常用电子仪器的使用资料.docx
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常用电子仪器的使用资料
概述……………………………………………………………………………………2实验一常用电子仪器的使用………………………………………………………3实验二单级放大电路………………………………………………………………………6
实验三射极跟随器……………………………………………………………………13实验四多级放大电路的设计…………………………………………………………………16实验五差动放大电路…………………………………………………………………18实验六负反馈放大电路…………………………………………………………………21实验七比例求和运算电路…………………………………………………24实验八积分与微分电路……………………………………………………28
实验九有源滤波电路的设计……………………………………………………31实验十RC正弦波振荡器………………………………………………………………32
实验十一整流、滤波与稳压电路…………………………………………………………36
实验十二信号发生器的设计…………………………………………………………………39实验十三万用电表的设计与调试………………………………………………………40
概述
《模拟电子技术实验》课程具有较强的实践性，在相关专业的课程中占有重要的地位。
通过对本课程的学习，要求学生在掌握基本实验技能的基础上，突出实践能力和创新能力的培养。
根据课程的性质、任务和要求，模拟电子技术实验采用多层次教学方式。
通过本课程学习应达到下列基本要求：
1、正确使用常用的电子设备，掌握示波器、信号发生器、数字万用表、稳压电源等仪器设备的使用方法。
2、掌握基本的实验测试技术以及电子电路的主要技术指标。
能设计常用的电子系统，并进行组装调试。
具有查阅电子器件手册的能力。
3、具有一定分析问题和解决问题的能力，具有查找和排除电子电路中常见故障的能力。
4、能独立写出严谨、有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端正的实验报告。
实验一常用电子仪器的使用
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、信号发生器、万用表、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确的使用方法。
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、实验设备与器件
1、双踪示波器2、函数信号发生器
3、数字万用表4、直流稳压电源
5、交流毫伏表
三、实验预习要求
实验前应仔细阅读本次实验所用的仪器的使用说明书，了解各仪器面板旋纽的使用方法及注意事项。
四、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、函数发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等：
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合理布局，各仪器与被测实验装置之间的连接示意图如图1—1所示。
图1-1模拟电子技术实验中测量仪器连接示意图
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，称为共地。
信号源和变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。
1、直流稳压电源：
为电路提供能源。
2、示波器
（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，并按下“寻迹”板键，从中判断光点位置，然后适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）移位旋钮，将光点移至荧光屏中心位置。
（2）显示稳定的波形为显示稳定的波形，需注意示波器面板上的下列几个控制开关（或旋钮）的位置。
a．“扫描速率”开关（t／div）——它的位置应根据被观察信号的周期来确定。
b．“触发源选择”开关（内、外）——通常选为内触发。
c．“内触发源选择”开关（拉YB）——通常置于常态（推进位置）。
此时对单一从YA或YB输人的信号均能同步，仅在作双路同时显示时，为比较两个波形的相对位置，才将其置于拉出（拉YB）位置，此时触发信号仅取自YB，故仅对由YB输人的信号同步。
d．“触发方式”开关——通常可先置于“自动”位置，以便找到扫描线或波形．如波形稳定情况较差，再置于“高频”或“常态”位置，但必须同时调节电平旋钮，使波形稳定。
（3）示波器有五种显示方式属单踪显示有“YA”、“YB”、“YA+YB”，属双踪显示有“交替”与“断续”。
作双踪显示时，通
常采用“交替”显示方式，仅当被观察信号频率很低时（如几十赫兹以下），为在一次扫描过程中同时显示两个波形，才采用“断续”显示方式。
（4）测量波形的幅值
在测量波形的幅值时，应注意Y轴灵敏度“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时针旋到底）。
在测量波形周期时，应将扫描速率“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时针旋到底），扫描速率“扩展”旋钮置于“推进”位置。
3、信号发生器信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。
输出信号电压幅度可由输出幅
度调节旋钮进行连续调节。
输出信号电压频率可以通过频率分挡开关进行调节，并由频率计读取频率值。
信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。
4、万用表：
用于测量电路的静态工作点和直流信号值。
5、交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量正弦交流电压的有效值。
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处，然后在测量中逐渐减小量程。
接通电源后，将输入端短接，进行调零。
然后断开短路线，即可进行测量。
五、实验内容与步骤
1、直流稳压电源的使用
接通电源，调粗调与细调旋钮，使两路电源分别输出+6V和+15V，+15V和-6V，+12V和一
-12V，用万用轰“DCV”档测量输出电压的值。
2、熟悉示波器的使用方法
（1）熟悉示波器面板上各按键的位置、用途及使用方法。
（2）连通电源，仪器执行所有自检项目，并确认通过自检。
（3）观察示波器本身自校准信号的波形，测量其频率和峰-峰值。
3、熟悉信号发生器面板上各旋扭的位置、用途及使用方法。
4、用示波器观察信号发生器的输出波形。
（1）打开信号发生器电源开关，调节其输出电压（峰值）为5V，频率为1KHz的正弦波，接至通道1，用数字示波器观察信号波形。
（2）旋转“V/格”“秒/格”钮，选择标尺系数；旋转位置钮，调节波形在显示屏上位置。
（3）直接测量法按下“MEASURE”（测量）钮和对应的斜面钮，调出所要测量的内容，记录相应的读数。
如
峰-峰值、频率、周期、均方根值等。
（4）光标测量法按下“CURSOR”（光标）钮和对应的斜面钮，调出所要测量的内容，旋转“位置”钮，调节
两条光标线，测量电压、周期和频率。
5、熟悉万用表的使用方法。
将万用表的黑表笔插入COMMON孔，红表笔插入V-Q孔，分别选择不同的功能键及对应的档位，测量交流电压、直流电压及电阻。
六、实验报告要求
1、设计数据表格，将实验数据填入表格中。
2、所测内容和标称值进行比较并进行误差分析。
实验二单级放大电路
一、实验目的
1、熟悉电子元器件和模拟电路实验设备的使用。
2、掌握放大器静态工作点的调试和测量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、熟悉晶体管偏置对工作点及动态范围的影响。
5、测量放大器的动态范围，观察非线性失真。
6、研究负载对非线性失真和放大倍数的影响。
二、实验设备与器件
1、双踪示波器2、函数信号发生器
3、数字万用表4、+12V直流电源
5、交流毫伏表6、直流电压表
7、直流毫安表8、频率计
9、晶体三极管3DG6X1（β=50~100），电阻器、电容器若干
三、预习要求
1、阅读各项实验内容，看懂三极管及单级放大器工作原理，明确实验目的。
2、学习放大器动态及静态工作参数测量方法。
四、实验原理
图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相反，幅值被放大了的输出信号UO，从而实现了电压放大。
图2-1共射极单管放大器实验电路
在图2-1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB时（一般5~10
倍），它的静态工作点可用下式估算。
UB≈
R
RB1
B1+RB2
UCC
-
IE=BBE
RE
≈IC
电压放大倍数
UCE=UCC-ICC⋅（RC+RE）
R||R
A=-β
输入电阻输出电阻
V
be
Ri=RB1||RB2||rbeRo≈RC
由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调
试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标，一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一般包括：
放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
1、放大器静态工作点的测量与调试
（1）静态工作点的测量
测量放大器的静态工作点，应在输入信号Ui=0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。
一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE即可用IC≈IE=UE/RE算出IC（也可根据IC=（UCC-UC）／Rc，由UC确定IC），同时也能算出UBE=UB-UE，UCE=UC-UE。
为了减少误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。
（2）静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或UCE）的调整与测试。
静态工作点是否合
适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产
生饱和失真，此时UO的负半周将被削底，如图2—2a所示；如工作点偏低，则易产生截止失真，即UO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2-2b所示，这些情况都不符合不失真放大的要求。
所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的Ui，检查输出电压U0的大小和波形是否满足要求、如不满足，则应调节静态工作点的位置。
改变电路参数UCC、Rc、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图2—3所示。
但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2则可使静态工作点提高等。
最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，而是相对信号的幅度，如信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。
所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。
如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
图2-2静态工作点对UO波形失真的影响2．放大器动态指标测试
图2-3电路参数对静态工作点的影响
动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。
（1）电压放大倍数AV的测量调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压Ui，在输出电压UO不失真的情况下，用
交流毫伏表测出Ui和UO的有效值Ui和UO，则
AV=O
U
i
（2）输入电阻Ri的测量
为了测量放大器的输入电阻，按图2-4电路在被测放大器的输入端与信号源间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出UO和Ui，则根据输入电阻的定义可得：
Ri=i
Ii
=Ui
UR/R
=UiRUs-Ui
测量时应注意
图2-4输入、输出电阻测量电路
①由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压UR时必须分别测出Us和Ui，然后按UR=US-Ui求出UR的值。
②电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与Ri为同一数量级为好，本实验可取R=1~2KΩ。
（3）输出电阻RO的测量
按图2—4电路，在放大器正当工作条件下，测出输出端不接负载RL的输出电压Uo和接人负载后的输出电压UL，根据：
UL=
RLURO+RL
即可求出RO
RO=（O-1）RL
UL
在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。
（4）最大不失真输出电压UOPP的测量（最大动态范围）如上所述．为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。
为此在放大器
正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节如（改变静态工作点），用示波器观察UO，
当输出波形同时出现削底和缩顶现象时（如图2—5），说明静态工作点已调在交流负载线的中点。
然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出UO（有效值），则动态范围等于UO，或用示波器直接读出UOPP来。
图2-5静态工作点正常，输入信号太大引起的失真
（5）放大器频率特性的测量
放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数AV与输入信号频率f之间的关系曲线。
单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图2—6所示，AVM为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数
随频率变化下降到中频放大倍数的1/
2倍，即0．707AVM所对应的频率分别称为下限频率fL和上
限频率fH，则通频带：
fBW
=fH-fL
图2-6幅频特性曲线图
放大器的幅频特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数Av。
为此可采用前述测Av的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当。
在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。
此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形下得失真。
五、实验内容与步骤
1、连接电路
（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2-7所示，连接电路（注意：
接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线），将Rp1
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。
Uin
RB1
ViC1
R1
+
R351K
RP1680K
R45K
10K
C2
+
10u
VCC（+12V）
Vo
5K10u
R2RB2
5124K
RE1100
RE2
RL
+10u5K
GND
1．8K
Ce
GND
图2-7实验电路图
2、静态调整
调Rp1为某值，使Ve=1.9V（即Ie=1mA），然后按表2-1内容测量其它各值。
说明：
静态时测量的是直流量，应该用仪器仪表的直流档，并注意正确选择量程。
3、动态研究
（1）将信号发生器调到f=lKHz，幅值为500mv，接到放大器输入端Ui，观察Vi和V0端波形、并比较相位。
（2）信号源频率不变，逐渐加大幅度，观察V0不失真时的最大值并填表2-2。
表2-1
设定
实测
实测计算
Rp1
Ve（V）
Vbe（V）
Vce（V）
Rb（KΩ）
Ib（μA）
Ic（mA）
某值
1.9
表2-2
实测
实测计算
估算
Vi（mV）
Vo（V）
Av
Av
（3）保持Vi=5mv不变，放大器接入负载RL，在改变Rc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
Rc
RL
Vi（mv）
Vo（V）
Av
Av
2KΩ
5KΩ
2KΩ
2KΩ
5KΩ
5KΩ
5KΩ
2KΩ
（4）保持VI=5mv不变，增大和减小Rp1，观察Vo的幅值随Rp1的变化情况，测量并填入表2-4。
表2-4
RP1值
Vb
Vc
Ve
输出波
形情况
最大
合适
最小
注意，若失真观察不明显可增大或减小Vi幅值重测。
（4）断开RL，慢慢减小Rp1直至Vo刚刚出现饱和失真。
然后去掉信号源，按表1-1的内容，重新测量并记录静态各量，确定Q点的位置，解释出现失真的原因。
（5）仍断开RL，调信号源电压，使Ui≈15mV，然后慢慢加大Rp1，使Vo的正半周出现明显失真为止，重复
（2）中的测量与讨论。
说明：
晶体管的截止并非突变过程，因此所谓截止失真并不像饱和失真那样有明显的分界可供判断。
4、测放大器输入、输出电阻
）输入电阻测
输入端串接一个
（1量
在
5KΩ电阻，测量Vs与Vi，即可计算ri.
（2）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值使放大器输出不失真（接示波器监视），
测量有负载和空载时的V0，即可计算r0。
将上述测量及计算结果填入表2-5中。
表2-5
测输入电阻R=5KΩ
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=5K）
r0
r0
六、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。
要求你能够使一个懂得电子电路原理但没有看过本实验指导书的人可以看懂你的实验报告，并相信你实验中得出的基本结论。
实验三射极跟随器
一、实验目的
1、掌握射极跟随器的特性及测量方法。
2、进一步学习放大器各项参数测量方法。
二、实验设备与器件
1、双踪示波器2、函数信号发生器
3、交流毫伏表4、+12V直流电源
5、直流电压表6、频率计
7、3DG12×1（β=50~100）电阻器、电容器若干三、预习要求1、参照教材有关章节内容，熟悉射极跟随器原理及特点。
2、根据图3-1元器件参数，估算静态工作点，画交直流负载线。
四、实验原理
射极跟随器的原理如图3—1所示。
图3-1射极跟随器电路图
射极跟随器的输出取自发射极，故称其为射极输出器。
其特点是：
1、输入电阻Ri高
Ri=rbe+（1+β）RE
如考虑偏置电阻RB和负载RL的影响，则
Ri=RB||[rbe+（1+β）（RE||RL）]由上式可知射极跟随器的输入电阻比共射极单管放大器的输入电阻Ri=RB||rbe要高得多。
输入电阻的测试方法同单管放大器。
Ri=Ui/Ii=RUi/（UO-Ui）
即只要测得A、B两点的对地电位即可。
2、输出电阻RO低
RO=（rbe/β）||RE≈rbe/β
如考虑信号源内阻RS，则
rbe+（Rs||RB）
rbe+（Rs||RB）
RO=
β||RE≈β
由上式可知射极跟随器的输出电阻RO比共射极单管放大器的输出电阻RO=RC低得多。
三极
管的β愈高．输出电阻愈小。
输出电阻RO的测试方法亦同单管放大器，即先测出空载输出电压UO，在测接入负载后的输
出电压UL，根据
即可求出R0
UL=
UORR0+RL
R0=（O-1）RL
UL
3、电压放大倍数近似等于1
（1+β）（R
//R）
AV=EL<1
rbe+（1+β）（RE//RL）
4、电压跟随范围电压跟随范围是指射极跟随器输出电压U0跟随输入电压Ui作线性变化的区域。
当Ui超出一定范围时，U0便不能跟随Ui作线性变化，即U0波形产生了失真。
为了使输出电压U0正、负半周对称，并充分利用电压跟随范围，静态工作点应选在交流负载线中点，测量时可直接用示波器读取U0的峰峰值，即电压跟随范围。
UOPP=2
2U0
五、实验内容与步骤
1、按图3-2电路接线。
图3-2
2、直流工作点的调整。
将电源+l2V接上，在B点加f=lkHz正弦波信号ui，输出端用示波器监视，反复调整RW及信号源输出幅度，使输出幅度在示波器屏幕上得到一个最大不失真波形，然后断开输入信号，用万用
表测量晶体管各极对地的电位，即为该放大器静态工作点，将所测数据填入表3-1。
表3-1
UE（V）
UB（V）
UC（V）
IE=UE/RE
3、测量电压放大倍数AV
接入负载RL=lKΩ，在B点f=lkHz信号，调输入信号幅度（此时偏置电位器Rw不能再旋动），用示波器观察，在输出最大不失真情况下测Ui、UL值，将所测数据填入表3-2中。
表3-2
Ui（V）
UL（V）
AV=UL/Ui
4、测量输出电阻R0
在B点加f=lKHZ正弦波信号，Ui=l00mV左右，接上负载RL=2KΩ时，用示波器观察输出波形，测空载输出电压U0（RL=∞），有负载输出电压UL（RL=2KΩ）的值。
则RO=（UO/UL-1）/RL,将所测
数据填入表3-3中。
表3-3
U0（mV）
UL（mV）
RO=（UO/UL-1）/RL
5、测量放大器输入电阻Ri
在A点加入f=lKHZ的正弦波信号us，用示波器观察输出波形，用毫伏表分别测A，B点对地电位US、Ui。
则：
Ri=Ui/（Us-Ui）
将测量数据填入表3-4。
R=R/[（Us/Ui）-1]
表3-4
Us（V）
Ui（V）
Ri=Ui/（Us-Ui）
6、测量射极跟随器的跟随特性并测量输出电压峰值UOPP
接入负载RL=1KΩ，在B点加入f=lkHz的正弦信号，逐点增大输入信号Ui幅度，用示波器监视输出端，在波形不失真时，测量所对应的UL值，计算出AV,
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