电子技术实验指导讲解.docx

1、电子技术实验指导讲解电子技术实验指导讲义（供材料工程、物理教育专业学生使用）绪 言一、实验教学的基本要求1、正确使用常用电子仪器，如示波器、信号发生器、数字万用表、参数测试仪、稳压电源等。2、掌握基本的测试技术，如测量频率、相位、时间、脉冲波波形参数、电压或电流的平均值、有效值、峰值以及电子电路的主要技术指标。3、具有查阅和网上查询电子技术有关资料的能力。4、根据技术要求能选用合适的元器件，设计常用的小系统，并进行组装和调试。 5、初步具有分析，寻找和排除电子电路中常见故障的能力。6、初步具有正确处理实验数据、分析误差的能力。7、能独立写出严谨的、有理论分析的、实事求是的、文理通顺的、字迹端正

2、的实验报告。二、实验规则为了顺利完成实验任务，确保人身、设备安全，培养严谨、踏实、实事求是的科学作风和爱护国家财产的优秀品质，特制定以下实验规则。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) 复习实验中各仪器的使用方法及注意事项。2、使用仪器、设备前必须了解其性能、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，确信无误才能接通电源。初学或没有把握时应经指导教师审查同意后才能接通电源。4、实验时应注意观察，

3、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、排除故障并经指导教师同意才能再继续实验。如果发生事故(例如元件或设备损坏)应主动填写实验事故报告单，服从实验室和指导教师对事故的处理决定(包括经济赔偿)，并自觉总结经验，吸取教训。5、实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。6、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果(数据、波形及其现象)。所记录的实验结果必须经指导教师审阅签字后才能拆除实验线路。7、实验结束后，必须拉闸，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理好，才能离开实验室。8、在实验室不得做与实验无关的事。9、遵守纪

4、律，不迟到、不乱拿他组的仪器、设备、工具、导线等。保持实验室内安静、整洁、爱护一切公物，不许在仪器设备或桌子上乱写乱画。10、实验后每个同学都必须按要求做一份实验报告。三、实验报告要求1、每次实验后每人必须独立完成一份实验报告。2、实验报告一般应包括以下内容： (1)原始记录(数据、波形、现象及所用仪器设备编号等)。原始记录应有指导教师签字才有效。 (2) 画出实验电路，简述所做实验内容及结果。 (3) 对原始记录进行必要的分析、整理。并将原始记录与预习时理论分析所得的结果进行比较，分析误差原因。 (4) 重点报告实验中体会较深、收获较大的一、两个问题(如果实验中出现故障，应将分析故障、查找原

5、因作为重点报告内容)，详细报告其过程，说明出现过什么现象，当时是怎么分析的，采取了什么措施，结果如何，有什么收获或应吸取什么教训。 (5) 回答任课教师指定的思考题。3、实验报告封面上应写明实验名称、班号、实验者姓名、学号、实验日期和完成实验报告日期等(下面附有实验报告封面格式)，并将实验报告整理装订好，按任课教师指定的时间上交。实验一 常用电子仪器的使用与常用电子元器件的识别一、实验目的 1、学习电子电路实验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、模拟电路实验箱等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、掌握常用电子元器件的识别方法和简单测试判别技术。二、实验原理在

6、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、交流毫伏表及频率计等它们和万用电表一起，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等合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图21所示。接线时应注意，为防止外界干扰，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11 基本模拟电子技术实验系统布局图1、YB4320/40G型双踪示波器示波器是电子测量中最常用的一

7、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。图12 YB4320G/40G双踪示波器面板分布图双踪示波器的操作方法 按下表设置仪器的开关及控制旋钮或按键。项 目编 号设 置电源（POWER）（9）弹出辉度（INTENSITY）（2）顺时针1/3处聚焦（FOCUS）（4）适中垂直方式（MODE）（42）CH1断续（CHOP）（44）弹出CH2反相（INV）（39）弹出垂直位移（POSITION）（40）（43）适中衰减开关（VOLTS/DIV）（10）（15）0.5V/div微调（VARIABLE）（14）（17）校准

8、位置ACDC接地（GND）（11）（12）（16）（18）接地触发源（SOURCE）（29）CH1耦合（COUPLING）（28）AC触发极性（SLOPE）（25）+交替触发（TRIG ALT）（27）弹出电平锁定（LOCK）（32）按下释抑（HOLDOFF）（34）最小（逆时针方向）触发方式（31）自动水平显示方式（HORIZ DISPLAY）（41）AA TIME/DIV（20）0.5ms/div扫描非校准（SWP UNCAL）（21）弹出水平位移（POSITION）（35）适中5扩展（5MAG）10扩展（10MAG）（36）弹出XY（30）弹出按上述设定了开关和控制按钮后，将电源线接到交

9、流电源插座，然后，按如下步骤操作：(1) 打开电源开关，确定电源指示灯变亮，约20秒钟后，示波管屏幕上会显示光迹，如60秒钟后仍未出现光迹，应按上表检查开关和控制按钮的设定位置。(2) 调节辉度(1NTEN)和聚焦(FOCUS)旋钮，将光迹亮度调到适当，且最清晰。(3) 调节CHl位移旋钮及光迹旋转旋钮，将扫描线调到与水平中心刻度线平行。(4) 将探极连接到CHl输入端，将2Vp-p校准信号加到探极上。(5) 将ACDCGND开关拨到AC，屏幕上将会出现方波波形。(6) 调节聚焦(FOCUS)旋钮，使波形达到最清晰。(7) 为便于信号的观察，将VOLTSDIV开关和TIMEDIV开关调到适当的

10、位置，使信号波形幅度适中，周期适中。（8）调节垂直移位和水平移位旋钮到适中位置，使显示的波形对准刻度线且电压幅度(Vp-p)和周期(T)能方便读出。1 电压测量方法：用示波器可以测量正弦波、脉冲波及各种非正弦波的电压幅度 Vpp=DyHy 其中：Vpp被测电压峰峰值 Dy偏转灵敏度V/div Hy被测电压波形高度div 时间测量：与电压测量方法相同，被测时间可由下式求得 T = DxHx 其中：T被测时间。如果被测时间为一个周期既表示被测周期，其倒数为被测频率。 Dx扫描速度ms/div Hx被测时间水平长度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

11、大可达20VP-P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压从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，它的输出端不允许短路。图13 YB1610 函数发生器面板布局图YB1610函数信号发生器的开关功能该仪器开关功能与说明均于面板布局编号相对应。 （1）电压开关：将电源线接入，按电源开关，以接通电源。（2）LED显示窗口：此窗口指示输出信号的频率，当“外测”开关接入，显示外测信号的频率。如果超出测量范围，溢出指示灯亮。（3）频率调节旋钮调节此旋钮改变输出信号频率，微调旋钮可以微调频率。（4）占空比：将占空比开关按下，

12、占空比指示灯亮，调节占空比旋钮，可改变波形的占空比。（5）波形选择开关：按对应波形的某一键，可选择需要的波形。（6）衰减开关：两档开关组合为20dB、40dB、60dB。（7）频率范围选择开关（并兼频率计闸门开关）：根据所需要的频率，按其中一键。（8）计数、复位开关：按计数键，LED显示开始计数，按复位键，LED显示全位零。（9）计数/频率端口：计数、外测频率输入端口。 （10）外测频开关：此开关按入LED显示外测信号的频率或计数值。 （11）电平调节：按如电平调节开关，电平指示灯亮，此时调节电平调节旋钮，可改变直流偏置电平。（12）幅度调节旋钮：调节此旋钮可改变输出电压的幅度。（13）电压输

13、出口：电压输出由此端口输出。（14）TTL/COMS输出端口：由此端口输出TTL/COMS信号。（15）VCF：由此端口输入电压控制频率变化。（16）扫频：按入扫频开关，电压输出端口为扫频信号，调节频率旋钮，可改变扫频速率，改变线性/对数开关可产生线性扫频和对数扫频。（17）电压输出指示：3位LED显示时常电压值，输出接50负载时应将读数除以2。（18）50Hz正弦波输出端口：50Hz约2 Vpp正弦波由此端口输出。（19）调频（FM）输入端口：外调频波由此端口输入。（20）交流电源220V输入插座3、交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。YB2172型

14、交流毫伏表是测量正弦信号的有效值的比较理想的仪器，在电子测量领域中得到广泛的应用。交流毫伏表属于放大检波式电压表，它具有灵敏度高、工作频率范围宽等优点。为了使用的需要，表面用正弦电压有效值刻度，因此，只有当测量正弦电压有效值时读数才是正确的。（1） YB2172交流毫伏表主要技术指标：测量电压范围：1mV300V 测量电平范围：60dB+50dB工作频率范围：20Hz200kHz输入阻抗：10M (f=1kHz) （2） YB2172交流毫伏表使用注意事项：1 接通电源后首先预热以保持工作稳定。2 进行电调零。将输入电缆短路，进行机械调零。3 测量前应将“测量范围”置于适当档。若测量未知量电压

15、，则应将“测量范围”旋钮置于大量程档，再逐步减小量程至适当位置。表的指针以到2/3至满量程范围为宜。4、固定电阻 直标法 将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差20)。也有厂家采用习惯标记法，如： 33 I 表示电阻值为3.3、允许误差为5 1 K8 表示电阻值为1.8k、允许误差为20 5 M1 II 表示电阻值为5.1M、允许误差为10 色标法将不同颜色的色环涂在电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标称值及允许误差种类颜色所对应的数值见表11。表11 电阻器色标符号意义颜色有效数字第一位数有效数字第二位数倍乘数允许误差%棕111011红221022橙331

16、03黄44104绿551050.5蓝661060.2紫771070.1灰88108白99109黑00100金-10-15银-10-210无色-20普通电阻用四条色环表示标称电阻值和允许偏差，即两位有效数字的色环标志法。靠近电阻端的第一道环表示阻值最大一位数字；第二环表示电阻值的第二位数字；第三环表示阻值末尾应有几个零；第四环表示阻值的误差。精密电阻常用五条色环表示标称电阻阻值和允许偏差，即三位有效数字的色环标志法。第一道环表示阻值最大一位数字；第二环表示电阻值的第二位数字；第三环表示电阻值的第二位数字；第四环表示阻值末尾应有几个零；第五环表示阻值的误差。如图1.4所示。则该电阻标称值及精度为：

17、 则该电阻标称值及精度为：24101=240 精度：5% 680103=680k 精度：0.1%图1.4 色环电阻示例图 文字符号例如：3M3K 3M3表示3.3 M， K表示允许偏差为10。允许偏差与字母的对应关系见表12。表12 电阻（电容）器偏差标志符号表 用数码表示法数码一般为三位效，前两位为电容量的有效数字，第三位是倍乘数，单位是。 例：333表示电阻阻值为33k5可变电阻器 可变式电阻器一般称为电位器，从形状上分有圆柱形、长方体形等多种形状；从结构上分有直滑式、旋转式，带开关式、带紧锁装置式、多连式，多圈式、微调式和无接触式等多种形式；从材料上分有碳膜、合成膜、有机导电体、金属玻璃

18、釉和合金电阻丝等多种电阻材料。碳膜电位器是较常用的一种。 电位器在旋转时，其相应的阻值依旋转角度而变化。6. 电容器电容器也是组成电子电路的基本元件，在电路中所占比例仅次于电阻。利用电容器充电、放电和隔直流通交流的特性，在电路中用于隔断直流、耦合交流、旁路交流、滤波、定时和组成振荡电路等。电容器用符号C表示。 电容器型号命名方法其基本内容见表1.3表表13中的规定对可变电容器和真空电容器不适用，对微调电容器仅适用于瓷介微调电容器。在某些电容器的型号中还用X表示小型，用M表示密封，也有的用序号来区分电容器的形式、结构、外形尺寸等。表13 电容器型号命名方法第一部分：主称第二部分：材料第三部分：特

19、征、分类第四部分：序号符号意义符号意义符号意义瓷介云母电解玻璃C电容器C瓷介1圆片非密封箔式对主称、材料相同，仅性能指标、尺寸大小有区别，但基本不影响互换使用的产品，给同一序号；若性能指标、尺寸大小明显影响互换时，则在序号后面用大写字母作为区别代号。Y云母2管形非密封箔式I玻璃釉3叠片密封烧结固体O玻璃膜4独石密封烧结固体Z纸介5穿心J金属化纸6支柱B聚苯乙烯7无极性L涤纶8高压高压Q漆膜9特殊S聚碳酸脂H复合介质D铝A钽N铌G合金T钛E其它 电容器的单位电容器的常用单位有微法(F)、纳法(nF)、和皮法（pF），它们与基本单位（F）的换算关系如下： mF (毫法或简称为m)=10-3F F

20、(微法或简称为)=10-6FnF (纳法或简称为n)=10-9F pF (皮法或简称为p)= 10-12F 电容器的标示方法国际电工委员会推荐的标示方法为：p、n、m表示法。具体方法有：a) 用24位数字表示电容量有效数字，再用字母表示数值的量级，如1p2 表示：1.2 pF； 220n 表示：022F 33 表示：3.3F ； 2m2 表示：2200Fb) 用数码表示，数码一般为三位效，前两位为电容量的有效数字，第三位是倍乘数，但第三位倍乘数是9时，表示10-1，如： 102 表示：10102=1000pF 223 表示：22103=0.022F 474 表示：47 104=0.47F 15

21、9 表示：1510-1=1.5 pFc)色标法。电容器色标法原则上与电阻器色标法相同，标志的颜色符号与电阻器采用的相同。其单位是皮法(pF)。电解电容器的工作电压有时也采用颜色标志：6.3V用棕色，10V用红色，16V用灰色。色点应标在正极。 电容器的主要参数有：a)电容器的标称容量和偏差b)额定直流工作电压 电容器的主要种类有：纸介电容器、金属化纸介电容器、有机薄膜介质电容器、瓷介电容器、云母电容器、电解电容器。7. 半导体二极管、三极管通常小功率锗二极管的正向电阻值为300-500，硅管为1k或更大些。锗管反向电阻为几十千欧，硅管反向电阻在500k以上(大功率二极管的数值要大得多)。正反向

22、电阻差值越大越好。 点接触二极管的工作频率高，不能承受较高的电压和通过较大的电流，多用于检波、小电流整流或高频开关电路。面接触二极管的工作电流和能承受的功率都较大，但适用的频率较低多用于整流、稳压、低频开关电路等方面。选用整流二极管时，既要考虑正向电压，也要考虑反向饱和电流和最大反向电压。选用检波二极管时，要求工作频率高，正向电阻小，以保证较高的工作效率，特性曲线要好，避免引起过大的失真。1 用三用表判别晶体管管脚和类型的原理及方法判别管脚和类型时，使用万用表的电阻挡测试。万用表电阻挡等效电路如图1.5所示。其中E0为表内电源电压，R0为等效电阻，不同电阻挡等效内阻各不相同。万用表R1，Rl0

23、，Rl00，Rlk挡时，一般Eo=1.5V。Rl0k挡时，该挡电压为Eo15V，采用该档测晶体管，易损坏管子。测试小功率晶体管时，一般选Rl00，Rlk档。图1.5 万用表电阻挡等效电路2 用万用表判别二极管晶体三极管等效图如图1.6所示。用黑表笔(电源正极)接二极管阳极，红表笔(电源负极)接二极管阴极时，二极管正向导通；反之，二极管反向截止。正向导通电阻约几百欧，反向电阻约几百千欧以上。阻值在这个范围内，说明管子是好的；如果正向和反向电阻均为无穷大，则表明二极管内部断开；如果正向和反向电阻均为零，说明二极管内部短路；如果正、反向电阻接近，则二极管性能严重恶化。 （a）NPN型 （b）PNP型

24、图1.6 晶体三极管等效图3 用三用表判别三极管的管脚和类型a) 先判别基极b 三极管可等效为两个背靠背连接的二极管。如图1.2所示。根据PN结单向导电原理：基集，基射结正向导通电阻均较小，反向电阻均较大，很容易把基极判别出来。现以NPN管为例。基极基极 （a） NPN管 （b） PNP管图1.5 判别三极管基极和类型测量时，先假设某一管脚为“基极b”，用黑表笔接假设的“基极b”，红表笔分别接其余两个管脚，如图1.5所示，若阻值均较小，再将黑红笔对调(即红笔接假设的基极)，重复测量一次，若阻值均较大，则原先假设的基极是正确的如果两次测得的阻值是一大一小，则假设的基极是错误的，这时应重新假设基极

25、，重新测量。b) 判别管子类型 由上面判别基极的结果，同时可知管子类型。如用黑笔(电池正极)接管子基极，红笔(电池负极)分别接其余两脚时，电阻值均较小，由PN结单向导电原理知道，基极是P区，集电极和发射极是N区，故为NPN管。反之，红笔接基极，黑笔分别接c、e极，电阻值均较小，则是PNP管。c) 判别集电极C 在已知基极b和管子类型的基础上，进而可判别集电极“由共射极单管放大原理可知；对NPN管而言，当集电极接电源正极，发射极接电源负极，若给基极提供一个合适的偏流时，三极管就处在放大导通状态，IC较大。 测量时，先假设一个管脚为集电极“C”，用手指把基极和假设的集电极“C”捏紧，人体电阻相当于

26、基极偏置电阻Rb，注意不要使两管脚直接接触用黑笔接“C”，红笔接“e”，读出其阻值；然后再与上述假设相反测量一次，比较两次阻值大小，若第一次阻值小，则第一次假设的集电极是正确的，另一管脚就是发射极。测量电路如图1.7所示。对PNP管，测试时只需将表笔对调即可，请读者自己分析。图1.7 判别三极管集电极 三、实验设备与器件 1、函数信号发生器 2、双踪示波器 3、交流毫伏表 4、数字万用表、机械万用表四、实验内容 1、熟悉双踪示波器的原理框图及主要开关、旋钮的作用。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“GN

27、D”，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(tdiv)和Y轴“输入灵敏度”开关(vdiv)，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“

28、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，记入表14。测量示波器校正信号的幅度和频率，并在直角坐标上绘出波形。数据记录于表14。B校准“校正信号”频率将“扫描微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”开关置适当位置，读取校正信号周期，记入表14。表14校正信号V/div波形图HYVPPt/divHXTf2、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l00Hz，IkHz、10kHz、100kHz，有效值均为2V(交流毫伏表测量值)的正弦波信号。改变示波器“扫描”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，记入表15。表15信号电压频率示波器测量值信号电压毫伏表读数（V）示波器测量值周期（ms）频率（Hz）峰峰值（V）有效值（计算V）100Hz2V1kHz2V10kHz2V100kHz2V3、用示波器、交流毫伏表及数字万用表监测 函数信号发生器输出的正弦信号。表16正弦波交流毫伏表（有效值）双踪示波器数字万用表fUSUPPUS400Hz5V10KHz5V40KHz5V400KHz5V4、常用电子元器件的识别表17色环颜色的意义颜 色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银本色对应数值0123456789/对应10n的方次10010110