模拟电子技术基础实验

模拟电子技术基础实验

实验一常用电子仪器的使用

实验二常用电子元件的识别与检测

实验三放大器静态工作点和电压放大倍数的测量实验四放大器输入、输出电阻和频率特性的测量实验五射极跟随器

实验六负反馈放大电路

实验七差动放大电路

实验一常用电子仪器的使用

一、实验目的

1、了解示波器的工作原理，初步掌握用示波器观察信号波形和测量波形参数的方法。

2、了解低频信号发生器和低频毫伏表的工作原理，初步学会正确使用这两种基本仪器。

二、实验仪器及器材

双踪示波器低频信号发生器低频毫伏表

三、实验原理

示波器、信号发生器和低频毫伏表是测量、调试电子线路的基本常用仪器，几乎每次实验都要用到这些仪器，能够熟练地、正确地使用这些仪器，是做好电子线路实验的保证。下面分别介绍这些仪器的一般工作原理和使用方法。

示波器及其应用

示波器是一种可以定量观测电信号波形的电子仪器。由于它能够在屏幕上直接显示电信号的波形，因此人们形象地称之为“示波器”。如果我们将普通示波器的结构和功能稍加扩展，便可以方便地组成晶体图示仪、扫频仪和各种雷达设备等。若借助于相应的转换器，它还可以用来观测各种非电量，如温度、压力、流量、生物信号（能够转换成电信号的各种模拟量）等。

示波器的种类繁多，分类方法也各不相同。如按照示波管的不同来分，示波器可分为单线示波器和双线示波器；按照其功能不同来分，示波器又可分为通用示波器和专用示波器两大类；按显示方式不同也可分为单踪示波器、双踪示波器和多踪示波器。此外，示波器还有存贮示波器和非存贮示波器之分。现代的示波器正朝着高宽带、高精度、高性能价格比和多通道、多功能、智能化的方向发展。下面，以通用示波器为例介绍示波器的一般工作原理和使用方法。

1．示波器的基本组成

虽然示波器的种类很多，但无论哪种类型的示波器，一般都包含有示波管、垂直（Y轴）放大系统、水平（X轴）放大系统、扫描发生器、触发同步电路和直流电源等六大基本组成部分，其基本结构方框图如图所示。

垂直放大系统用来放大被测信号，水平放大系统用来放大扫描电压或X 轴输入信号，以保证Y 、X 偏转板有足够的偏转电压，满足示波管偏转灵敏度的要求，达到能明显地观察到荧光屏上光点位移的目的。

为了使示波器既能观察微弱信号又能不失真地大信号，Y 轴放大系统的输入级有一组衰减器（称为“Y 轴衰减”，又称“Y 轴灵敏度“），用来衰减大信号。其前置放大级具有很大的输入阻抗，使示波器对被测信号电路的影响很小而且放大倍数可以调节，称为“Y 轴微调”。

扫描发生器用来产生幅度与时间成线性关系的锯齿波电压，此电压经X 放大器加到示波管（CRT ）的X 轴偏转板，使电子束形成水平扫描。

触发同步电路为锯齿波电压产生电路提供触发脉冲。触发脉冲要有一定的幅度、宽度、陡度和极性，并于被测信号有严格的同步关系，。因此，在使用中，同步电路的选择与调节项目很多，有触发源选择、触发方式选择、触发极性选择、耦合方式选择与触发电平调节等多项选择与调节。

示波管是示波器的核心部件，用于显示电压信号的波形。

2．示波器显示波形的原理

1）波形的显示

如果在示波管的垂直偏转板和水平偏转板上加上不同的电压X u 和Y u ，则电子束将作不同的偏转，示波器的荧光屏上将会显示不同的波形。具体情况如下：

①若两对偏转板上均不加任何信号（即0,0==Y X u u ），或两对偏转板分别为等电位，则光点出现在荧光屏的中心位置，不产生任何偏转。

②若垂直偏转板加上正弦电压，而水平偏转板不加电压（即ωsin M y U u =t ，0=x u ），则光点沿垂直方向随Y u 的变化而偏转。光点的轨迹为一条垂直线，其长度正比于Y u 的峰峰值。

反之，若ωsin m X U u =t ，0=Y u 则荧光屏上显示一条水平线。

③如果ωsin m X Y U u u ==t ，则电子束同时受到两对偏转板电场力的作用，光点沿X 轴和Y 轴的合成方向运动，其轨迹为一条斜线。

④若ωsin m y U u =t ，X u 为一个与Y u 相同周期的锯齿波电压（Y X T T =），则在荧光屏上可真实地显示Y u 的波形。

可见，如果在示波器垂直偏转板上加上被测信号电压，而在水平偏转板上加上理想的锯齿波扫描电压，则荧光屏上将显示出被测信号的波形。

四、实验内容

1．用示波器观察信号波形

1）观察不同频率的信号波形

2V ，接至示波器的“Y 轴输入”。Z 、200kH Z 的正弦信号。要求荧光屏上

显示出高度为6div

2）观察扫描信号频率大于被测信号频率时的信号波形

低频信号发生器输出信号电压幅度同上，频率为4kH Z ，调节示波器，使荧光

屏上显示一个完整周期的正弦波。固定示波器的“t/div ”和“扫描微调”位置，改变低频信号发生器输出信号频率分别为2kH Z 和1kH Z ，观察并分析这三种频率

时的信号波形。

2．用示波器和低频毫伏表测量交流信号的电压

用示波器和低频毫伏表同时测量低频信号发生器的输出电压。信号发生器的输出电压，可用低频毫伏表准确测出。调节信号发生器输出信号的频率为1kH

Z

，然后改变“输出调节”和变换“输出衰减”挡，使输出信号电压分别为3V、、100mV （用低频毫伏表监测），再用示波器测量这些电压，将结果填入表1-1中，并加以比较。

3．用示波器测量信号的周期与频率

将信号发生器输出电压固定为某一数值。用示波器分别测量信号发生器的频

率指示为1kH

Z 、5kH

Z

、100kH

Z

时的信号周期T，并换算出相应的频率值f，记入

表1-2中。为了保证测量的精度，应使屏幕上显示波形的一个周期占有足够的格数；或测量2~4个周期的时间，再取其平均值。

五、思考题

1．用示波器观察波形时，要达到如下要求，主要应调节哪些旋钮

①波形清晰；②亮度适中；③波形位置移动；④波形稳定；⑤改变波形个数；

⑥改变波形高度。

2．用一台完好的示波器观察信号波形时，若产生下列现象，请解释其可能的原因

①荧光屏上看不到亮点。

②荧光屏上只显示一条垂直线。