉运算放大器非线性应用特点，认识“滞回比较器”电路的结构和特点。

● 掌握三极管多谐振荡器的电路结构，认识它的工作原理和波形特点。

● 熟悉RC 串并联网络的频率特性，掌握RC 正弦波振荡器的结构和工作原理。

● 认识RC 网络超前、滞后的电路结构，理解相位差的形成机理。

● 熟悉基极偏置三极管放大电路结构和工作原理，熟悉有关参数的调整方法。

● 了解555定时器内部电路的结构特点，掌握它的工作原理。

● 熟悉555定时器组成的多谐振荡器的电路结构和特点。

二、功能模块

（一）、电源模块

1．工作原理

电源模块电路如图1.1.1。变压器的次级“双绕组”输出，中间抽头接地，经D1-D4大全波整流（注：不是桥式整流，双绕组公共端是地线）分正负“双电源”输出。当插座JP1的电压③正①负时，D1、D3导通（D1输出正电压，D3输出负电压）；当①正③负时，D2、D4导通（D2输出负电压，D2输出正电压）。C2、C6 和C3、C7分别对正负电源滤波——电解电容滤低频，瓷片电容滤高频。

R13和D6组成并联稳压电路，产生+12V 基准电压稳定Q1基极，Q1处于放大状态，发射极输出电压比基极低0.6V （发射结），该电压再由C1、C5和C27二次滤波，所以供给负载的电压相当稳定。

同理，R14和D7组成-12V 基准电压稳定2Q 基极，2Q 处于放大状态，发射极输出电压比基极高0.6V （发射结），该电压再由C1、C5和C26二次滤波，所以供给负载的电压也相当稳定。

由于二极管与负载并联，所以称并联稳压；同理，由于三极管与负载串联，所以称串联稳压。

图1.1.1 电源电路

2．特征波形

P1和P2（正弦波）P3和P4（有纹波的直流）

图1.1.2 CH1是P1，CH2是P2 图1.1.3 CH1是P3，CH2是P4 由图1.1.2可清楚地观察到，当以变压器次级绕组的中间抽头为参考地时，P1和P2是相位反相的正弦波。

由图1.1.3可清楚地观察到，P3和P4分别是具有一定纹波电压的直流电，一个为正电压、另一个为负电压。

注意：信号通道CH1、CH2的参考地电位在屏幕中间！

思考计算：

①．用数字万用表测量P1（或P2）与GND之间电压用什么挡？测量P3（或P4）与GND之间电压又用什么挡？四个结果分别是多少？

答：

②．整流后无滤波时，全波整流电路交流电压有效值U o和直流电压平均值U av有何关系？

③．整流后有滤波且负载较轻时，全波整流电路交流电压有效值U o和直流电压平均值U av有何关系？

④．记录实际测量交流电压有效值U o和直流电压平均值U av，并计算它们的U av/U o？

⑤．根据从示波器上读出的交流电压峰值估算交流电压有效值？和实际测量值是否有差别？

⑥．用数字万用表测量Q1、Q2基极电压分别为多少？计算流过R13、R14的电流为多少？根据经验判断稳压二极管D6、D7是否工作于陡降区？

⑦．用数字万用表测量P5、P6电压分别为多少？判断三极管Q1、Q2的工作状态？（二）、多谐振荡器模块

1．工作原理

所谓振荡器就是接通电源电路即可连续自由振荡，输出一定频率、一定幅度波形的自激振荡电路。由于电路没有稳定状态，三极管在导通和截止两种状态之间来回翻转，所以称多谐振荡器。

如图1.2.1元器件几成对称分布。虽然元器件标称值一样，但是实际的元器件肯定有差异。一旦接通电源就会有一只三极管先导通、另一个暂时截止。

首先，假设Q3开始导通P7接地，由于C20两端电压不能突变，则P9瞬间被拉到某一负

Q一直保持导通。但是，这种状态不能持续长久！随着R27对电位①，Q4可靠截止！此时，3

C20充电的持续进行，P9点电压逐渐上升（见图1.2.3之CH2由负峰值弧线上升段），一旦P9电压上升当到约0.6V，电路随即转入下一个“暂态”……

图1.2.1 多谐振荡器

2．特征波形

①因为Q3刚导通前的瞬间C20正极等于电源电压（见图1.2.2之P7峰值），此时Q4导通C20负极等于0.6V（图

1.2.3之见P9横线段右端），所以，电容C20正、负极之间电压差约为电源电压。由于电容两端电压不能突变，一旦Q3导通电容C20正极从电源峰值跳变为地，负极就必然下跳到某一负电位。

图1.2.2 CH1是P7，CH2是P8 图1.2.3 CH1是P7，CH2是P9 （三）、方波和三角波模块

1．方波电路工作原理

由双门限电压比较器再加上RC 负反馈电路，便可组成方波（矩形波）发生器，如图1.3.1所示。图中双向稳压二极管对输出电压起限幅作用——稳压二极管反向串联，无论何种电压，限幅幅度都为一个二极管正向与和反向稳定电压之和！

观察U 2B ，假设开始时U +=U -=0，且U O =5.6V+0.6V=6.2V ，理论计算门限电压：

V U R R R U O P 2.428

33281=∙+= 于是，同相端（U +）由零跳变成U P1，而U -=0（电容C10电压不能突变），U -< U P1，确保输出电压U O =6.2V 不变。与此同时，U O 经电阻R32对C10充电，U -由零逐渐上升，当U -> U P1时输出电压翻转，U O 由6.2V 跳变为-6.2V ，这时门限电压：

V U R R R U O P 2.428

32282-=∙+-= 此后电容放电，U -由4.2V 逐渐下降，直到下降到-4.2V 时，输出电压U O 又发生翻转，从-6.2V 跳变为+6.2V ……

图1.3.1 方波发生器 2．特征波形