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1、 1 实验一 常用电子仪器的使用 一、实验目的 1学习函数信号发生器、示波器、交流毫伏表的正确使用方法。 2初步掌握用双踪示波器观察正弦波形和读取波形参数的方法。 3熟悉模拟电路实验箱。 二、仪器设备 函数信号发生器 示波器 交流毫伏表 模拟电路实验箱 三、实验原理 1 本实验通过函数信号发生器输出一定频率和幅值的正弦波和方波， 用示波器观察信 号的波形，并由公式计算周期和幅值，用交流毫伏表测量幅值、有效值。 根据示波器显示的波形可计算出正弦电压的峰峰值、有效值、周期和频率。见下图 1。 图1 正弦波及方波 计算公式：峰峰值 UPP = h(cm) 灵敏度 (V/cm) 有效值 U = UPP
2、/22 周 期 T = W 扫描速度 ( ms/cm) 式中： h 在Y轴上波形峰峰值所占的格数 灵敏度 Y轴上每格（cm）所代表的电压值 h w o x y PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2 w 在X轴上波形一个周期所占的格数 扫描速度X轴上每格（cm）所代表的时间 2熟悉THM- 4型模拟电路实验箱的使用。 本实验箱自带电源5V，12V；实验时可以利用箱内已有的电子线路，还可利用自 选的元件在箱内活动区连接电路进行实验。 四、实验内容： 1打开示波器及函数发生器的电源，预热。打开示波器及函数发生器的电源，预热。 2调整示波器相关旋钮：调整示波器相关旋钮：
3、 （1） 将垂直轴工作方式选择开关 （MODE） 选至CH1， 内部触发信号源选择开关 （INT TRIG）置于CH1； （2） 将垂直放大器输入耦合方式切换开关（ACGNDDC）置于GND； （3） 适当调节辉线亮度旋钮（INTENSITY） 、聚焦调整旋钮（FOCUS） 、CH1 的垂 直位置调整旋钮 （POSITION） ， 使显示屏上显示一条亮度适中， 扫迹清晰且居中的扫描线。 3测量并观察示波器内部标准信号测量并观察示波器内部标准信号 （1） 将示波器的CH1测试笔与示波器的显示屏右下角的CAL端子相接； （2） 将垂直放大器输入耦合方式切换开关（ACGNDDC）置于AC； （3）
4、适当调整触发电平调整旋钮（LEVEL） ，同时调整CH1通道相应的垂直轴电压 灵敏度开关（VOLTS/DIV） ，和扫描速度切换开关（TIME/DIV）使显示屏上出现两个周期 的稳定方波信号。根据实验内容说明实验内容说明中公式读取波形的相关参数。记入表1中，并画出响 应的波形。 表1 一周期格数一周期格数 W（cm） 扫描速度扫描速度 （ms/cm） 周期周期 T（ms） Um值格数值格数 h（cm） 灵敏度灵敏度 （V/cm） Um 值值 U（V） 4测量并观察正弦信号测量并观察正弦信号 （1） 调节函数信号发生器，选择输出正弦波信号，并调节频率输出旋钮和幅度输出 旋钮，使之输出1KHZ，1
5、00mV的正弦波。 （正弦信号的有效值用交流毫伏表监测） ； （2） 将输出信号与示波器CH1测试笔相连。用示波器观察波形，调整示波器使显示 屏上显示出1-2个周期的稳定正弦波形，根据实验内容说明实验内容说明中公式读取正弦波的周期与幅 值。记入表2中； PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3 表2 * 5观察及测量正弦信号的相位差观察及测量正弦信号的相位差 （1） 调节函数信号发生器，使之输出 F=1KHZ，有效值为 1V 的正弦信号。(电压的 有效值用交流毫伏表监测)。 （2） 如图2所示，将示波器垂直轴工作方式选择开关（MODE）置于ALT即双踪显 示位置，内
6、部触发信号源选择开关（INT TRIG）置于CH2或VERT MODE档，用CH1、 CH2测试笔同时分别观测uac、ubc两信号，显示屏上出现两个正弦波，如波形不稳定，可 调节“LEVEL”旋钮。读出两正旋波形的周期T，幅值及相位差1，记入表3中。 表3 1 2 Uac（V） Ubc（V） 测量参数测量参数 图2 测量相位差的电路 图3 电压与电流相位差的计算 一周期格数一周期格数 W（cm） 扫描速度扫描速度 （ms/cm） 周周 期期 T（ms） 峰峰- 峰值格数峰值格数 h（cm） 灵敏度灵敏度 （V/cm） 峰峰- 峰值峰值 UPP（V） 有效值有效值 U（V） aa Cc bcCH
7、2 CH1 信号源 示波器 uac ubc 0.047F 100 1 o t 2 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 4 五、总结五、总结 1使用电子仪器时为什么要“共地” ，不“共地”是否影响观测到的信号波形？ 2调节示波器的灵敏度旋钮和调节信号发生器的幅度旋钮时，示波器荧光屏上的 波形的幅度都发生变化，问有何不同？ PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 5 实验二 基本单管放大器 一、实验目的 1掌握基本单管放大电路的工作原理。 2学习测定单管放大器的静态工作点和电压放大倍数。 3 观察和研究电路参数的变化对放大器的静态工作点、 电
8、压放大倍数和输入波形的影 响。 4熟悉常用电子仪器及模拟电路实验箱的使用。 二、仪器设备 模拟电路实验箱 万用表 示波器 函数信号发生器 三、实验原理 如图1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。 它的偏值电路采用Rb1和Rb2 组成分压电路，并在发射极中接有电阻Re，以稳定放大电路的静态工作点。当在放大器的 输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui 相位相反，幅值被放大 了的输出信号UO， 从而实现电压放大。 放大器的基本功能是不失真地放大信号， 由于晶体 三极管是非线性元件，当晶体三极管工作进入非线性区时，将产生波形失真。为此，必须 给放大电路设置适当的静态工作点
9、。静态工作点主要取决于基极偏置电流IB，因此，调整 静态工作点主要是通过调整偏置电阻Rb的数值，使放大器获得合适而稳定的静态工作点。 在图1中， 当流过偏置电阻RB1、 RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB（一般510倍） ，则它的静态工作点可用下式估算： UBUCCRB1/（RB1+RB2） IE = （Ub- UBE）/ RE IC UBE=Ucc - Ic（RC+RE） 电压放大倍数： Av = - （RCRL）/rbe PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 6 图1实验电路 其中：R = 10k，RB1 = 20k，RB2 = 20k+100k，RC1
10、= 2.4k，RC2 =1.2k， RE = 1k，RF = 100, RL1 =2.4k, RL2 =1.2k，C1 = 10F，C2 =10F， C3 =100F，60，T :3DG6 ，K1 :单向开关，K2：单向开关 1静态工作点的测试静态工作点的测试 对放大电路有一基本要求，就是输出信号尽可能不失真。所谓失真，是指输出信号的 波形不同于输入信号的波形。引起失真的原因有多种，最基本的原因是静态工作点不合适 或信号太大。 测量放大器的静态工作点，应在输入信号为零的情况下进行，即将放大器输入端与地 端短接，然后用直流电表分别测Ic、UB、Uc和UE。一般实验中，为避免断开集电极，均 采用测
11、量电压的方法，然后计算出Ic。 静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic（或UcE）调整与测试。静态工作点偏高， 放大器在加入交流信号后容易产生饱和失真， 此时uo的负半周将被削底； 静态工作点偏低， 产生截止失真， uo的正半周被缩顶 （一般截止失真不如饱和失真明显） 。 改变电路参数Rc、 Rb都会引起静态工作点的变化，通常采用改变Rb 的办法来改变静态工作点，例如减小RB 可使静态工作点提高。 2电压放大倍数的测量电压放大倍数的测量 调整放大器到合适的静态工作点，输入交流信号，在输出不失真的情况下，用交流毫 表测输入信号有效值Ui和输出信号有效值Uo 则： AV = Uo Ui + +
12、UCC RC1 RB2 C2 +K2 uo C3 RB1 us C1 R RE T ui RF PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 7 四、实验内容 1测试并调整静态工作点测试并调整静态工作点 将实验箱上12V 电源接至 UCC端，接通电源，调节 Rw，用万用表直流电压档监测 使UE=2.0V（Ic=2.0mA） ， 再测量UB、 UC。 用万用表欧姆档测量RB2 值 （注意： 测量 RB2 值时应将K2断开） 。记入表1中。 表1 2测量电压放大倍数测量电压放大倍数 调节函数信号发生器为f=1KHz的正弦信号。 接入放大电路的输入端us， 用交流毫伏 表监测使U
13、i=10mv。用示波器观察放大器的输入、输出波形。在波形不失真（即为正常的 正弦信号）的条件下用交流毫伏表测量几种条件下的Uo值。记入表2中。 表2 测测 量量 值值 计计 算算 值值 条条 件件 Ui (V) Uo (V) Av=UO/Uii 集电极电阻集电极电阻RC1=2.4K，RL=: 集电极电阻集电极电阻RC2=1.2K，RL=: 集电极电阻集电极电阻RC1=2.4K，RL=2.4 K 3观察静态工作点对输出波形失真的影响观察静态工作点对输出波形失真的影响 （1） 调工作点为合适位置， 观察不失真情况下uO波形， 将输出波形uO记入表3中。 （2） 逐渐增大输入信号，直到uO的正负半周
14、波形都出现失真。将输出波形uO 记入 表3中。 （3） 观察静态工作点不合适产生的非线性失真 测测 量量 值值 计计 算算 值值 UC (V) UE (V) UB (V) R B2 (K) UCE (V) UBE(V) IC (mA) PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 8 调节输出波形uO为最大不失真，改变RW的值，调节工作点为偏高、偏低，观察 输出波形uO的变化 ，将各种条件下的输出波形记入表3中。 表3 条条 件件 输出电压波形（两个周期波形）输出电压波形（两个周期波形） 失真类型失真类型 工作点合适工作点合适 输出波形不失真输出波形不失真 工作点合适工作点合适 输入信号幅度太大输入信号幅度太大 工作点偏高工作点偏高 输出波形失真输出波形失真 工作点偏低工作点偏低 输出波形失真输出波形失真 五、总结 1能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？为什么实验中采用间接测量方法？ 2分析电压放大倍数与哪些因素有关？ 3根据实验结果，说明放大器静态工作点对放大器波形失真的影响。 4分析讨论在调试的过程中出现的问题。 预习报告要求： 实验前复习本实验有关内容， 根据实验电路计算电路静态工作点及电压放大倍数。 （要 求画出电路图并写出计算过程） PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建
