模拟电子线路实验报告

本科教育学院《模拟电子线路》实验报告

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实验一常用电子仪器的使用

一、实验目的

答：1、了解并掌握模拟电子技术实验箱的主要功能及使用方法。

2 、了解并掌握数字万用表的主要功能及使用方法。

___ 3、__学习并掌握TDS1002型数字存储示波器和信号源的基本操作方法_____________________________________________________________________

二、实验仪器设备表

名称型号用途

数字万用表MY61

测量直流电压和交流电压、直流电流和交流电流、电阻、电容、二极管、三极管、通断测试及频率等参数。

数字存储示波器SDS1102C 用来观察波形并测量波形的各种参数。函数信号发生器DG1022 用来提供幅值、频率可调的正弦波形信号模拟电子技术实验箱DVCC-AL2 用来提供实验用元器件以及实验布线区

直流稳压电源EM1715A 提供0-30V电压源

三、实验原理

1．简述模拟电子技术实验箱布线区的结构及导电机制。

答：模拟电子技术试验箱布线区：用来插接元件和导线，搭建实验电路。配有

2只8脚集成电路插座和1只14脚集成电路插座。

结构及导电机制：

布线区面板以大焊孔为主，其周围以十字花小孔结构相结合，构成接点的连接形

式，每个大焊孔与它周围的小孔都是相通的。

试述DG1022型信号源的主要技术特性。

答：DG1022型信号源的主要技术特性：

①输出波形：三角波、正弦波、方波、二脉、四脉、八脉、单次脉冲信号；

②输出频率：10Hz~1MHz连续可调；

③幅值调节范围：0~10VP-P连续可调；

④波形衰减：20dB、40dB；

⑤带有6位数字频率计，既可作为信号源的输出监视仪表，也可以作外侧频率计用。

注意：信号源输出端不能短路。

2．试述使用万用表时应注意的问题。

答：应注意使用万用表进行测量时，应先确定所需测量功能和量程。

确定量程的原则：

①若已知被测参数大致范围，所选量程应“大于被测值，且最接近被测值”。

②如果被测参数的范围未知，则先选择所需功能的最大量程测量，根据初测结果逐步把量程下调到最接近于被测值的量程，以便测量出更加准确的数值。

如屏幕显示“1”，表明已超过量程范围，须将量程开关转至相应档位上。

3、试述SDS1102C型示波器进行自动测量的方法。

答：SDS1102C型示波器进行自动测量方法如下：

按下“测量”按钮可以进行自动测量。共有十一种测量类型。一次最多可显示五种。

按下顶部的选项按钮可以显示“测量1”菜单。可以在“信源”中选择在其上进行测量的通道。可以在“类型”中选择测量类型。

测量类型有：频率、周期、平均值、峰-峰值、均方根值、最小值、最大值、上升时间、下降时间、正频宽、负频宽。

四、实验内容

1．电阻阻值的测量

表一

元件位置实验箱元件盒

标称值100Ω200Ω 5.1kΩ20kΩ实测值99.58 198.0 5.15 20.08 Ω量程200Ω2kΩ20kΩ200kΩ

2．直流电压和交流电压的测量

表二

测试内容直流电压DCV 交流电压ACV

标称值-5V +12V 9V 15V 实测值-5.023 +11.843 10.367 17.071 量程20V 20V 20V 20V

3．测试9V交流电压的波形及参数

表三

被测项有效值

频率周期峰-峰值（均方根值）

额定值9V 50Hz 20ms 25.46V 实测值10.7V 50.00Hz 20.00ms 30.6V 4．测量信号源输出信号的波形及参数

表四

信号源输出信号实测值

频率有效值有效值

频率周期峰-峰值

（均方根值）

1kHz 600mV 615mV 1.002kHz 1.008ms 1.78V 五、问题与思考

1．使用数字万用表时，如果已知被测参数的大致范围，量程应如何选定？

答：使用数字万用表是，应先确定测量功能和量程，确定量程的原则是：若已知被测参数的大致范围，所选量程应“大于被测值，且最接近被测值”

2．使用SDS1102C型示波器时，按什么功能键可以使波形显示得更便于观测？

答：使用SDS1102C型示波器时，可能经常用到的功能：自动设置和测量。按“自动设置”按钮，自动设置功能都会获得稳定显示的波形，它可以自动调整垂直刻度、水平刻度和触发设置，更便于观测。

按下“测量”按钮可以进行自动测量。共有十一种测量类型。一次最多可显示五种。

实验二晶体管共射极单管放大器

一、实验目的

1.学习单管放大器静态工作点的测量方法。

2.学习单管放大电路交流放大倍数的测量方法。

3. 了解放大电路的静态工作点对动态特性的影响。

4. 熟悉常用电子仪器及电子技术实验台的使用。

二、填写实验仪器设备表

名称型号用途

用来提供实验用元器件以及实验布线区

模拟电子技术实验箱

DVCC-AL2

信号源EM1715A 用来提供幅值、频率可调的正弦波形信号数字式万用表MY61 测量直流电压和交流电压、直流电流和

交流电流、电阻、电容、二极管、三极管、

通断测试及频率等参数。

数字存储示波器SDS1102C 用来观察波形并测量波形的各种参数三、实验原理

1R1

5K1

1R2511C110u

1R424K 1R351K

R 680K

1R55K11R71001R8

1K81V13CG111C

1R95K11C410u 1C210u

Rb1

(Rc)

(Re1)

(Re2)

(Ce)

(RL)

(Rb2)

+++

p1Vi

GND

Uin

GND

VCC(+12V)

Vo

图1-1单级放大电路

1．试述分压偏置共射极放大电路是如何稳定静态工作点的？

答： 温度的变化会导致三极管的性能发生变化，致使放大器的工作点发生变化，影响放大器的正常工作。分压偏置共射极放大电路通过增加下偏置电阻B2R 和

射极电阻E R 来改善直流工作点的稳定性。 2．在实验电路中，C 1、C 2和C 4的作用分别是什么？

答：在实验电路中电容C1、C2有隔直通交的作用，C1滤除输入信号的直流成份，C2滤除输出信号的直流成份。

射极电容C4在静态时稳定工作点；动态时短路RE ，增大放大倍数。 3．试述放大器静态工作点的测量方法。

答： 测量放大器的静态工作点，应在输入信号i 0v 的情况下进行。然后测量晶体管的集电极电流C I 以及各电极对地的电位B V 、C V 和E V 。

由于测量电流要断开电路。为方便起见，通常采用间接方法测量C I ，即先测出

晶体管射极对地的电压E V ，然后根据关系式：

E

C E E =

V I I R 算出C I 来。

4．试述放大电路交流放大倍数的测量方法。

答：电压放大倍数的测量实质上是测量放大器的输入电压有效值与输出电压有效值。具体方法为：在输出波形不失真的情况下，测量输入电压有效值，并测量相应的输出电压有效值。调整放大器到合适的静态工作点，然后加入有效值为i V 的输入电压i v ，在输出电压o v 不失真的情况下，测出o v 的有效值o V ，则

o

v i =

V A V

四、实验内容 1．静态工作点的测试

表一 I c =2mA 测试项 V E (V) V B (V) V C (V) V CE (V) 计算值 2 2.7 7 5 实测值

2

2.68

7.06

5.044

2．交流放大倍数的测试

表二

V i (mV) V o (mV) A v =V o /V i 10

658

65.8

3．动态失真的测试

表三

测试条件

E U (V) C U (V) CE U (V)

输出波形 失真情况

W R 最大 1.24 8.914 7.676 失真 W R 接近于0 2.796

5.187

2.072

饱和失真

4．

四、问题与思考

1．哪些电路参数会影响电路的静态工作点？实际工作中，一般采取什么措施来调整工作点？

答：改变电路参数CC V 、C R 、B1R 、B2R 、E R 都会引起静态工作点的变化。在实际工作中，一般是通过改变上偏置电阻B1R （调节电位器W R ）调节静态工作点

的。W R 调大，工作点降低（C I 减小）；W R 调小，工作点升高（C I 增大）。 2．静态工作点设置是否合适，对放大器的输出波形有何影响？

答： 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。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o v 的负半周将被削底。

工作点偏低则易产生截止失真，即o v 的正半周被缩顶。

实验三 集成运算放大器的线性应用

一、实验目的

1.熟悉集成运算放大器的使用方法，进一步了解其主要特性参数意义；

2.掌握由集成运算放大器构成的各种基本运算电路的调试和测试方法；

3.了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。

二、填写实验仪器设备表

名称型号用途

用来提供实验用元器件以及实验布线区

模拟电子技术实验箱

DVCC-AL2

信号源EM1715A 用来提供幅值、频率可调的正弦波形信号

电压源EM1715A用来提供幅值可调的双路输出直流电压数字式万用表MY61 测量直流电压和交流电压、直流电流和

交流电流、电阻、电容、二极管、三极管、

通断测试及频率等参数。

数字存储示波器SDS1102C用来观察波形并测量波形的各种参数

三、实验原理

1．运放要工作在线性状态，应引入什么电路？

答：外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以

灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。应引入反相比例、反相加法、差动减法这三

种基本运算电路。

2．基本运算电路输出与输入的运算关系取决于什么？是否与运放本身有关？

答：集成运算放大器是一种高放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦

合多级放大电路，具有两个输入端和一个输出端，可对直流信号和交流信号进行

放大。外接负反馈电路后，运放工作在线性状态，其输出电压V o与输入电压Vi

的运算关系仅取决于外接反馈网络与输入端阻抗的连接方式，而与运算放大器本

身无关。

3．试述集成运放的调零方法。

答：集成运放的调零并不是对独立运放进行调零，而是对运放的应用电路调零，即将运放应用电路输入端接地（使输入为零），调节调零电位器，使输出电压等于零。

4．在反相比例和反相加法运算电路中，同相端为什么要接入补偿电阻R ？ 答： 为了保证运算放大器的两个输入端处于平衡对称的工作状态，克服失调电压、失调电流的影响，在电路中应尽量保证运算放大器两个输入端的外电路的电阻相等。因此，在反相输入的运算放大器电路中，同相端与地之间要串接补偿

电阻R ，R 的阻值应是反相输入电阻与反馈电阻的并联值，即12F R R R R 。 四、实验内容 1．反相比例运算电路

实验电路如图3-1所示。

图3-1 反相比例放大器

表一 V i (V) 实测V o (V)

计算V o (V)

0.5

5.38

5

2.反相加法运算电路

实验电路如图3-2所示。

图3-2反相求和放大电路

表二

V i1(V) 0.1 0.1 0.2 0.2 V i2(V) 0.2 0.3 0.3 0.4 实测V o(V) 3.137 4.186 5.168 6.173 计算V o(V) 3 4 5 6 3．减法运算电路

实验电路为图3-3所示。

图3-3 减法运算电路

表三

V i1(V) 0.1 0.4 0.7 0.9 V i2(V) 0.6 0.9 1.2 1.4 实测V o(V) 5.025 5.027 5.016 5.044 计算V o(V) 5 5 5 5

五、问题与思考

1．在由集成运放组成的各种运算电路中，为什么要进行调零？

答：为了补偿运放自身失调量的影响，提高运算精度，在运算前，应首先

对运放进行调零，即保证输入为零时，输出也为零。

2．为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？

答：实验前要看清运放组件各管脚的位置，切忌正、负电源极性接反和输

出端短路，否则将会损坏集成块。

实验四RC低频振荡器

一、实验目的

1.掌握桥式RC正弦波振荡器的电路及其工作原理；

2.学习RC正弦波振荡器的设计、调试方法；

3.观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。

二、填写实验仪器设备表

名称型号用途

模拟电子技术实验箱DVCC-AL2用来提供实验用元器件以及实验布线区

数字式万用表MY61 测量直流电压和交流电压、直流电流和

交流电流、电阻、电容、二极管、三极管、

通断测试及频率等参数。

数字存储示波器SDS1102C用来观察波形并测量波形的各种参数

函数信号发生器EM1715A 用来提供幅值、频率可调的正弦波形信号

三、实验原理

1．RC正弦波振荡器由哪几个部分组成？

答：RC正弦波振荡器由基本放大器、选频网络和稳幅环节组成。

2．在实验电路中，R、C构成什么电路？起什么作用？

答：RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，引入正反馈是为了满足振荡的相位条件，形成振荡。

3．如何改变RC正弦波振荡电路的振荡频率？

答：改变选频网络的参数C或R，即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换，而调节R作量程内的频率细调。

4．试述RC振荡器的设计步骤。

答：RC振荡器的设计步骤：

1.根据已知的指标，选择电路形式；

2.计算并确定电路中的元件参数，选择器件；

3.安装调试电路，使电路满足指标要求。

四、实验内容

图4-1

图4-2

图4-2

1．振荡频率测试

表一 R （k Ω） C （μF ） 输出电压V o （V ） 实测f 0（Hz ） 计算f 0（Hz ） 1 10 0.01 6.12 1.508 1.592 2

5

0.01

5.68

2.934

3.184

五、问题与思考

1．在RC 正弦波振荡电路中，3R 、w R 、4R 构成什么电路？起什么作用？ 答：3R 、w R 及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。引入负反馈是为了改善振荡器的性能。调节电位器w R ，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形，利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2采用硅管(温度稳定性好)，且要求特性匹配，才能保证输出波形正、

RC 振荡器

低频信号发生器

示波器

Y1 Y2

U 0

负半周对称。4R 的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。 2．RC 正弦波振荡器如果不起振或者输出波形失真，应调节那个参数？如何调？ 答：调整反馈电阻f R (调w R )，使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，说明负反馈太强，应适当加大w R ，使f R 增大；如果电路起振过度，产生非线性失真，则应适当减小w R 。

实验五 串联稳压电路

一、实验目的

1、熟悉Multisim 软件的使用方法。

2、掌握单项桥式整流、电容滤波电路的特性。

3、掌握串联型晶体管稳压电路指标测试方法 二、虚拟实验仪器及器材

双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、晶体三极管 3DG6×2(9011×2)、DG12×1(9013×1)、晶体二极管 IN4007×4、稳压管 IN4735×1 三、知识原理要点

直流稳压电源原理框图如图4－1 所示。

四、实验原理

图为串联型直流稳压电源。它除了变压、整流、滤波外，稳压器部分一般有四个环节：调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压V o 变化时，取样电路将输出电压Vo 的一部分馈送回比较放大器与基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管的集一射极间电压，补偿V o 的变化，从而维持输出电压基本不变。 五、实验内容与步骤 1、 整流滤波电路测试

按图连接实验电路。取可调工频电源电压为16V ～， 作为整流电路输入电压u2。

整流滤波电路

1) 取RL ＝240Ω ，不加滤波电容，测量直流输出电压UL 及纹波电压L ，并用示波器观

察u 2和u L 波形，记入表5－1 。U2＝16V ～

2) 取RL ＝240Ω ，C ＝470μf ，重复内容1)的要求，记入表5－1。 3) 取RL ＝120Ω ，C ＝470μf ，重复内容1)的要求，记入表5－1

电 路 形 式

U L （V ）

L （V ）

纹波

u L 波形

U2=16V～

12.95V 6.82V～R L=240Ω

U2=16V～

20.24V 467mV～R L=240Ω

C=47Oμf

U2=16V～

19.619 842mV～R L=120Ω

C=470μf

2. 测量输出电压可调范围 更改电路如下所示

接入负载，并调节Rw1，使输出电压Uo ＝9V 。若不满足要求，可适当调整R4、R5之值。 3. 测量各级静态工作点

调节输出电压Uo ＝9V ，输出电流Io ＝100mA ， 测量各级静态工作点，记入表5－2。

表5-2 U 2＝14V U 0＝9V I 0＝100mA

Q1 Q2 Q3 U B （V ） 10.86 8.2 4.94 U C （V ） 17.5 10.86 10.86 U E （V ）

10.1

9.01

4.28

4. 测量稳压系数S

取Io ＝100mA ，按表5－3改变整流电路输入电压U2（模拟电网电压波动），分别测出相应的稳压器输入电压Ui 及输出直流电压Uo ，记入下表。

表5－3

六、思考 1、 对所测结果进行全面分析，总结桥式整流、 电容滤波电路的特点。

桥式整流电路在未加滤波的情况下，输出电压为输入交流电压的正负两半波的直接相加，输出直流平均电压较低，且交流纹波很大。经电容滤波以后，直流输出电压升高，交流纹波电压减小，且电容越大（或负载电流较小）则交流纹波越小。

测 试 值（ I O ＝100mA ） 计算值

U 2（V ） U I （V ） U O （V ） R4=1.87K Rw1=30% R5=1.5K RL=120 U O （V ）

R4=510 Rw1=30% R5=1.5K RL=90 S R4=1.87K Rw1=30%

R5=1.5K RL=120 14 17.5 11.92 9.01 S 12＝0.053 S 23＝0.052 16 20 12 9.06

18 22.5 12.07 9.10 10

2、计算稳压电路的稳压系数S和输出电阻Ro，并进行分析。

根据表5－3稳压系数S=0.05（相对于输入电压变化率）。输出电阻Ro=2(Ω) Uin=20V R8=10 R4=390 R5=1.5K Rw1=1K*40%

U L(V)9.06V 8.978V 8.943V

R L(Ω)510 90 50

Ro=( U L1- U L2)R L1R L2/( U L2 R L1 –U L1 R L2)=1.95(Ω)

3、分析讨论实验中出现的故障及其排除方法。

1本实验中仿真系统经常出错退出，可能是电路运算量太大造成的。本人具体的做法是分部仿真：将整流滤波与稳压部分分开仿真，在稳压部分V CC（直流电源）来替代整流滤波的输出。

2 本实验中R8=30(Ω)太大，应改为10(Ω)较妥。以保证正常工作时限流电路不影响稳压电路工作。

实验六 TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

一、实验目的

1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法

2、掌握TTL器件的使用规则

3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法

二、实验原理

本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。其逻辑框图、符号及引脚排列如图2－1(a)、(b)、(c)所示。

(b)

（a）(c)