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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。二、实验原理在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图11所示。接线时应注意，为防止外界干扰
2、，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。图11 模拟电子电路中常用电子仪器布局图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“Y 1”或“Y 2”，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：2适当调节亮度旋钮。触发方式开关置“自动” 。适当调节垂直（ ） 、水平（ ） “位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。
3、（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“Y 1”、 “Y2”、 “Y1Y 2”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
4、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（div 或 cm）与“Y轴灵敏度”开关指示值（v/div）
5、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 或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20V PP 。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3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
6、较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。三、实验设备与器件1、 函数信号发生器 2、 双踪示波器3、 交流毫伏表四、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（Y 1或Y 2），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（Y 1或Y 2），
7、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“Y 1”或“Y 2”。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11。表11标 准 值 实 测 值幅 度Up-p(V)频 率f(KHz)上升沿时间4S下降沿时间S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
8、关置适当位置，读取校正信号周期，记入表11。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11。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，
9、测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表12。表12示波器测量值 示波器测量值信号电压频率周期（ms）频率（Hz）信号电压毫伏表读数（V）峰峰值（V）有效值（V）100Hz1KHz10KHz100KHz53、测量两波形间相位差1) 观察双踪显示波形“交替”与“断续” 两种显示方式的特点Y 1、Y 2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0.5sdiv挡）和扫速较高挡位（如5 Sdiv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按图 12 连接实验电路， 将函数信号发生器的输出电压调至频率为1
10、KHz，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 12 两波形间相位差测量电路 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、Y 2的（ ）移位旋钮，使两条扫描基线重合。将 Y1、Y 2 输入耦合方式开关置“AC”挡位，调节触发电平、扫速开关及 Y1、Y 2 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 13 所示。根据两波形在水平方向差距
11、X，及信号周期 XT，则可求得两波形相位差。6图 13 双踪示波器显示两相位不同的正弦波0T6(div)X式中： X T 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 13。表 13相 位 差一周期格数两波形X 轴差距格数 实 测 值 计 算 值XT X 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。五、实验总结1、 整理实验数据，并进行分析。2、 问题讨论1）如何操纵示波器有关旋钮，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形？2)用双踪显示波形，并要求比较相位时，为在显示屏上得到稳定波形，7应怎样选择下列开关的位置？a) 显示方式选择（Y 1；Y
12、 2；Y 1Y 2；交替；断续）b)触发方式（常态；自动）c)触发源选择（内；外）d) 内触发源选择（Y 1、Y 2、交替）3、函数信号发生器有哪几种输出波形？它的输出端能否短接，如用屏蔽线作为输出引线，则屏蔽层一端应该接在哪个接线柱上?4、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？它的表头指示值是被测信号的什么数值？它是否可以用来测量直流电压的大小？六、预习要求1、 阅读实验附录中有关示波器部分内容。2、 已知 C0.01f、R10K，计算图 12 RC 移相网络的阻抗角 。8实验二晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、 学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响
13、。2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、实验原理图 21 为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用 RB1和 RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻 RE，以稳定放大器的静态工作点。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 u0，从而实现了电压放大。图 21 共射极单管放大器实验电路在图 21 电路中，当流过偏置电阻 RB1和 RB2 的电流远大于晶体管 T 的 基极电流 IB时（一般 510 倍） ，则它的静
14、态工作点可用下式估算CB21URUUCEU CCI C（R CR E）EBE9电压放大倍数beLCVrRA/输入电阻R iR B1 / RB2 / rbe输出电阻ROR C由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放
15、大器各项动态参数的测量与调试等。1、 放大器静态工作点的测量与调试1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号 ui0 的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流 IC以及各电极对地的电位 UB、U C和 UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压 UE或 UC，然后算出 IC的方法，例如，只要测出 UE，即可用算出 IC（也可根据 ，由 UC确定 IC） ，ECRICCRI同时也能算出 UBEU BU E，U CEU CU E。为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。2)静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流 IC（或 UCE）的调整与测试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作10点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时 uO的负半周将被削底，如图 22(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即 uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显） ，如图 22(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压 ui，检查输出电压 uO的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。(a)
