全国自考模拟数字及电力电子技术实验报告.doc
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1、(一)常用电子仪器使用及测量(二)单级共射放大器(三)运算放大器组成的基本运算电路(四)串联式直流稳压电源(五)集成逻辑门电路(六)集成触发器(七)集成计数器、译码显示电路(八)脉冲产生及整形电路(九)单相桥式半控整流电路(十)直流斩波电路实一 常用电子仪器的使用一. 实训目的1. 学习电子电路实训中常用的电子仪器示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。2. 初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。二. 实训原理在模拟电子电路实训中,经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用
2、表一起,可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实训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,各仪器与被测实训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. 示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器,它既能直接显示电信号的波形,又能对电信号进行各种参数的测量。现着重点指出下列几点:(1) 寻找扫描光迹将示波器Y轴显示方
3、式置“Y1”或“Y2”,输入耦合方式置“GND”,开机预热后,若在显示屏上不出现光点和扫描基线,可按下列操作去找到扫描线:适当调节亮度旋钮。触发方式开关置“自动”。适当调节垂直()、水平()“位移”旋钮,使扫描光迹位于屏幕中央。(若示波器设有“寻迹”按键,可按下“寻迹”按键,判断光迹偏移基线的方向。) (2) 双踪示波器一般有五种显示方式,即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三种单踪显示方式和“交替”、“断续”两种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。(3) 为了显示稳定的被测信号波形,“触发源选择”开关一般选为“内”触发,使扫
4、描触发信号取自示波器内部的Y通道。(4) 触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后,若被显示的波形不稳定,可置触发方式开关于“常态”,通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压,使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时,由于选择了较慢的扫描速率,显示屏上将会出现闪烁的光迹,但被测信号的波形不停地在X轴方向左右移动,这样的现象仍属于稳定显示。(5) 适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示一二个周期的被测信号波形。在测量幅值时,应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。在测量周期时,应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋
5、到底,且听到关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置。根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(div或cm)与“Y轴灵敏度”开关指示值(v/div)的乘积,即可算得信号幅值的实测值。根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数(div或cm)与“扫速”开关指示值(t/div)的乘积,即可算得信号频率的实测值。2. 函数信号发生器函数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20VP-P。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。函数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。函数信号发生器作为信号源,它的
6、输出端不允许短路。3. 交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围之内,用来测量交流电压的有效值。为了防止过载而损坏,测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上,然后在测量中逐档减小量程。三. 实训设备与器件1. 函数信号发生器2. 双踪示波器3. 交流毫伏表四. 实训内容与步骤1. 用机内校正信号对示波器进行自检。(1) 扫描基线调节将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示(Y1或Y2),输入耦合方式开关置“GND”,触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后,调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮,使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”()和“Y轴位移”( )旋钮,使
7、扫描线位于屏幕中央,并且能上下左右移动自如。(2) 测试“校正信号”波形的幅度、频率将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道(Y1或Y2),将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”,触发源选择开关置“内”,内触发源选择开关置“Y1”或“Y2”。调节X轴“扫描速率”开关(t/div)和Y轴“输入灵敏度”开关(V/div),使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。a.校准“校正信号”幅度将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置,“y轴灵敏度”开关置适当位置,读取校正信号幅度。b.校准“校正信号”频率 将“扫速微调”旋钮置“校准”位置,“扫速”开关置适当位置,读取校正信号周
8、期。 c测量“校正信号”的上升时间和下降时间 调节“y轴灵敏度”开关及微调旋钮,并移动波形,使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上,且上、下对称,便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度,使波形在X轴方向扩展(必要时可以利用“扫速扩展”开关将波形再扩展10倍),并同时调节触发电平旋钮,从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间。2. 用示波器和交流毫伏表测量信号参数 调节函数信号发生器有关旋钮,使输出频率分别为100Hz、1kHz、10kHz、100kHz,有效值均为1V(交流毫伏表测量值)的正弦波信号。改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置,测量信号源输出电压频率及峰峰值。五. 实训总结
9、1. 总结示波器、函数信号发生器等仪器正确使用方法。2. 总结用双踪示波器观察信号波形和读取波形参数的方法。训二 二极管、三极管的判别与检测一. 实训目的1. 学会用万用表判别晶体二极管和三极管的管脚。2. 学会用万用表检测晶体二极管和三极管质量的好坏。二. 实训原理1. 晶体二极管(1) 晶体二极管(以下简称二极管)是内部具有一个PN结,外部具有两个电极的一种半导体器件。对二极管进行检测,主要是鉴别它的正、负极性及其单向导电性能。通常其正向电阻小为几百欧,反向电阻大为几十千欧至几百千欧。(2) 二极管极性的判别根据二极管正向电阻小,反向电阻大的特点可判别二极管的极性。指针式万用表:将万用表拨
10、到R100或R1k的欧姆档,表棒分别与二极管的两极相连,测出两个阻值,在测得阻值较小的一次测量中,与黑表棒相接的一端就是二极管的正极。同理在测得阻值较大的一次测量中,与黑表棒相接的一端就是二极管的负极。 数字式万用表:红表笔插在“V”插孔,黑表笔插在“COM”插孔。将万用表拨到二极管档测量,用两支表笔分别接触二极管两个电极,若显示值为几百欧,说明管子处于正向导通状态,红表笔接的是正极,黑表笔接的是负极;若显示溢出符号“1”,表明管子处于反向截止状态,黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极。(3) 二极管质量的检测一个二极管的正、反向电阻差别越大,其性能就越好。用上述方法测量二极管时,如果双向电阻值
11、都较小,说明二极管质量差,不能使用;如果双向阻值都为无穷大,说明该二极管已经断路;如果双向阻值均为零,则说明二极管已被击穿。在这三种情况下二极管就不能使用了。2. 晶体三极管(1) 三极管的结构可以看成是两个背靠背的PN结,如图2-1所示。对NPN管来说,基极是两个PN结的公共阳极,对PNP管来说,基极是两个PN结的公共阴极。图2-1 晶体三极管结构示意图(2) 三极管基极与管型的判别将指针式万用表拨到R100或R1k欧姆档,用黑表棒接触某一管脚,用红表棒分别接触另两个管脚,如表头读数都很小,则与黑表棒接触的那一管脚是基极,同时可知此三极管为NPN型。若用红表棒接触某一管脚,而用黑表棒分别接触
12、另两个管脚,表头读数同样都很小时,则与红表棒接触的那一管脚是基极,同时可知此三极管为PNP型。用上述方法既判定了晶体三极管的基极,又判别了三极管的类型。用数字万用表判别时,极性刚好相反。(3) 三极管发射极和集电极的判别方法一:以NPN型三极管为例,确定基极后,假定其余的两只脚中的一只是集电极,将黑表棒接到此脚上,红表棒则接到假定的发射极上。用手指把假设的集电极和已测出的基极捏起来(但不要相碰),看表针指示,并记下此阻值的读数。然后再作相反假设,即把原来假设为集电极的脚假设为发射极。作同样的测试并记下此阻值的读数。比较两次读数的大小,若前者阻值较小,说明前者的假设是对的,那么黑表棒接的一只脚是
13、集电极,剩下的一只脚就是发射极了。若需判别是PNP型晶体三极管,仍用上述方法,但必须把表棒极性对调一下。图2-2 晶体三极管集电极C、发射极E的判别方法二:如图2-2所示,在判别出三极管的基极后,再将三极管基极与100k电阻串接,电阻另一端与三极管的一极相接,将万用表的黑表笔接三极管与电阻相连的一极,万用表的红表笔接三极管剩下的一极,读取电阻值,再将三极管的两极(C、E极)对调,再读取一组电阻值,阻值小的那一次与指针式万用表黑表笔相连的极为集电极(NPN)或发射极(PNP)。三. 实训设备与器件序 号名 称型号与规格数 量备 注1万用表1只自备2电阻100k1个DZ-153二极管1N4007、
14、1N4148、2DW231各1个DZ-154发光二极管红色1个DZ-155三极管3DG12、3CG12各1个DZ-16四. 实训内容与步骤1. 用万用表测量二极管用万用表分别测量二极管1N4007、1N4148、发光二极管的正反向电阻,并记录于表格中。二极管型号1N40071N4148发光二极管正向电阻4.4k3.1k18k反向电阻无穷大无穷大无穷大2. 用万用表测量三极管根据判别三极管极性的方法,按下表的要求测量s9014 三极管型号s9014一脚对另两脚电阻都大时阻值无穷大一脚对另两脚电阻都小时阻值6.5k基极连100k电阻时C-E间阻值11k基极连100k电阻时E-C间阻值90k五. 实
15、训注意事项1. 实训前根据实训要求,选择所需实训挂箱。2. 放置挂箱时,要按照要求轻拿轻放,以免损坏器件。3. 实训结束后,要按照要求整理实训台,实训导线和实训挂箱要放到指定位置。六. 实训总结1. 老师提供给学生1-2个未知E、B、C极的三极管,由学生来确定它的E、B、C极。2. 总结晶体二极管和三极管极性的判别方法。验一 常用电子仪器使用练习和单管放大电路一、 实验目的1 了解示波器、信号发生器、直流稳压电源和数字万用表的使用方法。2 掌握放大器静态工作点的调试方法。3 学习放大器的动态性能。4 学会测量放大器Q点,Av,ri,ro的方法。5 了解射极偏置电路的特性。6 了解放大器频率特性
16、测试方法。二、 实验仪器示波器、万用表、信号发生器等三、 实验内容和步骤1 按图1-1在实验板上接好线路用万用表判断板上三极管V1极性和好坏。2 静态工作点的测量调节RP,使Ve=2v,并测 RP阻值。测量值、计算值如下表。 Vb(V)Ube(V)Ve(V)Uce(V)测量值2.70.720.3计算值2.70.720.33 动态分析(1) 将信号源调到频率为f=1KHZ,波形为正弦波,信号幅值为2mV,接到放大器的输入端观察ui和uo波形,放大器不接负载。 (2) 在信号频率不变的情况下,逐步加幅值,测uo不失真时的最大值,结果如下。 测量值计算值ui(mV)uo(V)Au=uoui 1-0.
17、089-892-0.178-893-0.267-894-0.356-895-0.445-89(3) 保持f=1KHZ,幅值为2mV,放大器不接负载(RL=)和接入负载RL(5.1K),改变Rc数值的情况下测量,测量值、计算值如下表。给定参数测量值计算值RcRLui(mV)uo(V)Au=uoui5.1K5.1K2-0.178-892.5K5.1K2-0.118-595.1K2-0.356-1782.5K2-0.174-874 放大器的输入、输出电阻(1) 输入电阻测量在输入端串接5.1K电阻,加入f=1KHZ、20 mV的正弦波信号,用示波器观察输出波形,用毫伏表分别测量对地电位Vs、Vi。如
18、图1-3所示。将所测数据及计算结果填入表1-3中。 图1-3 输入电阻测量表1-4测量值计算值Vs(mV)Vi(mV)ri=Vi*Rs/(Vs-Vi)2041.275K(2)输出电阻测量在A点加f=1KHZ的正弦波交流信号, 在输出端接入可调电阻作为负载,选择合适的RL值使放大器的输出波形不失真(接示波器观察),用毫伏表分别测量接上负载RL时的电压VL及空载时的电压Vo。将所测数据及计算结果填入表1-4中。 图1-4 输出电阻测量 表1-5测量值计算值Vo(mV) RL =VL(mV)RL =5.1kro=(Vo /VL-1)* RL3561785.1K实验二 基本运算电路一、实验目的1、熟悉
19、Multisim9软件的使用方法。2、掌握理解集成运算放大器的工作原理。3、掌握集成运算放大电路的基本运算关系及基本测量方法。二、虚礼实验仪器及器材双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、集成电路741三、实验原理与步骤 1. 按如下所示输入电路2.静态测试,记录集成电路的各管脚直流电压V2(uV) V3(uV)V4(V)V6(mV)V7(V)483-546-1412.3143.最大功率测试:9.994*10-9W4.频率响应测试:通频带89.7901K5.输出波形观察:正弦波6.放大倍数测量:9.997实验三 集成门电路测试一、实验目的1熟悉门电路的逻辑功能。2熟悉常用集成门电
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