电工2实验ppt课件.ppt

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1、电工学 实验 共5个实验 成绩评定方法 1 本实验课程为必修科目 采用平时考核与期末 随机抽考相结合的方式进行 凡是未被抽考的学生以平 时考核成绩为准 期末被抽考的学生其抽考成绩和平时 成绩分别占60 和40 2 平时考核 每个实验均采取百分制 其中实验预 习 占20 实际操作 占50 实验报告 占30 以及是 否遵守相关实验规定 酌情加减分 予以全面考核 综合 给出实验成绩 1 3 整个实验分为预习 实验 报告三个环节 预习 以预习报告形式于实验课前交于各班班长或学委处 上 课前交与任课教师 预习报告包括实验名称 实验目的 实验原理 包括原理图 和预习思考题四部分 预习报 告将会在下课前发放

2、 同学们拿回去完善其它部分 包 括实验使用的仪器设备 实验内容或步骤 实验数据填 写和实验总结报告 做完实验的实验报告在下次实验前 统一交于各班班长或学委处 然后交于实验指导老师 注 实验报告统一用学校发放的实验报告纸 4 凡有缺做实验情况的 或缺交实验报告的 或总 评成绩低于60分的 则实验总成绩不及格 实验不及格 的 需进行重修 2 实验目的 1 学习放大电路静态工作点调试方法 分析 静态工作点对放大电路性能的影响 2 学习放大电路电压放大倍数及最大不失真 输出电压的测量方法 3 测量放大电路的输入 输出电阻 4 进一步熟悉各种电子仪器的使用 实验原理 电阻分压式静态工作点稳定放大电路如下

3、图 所示 实验一 晶体管单管放大电路 3 集电极电阻 RC R5 分压电路 R1和R2 偏置电路 RB1 RW1 R3 RB2 RW2 R4 发射极电阻 RE R6 输入信号 US 输出信号 UO 负载电阻 RL 工作电压 UCC 4 1 静态工作点的测试 1 静态工作点的测量 定义 不加Ui只有VCC作用时的IB IC UCE等 注意 只需用直流电压表测出UC UB UE即可推算出 2 静态工作点的调试 原则 保证输出波形不失真并使放大电路具有较高 的电压放大倍数 方法 调节上偏置电 阻RW1取出合适的静态工作 点 RW1减小将引起IC增加 使工作点偏高 放大电 路容易产生饱和失真 反 之容

4、易产生截止失真 5 2 电压放大倍数的测量 在U0不失真条件下 分别测量U0和Ui的值 则 注意 电压放大倍数大小和静态工作点位置有关 因此在测量前应先调试好一定的静态工作点 3 最大不失真输出电压的测量 方法 加大Ui 同时调节RW1 若出现饱和失真 说 明Q太高 应增大RW1 若出现截止失真 说明Q太低 应 减小RW1 直至当Ui增大时两种几乎同时出现 此时的静 态工作点即在交流负载线中点 这时再慢慢减小Ui 当 刚刚出现输出电压不失真时 此时的输出电压即为最大 不失真输出 6 实验内容及步骤 1 静态工作点测试 万用表 直流档 1 将信号输入端H端与地端短接 用导线短接电位器 RW2两端

5、 连接R6上面和C2上面两端 合上开关K 2 调节RW1 使UE 2V 测UC UB UE 值记入表1 1中 2 电压放大倍数的测量 交流毫伏表 断开H端与地端短接线 保持UE 2V 调节信号源 输出频率为f 1kHz的正弦波 信号加在US端和地端之间 逐渐加大输出信号幅度 使Ui 10mV 注意 Ui是H端 和地端间电压 同时用示波器观察输出信号U0的波形 在U0不失真情况下 测UO UOL值记入表1 2中 7 8 9 3 测量输入 输出电阻 交流毫伏表 1 保持电压放大倍数测量的线路不变 测得US Ui 记入表1 3 计算出ri 2 在接入负载RL 2K和不接负载RL 时 测出放大 电路的

6、输出电压 UO UOL 记入表1 3 计算出rO H A 地地 10 11 4 最大不失真输出电压的测量 示波器 使RL 尽量加大Ui 同时调节RW1改变静态工作点 使U0波形同时出现饱和 削底 失真和截止 缩顶 失真 再稍许减小Ui 使U0无明显失真 测量此时的Uimax和 Uomax及UE值 并求出IC值 记入表1 4 12 预习与思考 1 复习教材中有关晶体管单管放大部分的内容 2 根据电路参数估算AU ri r0 取IC 2mA 100 3 在测试放大器的各项参数时 为什么要用示波器监 视输出波形不失真 4 如何判断放大器的截止和饱和失真 当出现这些失 真时应如何调整静态工作点 实验报

7、告要求 1 整理实验中所测得的实验数据 2 将实验值与理论估算值相比较 分析差异原因 3 总结静态工作点对放大电路性能的影响 4 讨论在调试过程中出现的问题 13 实验二 差动放大电路 实验目的 1 学习差动放大电路静态工作点的测量 2 测定差动放大电路在不同输入和输出连接方式下 的差模和共模电压放大倍数 3 了解差动放大电路对共模信号的抑制作用 实验原理 两个特性相同的基本放大电路组成的差动放大器 如下图所示 信号从Ui1 Ui2两端输入 在V1 V2两管集 电极输出UO 当 A8 A13和 A9 A14接通 构成典型的差动放大器 当 A8 A13和 A10 A15接通 构成具有恒流源的差动

8、放大器 14 15 实验内容及步骤 1 典型差动放大器 1 静态工作点的测量 1 调节差动放大器零点 万用表 直流电压档 A8 A13接 A9 A14 Ui1 Ui2短接并接地 接通 12V 电源 然后调节RW2电位器 使放大器双端输出电压U0 0 2 静态工作点的测量 万用表 直流电压档 差动放大器调零后 测量V1 V2管各个电极电位及 电阻R12两端电压UR12 记入表2 1 测量值 UC1 V UB1 V UE1 V UC2 V UB2 V UE2 V UR12 V 计算值 IC mA IB mA UCE V 16 2 电压放大倍数的测量 交流毫伏表 注意 每次改接输入方式后 需重新调节

9、差动放大 器零点 以求测量数据准确 1 差动双输入 双输出 将信号源输出频率为1kHz 有效值为300mv 部分实验台需衰减 的正弦信号加在 Ui1 Ui2两点之间 用示波器监视输入 输出波形并记录 在输出无明显失真情况下 用交流毫伏表测Ui1 Ui2 UC1 UC2 UO UR12 记入表2 2中 并计算差动双输入 双输出的电压放大倍数 2 单输入 双输出 把Ui2端与地端相联 将信号源 输出频率为1kHz 有效值为300mv 部分实验台需衰减 的 正弦信号加在Ui1 Ui2两点之间 用交流毫伏表测Ui1 Ui2 UC1 UC2 UO UR12 记入表2 2中 并计算单输入 双输出的电压放大

10、倍数 17 3 共模输入 双输出 将Ui1端与Ui2端相联 信号 源输出频率为1kHz 有效值为1V 无衰减 的正弦信号加 在Ui1 Ui2 端与地端之间 用示波器监视输入 输出波形 并记录 在输出无明显失真情况下 用交流毫伏表测Ui1 Ui2 UC1 UC2 UO UR2 记入表2 2中 并计算共模输 入 双输出时的电压放大倍数 18 19 20 21 2 具有恒流源的差动放大器 交流毫伏表 将 A8 A13接 A10 A15 构成具有恒流源的差动放大器 在输入端Ui1端 Ui2端之间加入1kHz的正弦交流信号后 重复上述的步骤 1 输入有效值300mV 步骤 3 输入有效值1V 内容要求

11、记入表2 3中 22 23 预习与思考 略 实验总结报告 1 计算典型差动放大电路双端输出时的共模抑制比 和具有恒流源的差动放大电路双端输出时的共模抑制比 并比较之 2 比较Ui UC1 UC2间相位关系 用波形描述 24 实验三 集成运算放大器的基本运算电路 实验目的 1 测试由集成放大电路构成的同相输入比例运算电 路的电压传输特性 2 了解集成运算放大电路的三种输入方式 了解用 集成运算放大电路构成的加法 减法 积分等运算电路 实验原理 集成运算放大电路是一种高增益的直流放大器 它 有两个输入端 根据输入电路的不同 有同相输入 反 相输入和差动输入三种方式 在实际运用中都必须用外 接负反馈

12、网络构成闭环 用以实现各种模拟运算 25 本实验采用的集成运算放大器型号为 A741 它是八 脚双列直插式组件 引脚排列如下图所示 脚和 脚 为反相和同相输入端 脚为输出端 脚和 脚为正 负电源端 12V 12V 脚和 脚为失调调零端 脚为空脚 集成运算放大器引脚排列 直流信号源接线 26 1 同相输入比例运算电路 右图为同相输入比例运算电 路 当输入端A加入信号电压Ui 在理想条件下 其输入输出的关 系为 直流法 万用表 直流档 直流信号按图11 6接线 直流信号1接端同相端A Ui 从同相输入直流信号 输入表二所列的直流电压Ui 测量输出电压Uo 记入 表二 计算电压放大倍数 验证是否满足

13、上式关系 27 28 2 反相输入加法运算电路 右图为反相输入加法运算电 路 当输入端A B同时加入Ui1 Ui2信号时 理想条件下 其输出 电压为 直流法 万用表 直流档 直流信号按图11 6接线 直流信号1端接A端 Ui1 2端接B端 Ui2 从反相 输入叠加的直流信号Ui1 Ui2 输入表三所列的直流电压 Ui1 Ui2 测量输出电压Uo 记入表三 验证是否满足上 式关系 29 30 3 差动输入减法运算电路 右图为差动运算电路 用 它可实现减法运算 当输入端 A B同时加入信号电压Ui1 Ui2 时 在理想条件下 且R1 R2 Rf R3 其输出电压为 直流法 万用表 直流档 直流信号

14、按图11 6接线 直流信号1端接A端 Ui1 2端接B端 Ui2 从正 反相输入直流信号Ui1 Ui2 输入表四所列的直流电压Ui1 Ui2 测量输出电压Uo 记入表四 验证是否满足上式 关系 31 32 Ui V 0 10 30 50 8 Uo V Af Ui1 V 0 10 20 30 5 Ui2 V 0 20 30 40 6 Uo V Ui1 V 0 10 20 40 5 Ui2 V 0 20 40 60 8 Uo V 表二 同相输入比例运算电路数据 表三 反相输入加法运算电路数据 表四 减法运算电路数据 33 预习与思考 略 实验总结报告 1 画出实验线路图 整理实验数据及结果 总结

15、集成运算放大电路的各种运算功能 2 根据实验测得的同相比例传输特性 画出反向 比例传输特性 并加以分析 34 实验实验 目的 1 掌握组组合逻辑电逻辑电 路的设计设计 与测试测试 方法 2 掌握利用集成电电路设计设计 3人表决器 3 掌握半加器和全加器的逻辑逻辑 功能及测试测试 方法 实验四 组合逻辑电路的设计与测试 实验实验 原理 使用中 小规规模集成电电路来设计组设计组 合电电路是最常见见的逻辑逻辑 电电路 设计组设计组 合逻辑电逻辑电 路的一般步骤骤是 1 根据设计设计 任务务的要求建立输输入 输输出变变量 列出真值值表 2 用卡诺图诺图 或逻辑逻辑 代数化简简法求出 简简化的逻辑逻辑

16、表达式 3 根据逻辑逻辑 表达式画出逻辑图逻辑图 用 标标准器件构成逻辑电逻辑电 路 4 用实验实验 来验证设计验证设计 的正确性 35 例 用 与非 门设计门设计 一个表决电电路 当四个输输入端中有3个或4个为为 1 时时 输输出端才为为 1 A0000000011111111 B0000111100001111 C0011001100110011 D0101010101010101 Y0000000100010111 真值表 逻辑表达式 卡诺图 与非 门逻辑电路图 36 一 设计设计 一个3人表决电电路 本设计设计 要求采用二四输输入与非门门74LS20实现实现 要求 按本文所述的设计设计 步骤进骤进 行 直到测试电测试电 路逻辑逻辑 功能 符合设计设计 要求为为止 预习预习 要求 1 根据实验实验 任务务要求设计组设计组 合电电路 并根据所给给的标标 准器件画出逻辑图逻辑图 实验报实验报 告要求 1 列写实验实验 任务务的设计过设计过 程 画出设计设计 的电电路图图 2 对对所设计设计 的电电路进进行实验测试实验测试 记录测试结记录测试结 果 3 总结组总结组 合电电路设计设计