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电路与电子学实验指导书许昌学院计算机科学与技术学院实验一 常用电子元器件及其检测1. 实验目的与要求（1）熟悉常用电子元器件的外形及参数标注。（2）学会用万用电表测量元件参数。2. 实验器材（1）万用表1只（2）不同型号的电阻器、电容器若干只。3. 训练内容和步骤(1)电阻的识别和检测，将结果填入表-1中. 表-1 电阻的识别和检测序号色环颜色（按顺序填写）识别测量合格否阻值允许误差功率量程阻值        (2)电容器的识别和检测，将结果记录于表1-2中 表1-2电容的识别和检测序号标志识别测量漏电电阻合格否材料容量耐压量程阻值        (3)万用表的使用将万用表的功能转换开关旋至交流电压挡，按要求测试三相交流电源的线电压、相电压值，记录于表1-3中。 表1-3三相交流电源的电压项目档位线电压相电压UUVUVWUWUUUNUVNUWN500V      250V      测量直流电压和电流按电路图1-连好线，测试电源电压，电阻R的电压及回路中的电流。 将结果记录于表中1-4中。图1- 直流电压和电流测量电路表1-4直流电压和电流的测量电源电压电阻电压电流挡位测量值挡位测量值挡位测量值      4.报告要求（1）画出测试电路。（2）整理各表中的测试数据。（3）总结万用表的使用方法及注意事项。实验二 戴维宁定理的验证1. 实验目的与要求(1)初步掌握有源线性二端网络的参数的测定方法。(2)加深对戴维宁定理的理解。2. 实验器材（1）直流稳压电源 1台（2）电阻器1K、1.5K、200、100/0.25W 各一只（3）数字万用表 1只3实验内容与步骤实验电路如图2-1所示。图4-2 戴维宁定理验证电路图（1）线性有源二端网络参数UOC的测定方法：UOC采用直接测量法：当所用万用表的内阻RV远大于等效电阻RO时，可直接将电压表并联在有源线性二端网络两端，电压表的指示值即为开路电压UOC（如图2-2所示）。图2-2 开路电压Uoc测试图（2）测二端网络的等效电阻Ro的方法：等效电阻Ro的测试方法有电阻等效变换法、开路短路法、外加电源法。本实验采用开路短路法（如图2-2）或等效电阻法（如图2-3所示），对于开路短路法： 对于电阻等效变换法：令有源二端网络中的所有独立源置零，即将直流稳压电源关掉，把两根电源线短接，测试除源后的二端网络的等效电阻Ro（如图2-3所示）。图2-3 等效电阻Ro测试图（3）测试200W电阻两端的电压：将200W电阻焊在ab两端，重新接通电源，测试ab的电压，与理论计算值进行比较。4.报告要求（1）画出验证电路图，简述实验过程。（2）将各理论计算值及各实测值分别比较，验证戴维宁定理的正确性。 实验三 半导体二极管的识别与检测1. 实验目的与要求（1）熟悉半导体二极管的外形及引脚识别方法。（2）掌握用万用表判别二极管好坏的方法。（3）学习二极管伏安特性曲线的测试方法。 2. 实验器材（1）万用表 1只（2）半导体二极管1N4007 若干只（3）直流稳压电源 1台（4）电阻器620/0.25W、电位器1k/0.5W 各1只3实验内容与步骤（1）二极管的识别与检测用万用表判别的二极管档测量普通二极管极性及质量好坏，记录测得的正向反的值记录于表3-1中。表3-1二极管型号正向值反向值性能好坏123（2）二极管伏安特性曲线的测试二极管的伏安特性曲线是指二极管两端电压与通过二极管电流之间的关系，测试电路如图3-1所示。用逐点测量法，调节P，改变输入电压i，分别测出二极管两端电压D和通二极管的电流iD，即可在纸上描绘出它的伏安特性曲线iDf(UD)。图3-1 二极管伏安特性的测试按图3-1连接电路，经检查无误后，接通V直流电源。调节电位器RP,使输入电压Ui按表4-2所示从零逐渐增大到V。用万用表分别测出电阻两端电压R和二极管两端电压并根据iD=uR/R算出通过二极管的电流iD,记于表3-2中。用同样的方法进行两次测量，然后取其平均值，即可得到二极管的正向特性。表3-2二极管的正向特性ui(V)0.00.40.50.60.70.81.02.03.04.05.0第一次测量uR(V)           uD(V)           第二次测量uR(V)           uD(V)           平均值uR(V)           uD(V)           iD(mA)           将图3-1所示电路的电源正，负极性互换，使二极管反偏，然后调节RP按表3-3所示的Ui值，分别测出对应的R和，记于表3-3中。表3-3 二极管的反向特性ui(V)0.00-1.00-2.00-3.00-4.00uR(V)uD(V)i()（3)二极管应用电路(a)半波整流 (b)限幅电路图3-2 二极管应用电路按图3-2(a)所示半波整流电路接线，在输入端加频率为KHZ，幅值为V的正弦信号Ui,用双踪示波器观察Ui和Uo的波形，并画出它们的对应关系按图3-2(b)所示限幅电路接线，使直流基准电压UREF=5V，在输入端加频率为1KHZ、V的正弦信号ui用示波器观察ui和uO的波形，画出它们的对应关系，并记下它们数值4.报告要求（1）画出验证电路图，简述实验过程。 （2）整理表格数据，画出二极管伏安特性曲线。（3）画出半波整流电路，限幅电路的输入，输出波形，分析测试结果实验四 运算放大器 1. 实验目的与要求：（1）掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能。（2）学会上述电路的测试和分析方法。2. 实验器材 (1) 直流稳压电源（双路） 1台 (2) 低频信号发生器 1台 (3) 双踪示波器 1台 (4) 晶体管毫伏表 1只 (5) 万用表 1只 (6) 万用版 1块 (7) 电烙铁及焊锡 (8) 常用工具 1套图3-1 反相比例运算电路图 图3-2 反相加法运算电路3. 实验内容与步骤实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。A、反相比例运算电路(1) 按图3-1连接实验电路，接通±12V 电源，输入端对地短路，进行调零和消振。调节RW，使VO=0。(2) 输入f100Hz，Vi0.5V 的正弦交流信号，测量相应的VO，并用示波器观察VO和Vi 的相位关系，记入表3-1。B、反相加法运算电路表3-1 Vi0.5V，f100Hz(1) 按图3-2连接实验电路。调零和消振。(2) 输入信号采用直流信号，图3-3所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。用直流电压表测量输入电压Vi1、Vi2 及输出电压VO，记入表3-2。图3-3 简易可调直流信号源表3-2 反相加法 4. 实验报告要求(1) 整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。(2) 将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。(3) 分析讨论实验中出现的现象和问题。实验五 集成稳压器1. 实验目的 (1) 掌握集成稳压器电路的安装调试检测方法。 (2) 掌握固定和可调输出电压三端集成稳压器的识别、使用。2. 实验内容 (1) 根据图4-1、4-2所示电路，分别完成固定输出和可调输出三端集成稳压器组成的稳压电源安装。 (2) 完成三端集成稳压器组成的稳压电源的调试和检测。 3. 实验器材 (1) 万用表 一块 (2) 万用板 一块 (4) 电烙铁及焊锡 (5) 常用工具 一套4. 实验步骤 (1) 根据图4-1完成固定输出三端集成稳压器组成的稳压电源安装。 提示：选焊点安装W7805，并注意查阅所选型号的固定输出三端集成稳压器引脚的排列。 (2) 调节直流电源输出为8V，用万用表测量C1、C4两端的电压是否分别为8V和5V。若不是，说明电路有故障，分析原因，排除之。 (3) 根据图4-2完成可调输出三端集成稳压器组成的稳压电源安装。 提示：选1、2、3焊点安装W317，并注意查阅所选型号的可调输出三端集成稳压器引脚的排列。 (4) 调节直流电源输出为28V，用万用表测量C1两端的电压是否分别为28V。若不是，说明电路有故障，分析原因，排除之。 (5) 调节电位器RP，测量输出电压的变化范围是否在1.25V26V之间。若不是，分析原因，找出故障，排除之。5.实验报告要求 (1) 分别画出固定输出和可调输出三端集成稳压器组成的稳压电源装配图。 (2) 调试过程中，若遇到故障，说明故障现象，分析产生故障原因，如何解决。 (3) 完成实验报告。实验六 收音机的安装与调试一、实训目的通过对一台调幅收音机的安装、焊接和调试，使学生了解电子产品的装配过程，掌握电子元器件的识别方法和质量检验标准，了解整机的装配工艺，培养学生的实践技能。二、实训要求 1会分析收音机电路图。 2对照收音机原理图能看懂印制电路版图和接线图。 3认识电路图上的各种元器件的符号，并与实物相对照。 4会测试各种元器件的主要参数。 5认真细心地按照工艺要求进行产品的安装和焊接。 6按照技术指标对产品进行调试。三、实训预习内容1标准超外差式调幅收音机简介标准超外差式调幅收音机一般为六管中波段收音机，采用全硅管线路，具有机内磁性天线，收音效果良好，并设有外接耳机插口。2超外差式收音机的技术指标 频率范围：5351605kHz 输出功率：50mW（不失真）、150 mW（最大） 扬 声 器：57mm、8 电 源：3V（两节五号电池） 体 积：宽122×高65×厚25mm 重 量：约175克（不带电池）四、实训步骤 1.超外差式收音机的材料清单，见表5-1（以咏梅838型为例）。2用万用表检测收音机各个元器件 检测顺序和要求见表5-2，将测量结果填入实习报告。注意：、的相差应不大于20，同学之间可互相调整使管子性能配对。3用万用表检测输出、输入变压器绕组的内阻，见表5-34对元器件的引线进行镀锡处理5检查印制板的铜箔线条是否完好超外差式收音机的印制电路板如图5-1所示（以咏梅838型为例）。要特别注意检查板上的铜箔线条有无断线及短路的情况，还要特别注意板的边缘是否完表5-1 咏梅838型超外差式收音机的材料清单序号代号与名称规格数量代号与名称规格数量1电 阻R171K（或82K1T1天线线圈12R227K1T2本振线圈（黑）13R3150K或120K1T3中周（白）14R430K1T4中周（绿）15R571K1T5输入变压器16R6100K1T6输出变压器17R7620K1带开关电位器47K18R8510K1耳机插座2519电 容C1双联电容1磁棒55×13×5110C2瓷介2231磁棒架111C3瓷介1031频率盘37112C4电解4.710µ1拎带黑色（环）113C5瓷介1031透镜（刻度盘）114C6瓷介3331电位器盘20115C7电解47100µ1导线6根16C8电解4.710µ1正、负极片各217C9瓷介2231负极片弹簧218C10瓷介2231固定电位器盘M16×4119C11涤纶1031固定双联M25×4220三 极 管V13DG201(值最小)1固定频率盘M25×5121V23DG2011固定电路板M2×5122V33DG2011印制电路板123V43DG201(值最大)1金属网罩124V570131前壳125V670131后盖126二极管V71N41481扬声器（Y）81表5-2 用万用表检测元件的参数类别测量内容万用表功能及量程禁止用量程R电阻值VhFE(V5、V6配对)×10，hFE×1， ×1k B绕组、电阻、绕组与壳绝缘×1（见表3）C绝缘电阻×1k电解CD绝缘电阻及质量×1k好，如图5-2所示。 6安装元器件元器件的安装质量及顺序直接影响整机的质量与成功率，合理的安装需要思表5-3 变压器绕组的内阻测量考和经验。表5-4中所示的安装顺序及要点是经过实践检验，被证明是较好的一种安装方法。图5-1 收音机印制电路板图注意：安装时，所有元器件的高度不得高于中周的高度。7收音机的检测和调试学生通过对自己组装的收音机的通电检测调试，可以了解一般电子产品的生产调试过程，初步学习调试电子产品的方法。超外差式收音机的电原理图如图5-3所示（以咏梅838型为例）。收音机的检测调试步骤，如图5-4所示。 图5-2 有问题的线路板示意图 通电前的检测工作 同学之间对安装好的收音机进行自检和互检，检查焊接质量是否达到要求，特别注意检查各电阻的阻值是否与图纸所示位置相同，各三级管和二极管是否有极性焊错的情况。 收音机在接入电源前，必须检查电源有无输出电压（3V）和引出线的正负极是否正确。 通电后的初步检测表5-4 元器件的安装顺序及要点将收音机接入电源，要注意电源的正、负极性，将频率盘拔到530KHz附近的无台区，在收音机开关不打开的情况下，首先测量整机静态工作的总电流“”。然后将收音机开关打开，分别测量三极管的E、B、C三个电极对地的电压值（即静态工作点），将测量结果填到实习报告中。注意：该项检测工作非常重要，在收音机开始正式调试前，该项工作必须要做。表5给出了各个三极管的三个极对地电压的参考值。 试听如果元器件质量完好，安装也正确，初测结果正常，即可进行试听。将收音机接通电源，慢慢转动调谐盘，应能听到广播声，否则应重复前面做过的各项检查，找出故障并改正，注意在此过程不要调中周及微调电容。 收音机的调试收音机经过通电检查并正常发声后，可以进行调试工作。调中频频率（俗称调中周）目的：将各中周的谐振频率都调整到固定的中频频率465kHz这一点上。方法：将信号发生器（XGD-A）的频率选择置于中波位置，频率指针放在465kHz位置上。打开收音机开关，将频率刻度盘放在频率指示的最底位置530kHz附近，将收音机靠近信号发生器。 图5-3 收音机的电原理图图5-4 收音机的调试流程图用无感螺丝刀按顺序微微调整中周和的磁心，使收音机收到的信号最强。这样反复调和的磁心两到三次，使收音机的信号最强。调中周时的可调元件位置图如图5-5所示。确认收音机信号最强的方法有两种，一是使扬声器发出的声音（1kHz）达到最响为止，此时可把音量调到最小；二是测量电位器两端或对地的直流电压，使电压表的指示值最大为止，此时可把音量调到最小。 调整收音机的频率范围（通常叫调频率覆盖或对刻度）目的：使双联电容全部旋入到全部旋出时，收音机所接收的频率范围恰好是整个中波波段，即5251605kHz。表5-5 各三极管的三个极对地电压的参考值工作电压：Ec=3V整机工作电流：Io=10mA三极管V1V2V3V4V5V6E100056000B154063063065062062C24241651852828图5-5 调中周时的可调元件位置图先进行频率底端的调整：将信号发生器调至525kHz，收音机的刻度盘调至530kHz位置上，此时调整中周，使收音机的信号声出现并最强。再进行高端频率的调整：将信号发生器调到1600kHz ，收音机刻度盘调到1600kHz位置上，调双联上的微调电容器使信号声出现并最强。将上述步骤反复调整23次，使收音机接收的信号最强。统调（调收音机的灵敏度和跟踪调整）目的：使本机的振荡频率始终比输入回路的谐振频率高出一个固定的中频频率465kHz。方法：低端调整：将信号发生器调至600 kHz，收音机刻度盘调至600 kHz，调整线圈在磁棒上的位置，使接收的信号最强，一般线圈的位置应靠近磁棒的右端。高端调整：将信号发生器调至1500 kHz，收音机刻度盘调至1500 kHz，调双联电容器，使收音机在高端接收的信号最强。在高低端要反复调23次，调完后即可用蜡将线圈固定在磁棒上。8收音机产品的验收要按产品出厂的要求进行验收： （1）外观：机壳及频率盘清洁完整，不得有划伤、烫伤及缺损。（2）印制板安装整齐美观，焊接质量好，无损伤。（3）导线焊接要可靠，不得有虚焊，特别是导线与正负极片间的焊接位置和焊接质量要好。（4）整机安装合格：转动部分灵活，固定部分可靠，后盖松紧合适。（5）性能指标要求：频率范围：5251605 kHz；灵敏度较高。收音机的音质清晰、洪亮、噪音低。9六管超外差式收音机的维修指南（1）维修基本方法信号注入法：收音机是一个信号捕捉、处理、放大系统，通过注入信号可以判定故障位置。用万用表挡，红表笔接电池负极（地），黑表笔触碰放大器输入端（一般为三极管基极），此时扬声器可听到“咯咯”声。然后用手拿螺丝刀金属部分去碰放大器输入端，从扬声器听反应，次法简单易行，但响音信号微弱，不经三极管放大则听不到声音。电位测量法：用万用表测各级放大管的工作电压，可具体判定造成故障的元器件。测量整机静态总电流法：将万用表拨至250mA直流电流挡，两表笔跨接于电源开关的两端，此时开关应置于断开位置，可测量整机的总电流。本机的正常总电流约为10±2mA。（2）故障位置的判断方法判断故障在低放之前还是低放之中（包括功放）的方法：接通电源开关，将音量电位器开至最大，喇叭中没有任何响声，可以判定低放部分肯定有故障。判断低放之前的电路工作是否正常，方法如下：将音量减小，万用表拨至直流电压挡。挡位选择0.5V，两表笔并接在音量电位器非中心端的两端上，一边从低端到高端拨动调谐盘，一边观察电表指针，若发现指针摆动，且在正常播出时指针摆动次数约在数十次左右，即可断定低放之前电路工作是正常的。若无摆动，则说明低放之前的电路中也有故障，这时仍应先解决低放中的问题，然后再解决低放之前电路中的问题。（3）完全无声故障的检修方法将音量电位器开至最大，用万用表直流电压10V挡，黑表笔接地，红表笔分别触电位器的中心端和非接地端（相当于输入干扰信号），可能出现三种情况：碰非接地端喇叭中无咯咯 声，碰中心端时喇叭有声。这是由于电位器内部接触不良，可更换或修理以排除故障。碰非接地端和中心端均无声，这时用万用表“×10”挡，两表笔并接碰触喇叭引线，碰触时喇叭若有“咯咯”声，说明喇叭完好。然后将万用表拔至电阻挡，点触次级两端，喇叭中如无“咯咯”声，说明耳机插孔接触不良，或者喇叭的导线已断；若有“咯咯”声，则把表笔接到初级两组线圈两端，这时若无“咯咯”声，就是初级有断线。将初级中心抽头处断开，测量集电极电流若电流正常，说明和的工作正常，次级无断线。若电流为0，则可能是断路或阻值变大；短路；次级断线；和损坏（同时损坏情况较小）。若电流比正常情况大，则可能是阻值变小，损坏；和初、次级有短路；或有漏电或短路。测量的直流工作状态，若无集电极电压，则初级断线；若无基极电压，则开路；和同时短路较少，短路而电位器刚好处于最小音量处时，会造成基极对地短路。若红表笔触碰电位器中心端无声，碰触基极有声，说明开路或失效。用干扰法触碰电位器的中心端和非接地端，喇叭中均有声，则说明低放工作正常。（4）无台故障的检修无台故障是指将音量开大，喇叭中有轻微的“沙沙”声，但调谐时收不到电台。测量的集电极电压：若无，则开路或短路；若电压不正常，检查是是否良好。测量的基极电压，若无，则可能R3开路（这时V2基极也无电压），或T4次级断线，或短路。注意，此时工作在近似截止的工作状态，所以它的发射极电压很小，集电极电流也很小。测量的集电极电压：无电压，是初级断线；电压正常而干扰信号的注入在喇叭中不能引起声音，是初级线圈或次级线圈有短路，或槽路电容（200pF）短路。测量的基极电压：无电压，是次级断线或脱焊；电压正常，但干扰信号的注入不能在喇叭中引起响声，是损坏。电压正常，喇叭有声。测量的集电极电压：无电压，是次级线圈、初级线圈有断线；电压正常，喇叭中无“咯咯”声，为初级线圈或次级线圈有短路，或槽路电容短路。如果中周内部线圈有短路故障时，由于其匝数较少，所以较难测出，可采用替代法加以证实。测量的基极电压：无电压，可能是或次级开路，或短路；电压高于正常值，是发射结开路；电压正常，但无声，是损坏 。到此时如果仍收听不到电台，可进行下面的检查。将万用表拨至直流电压10V挡，两表笔分别接于的两端。用镊子将的初级短路一下，看表针指示是否减小（一般减小0.20.3V左右）。若电压不减小，说明本机振荡没有起振，振荡耦合电容失效或开路，短路（发射极无电压），初级线圈内部短路或断路，双连质量不好。若电压减小很少，说明本机振荡太弱，或受潮，印刷板受潮，或双连漏电，或微调电容不好，或质量不好，用此法同时可检测偏流是否合适。若电压减小正常，可断定故障在输入回路。检查双连对地有无短路，电容质量如何，磁棒线圈初级有否断线。到此时收音机应能收听到电台播音，可以进行整机调试。五、实训器材 1标准超外差式六管中波段调幅收音机套件一套；2万用表一块；3焊接工具一套；4无感起子，十字起子各一把。