模拟电子技术实验指导书(12-13-1)

实验一 常用电子仪器的使用一、 实验目的1．熟悉示波器，低频信号发生器和频率计等常用电子仪器面板，控制旋钮的名称，功能及使用方法。

2．学习使用低频信号发生器和频率计。

3．初步掌握用示波器观察波形和测量波形参数的方法。

二、实验原理在电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。

它们和万用电表一起，可以完成对电子电路的静态和动态工作情况的测试。

实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1—1所示。

接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。

信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。

图1—1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1． 低频信号发生器低频信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。

输出电压最大可达20V （峰-峰值）。

通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。

低频信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

低频信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。

2．示波器示波器是一种用途极为广泛的电子测量仪器，它能把电信号转换成可在荧光屏幕上直接观察的图象。

示波器的种类很多，通常可分通用、多踪多线、记忆存贮、逻辑专用等类。

双踪示波器可同时观测两个电信号，需要对两个信号的波形同时进行观察或比较时，选用双踪示波器比较合适。

本实验要测量正弦波和方波脉冲电压的波形参数，正弦信号的波形参数是幅值U m 、周期T （或频率f ）和初相；脉冲信号的波形参数是幅值U m 、周期T 和脉宽T P 。

幅值U m 、峰峰值U P-P 和有效值都可表示正弦量的大小，但用示波器测U P-P 较方便(用万用表交流电压档测得的是正弦量的有效值U=2m U )。

由于频率f=T1,所以测出周期T ，即可算得频率。

矩形脉冲电压，可用周期T ，脉宽T P 和幅值U m 三个参数来描述。

T P 与T之比称为占空比。

三、 实验内容和步骤 1．检查示波器 1） 扫描基线调节 接通交流电源（220V ），开启示波器电源，输入耦合方式开关拨到接地端（GND 端），进行光迹调节，协调地调节示波器面板上的“辉度”、“聚焦”、“X 轴位移”、“Y 轴位移”等旋钮，使屏幕的中心部分显示一条亮度适中、清晰的扫描线。

2）校准“校正信号”波形的幅度、频率将示波器上的方波“标准信号”（U P-P=2V, f=1000Hz）分别接到CH1或CH2端，调节微调旋钮使观测到的波形幅度读数为2V。

（一般情况右旋到头即为校准状态）。

然后调节扫描微调旋钮（在扫描开关旋钮的左侧），使观测到的T=1ms（一般情况扫描微调旋钮右旋到头即为校准状态，根据f=1000Hz,得T=1ms）。

调节后，微调旋钮位置为标准“校准”位置，实验过程中不能再调节，否则波形读数不准。

1）频率的测定通过电缆线，将信号发生器的正弦波输出口与示波器的CH1插口相连，调节信号源的频率旋钮，使输出频率分别为100Hz，1KHz和20KHz；电压有效值(万用表交流电压档测量)为1V，从荧光屏上读得波形周期，记入表1-1中。

表1-1(2)幅值的测定调节信号输出电压有效值(万用表交流电压档测量)分别为1V、2V、4V，频率为1KHz，从荧光屏上读得波形幅值，记入表1-2中。

1．示波器的辉度不要过亮。

2．调节仪器旋钮时，动作不要过猛。

3．调节示波器时，要注意触发开关和电平调节旋钮的配合使用，以使显示的波形稳定。

4．作定量测定时，“t/div”和“V/div”的微调旋钮应旋置“校准”位置。

实验二 晶体管单管共射放大器一、实验目的1．学习单管放大器静态工作点的调试和测量方法，了解静态工作点对输出电压波形的影响。

2．掌握放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法，了解负载电阻对电压放大倍数的影响。

3．熟悉常用电子仪器的使用。

二、实验原理对放大器的基本要求是：有足够的电压放大倍数；输出电压波形失真要小。

放大器工作时，晶体管应工作在放大区，如果静态工作点选择不当，或输入信号过大，都会使输出电压波形产生非线性失真。

实验电路如图2-1。

图2－1 共射极单管放大器实验电路1、电压放大倍数 Av=i U U0 2、输入电阻 s U U U i R R is i -=3、输出电阻 L LR U U R )1(0-= 三、预习要求1．熟悉实验原理电路图，了解各元件、测试点及开关的位置和作用。

2．放大器静态、动态指标的理论计算和测量方法。

3．根据电路参数估算有关待测的数据指标。

4．常用电子仪器的使用方法 四、实验内容和步骤1．调节并测量静态工作点接通＋12V 电源、调节R W ，使I C ＝2.0mA ， 用直流电压表测量三极管3个电极对地电压及用万用表欧姆档测量R B2值。

记入表2－1。

表2-1 I C ＝2.0 mA测量值 计算值U B （V ） U E （V ） U C （V ） R B2（K Ω） U BE （V ） U CE （V ） I C （mA ）在放大器输入端A 点和地之间加入频率为1KHz 的正弦信号u S ，用示波器观察放大器输出电压u O 波形，调节函数信号发生器的输出旋钮，在输出波形不失真的条件下用示波器测量3组U S 、U i 、U O 数据(计算有效值)，绘出u O 和u i 的波形和相位关系，记入表2－2。

表2－2 I c ＝2.0mA3．观察静态工作点对输出电压波形的影响（非电类专业选做）在第二步的实验电路中，由直流电压表测出U CE值，记录输出波形。

再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。

然后保持适当输入信号不变，分别增大和减小R W，改变静态工作点，直到输出电压波形出现较明显的饱和或截止失真，绘出所观察到的u0波形，并测出失真情况下的I C和U CE值，记入表2－3中。

每次测I C和U CE 值时都要关闭信号源。

表2－3 R L＝∞五、实验总结报告1．由表2-1所测数据讨论R B2对I C及U CE的影响。

2．由表2-2所测数据讨论负载电阻对电压放大倍数的影响。

3．由步骤3观测结果，讨论静态工作点对放大器输出波形的影响。

若放大器的输出波形失真，应如何解决?实验三 差动放大器一、 实验目的1．加深对差动放大器性能及特点的理解 2．学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图3-1是差动放大器的基本结构。

它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。

当开关K 拨向左边时，构成典型的差动放大器。

调零电位器R P 用来调节T 1、T 2管的静态工作点，使得输入信号U i =0时，双端输出电压U o =0。

R E 为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有加强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。

当开关K 拨向右边时,构成具有恒流源的差动放大器。

它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ,可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。

图3-1差动放大器实验电路1．差动输入、双端输出在图3-1中，输入信号U i 加于A 、B 两端，则U i1=21U i , U i2=-21U i ,其差模放大倍数为 A d =ioU U ≈-β2)1(Wbe b oRr R R β+++ （1.3.1）A d 等于单管时的放大倍数。

2．单端输入、双端输出在图3-1中，若输入信号U i 加于A 、B 两端，B 接地，则电路为单端输入、双端输出。

其差模放大倍数与式（1.3.1）相同。

差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。

单端输出的差模放大倍数A d1是双端输出差模放大倍数A d 的二分之一。

3.共模抑制比K CMR在图3-1中，A 、B 两点相连，共模信号加到A 与地之间。

若为双端输出，在理想情况下，则共模放大倍数A C =0实际上由于元件不可能完全对称，因此A C 也不会绝对等于零。

若为单端输出，则共模放大倍数A C≈-eo R R 2。

从式K CMR =∣CdA A ∣可知，欲使大K CMR ，就要求A d 大，A c 小；欲要A c 小，就要求R E 阻值大。

当图3-1中开关K拨向右边时，由于T3的恒流作用，等效的R E极大，显然，K CMR很大。

三、预习要求1．根据实验电路参数，估算典型差动放大器和具有恒流源的差大器的静态工作点及差模电压放大倍数（取β1＝β2＝50）。

2．测量静态工作点时，放大器输入端A、B与地应如何连接？3．实验中怎样获得双端差模信号？怎样获得共模信号？画出A、B端与信号源之间的连接图。

4.怎样进行静态调零点？用什么仪表测U o？四、实验内容1.按图3-1连接实验电路,开关K拨向左边构成典型差动放大器。

1)测量静态工作点①调节放大器零点信号源不接入。

将放大器输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用直流电压表测量输出电压U o,调节调零电位器R P,使U o=0。

调节要仔细,力求准确。

②测量静态工作点零点调好以后,用直流电压表测量T1、T2管各电极电位,记入表3-1。

表2）测量差模电压放大倍数接通±12V直流电源，在放大器的输入端A、B之间加入频率f＝1KHz的正弦信号(约100mv)，在输出波形无失真的情况下，用示波器测量U i、U C1、U C2、U o，记入表3－2中，并观察u i、u c1、u c2之间的相位关系。

3)测量共模电压放大倍数将放大器A、B短接，信号源接A端与地之间，构成共模输入方式，调节输入信号f=1kHz，约1V，在单端输出电压无失真的情况下，测量U i、U C1、U C2、U o之值记入表3－2，并观察u i、u c1、u c2之间的相位关系。

2.具有恒流源的差动放大电路性能测试将图3-1电路中开关K拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。

重复内容1-2)、1-3）的要求，记入表3-2。

五、实验报告1．整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。

1）静态工作点和差模电压放大倍数。

2）典型差动放大电路单端输出时的K CMR实测值与理论值比较。

3）典型差动放大电路单端输出时K CMR的实测值与具有恒流源的差动放大器K CMR实测值比较。

2．比较U i, U C1和U C2之间的相位关系。

实验四/五 多级放大器/负反馈放大器一、 实验目的加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。

二、实验原理负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用。

虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。