电子线路设计测试实验gd

1 0u F
电解电容 10uF 有极性 1uF=106pF
二极管、发光二极管
A
K
A
K
D1
有极性
D2
有极性
LE D
注意：发光二极管正向工作电压一般1.5-3V，允许的电流2-20mA。 绝对不要直接接在稳压电源上！（思考：需要串多大的限流电阻？）
三极管
金属外壳封装
塑料外壳封装
发光二极管显示器
BS201/202(共阴极)：每段最大驱动电流约10mA BS211/212（共阳极）：最大驱动电流约15mA
故障检查方法（自学）
第二部分 运放应用
实验一：运放基本应用 反向比例、加、减法 积分器
一、实验目的
• 熟练掌握集成运算放大器的使用方法； • 掌握用集成运放设计各种运算电路； • 完成反向比例放大、比例加减法、积分
电路的测量。 • 学会合理选用示波器的直流、交流耦合
方式观察不同波形的方法。
– 掌握积分器输入、输出波形的测量和描绘 方法；
• 导线的金属丝不要外露过多，一般7－ 8mm。
• 导线尽量紧贴面包板，不允许“搭桥”、 跨越器件。
怎么放器件
• 器件尽量水平放置，垂直放置时一定要注意跨 越面包板的凹槽，否则短路。
• 注意集成电路的放置方向，一般缺口向左。 • 器件（包括电阻）要尽量紧贴面包板。 • 器件（尤其是电阻）的金属丝不要外露过多。 • 连线前要仔细核对引脚
电子线路设计、测试、 实验
任课教师：余鑫 E_mail: yuxin@hust.edu.cn
Tel: 13971430028
2012年4月
实验室规定
1. 座位安排 固定位置就座（考勤和记录成绩） 2. 签到 按座位号码签到，报告仪器使用情况
3. 领万用表 按座位号码领相应号码的万用表
4. 实验完毕后 每人将自己的桌面整理干净
课前准备好
实验目的与要求
基本实验原理 实验方法与步骤
预习阶段准备 好实验报告
设计实验表格
组装电路－－PCB板设计
课上做实验
装调电路－－PCB板安装调试 搭建实验测试平台－－测试方法的设计 观察实验现象与结果－－仪器使用 记录实验数据与波形－－仪器使用
课后整报告
处理实验数据 绘制图表和波形 总结实验结论 思考题 经验与体会
垂直调节 水平调节
进行水平和垂直调节，观察波形变化
找到对应的调节旋钮，观察调节效果
找到对应的调节旋钮，观察调节效果 画波形时的坐标原点
示波器的触发
示波器触发的设置
• 触发电路对触发源信号进行判断，满足触发条件则记录、显示一 屏波形 • 波形在屏幕上左右移动的本质原因是什么
• 触发源 • 触发源是信号被采样、存储、显示的前提，触发源设置不正 确时无法正常显示波形。 • 通常CH1是缺省的触发源，所以一般用CH1测量输入信号 （信号发生器）。 • 如果只用CH2观察波形，必须将触发源设置为CH2。
怎么写报告
实验报告用报告纸书写，格式内容符合要求 报告范例参见教材附录
实验结果需设计表格记录 波形记录在实验报告纸上（需要画坐标系） 或坐标纸上，还需标注波形的特征参数如峰峰 值，频率。
报告写什么
实验目的 已知条件、技术指标、实验仪器 实验原理 电路设计过程与调试 主要技术指标的测量，数据与波形 误差分析 分析与研究 实验总结
2、双电源的连接
RF
-15V
稳压电源
15V
15V
R1
+
vI
R– F
-15V
– A
+
+15V
+
vO R+–F 15V
0V
注意：先调好15V，关上电源，接线，核对无误，再开电源
电源地、信号地、电路地必须连到一起，作为共同的零电位参考点！
二、集成运放的使用
2、芯片安装
缺 口
三、实验内容
• 反向比例放大 • 反向比例加法电路 • 反向比例减法电路 • 积分电路
(b) 共阳极LED
注意：与发光二极管一样，需要串限流电阻
集成电路
注意引脚排列，以及正负电源、地的引脚。
注意：缺口向左，先查询引脚排列关系，再确定 各个引脚功能、连线。
26
常用仪器的使用
万用表 稳压电源 波形产生器 示波器 面包板
万用表
只显示4位有效数字，注意测量精度，应以最接近的量程进行测量
1、电压跟随器
• 实验电路 • 实验内容
–
A
vO
+
vI
RL 100Ω
– 输入1kHz正弦波（Vipp= 1V） – 测量输出电压Vopp – 设计实验表格，记录有RL和无RL时的Vo
• 注意：运放的正负电源接法
•
信号地、电源地、示波器地连通
•
先做图4.4.12(a)
2、反向比例加、减法电路
100k
• 实验电路 • 实验内容
V i1
10k 1 –
1k
10k V
2
+
+15V
Vo
i2
– vi1输入1kHz正弦波
-15V
R
– Vi1pp＝0.5V；
– Vi2pp＝0.2V,0.3,0.4（调电位器Rp）
– 设计实验表格，记录数据（2～3组）
数据参考表格
反相比例加法，反相比例减法（各填一个表格）
vi
关键：正确选择触发源、触发电平、通道耦合方 式；根据读取的波形参数判断是否期望的信号。
练习内容
• 输入带直流偏置各个幅值档的1khz正弦 信号，
– CH1,CH2同时观察信号发生器输出 – 注意示波器上两通道“零电平”指示箭头的
位置
信号发生器调offset加入直流分量。 CH1，CH2分别设置直流耦合、交流耦合， 观察显示波形的区别。
第一部分 仪器使用 （续）
电子线路的安装
• 设计原理图 • 布局、布线
–面包板＋导线＋器件
• 电路测量
–核对原理图，连接关系 –测量电路 –检查，调整布线
为什么叫“面包板”？
竖排每5孔连通 横排全连通，一般用于做电源正负极输入，
或公共地。
怎么连导线
• 通常将电源正极红线，负极黑线。准备 两根长导线，可重复使用。
vo
vo实测值
vo理论值
vi1= vi2=
vi1= vi2=
vi2 调电位器Rp利用“分压”原理获得。
能不能用两个信号发生器分别产生两个输入？
3、积分电路
100k
• 实验电路
平时成绩考核依据
每阶段实验结束时现场验收实验结果 验收时需
本次实验的预习实验报告 演示测试方法和测试结果 回答老师的相关提问 课后整理数据，下次课提交最终实验报 告
这学期要做些什么
怎么做
2 供电使电路工作
3 信号激励输入
4 测量电路输出
vi1
R1 10KΩ
RP 1KΩ
R2 5.1KΩ
vi2
1 布局布线
峰峰值显示
注意： 此处示数不太准，一般以示波器读数为准
示波器
• 示波器的主要功能是：精确地再现时间和电压幅度的 函数波形。用它可以即时地观察电压幅度相对时间的 变化情况，从而获得波形的质量信息，如幅度和频率 ，不同波形的时间和相位的关系
• 在概念上，模拟示波器和数字示波器的测量的目标是 相同的，而在实际结构上它们的内部采用的技术不同 ，所以它们的表现形式并不相同
• http://www.hust.edu.cn/Course_kcpt.ht ml
• ---谢自美 电子线路设计与测试 2005年国家级精 品课程
• http://www.hust.edu.cn/Course_kcpt.html彭 容修 电子技术基础 2003国家级精品课程
6
ห้องสมุดไป่ตู้
实验流程
课前－预习 课上－操作、测量、记录 课后－总结与分析
关闭万用表电源，将表笔线整理好，并按号码 顺序放入柜中。
5. 安排4人值日
值日内容：扫地、拖地、抹桌子并整理实验桌、 板凳归位、清理万用表（按顺序摆整齐）
课堂纪律
上课时间：(45分钟4学时＝3小时） 上午 8:00-11:30 下午 14:00-17:10
（中途可休息10分钟，不统一安排）
不允许：睡觉、聊天、玩手机。 未经允许不得旷课、迟到、早退。
二、集成运放的使用
1、引脚图
调零 1 输入- 2 输入+ 3
V- 4
8 NC 7 V+ 6 Vo 5 调零
NE5532引脚排列图
内部集成了两个运算放大器，可任选一个使用 +12V 8765
VCC 2OUT 2IN- 2IN+
NE 5532
1OUT 1IN- 1IN+ VEE
1
2
3
4
-12V
二、集成运放的使用
源和信号发生器的读数。
问题Top5
• No.1:导线或器件接触不良
–金属丝太短，导线、器件插入不深
• No.2:连线出错
–短路、断路
• No.3:信号线接触不良
–信号源或示波器的信号线接触不良
• No.4:器件损坏
–芯片脚断、烧化，面包板进水、生锈
• No.5:没通电
–电源没开、电源线没接，信号源没开、信号源没接
– 不同比例的地图纸张面积不同，并不意味着中国面积可以不 是9.6Mkm2
• 屏幕上出现了稳定的波形，并不意味着那就是你所期 待的输出信号
– 空气中有大量的电磁波，即使把探头裸露在空气中，也能测 量到正弦波
• 屏幕上仅微小峰峰值的直线，并不意味着那不是你所 期待的输出信号
– 由于灵敏度和耦合方式的设置不当，观察到仅是信号纹波
• 触发电平（Trigger level） • 触发电平必须处于信号的波峰和波谷之间
正确设置触发源和触发电平是稳定显示波形的前提， 如果发现示波器显示的波形不稳定，需要检查触发源
和触发电平是否被正确设置了。
示波器通道耦合的设置
• 在CH1和CH2的设置中可以选择耦合方式，以观察不同波形
• 直流耦合 • 不通过电容，直流和交流分量都得以显示
• 交流耦合 • 通过电容隔离直流分量，仅显示交流分量 • 频率很低的信号使用交流耦合可能产生积分效果，导致测量 不准
关心信号的直流分量时必须设置耦合方式为直流耦合。 例如观察正方波、正三角波、整流输出波形时，必须 设置为直流耦合。 通常情况可设置为交流耦合。
示波器使用注意事项
• 屏幕上看到的波形可以调节大小，并不意味着测量的 信号被调大调小
10 g
BS201 BS202
9 8 76 f ab
a
fg b
e d c·h
ed ch 1 2 3 45
10 9 8 7 6 g f VCC a b
a
fgb
BS211 BS212
e
d
c ·h
e d VCC c h 1 2 3 45
a b c d e f gh
a b c d e f gh
＋VCC
(a) 共阴极LED
• 设置示波器，目的就是使示波器的屏幕上能稳定的显 示出完整的波形（周期完整，幅度完整）
示波器
用CH1测量Probe信号，通常用以检查示波A器u是toSet自动设置 否正常、测量线是否正常（使用A主tuo菜Se单t）功能选择
子菜单功能选择 Probe信号输出
同时两通道测量信号输入
自动测量菜单
子菜单切换
怎么算成绩
平时成绩占总成绩的40％ 实验完成情况：25％ 实验报告规范化：10% 选作内容：5％
考试占总成绩的60％ 操作考试： 30％ 笔试： 30％
特别提醒： 本课程无补考，缺课三次无成绩
本课程的特点
理论与实践相结合 以学生实际操作为主 重视基本技能和综合应用能力的培养
教材与资料
• 罗杰《电子线路设计、实验、测试》（第四版）电 子工业出版社，2008
其它注意事项
• 整体布局一般按主信号流方向，从左到 右。
• 合理布局，保持整洁、美观。
• 尽量按信号类型选择不同颜色的连线， 便于检查。
• 按色环或器件mark的型号选择器件，使 用前用工具核查，避免选错或坏。
怎么测量
• 电路部署完毕，先检查，后通电源，再输入信号 • 多级电路设置公共地线，分别接地，减小干扰。 • 测量时表头夹导线后插入面包板 • 时刻避免短路 • 测量时以万用表和示波器的读数为准，不要使用稳压
稳压电源
稳压稳流模式切换
稳流调节
稳压调节
稳压/稳流输出（可调） 5V稳压输出 注意：红正、黑负，绿地（一般不接地）
计数输入
信号源
函数信号输出
TTL信号 注意：同步输出为5V正方波，只能调节频率 （如果发现测量到的信号总是方波，无法调幅度， 需要检查是否输出端口接到了”同步输出”）
频率显示 信号频率调节
RF
100KΩ
–
A +
vo
0 原理设计
第一部分 基础知识
常用器件 仪器使用 电路安装
常用器件的识别
电阻、电容、电位器 二极管、发光二极管、三极管 共阴8段显示器 集成电路
色环电阻
黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 金 银 本色 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5％ 10％ 15％
1234
12345
例：
第 1、 2位 有 效 数 字
绿棕黑棕 金
5 1 0 1 5％
510X10＝5.1K
容 许 误 差 倍 率
第 1～ 3位 有 效 数 字
容 许 误 差 倍 率
电位器（可变电阻）
标称值
两种用法
104是多少阻值？
电容
C 1 1 03
瓷片电容 10X103pF＝10000pF 无极性
+
C2