SPOC学校专有课程
模拟电子技术实验
分享
spContent=《模拟电子技术实验》是电类专业基础课之一,是电子技术基础实验课程。该课是通过实验手段,使学生获得模拟电子技术实验的基本知识和基本技能,并运用所学理论来提高分析解决实际问题的能力和实际工作能力。本实验课所有实验由每个学生独立操作完成,以培养学生的实验操作技能和实际动手能力。
—— 课程团队
课程概述

(一)基本要求

通过本课程的学习,学生应达到下列要求:

1.了解常用电子仪器的工作原理,掌握其功能和使用方法,严格遵守操作规程,做到熟练使用。

2.能独立实验,会利用理论知识对实验数据进行分析。

3.会查阅电子器件手册,具有根据技术指标要求选定电路和元器件的能力。

4.具备常用的低频电路的综合设计能力;

5.能独立完成实验报告和设计报告,掌握正确记录和熟练分析、处理实验结果的方法。

(二)基本内容

本课程内容包括验证性实验、设计性实验及综合性实验三部分。

1.验证性实验

(1)晶体管放大器静态调测与增益测试(必做,2学时)

实验要求:掌握放大电路的静态工作点的调测方法与动态参数的测试方法。

(2)场效应管放大器的研究(选做,2学时)

实验要求:掌握场效应管放大器的静态、动态参数的调测方法;了解场效应管的性能及特点。

(3)OTL功率放大电路(选做,2学时)

实验要求:掌握OTL功率放大电路静态工作点的调整方法,输出功率等参数的调试与测量方法。

(4)差动放大器的研究与测试(必做,2学时)

实验要求:掌握差动放大电路静态工作点以及差模放大倍数的测试方法,了解共模抑制比的测试方法。

(5)两级阻容耦合放大电路(选做,2学时)

实验要求:掌握多级放大器的静态工作点、放大倍数的测试方法,了解两级放大器频率特性测试方法。

(6)负反馈放大器的研究(必做,2学时)

实验要求:掌握放大电路引入负反馈前、后电路增益,通频带,输入电阻和输出电阻的调试与测量方法。

(7)集成运算放大器的基本应用(必做,2学时)

实验要求:掌握由集成运放组成的比例等运算电路的功能,了解运算放大器在实际应用中应考虑的一些问题。

(8) 集成电压比较器的研究(必做,2学时)

实验要求:掌握集成电压比较器的工作原理,以及电压比较器波形及传输特性的测试方法。

(9) 集成电路RC正弦波振荡器(选做,2学时)

实验要求:掌握RC正弦波振荡器的构成与工作原理,以及振荡电路的调试与测量方法。

(10) 有源滤波器(选做,2学时)

实验要求:掌握有源滤波器的构成及特性以及有源滤波器幅频特性的测试方法。

(11) 整流滤波与并联稳压电路(必做,2学时)

实验要求:掌握单相桥式整流滤波电路的特点、稳压原理及测量方法,了解电容滤波作用及并联稳压电路。

(12) 直流稳压电源(选做,2学时)

实验要求:了解直流稳压电路的特性和基本设计方法,掌握直流稳压电源主要参数的测试方法。

2.设计性实验

(1) 单管放大电路的设计(必做,2学时)

实验要求:要求设计一单管放大电路,掌握其设计方法,并进一步熟悉晶体管放大电路的工作特性,掌握放大电路的输入输出电阻的测试方法。

(2) 集成运算放大器的基本应用设计(选做,2学时)

实验要求:掌握独立设计和独立完成简单实验的能力,并进一步掌握运算放大器的特点。

3.综合性实验

(1) 波形发生电路(必做,2学时)

实验要求:掌握波形发生电路的特点和分析方法,并熟悉波形发生器的原理和设计方法。


显示全部
授课目标

1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

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。


成绩 要求

实验内容

    1、用机内校正信号对示波器进行自检。

    1) 扫描基线调节

将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示(Y1或Y2),输入耦合方式开关置“GND”,触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后,调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮,使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”()和“Y轴位移”(  )旋钮,使扫描线位于屏幕中央,并且能上下左右移动自如。

2)测试“校正信号”波形的幅度、频率

将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道(Y1或Y2),将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”,触发源选择开关置“内”,内触发源选择开关置“Y1”或“Y2”。调节X轴“扫描速率”开关(t/div)和Y轴“输入灵敏度”开关(V/div),使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。

  a. 校准“校正信号”幅度

将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置,“y轴灵敏度”开关置适当位置,读取校正信号幅度,记入表1-1。

        表1-1

 

标  准  值

实  测  值

     

Up-p(V)

 

 

频      率

f(KHz)

 

 

上升沿时间

μS

 

 

下降沿时间

μS

 

 

    注:不同型号示波器标准值有所不同,请按所使用示波器将标准值填入表格中。

b. 校准“校正信号”频率

    将“扫速微调”旋钮置“校准”位置,“扫速”开关置适当位置,读取校正信号周期,记入表1-1。

    c. 测量“校正信号”的上升时间和下降时间

    调节“y轴灵敏度”开关及微调旋钮,并移动波形,使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上,且上、下对称,便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度,使波形在X轴方向扩展(必要时可以利用扫速扩展开关将波形再扩展10倍),并同时调节触发电平旋钮,从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间,记入表1-1。

    2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数

    调节函数信号发生器有关旋钮,使输出频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100KHz,有效值均为1V(交流毫伏表测量值)的正弦波信号。

改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置,测量信号源输出电压频率及峰峰值,记入表1-2。

表1-2

信号电压频率

示波器测量值

信号电压

毫伏表读数

(V)

示波器测量值

周期(ms)

频率(Hz)

峰峰值(V)

有效值(V)

100Hz

 

 

 

 

 

1KHz

 

 

 

 

 

10KHz

 

 

 

 

 

100KHz

 

 

 

 

 

3、测量两波形间相位差

  1) 观察双踪显示波形交替断续两种显示方式的特点

  Y1、Y2均不加输入信号,输入耦合方式置“GND”,扫速开关置扫速较低挡位(如0.5s/div挡)和扫速较高挡位(如5μS/div挡),把显示方式开关分别置“交替”和“断续”位置,观察两条扫描基线的显示特点,记录之。

2)  用双踪显示测量两波形间相位差

① 按图1-2连接实验电路, 将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHz,幅值为2V的正弦波,经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号ui和uR,分别加到双踪示波器的Y1和Y2输入端。

为便于稳定波形,比较两波形相位差,应使内触发信号取自被设定作为测量基准的一路信号。

图 1-2  两波形间相位差测量电路 

② 把显示方式开关置“交替”挡位,将Y1和Y2输入耦合方式开关置“⊥”挡位,调节Y1、Y2的(  )移位旋钮,使两条扫描基线重合。

将Y1、Y2 输入耦合方式开关置“AC”挡位,调节触发电平、扫速开关及 Y1、Y2 灵敏度开关位置,使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形ui及uR,如图1-3所示。根据两波形在水平方向差距X,及信号周期XT,则可求得两波形相位差。

图 1-3  双踪示波器显示两相位不同的正弦波

  式中: XT—— 一周期所占格数

      X—— 两波形在X轴方向差距格数

记录两波形相位差于表1-3。

      表1-3

一周期格数

两波形

X轴差距格数

相    位    差

实  测  值

计  算  值

XT

X

θ=

θ=

 

为数读和计算方便,可适当调节扫速开关及微调旋钮,使波形一周期占整数格。


显示全部
课程大纲
预备知识

1、示波器

示波器是一种用途很广的电子测量仪器,它既能直接显示电信号的波形,又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点:

1)、寻找扫描光迹

将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”,输入耦合方式置“GND”,开机预热后,若在显示屏上不出现光点和扫描基线,可按下列操作去找到扫描线:①适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直)、水平()“位移”旋钮,使扫描光迹位于屏幕中央。(若示波器设有“寻迹”按键,可按下“寻迹”按键,判断光迹偏移基线的方向。) 

2)、双踪示波器一般有五种显示方式,即“Y1、“Y2、“Y1Y2三种单

踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。

3)、为了显示稳定的被测信号波形,“触发源选择”开关一般选为“内”触发,使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。

4)、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后,若被显示的波形不稳定,可置触发方式开关于常态”,通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压,使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。

有时,由于选择了较慢的扫描速率,显示屏上将会出现闪烁的光迹,但被

测信号的波形不在X轴方向左右移动,这样的现象仍属于稳定显示。

5)、适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示

一~二个周期的被测信号波形。在测量幅值时,应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。在测量周期时,应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置。

根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(divcm)与“Y轴灵敏度”开关指示值(v/div)的乘积,即可算得信号幅值的实测值。

根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数(div

cm)与“扫速”开关指示值(t/div)的乘积,即可算得信号频率的实测值。

    2、函数信号发生器

函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VP-P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

函数信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。

3、交流毫伏表

交流毫伏表只能在其工作频率范围之内,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上,然

后在测量中逐档减小量程。


参考资料

主要参考书

1.赵学泉.电子电路实验技术.北京:北京邮电大学,1998

2.范爱平.电子电路实验与虚拟技术.山东:山东科学技术出版社,2001

3.童诗白.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社,2006

4.康华光.电子技术基础模拟部分(第5版).北京:高等教育出版社,2008

5.浙江大学求是公司.电子学实验指导书.2007