电子科技大学模拟电路实验报告

发布 2019-06-26 22:58:35 阅读 6821

模拟电路实验报告。

实验一常用电子测量仪器的使用。

1. 实验目的。

1) 了解双踪示波器、函数信号发生器、晶体管毫伏表、直流稳压电源的工作原理和主要技术指标。

2) 掌握双踪示波器、晶体管毫伏表、直流稳压电源的正确使用方法。

2. 实验原理。

示波器是电子测量中最常用的一种电子仪器,可以用它来测试和分析时域信号。示波器通常由信号波形显示部分、垂直信道(y通道)、水平信道(x通道)三部分组成。yb4320g是具有双路的通用示波器,其频率响应为0~20mhz。

为了保证示波器测量的准确性,示波器内部均带有校准信号,其频率一般为1khz,即周期为1ms,其幅度是恒定的或可以步级调整,其波形一般为矩形波。在使用示波器测量波形参数之前,应把校准信号接入y轴,以校正示波器的y轴偏转灵敏度刻度以及扫描速度刻度是否正确,然后再来测量被测信号。

函数信号发生器能产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波以及扫描波等信号。由于用数字led显示输出频率,读数方便且精确。

晶体管毫伏表是测量正弦信号有效值比较理想的仪器,其表盘用正弦有效值刻度,因此只有当测量正弦电压有效值时读数才是正确的。晶体管毫伏表在小量程档位(小于1v)时,打开电源开关后,输入端不允许开路,以免外界干扰电压从输入端进入造成打表针的现象,且易损坏仪表。在使用完毕将仪表复位时,应将量程开关放在300v挡,当电缆的两个测试端接地,将表垂直放置。

直流稳压电源是给电路提供能源的设备,通常直流电源是把市电220v的交流电转换成各种电路所需要的直流电压或直流电流。一般一个直流稳压电源可输出两组直流电压,电压是可调的,通常为0~30v,最大输出直流电流通常为2a。

输出电压或电流值的大小,可通过电源表面旋钮进行调整,并由表面上的表头或led显示。每组电源有3个端子,即正极、负极和机壳接地。正极和负极就像我们平时使用的干电池一样,机壳接地是为了防止外部干扰而设置的。

如果某一电路使用的是正、负电源,即双电源,此时要注意的是双电源共地的接法,以免造成短路现象。

数字万用表可用于交、直流电压测量、交、直流电流测量,电阻测量,一般晶体管的测量等。一般的数字万用表交流电压挡的频率相应范围为45hz~500hz,用其对正弦交流信号进行测量时,应先了解被测信号的频率,再正确选择使用。

3. 实验内容。

1) 示波器cal(校准)信号的测试。

示波器器在使用前应进行检查和校准。正确设置示波器各开关及旋钮,用测试电缆将cal(校准)信号输出端与双踪示波器垂直通道的一个输入端相连接,适当选择偏转灵敏度和扫描速度,使波形清晰、稳定的显示。记录相关参数,绘出波形图,填于表1中。

表1 示波器校准信号测试。

2) 电子测量仪器的频率响应特性。

了解仪器的频率响应指标,用实验的方法对各仪器的工作频率范围进行测试。用函数发生器输出正弦信号,以示波器为标准,使信号峰峰值up-p=10v同时接入其他仪器,改变频率,并测量相应电压值,填入表2中。

表2 仪器频率响应测试。

由上表可知,数字万用表对低频信号响应较好,对高频信号响应较差。

注:因为实验时缺少晶体管毫伏表仪器,故未进行测量。

4、实验器材(设备及元器件)

双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源。

5、实验方案与步骤。

利用双波示踪器,我们得出示波器校准信号测试的结果,用实验的方法对各仪器的工作频率范围进行测试。

6、实验数据及结果分析(包括处理的数据)

数据如上表所示,说明在电压的输出过程中,出现了一定的偏差,对低频号响应较好,对高频信号响应较差。

7、实验结论。

我们明白了双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源的基本原理,并且学会了它们的使用方法。

8、总结及心得体会。

通过示波器校准信号的测试和电子测量仪器频率响应特性的实验,我们了解了一些仪器的使用方法及其使用条件。同时,在测试的过程中,正确地调节仪器的各调节按键,才能得到我们需要的结果。这在仪器的学习中尤为重要,只有掌握了仪器的使用规则才能在以后跟深入的实验中运用。

虽然本次实验难度不大,但是对于这些基本的元器件的使用方法是一定要掌握,我们首先使用模拟示波器进行试验,虽然之前知道使用方法,但实验开始的时候并不是很成功,但最后在我们的努力下顺利完成实验内容。做这个实验最大的体会就是再简单的事,都要认真对待。

实验二单管放大器的研究与测试。

一、 实验目的。

1. 进一步熟悉常用电子仪器的使用。

2. 掌握直流电压、电流及正弦信号的测试方法。

3. 学习放大器静态工作点、放大倍数及其输入电阻的测量。

二、 实验原理。

1.单级放大电路是放大器的基本电路。静态工作点(q点)是放大器在没有输入信号时,晶体管的ibq、icq、uceq、ubeq,也称为q值。

为了保证放大电路不失真的输出电压,q值选择在交流负载线的中点附近。实际放大器的参数一旦确定,通过调整偏置电阻对静态工作点进行调节和测试。测量静态工作电压时,应正确选择电表量程,考虑电表内阻对被测电压的影响;测量静态工作电流时,往往采用间接测量法,即通过对已知电阻两端的电压的测量来计算电流。

2.电压放大倍数是放大电路交流输出信号电压与输入信号电压之比,运用正弦测试方法对其进行测量。

3.对于放大器输入电阻、输出电阻的测量,可运用两次电压法间接测量,测试原理如图1所示。

图1 放大器输入、输出电阻测试原理。

输入电阻。输出电阻。

三、 实验内容。

本实验测试电路由硅npn型晶体管组成的共射单管放大电路,电原理图如图2所示,实验电路如图3所示。

图2 阻容耦合共射放大器。

图3 共射单管放大器实验电路。

其中选择、,旁路电容取,下偏置电阻取,上偏置电阻适当选择,负载电阻。

1. 静态工作点的测量。

令vcc=+12v,调节电位器rw,使ue=1.5v。用万用表测量ue、ub、uc,计算ube、ieq、uce,数据记入表1中。

表1 静态工作点的测量。

2. 放大倍数的测量。

在正常状态下测量放大器的电压放大倍数。设置信号频率,测量uo,计算放大器的电压放大倍数(增益)au。数据填入表2中,用坐标纸定量描绘输入、输出波形。

表2 放大倍数的测量。

3. 输入电阻、输出电阻的测量。

使放大器处于正常工作状态,分别用“两次电压法”测量该放大器的输入电阻ri和输出电阻ro,数据填入表3中。

表3 输入电阻、输出电阻的测量。

4. 放大器带宽的研究。

使放大器处于正常工作状态,用“逐点测试法”测量该放大器的通频带,数据填入表4中。

表4 放大器通频带的测量。

四.实验器材(设备及元器件)

三极管,示波器,信号发生器。

五.实验方案与步骤。

利用所给的元器件和电路图,搭出所需要的电路,然后依次测量静态工作点放大倍数输入输出的电阻,放大通频带的示数。

六.实验数据及结果分析(包括处理的数据)

数据如上表所示,我们可以看出,数据基本符合三极管的特性,然而由于元器件的误差和其他一些原因,测量倍数和放大倍数有一定的差距。

七.实验结论。

我们测出三极管的静态工作点以及其放大倍数,我们得出三极管在放大区工作时可以放大电路的某些参数。

八.总结及心得体会。

通过这次实验的进行,我们了解了三极管的工作方式和使用方法,并且得出了放大区,能利用三极管做一些简单的电路来实现一些功能。

九.对本实验过程及方法,手段的改进意见。

希望提供场效应管或其他特殊三极管,和其配套的使用说明,让我们对三极管有更多的了解和认识。

实验三集成运放的运算应用研究。

一、 实验目的。

1. 加深对集成运放基本特性的理解;

2. 掌握集成运放的正确使用方法;

3. 学习集成运放在基本运算电路中的应用方法;

4. 掌握用正弦测试方法对运放应用电路进行性能测试的方法。

二、 实验原理。

集成运放是人们对“理想放大器”的一种实现。一般在分析集成运放的实用性能时,为了方便,通常认为运放是理想的,即具有如下特性:

1. 开环电压增益无穷大,;

2. 差模和共模输入电阻均为无限大,,;

3. 输出电阻为零,;

4. 开环带宽无限大,放大器本身不引入额外相移,信号传递无延时;

5. 共模抑制比无限大,;

6. 放大器无失调误差,,。

共模电压增益无限大的含义是要求差模信号要无限小,也就是认为理想运放两个输入端(同相端和反相端)之间的电位差为零。差模输入电阻,则表明在有限的输入信号时输入电流等于零,即两个差分输入端的电流为零。这就是运放的两条重要规律即:

i入=0,v+=v-

因为总是有限的,故必然有,但要注意,这一重要规律只有**性应用时才是正确的。而在实际应用时,因为很高,只有在加负反馈条件下才能使运放工作**性放大区。

由于集成运放有两个输入端,因此按输入接入方式不同,可以有三种基本放大组态。它们是构成集成运放系统的基本单元。

1. 反相放大器。

反相放大器组态电路如图1所示。

图1 反相放大器。

此组态电路中:

输出输入关系:

增益: 输入电阻:

输出电阻:

2.同相放大器。

同相放大器组态电路如图2所示:

图2 同相放大器。

此组态电路中: ,

输出输入关系:

增益: 输入电阻:

输出电阻:

2.差分放大器。

差分放大器组态电路如图3所示:

图3 差分放大器。

此组态电路中: ,

输出输入关系:

增益: 输入电阻:

输出电阻:

由上面三种运放组态看出,理想运放的闭环特性完全由外接元件决定。