《电路与模拟电子技术》实验指导书xxxx夏玉勤doc.docx

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《电路与模拟电子技术》实验指导书xxxx夏玉勤doc

一、注意事项：

1、进入实验室（一教813）必须穿鞋套，否则不允许进入实验室。

2、进入实验室后遵守实验室的规章制度。

3、该课程共有7个实验。

在做实验之前必须做好预习工作，需要用multisim仿真的，在做实验之前应该完成。

明确实验目的，切实地掌握理论知识和实验原理，尽量做到带着问题做实验。

4、进入实验室学生要细心连接电路，通电前须仔细检查电路的电源电压和接地情况，检查无误后通电。

出现问题时要冷静的分析并查找原因。

对实验过程中出现的现象、电路调整的过程以及测量结果要认真、客观的记录。

做实验的过程中是2人一组，2人互相配合完成实验，发现不积极主动做实验的，本次实验成绩为0。

5、实验时注意观察，若发现有破环性现象（如元器件发烫、异味、冒烟），应立即关断电源，保持现场，并报告指导老师，找出原因，排除故障，经指导老师同意后再继续实验。

5、实验完成后要让指导教师检查实验结果，正确后方可拆除电路。

6、实验结束后，撰写实验报告（电子版），整理实验数据，分析数据，加深对理论知识和实验原理的理解，增强利用理论知识，解决设计问题的能力。

7、有2个或2个以上的实验没有完成或未交实验报告，该课程的实验成绩为不及格。

二、实验课时分配（18学时）

实验项目

学时

实验一电路基本元件伏安特性的测试

2

实验二：

电路基本定理的验证

2

实验三：

双踪示波器和信号发生器

2

实验四：

一阶RC电路的响应测试

2

实验五：

二极管和三极管基本特性的测试

2

实验六：

单级共射放大电路性能指标的测试

4

实验七：

负反馈放大电路性能指标的测试

2

实验一：

电路基本元件伏安特性的测试

一、实验目的

1.学会直流稳压电源（固定和可调）、电流表和电压表的使用方法。

2.了解实际电压源、电流源和电阻的外特性。

3.学会伏安特性的逐点测试法。

二、实验原理

略

三、实验内容

图1-1

1、测量实际电压源的外特性，按照图1-1接线，限流电阻R1与可变电阻R2串联后与稳压电源相连。

图中的K是单刀双掷开关，V是直流电压表，mA是毫安表。

将开关K接入A端，逐步变化R2的值，以测量对应的电压值和电流值，记录在表1.1中。

表1.1

R1=

U=

R2

V（V）

I（mA）

2、测量线性电阻的伏安特性，按照图1-1接线，固定R1与R2的值不变，将开关K接入B点，逐步调节电源电压，将测得的对应的I和V记录在表1.2中。

表1.2

R1=

R2=

V（V）

I（mA）

3、测量实际电流源的外特性，实验接图如1-2所示，保持恒流源的输出，逐步增加R2的值，并测量出对应的电压和电流，记录在表1.3中

图1-2

表1.3

I=

R1=

电阻值R2（Ω）

电压值（V）

电流值（mA）

四、注意事项

1、实验中，严谨将直流稳压电源短路。

2、在接线或该接电路时，一定要关掉电源。

在实验中应注意正确连接线路，且在使用时不可用力过猛。

3、在绘制元件的特性曲线时，要选取比例恰当的坐标。

五、报告要求

1、根据各实验数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。

2、根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性。

3、必要的误差分析。

4、记录所使用的仪器设备和器件。

5、回答思考题

六、思考题

1、为什么测量电流时电压表不能同时接在电路中？

2、若在测量电路元件的特性时，没有电流表，只有两块电压表，可否测量？

用什么方法？

实验二：

电路基本定理的验证

一、实验目的

1.验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

2.验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性的认识和理解。

3.验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。

4.掌握测量有源两端网络等效参数的一般方法。

5.学会使用multisim分析简单的直流电路。

二、实验原理说明

略

三、实验内容

图2-1

1、验证叠加原理的正确性，连接电路如图2-1所示，具体验证方法由同学自己拟定。

记录数据在表2.1中。

U1=U2=R1=R2=R3=

U1单独作用

U2单独作用

U1和U2共同作用

multisim

实验

multisim

实验

multisim

实验

I1

I1

I1

I2

I2

I2

I3

I3

I3

2.验证线性电路戴维南定理的正确性，连接电路如图2-2所示，

（1）把电压E1和E2调到10V，将负载电阻RN接入A和B端，变化RN的值，并测量RN为不同值时流过RN的电流和RN两端的电压。

记录数据在表2.2中。

图2-2

表2.2

RN

I（mA）multisim

I（mA）实验

UAB（V）multisim

UAB（V）实验

（2）将RN撤掉，测量该网络的开路电压和等效电阻，自己确定测量步骤，最后将结果记录在表2.3中。

表2.3

UOC（V）

ISC（mA）

RO=UOC/ISC（Ω）

multisim

实验

四、实验注意事项

1、防止电源两端碰线短路。

2、注意仪表量程的及时更换。

3、用万用表直接测RO时，网络内的独立电源必须置零（千万不可将电压源短接），以免损坏万用表。

4、该接线路时，要关掉电源。

5、验证叠加原理要注意极性。

五、实验报告要求

1、根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL的正确性。

2、根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。

3、根据实验数据，验证线性电路的叠加性。

各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？

试用上述实验数据，进行计算并做结论。

4、误差原因分析。

5、绘制Multisim仿真原理图

实验三：

测量仪器和信号发生器

　　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，了解其工作原理熟悉示波器面板上开关和旋钮的作用。

学会示波器的正确使用方法。

2.学习信号发生器的使用方法。

二、实验原理

略

三、实验内容

1.用机内基准信号（CAL2Vp-p）对示波器进行自检。

（1）扫描基线调节

开启电源开关将示波器的显示方式开关置于“CH1或CH2”显示，输入耦合方式开关置“GND”，触发方式开关置于“自动AUTO”。

调节“辉度INTEN”、“聚焦FOCUS”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“水平位移POSITION”和“垂直位移POSITION”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“基准信号”波形的幅度、频率

将示波器的“基准信号CAL”通过专用电缆线引入选定的CH1或CH2，将垂直输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择开关置“CH1或CH2”。

调节“扫描时间”开关（TIME/DIV）和“垂直衰减”开关（VOLTS/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。

①测量“基准信号CAL”幅度及频率

将“垂直灵敏度微调”旋钮置“校准CAL”位置，“垂直衰减”开关置适当位置，读取基准信号幅度，记入表1.1.1。

表1.1.1

标准值

实测值

幅度

（V）

频率

（KHz）

注：

不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用示波器将标准值填入表格中。

②测量“基准信号”频率

将“扫描微调”旋钮置“校准”位置，“扫描时间”开关置适当位置，读取基准信号周期，记入表1.1.1。

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，有效值为0.5V、1V、10mV、32mV（交流毫伏表测量值）的正弦波信号，将两组数据分别填入表1.1.2。

改变示波器“扫描时间”开关及“垂直衰减”开关等位置，测量信号源输出电压的周期、频率（需换算）及峰—峰值和有效值（需换算），记入表1.1.2。

表1.1.2

正弦波

信号频率

示波器测量值

信号电压

毫伏表读数

示波器测量值

周期（ms）

频率（Hz）

峰—峰值

有效值

100Hz

0.5V

1KHz

1V

10KHz

10mV

100KHz

32mV

四、实验注意事项

预习报告只需预习实验内容，并且在原始记录处列出实验记录数据所用表格，在后面的实验内容里需要填写的理论值，这需要在实验前进行计算并填写在表格中，做为实验值的理论依据，减少实验的盲目性。

实验报告无需抄录实验内容，报告待实验结束后填写整理后的实验数据，分析实验结果，重点写实验的体会。

五、实验报告要求

1．整理实验数据，对预习要求回答的问题进行归纳。

2．归纳本次实验用到的示波器信号发生器交流毫伏表和万用表的使用方法。

3．写出通过本次实验，掌握了哪些实验方法和须注意的地方？

有些什么体会？

对实验方法的改进建议。

六、思考题

1.测量实验箱上的直流电源+12V和-12V时，万用表的功能开关应放在什么位置上？

档位打到什么数值上？

2．如何得到频率f=1KHz，幅值为10mV（有效值）的正弦信号？

3．实验过程中，可以从示波器读取测量数据，也可以用交流毫伏表测量数据，试说明两个测量结果有什么不同？

实验四：

一阶RC电路的响应测试

一、实验目的

1．观察RC电路的矩形脉冲响应。

2．了解RC微分电路、积分电路的作用及特点。

3．学习双踪示波器的使用方法。

二、实验原理说明

1．RC电路的矩形脉冲响应。

若将矩形脉冲序列信号加在电压初值为零的RC串联电路上，电路的瞬变过程就周期性地发生了。

显然，RC电路的脉冲响应就是连续的电容充放电过程。

如图1所示。

图1RC电路及各元件上电压的变化规律

若矩形脉冲的幅度为U，脉宽为tp。

电容上的电压可表示为：

电阻上的电压可表示为：

即当

时，

，电容被充电；当

时，电容器经电阻R放电。

2、Multisim仿真电路

电路的时间常数

，函数发生器矩形波频率设为50Hz。

（a）基本原理图（b）输出波形图

（c）Muitisim仿真电路图

图2RC微分电路及输入和输出电压波形　

三、实验内容

1、选择元件箱上的R、C元件，令R=10KΩ，C=0.01μf组成如图1所示的RC充放电电路，E为脉冲信号发生器输出Um=3V，f=1KHz的方波电压信号，并通过

两根同轴电缆线，将激励源E和响应Cu的信号分别送至示波器的两个输入口YA和YB，

这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，用方格纸按1∶1的比例描绘波形。

少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象。

2、令R=10KΩ，C=2.2μf，观察并描绘响应的波形，继续增大C之值，定性地察对响应的影响。

四、实验注意事项

1.调节电子仪器各旋钮时，动作不要过快、过猛。

实验前，需熟读双踪示波器的使用说明    书。

观察双踪时，要特别注意相应开关、旋钮的操作与调节。

2.信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地），以防外界干扰而影响测量的准确性。

3.示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，以延长示波管的使用寿命。

五、实验报告要求

　　1.根据实验观测结果，在方格纸上绘出RC一阶电路充放电时uc的变化曲线，由曲线测得τ值，并与参数值的计算结果作比较，分析误差原因。

2.根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变换的特征。

3.心得体会及其他

实验五：

二极管和三极管性能的测试

一、实验目的

1、学习使用数字万用表检测晶体二极管和晶体三极管的好坏及判别管脚。

2、加深巩固对元器件特性和参数的理解。

二、实验原理

略

三、实验内容

1、用万用表测试二极管

（1）判别二极管的极性

将万用表欧姆档的量程拨到测二极管的极性档，并将两表笔分别接到二极管两端。

如果二极管处于正向偏置，呈现低电阻；若二极管处于反向偏置，呈现高电阻。

正向偏置时，红表笔（数字万用表）所接的那一端是二极管的正极。

（2）判别二极管好坏

测得二极管的正向电阻相差越大越好，若测得正反向电阻均为无穷大，则表明二极管内部断路。

如果测得正、反向电阻均为零，此时表明二极管被击穿或短路。

（3）用万用表测发光二极管

发光二极管和普通二极管一样具有单向导电性，正向导通时才能发光。

发光二极管在出厂时，一根引线做得比另一根引线长，通常，较长引线表示正极（＋），另一根为负极（－）。

2、二极管伏安特性的测试

（1）测量二极管2AP9型的伏安特性，实验线路见图1。

200Ω电阻为限流电阻（可以适当调整），测量二极管的正向特性时，其正向电流不能超过5mA，二极管D的正向压降可在0-0.5V之间取值。

记录相应的电压表和电流表的读数在表1。

图1

表1：

U（V）

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

电流表读数

U2读数

U（V）

0

-0.3

-0.7

-1

-10

-20

电流表读数

U2读数

3、利用万用表测晶体三极管

（1）测试三极管的极性和类型（PNP和NPN）

●判断基极b

三极管内部有两个PN结，即集电结和发射结，与二极管相似，三极管内的PN结同样具有单向导电性。

因此可用万用表电阻挡判别出基极b和管型。

●判断是NPN还是PNP

用万用表的红表笔接基极b。

黑表笔分别接在其他两极时，测得的阻值都较小，即可判定三极管是NPN型管；如果黑表笔接的是基极b，红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管是PNP型管。

●判定三极管的集电极c和发射极e

方法一：

先判定管子的NPN或PNP类型及其b极后，将表置于R×10kΩ档，对NPN管，红表笔接e极，黑表笔接c极时，表针可能会有一定偏转，对PNP管，红表笔接c极，黑表笔接e极时，表针可能会有一定的偏转，反过来都不会有偏转。

由此也可以判定三极管的c、e极。

方法二：

将数字表旋钮对准HFE档，将被测管按假定的e、c插入数字表的“三极管测量插座”中，其中基极和三极管的极性（NPN或PNP）必须正确。

观察并记录数字显示的被测管HFE值；交换假定的c、e之后再测一次。

两次测量中数值大的一次为正确插入。

由此判断出被测管的e和c。

（2）测试三极管的电流放大倍数（β）

将万用表欧姆档的量程拨到“HFE”的极性档，把三极管按类型放到三个极端，万用表上会显示出三极管的放大倍数。

测量晶体管

类型

放大倍数

四、注意事项

1、正确掌握数字万用表的使用方法。

注意数字万用表与指针式万用表的区别。

2、测量二极管的伏安特性时，注意二极管的正向电流和反向电压。

五、报告要求

1、根据各实验数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。

2、根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性。

3、必要的误差分析。

4、记录所使用的仪器设备和器件。

5、回答思考题

六、思考题

1、用指针式万用表如何测得二极管的极性？

2、为什么分别用万用表的R×1K和R×100Ω档测量同一个管子，所测得的正向电阻不相等？

3.稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？

如何用万用表判断二极管和稳压二极管的好、坏和正、负极？

实验六单级共射放大电路性能指标的测试

一、实验目的

1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱。

2.掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。

3.学习测量放大器Q点，AV,ri,ro的方法,了解共射极电路特性。

4.学习放大器的动态性能。

5.巩固Multisim常用虚拟仪器的使用操作技能。

二、实验仪器

1.双踪示波器

2.信号发生器

3.数字万用表

三、预习要求

1.三极管及单管放大器工作原理。

2.放大器动态及静态测量方法。

Mutisim实验仿真电路图

四、实验内容及步骤

（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1.1所示，连接电路（注意：

接线前先侧量十12V电源，关断电源后再连线），将斗的阻值调到最大位置。

（3）接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。

改变Rp，记录Ic分别为O.5A、1A、1.5A时三极管V的β值（注意：

Ib的侧量和计算方法）。

2.静态调整

调整Rp使VE=2.2V，计算并填表1。

实际测量值

测量计算值

VE　（V）

VC　（V）

VB　（V）

Rb1　（kΩ）

VCE　（V）

VBE　（V）

IC　（mA）

3.动态研究

（1）调节函数信号发生器输出一个频率为1000Hz、有效值为40mV的正弦波，并送到放大器的输入端作为

信号。

（2）调节双踪示波器，观察放大器输出的稳定波形。

注意观察有无失真情况，如有失真，应减少信号输入幅度。

在输出不失真条件下，用毫伏表测取输入电压（

）和输出电压（

）的有效值，填入表2。

（3）去掉RL负载电阻（即RL=∞），保持

幅度不变。

再测输出电压有效值Voc，填入表2。

（4）给出Multisim仿真电路图。

在上述两种情况下分别计算出AV，并与理论估算值进行比较。

Vi

（mV）

有负载的情况，RL=______

负载断开的情况，RL=∞

Vo（V）

AV

理论估算

AV

实际测量

Voc（V）

AV

理论估算

AV

实际测量

4.测放大器输入，输出电阻。

（1）在输入端串接一个5KI电阻如图1.2，测量VS与Vi，即可计算ri。

（2）输出电阻测量

在输出端接户、可调电阻作为负载，选择合适升R。

值使放大器输出不失真（接示波器监视），测量有负载和空载时的V。

，即可计算ro。

将上述测量及计算结果填入表3中。

表3

测输入电阻RS=5K1

测输出电阻

实测

测算

估算

实测

测算

估算

VS（mV）

Vi（mV）

ri

ri

V0

RL=∞

V0

RL=

r0（KΩ）

r0（KΩ）

五、实验报告

1.列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数的值与理论值进行比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因。

2.总结RC，RL对放大器电压放大倍数的影响。

　　3.讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。

4.分析讨论在调试过程中出现的问题，如何解决的？

实验七：

负反馈放大电路性能测试

一、实验目的

1.研究负反馈对放大电路性能的影响

2.掌握反馈反馈放大器性能的测试方法

二、实验设备

1.双踪示波器

2.信号发生器

3.数字万用表

三、实验内容

（1）开环电路

①按图接线，RF先不接入。

②输入端接入Vi=5mVf=1KHz的正弦波（注意：

输入端1mV信号采用输入端衰减法）。

调整接线和参数使输出不失真且无振荡

③按下表要求进行并填表。

④根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻ro。

（2）闭环电路

①接通Rf按

（一）的要求调整电路。

②按下表要求测量并填表，计算Avf。

③根据实测结果，验证Avf≈1/F。

RL（KΩ）

Vi（mV）

Vo（mV）

AV（AVF）

开环

∞

1

1K5

1

闭环

∞

1

1K5

1

（3）负反馈对失真的改善

（1）将上图电路开环，逐步加大Vi的幅度，使输出信号出现失真（注意不要过分失真）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Vi的幅度，使输出幅度接近开环时失真波形幅度。

（3）若RF=3K不变，但RF接入三极管的发射极，会出现什么情况？

实验验证之。

（4）画出上述各步实验的波形图。

五、实验报告

1、将实验值与理论比较，分析误差原因。

2、根据实验内总结负反馈对放大电路的影响。

3、绘制multisim仿真电路图。