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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。实验一常见电子仪器使用一、 实验目的( l) 了解双踪示波器、 低频信号发生器、 稳压电源、 晶体管毫伏表及万用表的基本工作原理和主要技术指标。( 2) 掌握用双踪示波器测量信号的幅度、 频率、 相位和脉冲信号的有关参数。( 3) 掌握低频信号发生器和晶体管毫伏表的正确使用方法。( 4) 掌握万用表的使用方法, 学会用万用表判断二极管、 三极管的电极和性能的方法。二、 实验原理在电子技术实验里, 测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时, 最常见的电子仪器有: 示波器、 低频信号发生器、 直流稳压电源、 晶体管毫伏表、 数字式(
2、或指针式) 万用表等, 如图11所示。图1l电子技术实验中测量仪器、 仪表连接图示波器: 用来观察电路中各点的波形, 以监视电路是否正常工作, 同时还用于测量波形的周期、 幅度、 相位差及观察电路的特性曲线等。低频信号发生器: 为电路提供各种频率和幅度的输人信号。直流稳压电源: 为电路提供电源。晶体管毫伏表: 用于测量电路的输人、 输出信号的有效值。数字式( 或指针式) 万用表: 用于测量电路的静态工作点和直流信号的值。三、 实验仪器及设备( 1) 低频信号发生器1台( 2) 晶体管毫伏表1台( 3) 双踪示波器1台( 4) 双路稳压电源1台( 5) 数字式万用表l块( 6) 微型计算机系统1
3、套四、 实验内容及步骤1稳压电源接通电源开关, 调电压调节旋钮使两路电源分别输出3和+12v, 用数字式万用表”DCV”档测量输出电压的值。分别使稳压电源输出30v、 15V, 重复上面过程。2晶体管亳伏表是一种专门用来测量交流小信号电压的电子仪表。测量频率范围10Hz1MHz, 量程范围从1mV300V,误差范围一般不超出5%。使用时应注意根据被测信号大小选择适当的量程, 应以指针偏转不低于满量程的三分之一为宜。输入端连线应注意区分信号端与接地端的正确接法。从仪表上可读出电压值和相应的标准分贝值。要注意量程与刻度值间的换算关系, 以免产生读数错误。3低频信号发生器该仪器可输出正弦波、 方波和
4、矩形波, 频率范围从10Hz1MHz, 可同时显示输出信号的有效值和频率大小。输出端口可根据模拟电路和数字电路实验的要求选择相应端口, 较为适合作为实验用。( l) 信号发生器输出频率的调节方法按下”频率倍乘”波段开关, 配合面板上的”频率调节”和”频率微调”旋钮可使信号发生器输出频率在10Hz1MHz的范围改变。输出信号的频率显示在”频率显示器”上, 单位的指示灯亮。( 2) 信号发生器输出幅度的调节方法”电压输出”端是仪器频率信号的输出端。由”波形选择”开关选择输出信号的波形, 按下”衰减”开关和”幅度”旋钮便可在输出端得到所需的电压, 其输出为0-10v的范围。”TTL输出”端输出TTL
5、脉冲波, 由”脉宽调节”旋钮调节脉宽。”单脉冲输出”端输出单脉冲信号, 单击键输出一个单脉冲。( 3) 低频信号发生器与毫伏表的使用使信号发生器输出正弦波信号, 其频率为lkHz; 调节”输出调节”旋钮, 使输出电压显示屏5, 分别置分贝衰减开关于0dB、 20dB、 40dB、 60dB、 80dB档, 用毫伏表分别测出相应的电压值。4双踪示波器该仪器是一种可同时观测两路信号的示波器。其垂直通道频率响应为20MHz, 灵敏度为5mV/div, 扩展时达1mV/div。时间与幅度测量误差不大于5%, 最高扫描速度达0.5S/div。输入阻抗约1M, 最大电压小于400VP-P值。信号接入在信号
6、要求不高的场合, 一般选用开路电缆线, 连接时要分清测量端和接地端, 切勿接错。一般黑端接地。我们可用它来测量一个信号的幅度、 周期, 经过f=1/T可求出信号的频率; 也能够测量直流电压的大小。如果利用示波器的双踪工作方式, 还能够求出两个同频信号的相位差。( l) 使用前的检查与校准先将示波器面板上各键置于如下位置: ”触发方式”开关位于”AOTU”; ”触发源”开关位于”INT”; ”DC, CND, AC”开关位于”GND”; ”垂直工作方式”开关位于”CH1(或CH2)”; ”内触发”开关位于”CH1(或CH2)”; ”TIMEDIV”旋钮位于”0.5msdiv”档。开启电源后, 示
7、波器屏幕上应显示一条扫描线, 调节”辉度”、 ”聚焦”各旋钮使屏幕上观察到的扫描线细而清晰。调节”水平位移”和”垂直位移”旋钮, 使扫描线位于示波器显示屏的中心。将”DC, CND, AC”开关位于”AC”。然后用同轴电缆将校准信号输出端”CAL”与CH1(或CH2)通道的输人端相连接。屏幕上出现校准信号。( 2) 交流信号电压幅值的测量将”DC, CND, AC”开关位于”AC”, 然后用同轴电缆将低频信号发生器信号输出端与CH1(或CH2)通道的输人端相连接。使低频信号发生器产生信号频率为1kHz、 信号幅度为5v, 适当选择示波器灵敏度选择开关”OLTSDIV”的位置, 使示波器屏上能观
8、察到完整的正弦波。如果波形叠加在一起, 能够调节”LEVEL”旋钮, 使波形稳定。则此时”OLTSDIV”旋钮所指示的值表示显示屏上纵向每格的电压值, 根据被测波形在纵向高度所占格数便可读出电压的数值, 将信号发生器的”衰减”置于表11中要求的位置并测出其结果记人表中。表11输出衰减( dB) 020dB40dB60dB示波器( OLTSDIV) 位置峰峰波形高度( 格) 峰峰电压( 伏) 电压有效值( 伏) 注意: 若使用10: l探头电缆时, 应将探头本身的衰减置考虑进去。( 3) 交流信号频率的测量将示波器扫描速率中的”微调”旋钮置于校准位置, 在预先校正好的条件下, 此时扫描速率开关”
9、TIME/DIV”的刻度值表示显示屏横向坐标每格所表示的时间值。根据被测信号波形在横向所占的格数直接读出信号的周期, 若要测量频率只需将被测的周期求倒数即为频率值。按表12所示频率, 由信号发生器输出信号, 用示波器测出其周期计算频率, 并将所测结果与已知频率比较。表12信号频率( kHz) 1510100200扫描速度( TIME/DIV) 一个周期占有水平格数信号频率( 4) 两个波形同步观察”垂直工作方式”开关位于”ALT”( 交替) 或”CHOP”( 断续) 使就能够观察两个波形。( ”ALT”用于观察频率高的信号, ”CHOP”用于观察频率低的信号。) ”内触发”位于”VERTMOD
10、E”5用万用表检查晶体管( 1) 用万用表判断二极管的质量与极性根据二极管单向导电特性, 用万用表”二极管及通断测试”档进行测量( 注意: 红表笔的极性为) 。用红表笔与黑表笔碰触二极管的两个电极, 表笔经过两次对二极管的交换测量, 若一次显示屏上无示数( 二极管反向截止) , 另一次显示屏上显示二极管正向导通压降的近似值, 则可认定被测二极管是好的。当显示屏上显示二极管正向导通压降的近似值时, 黑表笔接的是二极管的负极, 另一端为正极。( 2) 用万用表判断三极管的电极与质量判断晶体三极管基极b。以NPN型晶体三极管为例, 用红表笔接某一个电极, 黑表笔分别碰触另外两个电极, 若测量结果是显
11、示屏上读数都为二极管的正向导通压降, 则可断定第一次测量中红表笔所接电极为基极。判断晶体三极管发射极e和集电极c。确定三极管基极b后, 再测量e、 c极间的电阻, 然后交换表笔重测一次, 两次测量的结果应不相等, 其中电阻值较小的一次为正常接法, 正常接法对于NPN型管, 红表笔接的是c极, 黑表笔接的是c极, 对于PNP管, 黑表笔接的是e极, 而红表笔接的是c极。五、 思考题1使用示波器时若要达到如下要求应调节哪些旋钮和开关? ( 1) 波形清晰, 亮度适中; ( 2) 波形稳定; ( 3) 移动波形位置; ( 4) 改变波形的显示个数; ( 5) 改变波形的高度; ( 6) 同时观察两路
12、波形。2用示波器测量信号的频率与幅值时, 如何来保证测量精度? 3示波器触发来源分为”内部”外部”, 其作用是什么? 如何正确使用? 4双踪示波器的”断续”和”交替”工作方式之间的差别是什么? 5晶体管毫伏表能否测量20Hz以下的正弦信号, 在使用时应注意什么? 实验二单管放大电路一、 实验目的( l) 学习如何设置放大器的静态工作点及其调整方法; ( 2) 学习放大器的放大倍数、 频率响应、 输人电阻和输出电阻的测量方法; ( 3) 掌握放大器电路的设计、 安装及凋试方法; ( 4) 进一步熟悉晶体管参数的测试。二、 实验原理1放大器的静态工作点放大器静态工作点的设置与调整是十分重要的, 静
13、态工作点的合理设置能使放大器工作稳定可靠。( 1) 静态工作点的选择首先应使放大器产生的非线性失真最小, 动态范围最大。在放大器中, 由于晶体管特性的非线性, 当静态工作点选择不当, 输人信号的变化范围进人晶体管非线性区域时, 就会引起非线性失真。如图2-1所示为放大器电路及其晶体管的输人输出特性曲线。从图上能够看出晶体管的输人特性曲线iBuBE, 输出的特性曲线iCuCE均为非线性; 因此能够得出两点结论: 输人信号的幅度较小, 适当提高工作点电流就会降低非线性失真, 但以输人信号不进入饱和区为限。静态工作电流相同时, 输人信号的幅度越小, 非线性失真也越小。图2-1晶体管放大器电路图及晶体
14、管的输人、 输出特性再者当静态工作点选择不当时, 输人信号正半周进人饱和区, 或是负半周进人截止区, 从而引起输出信号产生限幅失真, 如图2-2所示。从图上分析, 输人信号变化范围不应超过交流负载线A、 B两点。因此为了扩大输出动态范围, 放大器的静态工作点Q应选在交流负载线的中点。图2-2放大器负载线( 2) 静态工作点的选择对放大器增益的影响晶体管一般采用微变等效电路, 放大器的电压放大倍数为: 式中rbe是晶体管的共发射极输人阻抗, 它与工作电流有关, 可写为: 式中是晶体管基区电阻, 基本上不随工作电流而变, IEQ是发射极静态工作电流。由上面分析可知, 静态工作点将影响输出波形的非线
15、性、 放大器的最大输出幅度及放大倍数。因而选择工作点时, 应首先在负载上得到所需的幅度及非线性要求的情况下尽可能获得最大增益。( 3) 静态工作点的设置为了稳定静态工作点, 一般采用分压式偏置电路及电流负反馈电路来设置静态工作点。如图2-3所示。图中晶体管发射极上接了一个电阻RE, 基极上接了两个分压电阻Rb1和Rb2。这种设置使静态工作点温度稳定性高。其原因在于晶体管基极电位UBQ基本上由Rb1和Rb2决定, 即图2-3分压式偏置及电流负反馈放大电路由于IBQ本身比较小, Rb1和Rb2的数值又取得不大, 可近似认为UBQ为恒定值。当温度变化时, 晶体管ICQ变化, 例如ICQ随温度升高变大, 那么UEQ肯定随之升高, 由于UBQ不变, 就必然使UBEQ减小, 从而引起IBQ减小, 则ICQ要相应减小一些, 结果ICQ随温度升高而增加的部分将大部分被IBQ的减小所抵消, 起到了稳定静态工作点的作用。(4)静态工作点的调整描述静态工作点的参数是ICQ、 UCEQ和IBQ, 一般用数字式万用表测出就能
