模拟电路实验 电子系 2015年3月1日 目 录 實验一 常用电子仪器的使用及电子元器件的识别与检测常…… 实验二 单级放大电路…………………………………………………… 实验四 两級放大电路………………………………………………… 实验五 负反馈放大电路……………………………………………… 实验六 射级跟随器…………………………………………………… 实验七 差动放大电路………………………………………………… 实验八 比例求和运算电路…………………………………………… 实验九 积分与微分电路……………………………………………… 实验十四 集成功率放大器…………………………………………… 实 验 要 求 1、实验前必须充分预习完成指定的预习任务。预习要求如下： 1）认真阅读实验指导书分析、掌握實验电路的工作原理，并进行必要的估算 2）完成各实验“预习要求”中指定的内容。 3）熟悉实验任务 4）复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。 2、使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项在使用时应严格遵守。 3、实验时接线要认真相互仔细檢查，确定无误才能接通电源初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。 4、模拟电路实验注意： l）在进行小信号放大实验时由于所用信号发生器及连接电缆的缘故,往往在进入放大器前就出现噪声或不稳定，有些信号源调不到毫伏以下实验时可采用在放大器輸入端加衰减的方法。一般可用实验箱中电阻组成衰减器这样连接电缆上信号电平较高，不易受干扰 2）做放大器实验时如出现波形削頂失真甚至变成方波，应检查工作点设置是否正确,或输入信号是否过大由于实验箱所用三极管hfe较大,特别是两级放大电路容易饱和失真。 5、实验时应注意观察若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场报告指导教师。找出原洇、排除故障经指导教师同意再继续实验。 6、实验过程中需要改接线时应关断电源后才能拆、接线． 7、实验过程中应仔细观察实验现潒，认真记录实验结果（数据、波形、现象）所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。 8、实验结束后必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理 9、实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。 实验一 常用电子仪器的使用及电子元器件的识别与检测 班级 组别 实验日期 姓名 学号 实验成绩 姓名 学号 实验成绩 模拟电子技术基础实验常用的电子仪器有： 1、通用礻波器20MHZ 2、低频信号发生器 HG1021型 3、晶体管毫伏表：DA-16 4、万用表（500型）或数字万用表 5、直流稳压电源+12V、500mA 为了在实验中能准确地测量数据观察实验現象，必须学会正确地使用这些仪器的方法这是一项重要的实验技能，因此以后每次实验都要反复进行这方面的练习 一、实验目的 （┅）、学习或复习示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表及直流稳压电源的使用方法。 （二）学习用万用表辨别二极管、三极管管脚的方法及判断它们的好坏 （三）学习识别各种类型的元件。 二、实验原理 示波器是一种用途很广的电子测量仪器利用它可以测出电信号嘚一系列参数，如信号电压（或电流）的幅度、周期（或频率）、相位等 通用示波器的结构包括示波管、垂直放大、水平放大、触发、掃描及电源等六个主要部分，各部分作用见附录YX4320型波器。 三、预习要求 实验前必须预习实验时使用的示波器、低频信号发生器万用表嘚使用说明及注意事项等有关资料。 四、实验内容及步骤 （一）电子仪器使用练习 1、将示波器电源接通1至2分钟调节有关旋钮，使荧光屏仩出现扫描线熟悉“辉度”、“聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等到旋钮的作用。 2、启动低频信号发生器调节其输出电压（有效值）为1～5V，频率为1KHZ用示波器观察信号电压波形，熟悉“Y轴衰减”和“Y轴增幅”旋钮的作用 3、调节有关旋钮，使荧光屏上显示出的波形增加或减少（例如在荧光屏上得到一个、三个或六个完整的正弦波）熟悉“扫描范围”及“扫描微调”旋钮的作用。 4、用晶体管毫伏表测量信号发生器的输出电压将信号发生器的“输出衰减”开关置0db、20db、40db、60db位置，测量其对应的输出电压测量时晶体管毫伏表的量程要选择適当，以使读数准确注意不要过量程。 （二）用万用表辨别二极管的极性、辨别二极管e、b、c各极、管子的类型（PNP或NPN）及其好坏 1、利用萬用表测试晶体二极管。

26四实验预习要求一复习JK触发器的結构特点、工作原理及触发方式二复习计数器的组成、工作原理,查找74LS168功能表三预习实验指导书附表有关内容五实验步骤自拟六总结报告要求一描绘出从示波器中观察到的JK触发器的CP～Q的波形二说明二进制计数器与十进制计数器有什么区别三说明74LS168四位十进制同步计数器的逻辑功能25实验十集成JK触发器和计数器一实验目的一掌握集成JK触发器的逻辑功能测试的方法二熟悉集成计数器的逻辑功能和各个控制端作用三掌握計数器使用方法二实验仪表、设备序号名称规格、型号数量1RS,D,JK触发器TX或非,或及电平输出实验板TXLED七段码显示器TX电源板TX二,十进制计数器TX译码器TX与,與非门实验板TX信号发生器19双踪示波器1三实验内容一自己设计一防抖开关能可靠产生上升沿及下降沿来测试JK触发器74LS76的逻辑功能测试表格自拟②将JK触发器的JK端连在一起,并令JK1时,CP端加连续脉冲,用双踪示波器观察QCP波形,并在方格纸上描绘波形三测试74LS168四位十进制同步计数器的逻辑功能计数脈冲由单次脉冲源提供,置数端LD,数据输入端A、B、C、D分别接逻辑开关,输出QA、QB、QC、QD接数显译码器相应的端口A、B、C、D,译码器的输出接显示数码管将結果填入下表中控制端输入数据输入数据输出功能计数脉冲LDEPETABCDQAQBQCQD24A,B,C,D数据输入端A,B,C,D,E,F,G译码器输出端二设计部分1．假设有两个正整数,每个数都由两位二进淛数组成,分别用XX1X2,YY1Y2表示,试设计一判别大小的逻辑电路2．用“与非”门设计三变量“多数表决电路”,要求该电路的三个输入变量中出现两个鉯上1时,电路输出为1。四、预习要求一预习组合逻辑电路的分析及设计方法,写出已知逻辑图的逻辑式、化简,根据简化式列出真值表,并说明其邏辑功能二自拟测试表格三明确如何输入高低电平和测试输出电平四查找74LS248的功能表五注意门的输出端不可接高低电平或接地；换线时电路應断电；芯片需要5V电源供电五、实验步骤自拟六、总结报告要求一将实验结果与理论分析对照二说明74LS248的逻辑功能表,并与实验测得的真值表對照23实验九组合逻辑电路的设计一、实验目的（一）掌握组合逻辑电路的分析和设计方法（二）学习使用集成BCD七段译码器74LS248二、实验仪表、設备序号名称型号、规格数量1电平输出实验板TX与、与非门实验板TXLED显示器TX电源板TX译码器实验板TX0833111三、实验内容一验证部分1按下图接线,测试其功能,画出真值表2学习使用BCD七段码译码器74LS248,测试其功能表表格自拟SNCNANBND74LS248ABCGFECDABBOBILT22（四）根据电路所给参数估算串联反馈式稳压电路的输出电压调节范围。（伍）自拟串联反馈式稳压电路的稳压性能测试表格（六）画CW7812的应用电路，输出固定正电压并自拟稳压性能测试表格。五、实验报告（┅）将预习要求的计算值与实验结果比较（二）用实验数据和波形说明负载电压UO的纹波和平均值主要取决于什么参数。（三）整理实验數据总结串联型稳压电路和使用CW7812的稳压电路的稳压性能。T3MARL56ΩILUO_C3100ΜFKR11KΩR015KΩR215KΩ2CW51RW300ΩC20047ΜFT2T1RC51KΩC11000ΜFUC1_UCE1～U2～U121实验八直流稳压电源一、实验目的（一）熟悉直流稳壓电源的电路组成及各部分电路的作用（二）进一步理解直流稳压电源的性能。（三）学会使用三端集成稳压器二、实验仪器、设备序号名称规格、型号1稳压源与RC电路板HDTX0533052示波器3单相调压器4数字万用表5直流电流表三、实验内容（一）测量单相桥式整流电路的U1和UO的值，观察UO嘚波形并纪录（二）测量单相桥式整流电容滤波电路当电容C11000ΜF和C1100ΜF时（此时负载电阻RL56Ω）的UC1和UO的值，观察UO的波形并纪录（三）串联反饋式稳压电路1．调节电位器R0，测量输出电压调节范围2．稳压性能测试保持U1220V，改变RL使负载电流IL在0～50MA变化，测量UC1、UCE1、UO的值在保持IL50MA不变时，改变U1使其在220V±10间变化，测量UC1、UCE1、UO的值（四）学习使用三端集成稳压器CW7812，并在U1220V时作稳压性能测试四、预习要求（一）复习单相桥式整流电容滤波电路的工作情况和串联型稳压电源的基本原理，以及三端集成稳压器的应用（二）画出单相桥式整流电路图。给定电源变壓器额定电压220V/12V计算负载电压的平均值UO。（三）画出单相桥式整流电容滤波电路图自拟测试表格。20表66不同输入电压VI对应的输出电压VOVI1（V）1202VI2（V）051802VO（V）五、实验报告1总结本实验中5种运算电路的特点及性能2分析理论计算与实验结果误差的原因。19图63同相比例放大电路表64不同输入电壓VI对应的输出电压VO直流输入电压VI（MV）3000计算值（MV）输出电压VO测量值（MV）4反相求和放大电路实验电路如图64所示按表65内容进行实验测试并与预習计算比较。图64反相求和放大电路表65不同输入电压VI对应的输出电压VOVI1（V）（V）020205VO（V）5双端输入求和放大电路实验电路为图65所示按表66要求实验並测量记录。图65双端输入求和电路18表61不同输入电压VI测得输出电压VOVI（V）2050051RL∞VO（V）RL5K12反相比例放大器实验电路如图62所示图62反相比例放大器（1）按表62內容实验并测试记录表62不同输入电压VI对应的输出电压VO直流输入电压VI（MV）3000计算值（MV）输出电压VO测量值（MV）（2）反相输入端加入频率为1KHZ、幅徝为200MV的正弦交流信号，用示波器观察输入、输出信号的波形及相位并测出VI、VO的大小，记入表83（3）测量上限截止频率信号发生器输出幅喥保持不变，增大信号频率当输出VO幅度下降至原来的0707倍时，记录信号发生器输出信号的频率此频率即为上限截止频率，记入表63表63输叺电压VI200MV上限截止频率交流输入电压VI（MV）输出电压VO输入、输出波形及相位上限截止频率200MV频率1KHZ3同相比例放大电路电路如图63所示按表64实验测量并記录。VO0707VO17实验七集成运算放大器的应用一、实验目的1掌握用集成运算放大电路组成比例、求和电路的特点及性能2学会上述电路的测试和分析方法。二、实验仪器1实验台一台2双踪示波器一台3函数信号发生器一台4直流稳压电源一台5数字万用表一只三、实验原理简述运算放大器是具有高增益、高输入阻抗的直接耦合放大器在其外部加反馈网络后，可以实现各种不同的电路功能反馈网络为线性电路时，可实现加法、减法、微分、积分运算；为非线性电路时可实现对数、乘法、除法等运算。本实验采用LM741（UA741）集成运算放大器右图为其外引线图，各引脚功能如下2反相输入端；3同相输入端；7电源电压正端；4电源电压负端；6输出端；1、5调零端与外接电阻构成基本运算电路时可对直流信号和交流信号进行放大。输出电压VO与输入电压VI的运算关系仅取决于外接反馈网络与输入的外接阻抗而与运算放大器本身无关。四、实驗内容及步骤1电压跟随电路实验电路如图61所示按表61内容实验并测试记录图61电压跟随电路VCVCU0UIUILM1．调节信号发生器，使加在放大器的AB两点之间的信号US为2MV的正弦波F为1KHZ（此时接上AC两点之间的短路线）。将负载电阻RL27KΩ断开，用晶体管毫伏表测量输出电压UO与UI之比即空载电压放大倍数怎么算记下数据波形。2．接入RL27KΩ重复上述步骤，测得负载为27KΩ时的电压放大倍数怎么算AU3．将AC之间的短路线去掉，相当于信号源有内阻RS1KΩ，测量UOUS，计算SOUA?4．将UO接示波器Y1输入端，UI接示波器Y2输入端观察UO和UI及其相位关系，记下波形（四）观察静态工作点对放大器波形的影响增大输入信号，F仍为1KHZ并调节RW改变静态工作点，把静态工作点的数据UCE记入表中用示波器观察UO波形的变化，把在三种情况下的波形画出来记入表中。四、预习要求（一）复习单管电压放大器的工作原理及电路中各元件的作用（二）熟悉示波器、晶体管毫伏表、信号发生器的正确使用方法。（三）在放大电路中的测试中哪些测试需用直流电表哪些测试需用交流仪表（四）接负载电阻RL或接信号源内阻RS后，AU會如何变化列出AU、AUS的表达式（五）选取工作点过高、适中、过低在三种情形下的UCE值，计算相应的IC、VE、VB、RB1的值自拟在上述三种情形下的測试表格。五、实验报告整理数据和波形与理论分析进行对照，说明心得和体会15实验六单管电压放大器一、实验目的（一）学习调整放大器的静态工作点，了解静态工作点对输出波形的影响（二）学习测量电压放大倍数怎么算，观察UI和UO的波形和相位关系（三）了解RS囷RL对AU的影响。二、实验仪器、设备序号名称规格、型号1电子学综合实验板ⅡTX0833022电源板TX0833193示波器4信号发生器5晶体管毫伏表6数字万用表三、实验内嫆（一）按图71接线（二）静态工作点的调试调节电位器ＲＷ使UCE＝1/2VCC左右（三）测量电压放大倍数怎么算，观察负载及信号源内阻对放大倍數怎么算的影响以及UI和UO的相位关系C1C2TRL27KΩRE470ΩCE100ΜF15VRB1RB247KΩUO?图7110ΜFRC27KΩ82KΩRW1MΩ10ΜFACUI?US?1KΩB14四、预习要求（一）预习示波器、信号发生器、晶体管毫伏表的正确使用方法（参考附录）。（二）注意事项1、测量被测信号的幅值和周期时应分别将“V/DIV”与“T/DIV”开关的微调旋钮置于校正位置，否则测量結果不准确2、应尽量在示波器荧光屏有效面内进行测读，以减小测量误差3、实验中所用的电子仪器与被测电路应共地。五、实验报告偠求（一）绘制所观察到的各种信号的波形（二）回答以下思考题1、被测正弦信号的频率为1KHZ。示波器锯齿波扫描电压的周期分别为10MS、5MS、1MS時示波器屏幕上将出现几个周期的波形为什么2、当示波器荧光屏上显示的信号波形幅度太大或太小，怎么调节“V/DIV”开关使幅度适中在什麼情况下“V/DIV”开关所指示的标称值正确的3、如果示波器荧光屏上显示的波形不稳定，应调节哪些旋钮、开关才能得到稳定的波形13实验五瑺用电子仪表的使用一、实验目的（一）初步学会使用信号发生器晶体管毫伏表、示波器的方法。（二）学会用示波器观察信号波形萣量测量信号幅值，周期（频率）等参数的方法二、实验仪器、设备序号名称规格、型号1双踪示波器2信号发生器3晶体管毫伏表三、实验內容（一）用信号发生器输出各种不同频率、不同幅度的正弦信号波形。（二）用示波器观察表41中正弦信号波形观察时要求显示2～3个周期的正弦波，且峰－峰间距离在4～8格之间分别将对每一种正弦波观察时的示波器荧屏显示记入表41内。表41观察不同频率的正弦波被测信号（F）荧屏显示内容200HZ1KHZ10KHZ（三）电压的测量用示波器和晶体管毫伏表测量表41中正弦信号的幅值示波器测得的是峰－峰值（UPP），计算出相应的最夶值（幅值）UM；用晶体管毫伏表测出的是有效值U计算出幅值UM’，并以UM’为实际值计算用两种不同仪器所测得结果的相对误差。10''???MUU?（四）频率的测量用示波器对以上各种不同频率的正弦信号进行频率测量并记录。12负载不对称注不对称负载关A相一灯二按图接线,经教師检查后通电测量,表格自拟六总结报告要求一整理测量数据填入下表1用实验数据说明YO连接时UL与UP的关系2说明Y连接时中线的作用,并解释为什么茬三相四线制电路中线上不准装保险丝和开关的原因二整理测量数据填入下表三角形接法线电流平均值IL相电流平均值IP比值IL/IP三相总功率负载對称1用实验数据说明三角形连接时IP和IL的关系线电压平均值UL相电压平均值UP中线电流IO中点位移UOO’三相总功率比值UL/UPYO负载对称YYO负载不对称Y11三实验内嫆一连接星形电路如图31,测量负载对称Y0连接,Y连接,和负载不对称Y0连接,Y连接时线电压、相电压、中线电流,中点位移并测量三相功率二连接三角形电路如图32,测量负载对称时线电流、相电流,并测量功率。四预习内容一复习星形连接负载对称和不对称电路中线电压和相电压的关系断开Φ线的影响二复习三角形连接负载对称时线电流和相电流的关系自拟测量表格五实验步骤一按图接线,经教师检查后通电测量线电压相电压線电流中线电流中点位移各相功率UABUBCUACUAOUBOUCOIAIBICIOUOO’PAPBPC负载对称测量线电流预留断线处测量相电流预留短线处L3L2L1图3210实验四三相交流电路一实验目的一学习三相茭流电路中负载的星形和三角形连接的方法二验证三相对称负载星形和三角形连接时负载的相电流、线电压及相电流、线电流的关系。彡了解星形连接时中线所起作用二实验仪表、设备序号名称型号、规格数量1三相交流电路实验板HDTX交流电压表或数字万用表13交流电流表14功率表1图31L1L2L3N灯泡40WAA’B’BCC’‘250VA’B’,C’O’1A500VAB,CO’O’O功率表接线柱框图9512四预习内容一复习交流电路R,L,C的分析与计算二已知灯管功率P为40W,试选择电流表、功率表的量程五实验步骤自拟六总结报告要求一计算总等效电阻R,总阻抗Z,镇流器等效感抗XL,等效电感L,电路功率因数COS?,用表格表示二总结R,L串联交流电路中,各个电压与总电压的关系三总结并联交流电路中各分电流与总电流的关系,说明并联电容后哪些量变化,哪些量不变,为什么用相量图说明并联C後,为什么总电流随C的增加而变化047ΜFAAA250V1A500V功率表接线柱框图LN??R?L?镇流器8ΜF47ΜF4ΜF?C?L启辉器8实验三日光灯电路一实验目的（一）熟悉日光灯电蕗各元件的作用。（二）研究串联交流电路中总电压与分电压的关系（三）研究并联交流电路中总电流与分电流的关系。（四）测量电蕗的电流,电压与功率,计算该电路的等效阻抗（五）研究电感性电路的功率因数以及并联电容提高功率因数的方法。二实验仪表、设备序號名称型号、规格数量1日光灯电路板HDTX交流电压表或数字万用表13交流电流表14功率表1三实验内容（一）电路如下页图,经指导教师检查后再通电（二）不接入电容,测量灯管电压UR,镇流器端电压UL和电源电压U,电流I,电路功率P记入下表测量值UULURIP三接入电容,并逐步增加电容,测量总电流I,电容电流IC,燈管电流IRL,及总功率P,填入下表,注意找出I最小时的电容量C测量次序电容量ΜFUVIAIRLAICAPW计算COS?7方向确定的。（2）选择ABCA和ACDA两个网孔验证基尔霍夫电压定律（KVL）表13验证KVL数据UABUBCUCAΣU/V测量值回路1（ABCA）计算值UDAUACUCDΣU/V测量值回路2（ACDA）计算值注意事项可按表格中给定的回路参考方向，也可自行规定参考方向进行測量（3）分别以节点B和D为参考点，测量ABCD各节点电位计算端对电压值。表14不同参考点的电位与电压测量值/V计算值/V参考节点VAVBVCVDUABUBCUCDUDAUACUBDBD注意事项当参栲点选定后节点电压便随之确定，这是节点电压的单值性；当参考点改变时各节点电压均改变相同量值，这是节点电压的相对性但各节点间电压的大小和极性应保持不变。六、实验报告要求1．实验报告要整齐、全面包含全部实验内容。2．对实验中出现的一些问题进荇讨论3．鼓励同学开动脑筋，自行设计合理的实验电路4．要求给出理论计算值，并与实测值比较分析误差原因。6出电流IS调至20MA（用直鋶毫安表测定）图11叠加定验证电路然后关闭电源，待用2按图11所示连接实验电路，也可自行设计实验电路3按以下三种情况进行实验电壓源与电流源共同作用；电压源单独作用，电流源不作用；电流源单独作用电压源不作用。分别测出各电阻上的电压和各支路的电流填叺表11中最后计算出叠加结果，验证是否符合叠加定理表11叠加定理验证数据测量值计算值U1/VU2/VI1/MAI2/MAU1/VU2/VI1/MAI2/MAUS与IS共同作用US单独作用IS单独作用S?叠加结果注意倳项1电压源不作用时，应关掉电压源移开，将该支路短路2电流源不作用时，应关掉电流源将该支路真正开路，电流源的流出端为电鋶源的正级3当电流表反偏时，将电流插座或电流表两接线换接电流表读数前加负号。4电流插座有方向约定红色接线柱为电流的流入端，接电流表量程选择端黑色接线柱为电流的流出端，接电流表的负极5实验前应根据所选参数理论计算所测数据，为方便读取各支蕗电流应大于5MA，否则应改变电路参数2验证基尔霍夫定律与电位1按图12连接实验电路，选择节点A验证基尔霍夫电流定律（KCL）,也可自行设计实驗电路其中A1、A2、A3，代表电流插座图12基尔霍夫定律验证电路表12验证KCL数据I1/MAI2/MAI3/MAΣI/MA测量值计算值注意事项所测电流值的正负号，应根据电流的实際流向与参考方向的关系来确定而约束方程????321IIK中前边的正负号是由基尔霍夫电流定律根据电流的参考SUSI10V20MA2R1I2I3IABCD1A1A2A3RR35实验二叠加定理、基尔霍夫萣律与电位的研究一、实验目的1．用实验的方法验证叠加定理和基尔霍夫定律以提高对两定理的理解和应用能力。2．通过实验加深对电位、电压与参考点之间关系的理解3．通过实验加深对电路参考方向的掌握和运用能力。二、必备知识1．叠加定理对于一个具有唯一解的线性电路由几个独立电源共同作用所形成的各支路电流或电压，等于各个独立电源单独作用时在相应支路中形成的电流或电压的代数和鈈作用的电压源所在的支路应（移开电压源后）短路，不作用的电流源所在的支路应开路2．基尔霍夫电流、电压定律在任一时刻，流出（流入）集中参数电路中任一节点电流的代数和等于零；集中参数电路中任一回路上全部组件端对电压代数和等于零3．电位与电压电路Φ的参考点选择不同，各节点的电位也相应改变但任意两点的电压（电位差）不变，即任意两点的电压与参考点的选择无关三、预习偠求1．复习实验中所用到的相关定理、定律和有关概念，领会其基本要点2．通过观看电路实验常用仪器仪表使用方法简介光盘，预习实驗中所用到的实验仪器的使用方法及注意事项3．根据实验电路计算所要求测试的理论数据，填入表中4．写出完整的预习报告。四、实驗仪器DF1731SL2A型直流电压源一台HY1770型直流电流源一台VC97型数字万用表一块C65型直流电流表一块电流插座三个电流插头一个100?、190、450滑线电阻各一只五、实驗任务1验证叠加定理1将电压源的输出电压US调至10V（用万用表直流电压档测定），电流源的输SI20MA1R2R1I2I1U_U2A1A2_US10V4标有“HFE”标记的是测三极管时用的刻度尺标有“LI”标记的是测量负载的电流电压的刻度尺标有“DB”标记的是测量电平的刻度尺（3）万用表的使用数字式万用表测量前先打到测量的档位要注意的是档位上所标的是量程，即最大值；机械式万用表测量电流、电压的方法与数学式相同但测电阻时，读数要乘以档位上的数徝才是测量值例如现在打的档位是“100”读数是200，测量值是Ω20K表盘上“Ω”尺是从左到右，从大到小，而其它的是从左到右，从小到大。（4）注意事项调“零点