集美大学电子技术实验指导书10版-最终.pdf
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1、实验要求1.实验前必须充分预习,完成指定的预习任务。预习要求如下:(1)认真阅读实验指导书,分析、掌握实验电路的工作原理,并进行必要的估算。(2)完成各实验“预习要求”中指定的内容。(3)熟悉实验任务。(4)复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。2.使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项,在使用时应严格遵守。3.实验时接线要认真,相互仔细检查,确定无误才能接通电源,初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。4.模拟电路实验注意:1)在进行小信号放大实验时,由于所用信号发生器及连接电缆的缘故,往往在进入放大器前就出现噪声或不稳定,有些信号源调不到毫伏以下,实验时可采用在放
2、大器输入端加衰减的方法。一般可用实验箱中电阻组成衰减器,这样连接电缆上信号电平较高,不易受干扰。2)做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变成方波,应检查工作点设置是否正确,或输入信号是否过大,由于实验箱所用三极管hfe较大,特别是两级放大电路容易饱和失真。5.实验时应注意观察,若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源,保持现场,报告指导教师。找出原因、排除故障,经指导教师同意再继续实验。6.实验过程中需要改接线时,应关断电源后才能拆、接线。7.实验过程中应仔细观察实验现象,认真记录实验结果(数据波形、现象)。所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。8.实
3、验结束后,必须关断电源、拔出电源插头,并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。9.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。10.使用自锁紧插头,严禁用力拉线。拆线时,应手捏插线端并旋转轻轻向上用力拔起,以防线被拉断。目 录实验一 常用电子仪器的使用.1实 验 二 单级交流放大电路.4实 验 三 两级交流放大电路.8实验四 负反馈放大电路.10实验五射极跟随电路.12实验六直流差动放大电路.14实验七比例求和运算电路.16实验八积分与微分电路.19实验九波形发生电路.21实验十 集成电路RC正弦波振荡电路.24实验H 一 LC选频放大与LC正弦振荡电路.26实验十二互补对称功率放大电路.28实
4、验 十 三 集成功率放大电路.29实验十四整流滤波与并联稳压电路.31实验十五串联稳压电路.33实验十六集成稳压电路.35实验十七 门电路逻辑功能及测试.38实验十八 组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算).42实验十九触发器(一)R-S,D,J-K.46实 验 二 十 三态输出触发器及锁存器.49实验二十一时序电路测试及研究.52实验二 十 二 集成计数器及寄存器.55实验二十三译码器和数据选择器.58实验二十四波形产生及单稳态触发器.60实验二十五 555时基电路.62附录一电子元器件的使用常识.67附录二GOS-6031模拟示波器.70附录三SP1642B函数信号发生器/计数器.77附录
5、四DF2170D交流毫伏表.80附录五常用集成芯片引脚图.83实验一常用电子仪器的使用一、实验目的1.学习常用电子仪器直流稳压电源、函数信号发生器、交流毫伏表的使用方法。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、实验原理在模拟电子电路实验中,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、交流毫伏表等。它们和万用表一起,可以完成对模拟电子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,以连线简洁,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线如图1.1所示:图1.1接线时应注意,为防止外界干扰,
6、各仪器的公共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和专用电线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源接线用普通导线。常用电子仪器的原理和使用说明如下:1.SP1641B函数信号发生器(1)开启电源开关,待预热一会儿后仪器便可以稳定使用。(2)输出波形的选择根据需要,按“波形选择按钮”可分别选择正弦波、方波、三角波三种信号波形。例如:按“波形选择按钮”显 示 则 可 通 过 同 轴 电 缆 输 出 正 弦 波 信 号。(3)信号频率的调节函数信号发生器的频率可以在0.1HZ-3MHZ之间通过倍率选择按钮和频率微调旋钮供选择输出量程之用,共有 1HZ、10HZ、100HZ、1
7、KHZ、10KHZ、100KHZ.1MHZ、3MHz 8 个频段,频率微调按钮,则可确定输出信号频率。(4)输出幅度调节信号输出幅度通过“输出幅度”旋钮进行连续调节,顺时针方向旋转旋钮可加大输出幅值,最大输出电压为20Vp一 p(峰峰值)。通过输出衰减开关可将输出信号幅度进行衰减。“20dB”、“40dB”键分别按下,则 可 20dB 或40dB衰减。“20dB”,“40dB”同时按下时为60dB衰减。注意事项:本仪器在使用中切勿从外部接入直流电平,那样会损坏仪器。对频率微调时需缓慢、均匀,切勿用力太猛,超过两端极限位置。集美大学诚毅学院2.GOS-6031双踪示波器在本书实验附录中已对常用的
8、双踪东波器的原理和使用作了详细的说明,现着重指出以下几点:(1)寻找扫描光迹点。在开机半分钟后,如仍找不到光点,可调节亮度旋钮,然后适当调节垂直旋钮(1 3)和水平旋钮(一-),从中判断旋钮在中点的位置。并将光迹移至荧光屏的中心位置。(2)为显示稳定的波形,需注意示波器面板上的下列几个控制开关(或旋钮)的位置。“扫描速率”开 关(TIME/DIV)其位置应根据观察来确定(在测量弱信号时,量程可选择较低档位)。“扫描方式”开关通常可先置于“自动”位置。“工作方式”开关Y 1或 CH1。“极性”开关通常选择“+”。若波形不稳定,调 节“触发电平”(TRG LEVEL),使波形稳定。(3)在测量波形
9、的幅值时,应注意将Y 轴灵敏度“微调”旋钮置于“校准”位 置(顺时针旋转到底)。(4)在测量波形的周期时,应注意X 扫 描“微调”旋钮置于“校准”位置。改变扫描时间因数开关位置,使荧光屏上显示一个或几个波形。根据-个波形在水平方向所占的格数及扫描时间因数开关指示值,可测得波形的周期,周期的倒数即为频率。3.DF2170D交流毫伏表(1)交流毫伏表只能用来测量30Nv300V范围内的正弦交流电压的有效值。如果输入信号中有直流成分,毫伏表则仅指示其中的正弦交流部分的有效值。测量电压频率范围,手动测量方式(MANU):5Hz2MHz;自动测量方式(AUTO):20Hz2MHz,当选择自动测量方式时,
10、将自动根据输入信号幅度的大小选择测量量程。量程开关按下即可选择自动/手动测量方式。当按动面板上的同步/异步选择按键时,可选择同步/异步工作方式。当为异步工作方式(ASYN)时,CH1和 CH2通道相互独立控制工作;当为同步工作方式(SYNC)时,CH1和 CH2的量程由任一通道控制开关控制,使两通道具有相同的测量量程;当为同步自动方式时,两通道量程由CH2自动控制。(2)使用方法a.通电前,先调整电表指针的机械零点,并将仪器水平放置。b.将仪器后面板上的锁定开关置于UNLOCK状态,接通电源,仪器自检完毕后自动将量程置于 300V挡,测量方式处于手动方式。或者输入量程转换时需待指针稳定后读数。
11、(注意所测交流电压中的支流分量不得大于100V)。c.读数时,黑色指针和黑色表盘指示值为CH1通道的信号值的大小;红色指针和黑色表盘指示值为CH2通道信号值的大小。当量程选择Imv.10mv.lv、100v等档位时,按“0 10”即刻度盘上方的刻度读数;当量程选择0.3mv、3mv.3v.300V等档位时,按“030”即刻度盘下方的刻度读数。d.测试完毕,仍要将量程开关置于大量程档。(3)注意事项a.测量时,输入端子的地线必须与被测电路的地端连接在一起,以免引入附加的干扰电压,而影响测量的准确性。b.应根据被测电压的数量级选择合适的量程。若事先无法估计被测电压的大小,应将量程开关置于最大量程档
12、位,以免接入电压后使表头过载。待接入被测电路后,视读数逐步减小量程,直到合适的量程为止(一般应使表头指针指示在满量程刻度的1/3以上)。切勿用低压档去测量高电压,以免损坏表头。c.由于仪表灵敏度高,在 用“毫伏”档量程测量时,应避免输入端悬空,否则外界感应电压和2电子技术实验指导书可能通过接入端引入而使表头过载。三、实验内容1 .机内校准信号对示波器进行自检。用带探头的电缆线把“参考信号CAL”输出与Y 输入口接通,调节示波器有关旋钮,使荧光屏上显示一至数个周期的方波。测量校准信号的幅度和频率,并将数据记入表1.1中。表 1.1标称值仪器数据实际测量数据幅度0.5Vp-pV/divdivV频率
13、1KHZMs/divdivHZ2.示波器观察正弦信号由信号发生器输出一定幅度的正弦波,输出信号通过探头耦合到示波器输入,分别观察100HZ、1KHZ、10KHZ的正弦信号,要求调节示波器在屏幕上输出高度为6 格,并有3 个完整周期的正弦波形。3.测量正弦电压将信号发生器的输出幅度调至1 0 V,然后改变信号的频率,分别用交流毫伏表和万用表测量不同频率下的电压值,并记入表1.2中。表 1.2信号频率(HZ)10501001K50K200k1M毫伏表读数(V)万用表读数(V)4.用示波器检查函数信号发生器的输出调节信号发生频率输出1KHZ、3V 峰峰值的正弦电压。然后用示波器测量其周期和幅值,并将
14、结果记入表1.3中。表 1.3标称值仪器数据实际测量数据3V(峰峰值)V/divdiv峰峰值有效值1KHZMs/divdiv周期频率四、实验报告1 .将测量的数据记入有关表格中。2.讨论(1)在正弦电压测量时,用交流毫伏表和普通万用表测量,其结果是否相同?与被测信号的频率有什么关系?(2)测量直流电源输出电压时能否用毫伏表测量?(3)用一台完好的示波器观察波形,如产生下列现象,应调节哪些旋钮才能使波形稳定显示?荧光屏上无亮点。荧光屏上只有扫描线而无输入波形。荧光屏上只有一条垂直线无输入波形。荧光屏上有显示波形太密,想得到一个周期波形.荧光屏上显示波形的幅度太小,想使波形幅度增大。波形左右跑动,
15、想使波形稳定。3集美大学诚毅学院实验二单级交流放大电路一、实验目的1 .熟悉电子元器件和模拟电路实验箱。2 .掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。3 .学习测量放大电路Q点,A”g r。的方法,了解共射极电路特性。4 .学习放大电路的动态性能。二、实验仪器1 .示波器2 .信号发生器3 .交流毫伏表4 .数字万用表三、预习要求1 .三极管及单管放大电路工作原理。2 .放大电路静态和动态测量方法。四、实验内容及步骤L 连接电路与简单测量图2.1基本放大电路(1)用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏,电解电容C的极性和好坏。(2)按 图 2 所示,连接电路(注意:接线前先
16、测量+1 2 V 电源,关断电源后再连线),将 R p 的阻值调到最大位置。2 .静态测量与调整(1)接线完毕仔细检查,确定无误后接通电源。改 变 RP,记 录 I c 分 别 为 0.5 m A、1 m A、1.5 m A时三极管V的。值(其值较低)。注意:l b 和 L的测量和计算方法测取和L 一般可用间接测量法,即通过测V c 和 V b,卜 和 Rb计算出k和 X注意:图 2.2 中4电子技术实验指导书lb为支路电流)。此法虽不直观,但操作较简单,建议初学者采用。直接测量法,即将微安表和毫安表直接串联在基极和集电极中测量。此法直观,但操作不当容易损坏器件和仪表。不建议初学者采用。(2)
17、按图2.2接线,调整RP使 VE在 2.12.3V之间,计算并填表2-1。表 2.1实测实测计算VE(V)VBE(V)VCE(V)Rb(KQ)IB(U A)Ic(mA)3.动态研究(1)按图2.3所示电路接线。(2)将信号发生器的输出接至放大电路的A 点,调节信号发生器频率利幅值旋钮,使 Vi点得到频率为1KHZ、有效值为5mV(用交流毫伏表测量)的小信号。(3)保持信号发生器频率和幅度不变,调 整 RP使输出端V。达到最大不失真,测 量 V。有效值并填表2.2。观察Vi和 V。端波形,并比较相位。(4)将 Vi调 为 10mv和 12m v,按步骤(3)重复实验。表 2.2比=8实测实测计算
18、估算Vi(mV)V0(V)AvAy510125集美大学诚毅学院ARiSKIClT F10uRb/Rbl51KRp680KRcUcc o(+12U)R2 RbZ51 24K5K1图2.3小信号放大电路(3)保 持 Vi=5mV(有效值)不变,放大器接入负载RL,在改变设 数值情况下测量,并将计算结果填表2.3。表2.3给定参数实测实测计算估算RcRLVj(mV)VO(V)AvAv2K5K152K2K255K15K155K12K25(4)M=5mV(有效值),如电位器Rp调节范围不够,可改变Rbi(51K或 150K),增大和减小Rp,观察V。波形变化,若失真观察不明显可增大Vi幅 值(50 mV
19、),并重测,将测量结果填入表2.4。表2.4RPVbVcVe输出波形情况最大合适最小6电子技术实验指导书4.测放大电路输入,输出电阻。(1)输入电阻测量在输入端串接一个5 K l电阻如图2.4,测量Vs与 V”即可计算小图2.4输入电阻测量匕匕 一 匕R(2)输出电阻测量(见图2.5)V1(.1)&L图2.5输出电阻测量在输出端接入可调电阻作为负载,选择合适的RL值使放大电路输出不失真(接示波器监视),测量带负载时VL和空载时的Vo,即可计算出r。将上述测量及计算结果填入表2.5中。表2.5测算输入电阻(设:RS=5K1)测算输出电阻实测测算估算实测测算估算Vs(mV)Vi(mV)nVoRL=
20、8VoRL=R(KC)R0(KQ)五、实验报告1.注明你所完成的实验内容和思考题,简述相应的基本结论。2.选择你在实验中感受最深的一 个 实验内容,写出较详细的报告。7集美大学诚毅学院实验三两级交流放大电路一、实验目的I.掌握如何合理设置静态工作点。2.学会放大电路频率特性测试方法。3.了解放大电路的失真及消除方法。二、实验仪器1.双踪小波器2.数字万用表3.交流毫伏表4.信号发生器三、预习要求1.复习教材多级放大电路内容及频率响应特性测量方法。2.分析图3.1两级交流放大电路。初步估计测试内容的变化范围。四、实验内容实验电路见图3.18电子技术实验指导书1.设置静态工作点(1)按图接线,注意
21、接线尽可能短。(2)静态工作点设置:要求第二级在输出波形不失真的前提下幅值尽量大,第一级为增加信噪比,工作点尽可能低。(3)将信号发生器的输出接至放大电路的A 点,调节信号发生器频率和幅值旋钮,使 Vi点得到频率为1KHZ、有效值为ImV(用交流毫伏表测量)的小信号,调整工作点使输出信号不失真。注意:如发现有寄生振荡,可采用以下措施消除:重新布线,尽可能走短线。可在三极管eb 间加几p 到几百p 的电容。信号源与放大电路用屏蔽线连接。2.按表3.1要求测量并计算,注意测静态工作点时应断开输入信号。表 3.1静态工作点输入/输出电压(mv)电压放大倍数第一级第二级第1级 第2级整体VciVblV
22、clVc2Vb2Vc2ViVotV02AviAv2A空载负载3.接入负载电阻RL=3K,按表3.1测量并计算,比较实验内容2、3 的结果。4.测两级放大电路的频率特性(1)将放大器负载断开,先将输入信号频率调到1 K H z,幅度调到使输出幅度最大而不失真。(2)保持输入信号幅度不变,改变频率,按表3.2测量并记录,(3)接上负载、重复上述实验。表 3.2f(Hz)501002505001000250050001000020000VoRL=8RL=3K五、实验报告1.整理实验数据,分析实验结果。2.画出实验电路的频率特性简图,标出后和fL3.写出增加频率范围的方法。9集美大学诚毅学院实验四 负
23、反馈放大电路一、实验目的1.研究负反馈对放大电路性能的影响。2.掌握负反馈放大电路性能的测试方法。二、实验仪器1.双踪示波器2.音频信号发生器3.数字万用表三、预习要求1.认真阅读实验内容要求,估计待测量内容的变化趋势。2.图4.1电路中晶体管B值为4 0,计算该放大电路开环和闭环电压放大倍数。四、实验内容1.负反馈放大电路开环和闭环放大倍数的测试(1)开环电路按图接线,RF先不接入。将信号发生器的输出接至放大电路的A点,调节信号发生器频率和幅值旋钮,使V i点得到频率为1KHZ、有效值为ImV(用交流毫伏表测量)的小信号。调整接线和参数使输出不失真且无振荡(参考实验二方法)。按表4.1要求进
24、行测量并填表。根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻roo(2)闭环电路接通RF按(1)的要求调整电路。按表4.1要求测量并填表,计算Avf。根据实测结果,验证41yo10电子技术实验指导书表4.1RL(K Q)Vi(mV)Vo(mV)Av(Avf)开环OO11K51闭环OO11K512.负反馈对失真的改善作用(1)将图4.1 电路开环,逐步加大Vi的幅度,使输出信号出现失真(注意不要过份失真)记录失真波形幅度。(2)将电路闭环,观察输出情况,并适当增加V i幅度,使输出幅度接近开环时失真波形幅度。(3)若 RF=3K不变,但 RF接 入 1V I的基极,会出现什么情况?实验验证之。(4)画出上
25、述各步实验的波形图。3.测放大电路频率特性(1)将 图 4.1 电路先开环,选 择 Vi适当幅度(频率为IKHz)使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示,(2)保持输入信号幅度不变逐步增加频率,直到波形减小为原来的7 0%,此时信号频率即为放大电路后。(3)条件同上,但逐渐减小频率,测得(4)将电路闭环,重 复 13 步骤,并将结果填入表4.2。表4.2fH(Hz)fL(Hz)开环闭环五、实验报告1.将实验值与理论值比较,分析误差原因。2.根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。II集美大学诚毅学院实验五射极跟随电路一、实验目的1.掌握射极跟随电路的特性及测量方法。2.进一步学习放大电路各项参数
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