模拟电子技术实验与课程设计样本.doc
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1、资料内容仅供您学习参考,如有不当或者侵权,请联系改正或者删除。东华理工大学自编教材 模拟电子技术实验指导书与课程设计 编 者: 刘梅锋 李百余 朱兆优 邓文娟 审 校: 林刚勇 东华理工学院电子工程学院二六年十月前 言模拟电子技术是电类专业重要的基础课, 也是非电类工科专业的重要学习内容。模拟电子技术是一门实践性很强的课程, 实验是学习电子技术的一个重要环节, 它对巩固和加深课堂教学内容、 提高学生的实际动手能力和工作技能, 培养科学的工作作风具有重要的作用, 为今后学好后续课和从事实际技术工作奠定坚实的基础。本门课程实验内容的安排遵循由浅到深、 由易到难的规则, 考虑不同层次的需要, 既有基
2、本测试验证性的内容, 又有设计研究性的内容。为提高实验的思想性、 科学性和启发性, 有些实验只提出设计要求及电路原理简图, 由学生自己完成方案的选择、 实验步骤的安排和实验结果的表格记录等, 充分发挥学生的创造性和主观能动性。本书还编写了基本实验、 设计性实验共二十个, 还编写了三个模拟电子技术课程设计。每个实验均能够在模拟电路实验系统中完成, 学生可根据情况从中选做, 实验前由任课老师根据各专业的具体情况和教学内容确定实验项目, 选择实验内容。本课程是实践性、 技能性和理论性很强的学科, 必须理论联系实际, 在理论知识的指导下, 经过实践逐步加深对电子技术理论的理解, 勤思考、 多动手, 不
3、断地发现问题、 分析问题和解决问题, 注重自己能力的培养, 才能有所收益、 有所发展、 有所创新。电子技术日新月异, 教学改革任重道远, 由于水平有限, 对书中的错误和缺点恳请读者批评指正, 以便今后不断改进。 10月17日目录第一部分 模拟电子技术实验2实验一 单级放大电路( 一) 2实验二 单级放大电路( 二) 2实验三 射极跟随器2实验四 差动放大电路2实验五 积分与微分电路2实验七 RC正弦波振荡器2实验八 LC正弦波振荡电路2实验九 比较器 2实验十 波形发生器2实验十一 集成功率放大器2实验十二 整流滤波和并联稳压电路2实验十三 串联稳压电路2实验十四 集成稳压器2实验十五 电流/
4、电压转换电路2实验十六 电压/频率转换电路2实验十七 设计带负反馈的二级放大电路2实验十八 运算放大器的应用设计2实验十九 互补对称功率放大器2实验二十 波形变换电路设计2第二部分 模拟电子技术课程设计2课题一 多级放大电路的设计2课题二 RC有源滤波器的快速设计2课题三 函数发生器2附录一: 模拟电子技术课程设计报告撰写要求2附录二: 模拟电路实验系统使用说明2第一部分 模拟电子技术实验实验一 单级放大电路( 一) 一、 实验目的1 熟悉电子元器件和模拟电路实验箱, 学习基本放大电路的组成。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点和Av方法, 了解共射
5、极电路特性。二、 实验仪器1示波器2信号发生器3万用表4模拟电路实验箱三、 预习要求1三极管及单管放大器工作原理。2放大器动态和静态的测量方法。四、 实验内容及步骤( 一) 装接电路与简单测量 图11 工作点稳定的放大电路 1判断实验箱上三极管的极性及好坏, 测量+12V电源是否正常以及电解电容的极性和好坏。2按图1-1所示连接电路( 注意要关断电源之后再接线) , Rp调到电阻最大位置。3接完后仔细检查, 经认真检查后方可通电。( 二) 静态测量与调整1. 改变Rp, 记录Ic分别为0.8mA、 1.2mA、 1.6mA、 2mA时三极管V的值。 提示: Ib和Ic的测量和计算方法 测Ib和
6、Ic一般可用间接测量法, 即经过测Vc和Vb, Rc和Rb计算出Ib和Ic( 注意: 图11中Ib为支路电流) 。此法虽不直观, 但操作比较简单, 建议初学者采用。 直接测量法, 即将微安表和毫安表直接串联在基极( 集电极) 中测量。此法直观, 但操作不当容易损坏仪器和仪表。不建议初学者采用。 测量Rb时应关断电源, 并断开Rp的下端。2. 调整静态工作点, 调RP使Ve=1.8V( 或使Uce=56V) , 计算并填表1.1.表1. 实 测 计 算Ube( v) Uce( v) Rb( k) Ib( A) Ic(mA)( 三) 动态研究1 按图12所示电路接线, 调整Q点( 方法同前) 。
7、图12 小信号放大电路2 将信号发生器的输出信号调到f1KHz, UP-P为500mV, 接至放大电路的A点, 经过R1、 R2衰减( 100倍) , Ui点得到5mV的小信号, 观察Ui和Uo端波形, 并比较相位,填表1.2。3 信号频率不变, 逐渐加大信号幅度, 观察Vo不失真时的最大值并填入表1.2表1.2 实 测 实测计算 估 算Ui(mv)Uo (v) Au Au 五、 实验报告1 记录全部的实验测量结果及波形。2 结合电路理论知识, 计算单级放大电路的电压放大倍数,并与实际测量值进行比较, 分析误差结果、 产生误差的原因及改进办法或方案。3 按实验内容和测量要求详细写出实验报告。实
8、验二 单级放大电路( 二) 一、 实验目的1 学习测量放大器ri、 r0的方法、 观察放大器的非线性失真, 了解共射极电路特性。2 学习放大电路的动态性能。二、 实验仪器1示波器2信号发生器3万用表4模拟电路实验箱三、 预习要求1 三极管及单管放大器工作原理。2 放大器动态和静态的测量方法。四、 实验内容及步骤1输入电阻测量按图1-1接线。如图2-1, 在输入端串接一个5.1k电阻Rs, 测量Us与Ui即可计算ririUi/Ib Ib(USUi)/RS则riUi/(US-Ui).RS2输出电阻测量按图1-1接线。如图2-2, 测量有负载和空载时的U0, 即可计算出r0, 将上述测量及计算结果填
9、入表2.1中。r0(U0-UL)/ULRL(U0/UL-1)RL表2.1 测输入电阻( Rs=5.1k) 测输出电阻(RL=5.1k)实 测计算估算实 测计算估算US(mv)Ui(mv) ri riU0RL=U0RL=ro(k)ro(k)3按图1-2接线, 保持Ui5mv不变, 放大器接入负载RL, 按表2.2中给定不同参数的情况下测量Ui和Uo, 并将计算结果填表中。表2.2 给 定 参 数 实 测实测计算估 算RC RL Ui(mv)Uo(v) Au Au5K15K1 5K12K2 2K5K1 2K2K2 4保持Ui5mv不变, 转动电位器以增大或减小Rp, 观察输出端Uo波形的变化, 并
10、用万用表测量三极管Vb、 Vc、 Ve的值, 并填入表2.3中。表2.3 (注意:如果截止失真不明显可适当增加输入信号的幅度.)Rp5VbVcVe输出波形现象小合适大五、 实验报告1. 记录全部的实验测量结果及波形。2. 结合电路理论知识, 计算单级放大电路的输入电阻、 输出电阻, 并与实际测量值进行比较, 分析误差结果、 产生误差的原因及改进办法或方案。3. 按实验内容和测量要求详细写出的实验报告。实验三 射极跟随器一、 实验目的1掌握射极跟随器的特性和测量方法。2进一步学习放大器中各项参数的测量方法。二、 实验仪器1示波器2函数发生器3万用表4模拟电路实验箱三、 预习要求1参照教材有关章节
11、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, 画出交、 直流负载线。图3-1射极跟随器四、 实验内容1按图3-1电路接线。2直流工作点的调整。接上电源, 将电源开关合上, 在B点输入频率f1KHz正弦波信号, 电路的输出端用示波器观测, 重复调节电位器Rp4及信号源的输出幅度, 使电路的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, 测量的结果即为该放大器静态工作点, 将所测数据填入表3-1中。(也可按照前面所学的方法调整Q点.)表3-1Ve(V)Ube(V)Ic(mA)( 计算值) 测量值3测量电压放大
12、倍数AV接入负载RL=1K, 在B点输入频率为f1KHz正弦波信号, 调节输入信号幅度( 此时电位器Rp4不能再旋动) , 用示波器观察, 在输出最大不失真情况下, 测量Ui,UL的值, 将所测数据填入表3-2中。表3-2Ui(V)UL (V)Au测量值4测量输出电阻ro在B点输入频率为f1KHz的正弦波信号, 幅度Ui100mv左右, 当断开和接上负载RL2.2K时, 用示波器观测输出波形, 分别测出空载时输出电压Uo(RL)和有负载输出电压UL(RL2.2K)值, 则ro=(Uo/UL-1)RL将所测数据填写入表3-3中。表3-3Uo (mV)UL (mV)ro测量值5测量放大器输入电阻r
13、i( 采用换算法) 在电路输入端串入一个5.1电阻( 如图3-1) , 从点加入频率为f1KHz的正弦信号, 用示波器观察输出波形, 再分别用示波器测量点、 点波形的幅值Us、 Ui.则 ri= Ui/(Us-Ui).s.将测量数据填写入表3-4中。表3-4US (mV)Ui (mV)ri测量值6测量射极跟随器的跟随特性在电路的输出端接入负载L2.2K,在点加入频率为f1KHz正弦信号, 逐渐增大输入信号幅度Ui, 用示波器观测电路的输出端, 在保证输出波形不失真的情况下, 测出对应的UL值, 根据测量结果计算v电压放大倍数。将所测数据填写入表3-5中。表3-512345Ui(mV)UL(mV
14、)u五、 实验报告要求1给出实验原理图, 标明实验的元件数值。2整理实验数据, 说明实验中出现的各种现象, 得出有关的结论, 画出必要的波形曲线。3将实验结果与理论计算比较, 分析产生误差的原因。实验四 差动放大电路一、 实验目的1熟悉差动放大器工作原理2掌握差动放大器的基本测试方法二、 实验仪器1 示波器2 函数发生器3 万用表4 模拟电路实验箱三、 预习要求1计算图4-1的静态工作点( 设rbe=3K,=100) 及电压放大倍数在图4-1基础上画出单端输入和共模输入的电路四、 实验内容及步骤差动放大原理实验电路如图4-1所示。图4-1 差动放大电路原理图(一) 测量静态工作点调零将输入端短
15、路并接地( 即b1-b2短路并接地) , 接通直流电源, 调节电位器p1使差动放大电路的双端输出电压Uo。测量静态工作点用万用表测量三个三极管( 1、 2、 3) 各极对地的电压, 并填入表4-1中。表4-1Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3实测值( 二) 测量差模电压放大倍数在输入端加入直流电压信号Vid0.1( 即Vb10.1V, Vb20.1V) 按表4-2要求, 用万用表测量差动放大器单端和双端输出电压并记录, 由测量数据计算出单端和双端输出的电压放大倍数。( 注意: 差动放大器输入的直流电压信号从实验箱OUT1和OUT上接入, 调节电位器可改变直流信号的大小和极性
16、, 使OUT1和OUT分别调为0.1V和0.1V再接入到差动放大器的b1和b2输入端。) 表4-2 (注意:电压放大倍数=输出变化量/输入变化量)测量计算项差模输入测量值计算值Vc1Vc2VoAd1Ad2AdVb10.1VVb20.1V( 三) 测量共模电压放大倍数调节好的OUT1和OUT值不变, 将输入端b1、 b2短接, 先后分别接到信号源OUT1和OUT上, 再分别用万用表测量出差放电路共模输入时的单端和双端输出的电压信号, 并填入表4-3中, 由测量数据计算出单端和双端输出的电压放大倍数, 进一步再计算出共模抑制比CMRR=|Ad/Ac|。表4-3测量计算项共模输入测量值计算值Vc1V
17、c2VoAc1Ac2AcVb1Vb20.1VVb1Vb20.1V( 四) 测量单端输入差放电路放大倍数1在图4-1中将b2接地, 组成单端输入差动放大器, 从b1端输入直流信号i=0.1V,用万用表测量差放电路的单端输出和双端输出电压信号, 记录并填于表4-4中。根据测量值计算单端输入时单端输出和双端输出的电压放大倍数, 并与在双端输入时的单端输出和双端输出的差模电压放大倍数进行比较。2用信号发生器产生一个幅度i50mV,频率f1KHz的正弦波信号加入差动放大器的b1端, b2接地。这时用示波器分别测量记录单端输出和双端输出的电压波形和幅度、 频率, 填入表4-4中, 根据测量值计算单端和双端
18、输出的差模电压放大倍数。表4-4 电压值 放大倍数AVVC1VC2V0Ad1Ad2Ad直流0.1V直流-0.1V正弦信号50mv/1kHZ( 注意: 输入交流信号时, 用示波器监视c1,c2波形, 若有失真现象, 可适当减小输入电压幅值, 使c1,c2都不失真。) 五、 实验报告1根据实测数据计算图4-1差动放大器的静态工作点, 并与预习计算结果相比较。2整理实验数据, 计算各个信号输入时的d, 并与计算值相比较。3计算实验步骤中c和CMRR值。4 总结差放电路的性能和特点。实验五 积分与微分电路一、 实验目的1学会用运算放大器组成积分微分电路.2学会积分微分电路的特点及性能。二、 实验仪器1
19、示波器2函数发生器。3万用表 4模拟电路实验箱。三、 预习要求1分析图5-1电路, 若输入正弦波, 其相位差是多少? 当输入信号100Hz有效值为2V时, Vo=? 2分析图5-2电路, 若输入正弦波, 其相位差是多少? 当输入信号为160Hz有效值为1V时, 输出Vo =? 3拟定实验步骤, 做好记录表格。四、 实验内容( 一) 积分电路图5-1 积分电路 1实验电路如图5-1所示。先从OUT1调出+1v的直流电压接入电路的输入端, 即使Vi+1v, 合上开关, 用示波器观察积分电路的输出波形Vo, 然后断开开关( 开关用一根导线代替, 断开时拔出导线的一端) 在示波器上观察输出波形的变化。
20、 2测量饱和输出电压及有效积分时间。3将图5-1中的积分电容C1改为0.1u, 开关断开, 在积分电路的输入端用信号发生器分别输入一个幅度为2V、 频率为100Hz的方波和正弦波, 用示波器观察输出信号的幅度大小和输入与输出波形的相位关系, 并记录波形。(注意:若因为输入信号含有直流电平而使得输出波形失真,可经过调节信号发生器的直流电平旋钮消除失真.)4信号发生器的输出幅度不变, 改变信号发生器的输出频率, 再用示波器观察输出信号的幅度大小和输入与输出波形的相位关系, 并记录波形。( 二) 微分电路实验电路如5-2所示。图5-2 微分电路 1用信号发生器输入一个频率为f160Hz, 有效值为1
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