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1、 1 20152016 学年第三学期学年第三学期 模拟电子电路实验模拟电子电路实验 教教 学学 计计 划划 和和 要要 求求 东南大学电工电子实验中心东南大学电工电子实验中心 2016 年年 3 月月 2 一、一、基本情况：基本情况： 总 学 时： 32 学时比例： 1（课内） ： 1（课外） 学 分： 1 学分 适用范围： 6、8、11、22 全体学生 先修课程： 高等数学、物理、电路分析、电子电路基础 实验教材： 电子线路实践王尧等编，东南大学出版社出版 实验地点： 九龙湖校区电工电子实验楼，电子技术实验 18 室 实验模式： 集中与开放相结合 实验时间： 2016.32016.6 二、二
2、、 教教学要求学要求： 预习要求：预习要求： 1、 进实验室前必须完成本次实验预习报告，内容包括： 1) 实验电路功能描述、系统框图和详细设计过程； 2) 实验电路原理图，并用 MultiSim 软件进行仿真； 3) 实验电路硬件搭接； 4) 如果实验有预习思考题，提交预习思考题答案。 2、 在进实验室前完成与所做实验相关的预习内容，并将其写在实验报告的实验原理部 分，对正确性无把握的可先写在其他纸上，完成实验后再补到实验报告上。 3、 实验电路必须在进实验室前完成预搭接，在实验室以电路调试为主。 4、 预习中有问题可以登录电工电子实验中心的网站查找解答或提出问题。电工电子实 验中心网址为：h
3、ttp:/，预习时请访问该平台以了解您准备完成的实验 内容是否有变动、提示或其他通知，也可以直接和您的带班教师联系，具体联系方 式可询问各自的带班教师。 实验要求：实验要求： 1、 实验采用集中授课+开放模式，实验前请仔细阅读开放实验规章制度，并在以后的 实验中认真遵守。 2、 每次实验要记得带校园卡、元器件、单股连接线、丁字线和所发的面包板。丁字线 和面包板请妥善保管，勿丢失或损坏，否则将照价赔偿。 3、 在进入实验室时，请在刷卡机上出示您的校园卡，在刷卡机分配的实验室和实验座 位上完成实验，严禁窜座。 4、 进入实验座位后请先检查自己座位上的仪器， 如有缺失和损坏请及时通知值班教师 处理，
4、实验过程中如果发生仪器故障，也请和值班教师联系，值班教师检查确认后 才可以更换，严禁严禁自己用其他实验座位上的仪器更换。 5、 按实验设计方案搭接和测试电路，认真检查确保无误后方可通电测试。 6、 认真记录实验数据和实验波形， 所有数据和波形都要分析判断， 并与仿真波形对比， 确保其正确。 7、 要求实物验收的实验内容，完成并记录所有实验数据后，请指导老师验收，验收通 过后方可拆除电路结束实验。 8、 实验过程中遇到故障要独立思考，耐心查找故障原因并排除，记录故障现象、排除 故障的过程和方法。 9、 实验中若发生异常现象， 应立即切断电源， 并通知指导老师处理。 如有元器件损坏， 可到金智楼
5、412 室购买。 10、 每个开放实验室的教室前方配有电烙铁，焊接结束后，请务必拔掉电烙铁的电源。 3 11、 开放实验每次至少要完成一项实验内容，单次实验时间不少于 1 个小时。 12、 实验中途请勿随意离开实验室，如确实有特殊情况请向指导教师请假。 13、 实验完成后请将仪器归位并关闭仪器电源、整理线缆、打扫干净实验桌面，然后 刷卡下机。 实验报告要求：实验报告要求： 1、 实验报告应该包括以下几个部分： 1) 实验目的和要求； 2) 实验原理， 请不要大量抄书上已有的内容， 实验原理包括实验电路的设计过程、 系统框图、原理图、测试方案等，要求在实验前完成； 3) 实验仪器，实验中用到的仪
6、器设备； 4) 实验记录，记录实验具体步骤、原始数据、实验过程、实验中遇到的故障现象、 排除故障的过程和方法等； 5) 实验分析，对实验结果进行分析比对； 6) 实验思考题，如有，提交思考题答案； 7) 实验小结，总结实验完成情况，对设计方案和实验结果做必要的讨论，简述实 验收获和体会； 8) 参考资料，记录实验过程阅读的有关资料，包含资料名称、作者等。 2、 模拟电路实验结果验证一般包括波形验证、功能验证、实验分析。 1) 波形验证结果，要求记录在坐标纸上，并标注波形的各项参数，记录的时候注 意多路波形之间的时序关系； 2) 功能验证结果，要求用表格记录； 3) 记录实验波形和实验数据之后，
7、一定要对其进行实验实验分析分析。 3、 实验报告必须在指定时间完成并提交。 三、三、 实验教学计划：实验教学计划： 教学周教学周 时数时数 实验内容实验内容 实验方式实验方式 第 6 周 3 运算放大器的基本应用 集中上课 第 7 周 3 运算放大器的基本应用（续） 开放 第 8 周 3 增益自动切换放大电路设计 集中上课 第 9 周 3 增益自动切换放大电路设计（续） 集中验收 第 10 周 3 三极管放大电路设计 集中上课 第 11 周 3 三极管放大电路设计（续） 开放 第 12 周 3 信号的产生、分解及合成 集中上课 第 13 周 3 信号的产生、分解及合成（续） 集中验收 第 14
8、 周 3 音响电路设计 集中上课 第 15 周 3 音响电路设计（续） 集中验收 第 16 周 考试 4 四、四、 考核方法：考核方法： 本课程最终成绩由每个实验的成绩和期末考试成绩组成。 期末考试采取给出题目， 设计 并搭试电路的模式。具体成绩组成如下： 运算放大器的基本应用 10 增益自动切换放大电路设计 20 三极管放大电路设计 10 信号的产生、分解及合成 20 音响电路设计 20 期末考试 20 每个实验的评分组成如下： 实验内容 预习 预搭 验收 报告 运算放大器的基本应用 20% 30% 20% 30% 增益自动切换放大电路设计 10% 20% 50% 20% 三极管放大电路设计
9、 20% 30% 20% 30% 信号的产生、分解及合成 10% 20% 50% 20% 音响电路设计 10% 20% 50% 20% 注：期末考试卷面分数低于 45 分，实验最终成绩不及格。 五、五、 本学期开放时间安排本学期开放时间安排 1、 开放实验时间(6-15 周) 1) 周一 14:0016:30（上午实验室检修） 2) 周二 09:3021:00 (13-14 周下午 13：00-18：00 不开放，满课) 3) 周三 14:0021:00（上午满课） 4) 周四 09:3021:00 (9-12 周下午 13：00-18：00 不开放，满课) 5) 周五 09:3016:30
10、6) 周六 09:3016:30 7) 其他时间如实验室有空位也可插班实验 2、 法定假期和校历规定的假期，实验室不开放； 3、 开放时间如有变更，将在实验中心主页上提前通知，来实验室前最好请访问实验中 心主页确认是否开放。 5 实验一实验一 运算放大器的基本应用运算放大器的基本应用 一、一、 基本信息基本信息 实验时数：实验时数： 6 学时+课外开放 实验检查：实验检查： 预习、预搭检查，部分实验验收，提交实验报告 二、二、 实验实验目目的的 1. 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法； 2. 熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法； 3. 了解运算放大器的主要直流参数（
11、输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、 温度漂移、共模抑制比，开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等） 、交流 参数（增益带宽积、转换速率等）和极限参数（最大差模输入电压、最大共模输入 电压、最大输出电流、最大电源电压等）的基本概念。 4. 熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法。 三、三、 实验内容实验内容 内容一：内容一： 反相输入比例运算电路各项参数测量实验（预习时，查阅 A741 运放的数据手册， 自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数，解释参数含义） 。 图 1.1 反相输入比例运算电路 A741 管脚图 (1) 图 1.1 中电源电压 15V，
12、R1=10k，RF=100 k，RL100 k，RP10k/100k。按 图连接电路，输入直流信号 Ui分别为2V、0.5V、0.5V、2V，用万用表测量对6 应不同 Ui时的 Uo值，列表计算 Au并和理论值相比较。其中 Ui通过电阻分压电路 产生。 (2) Ui 输入 0.2V（有效值） 、 1kHz 的正弦交流信号，在双踪示波器上观察并记录输入 输出波形，在输出不失真的情况下测量交流电压增益，并和理论值相比较。注意此 时不需要接电阻分压电路。 (3) 输入信号频率为 1kHz 的正弦交流信号，增加输入信号的幅度，测量最大不失真输 出电压值。 (4) 用示波器 X-Y 方式，测量电路电压的
13、传输特性曲线（教师（教师当堂验收）当堂验收） ，计算传输特 性的斜率和转折点值。 (5) 电源电压改为 12V，重复(3)、(4)，并对实验结果进行分析比较。 (6) 重新加负载（减小负载电阻 RL） ，使 RL220，测量最大不失真输出电压，并和 RL100 k 数据进行比较，分析数据不同的原因。 （提示：考虑运算放大器的最大 输出电流） 。 内容二：内容二： (1) 设计一个同相输入比例运算电路，放大倍数为 21，且 RF=100 k。输入信号保持 Ui0.1Vpp 不变，改变输入信号的频率，在输出不失真的情况下，测出上限频率 fH 并记录此时的输入输出波形，测量两者的相位差，并做简单分析
14、。 (2) 输入信号为占空比为 50%的双极性方波信号，调整信号频率和幅度，直至输出波形 正好变成三角波，记录该点输出电压和频率值，根据转换速率的定义对此进行计算 和分析（这是较常用的测量转换速率的方法） 。 (3) 将输入正弦交流信号频率调到前面测得的 fH，逐步增加输入信号幅度，观察输出波 形，直到输出波形开始变形（看起来不象正弦波了） ，记录该点的输入、输出电压 值， 根据转换速率的定义对此进行计算和分析， 并和手册上的转换速率值进行比较。 (4) RF改为 10 k，注意调整 RP的阻值，重复内容二（1） （2） 。列表比较前后两组数 据的差别，从同相比例放大器增益计算、增益带宽积等角
15、度对之进行分析。并总结 在高频应用中该如何综合考虑增益带宽积和转换速率对电路性能的影响。 内容内容三三： 设计电路满足以下加法运算关系（预习时设计好电路图，并用 Multisim 软件仿真) ： i1i2Uo2U5U Ui1接入方波信号，方波信号从示波器的校准信号获取（模拟示波器的校准信号为 1KHz、 1V（峰峰值）的方波信号，数字示波器的校准信号为 1KHz、5V（峰峰值）的方波信号） ，Ui2 接入 5kHz，0.1V（峰峰值）的正弦信号，用示波器观察输出电压 Uo 的波形，画出波形图并 与理论值比较。实验中如波形不稳定，可微调 Ui2的频率。 四、四、 实验要求实验要求 1. 设计反相比例放大电路，计算电路中各元件参数。 2. 在 Multisim 软件平台中对所设计的电路作仿真，调整参数。其中阻容元件参数必 须符合电阻、电容参数规范。 3. 在面包板上搭试、调试电路。 4. 测量反相比例放大电路的各项参数，包括增益、幅频特性、传输特性曲线、带宽的 测量方法。 7 5. 用运算放大器设计反相比例、同相比例、加法、减法、积分、微分等电路的方法及 实验测量技能。 五、五、 预习预习思考思考 1. 查阅 A741 运放的数据手册，自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参 数，解释参数含义。 2. 设计一个反相比例放大器，要求：|AV|=10，Ri10K，
