模拟电子电路实验指导书.doc

《模拟电子电路》 电子技术实验室编闽江学院计算机科学系I 模拟电子电路实验指导书 目 录目录 1准备工作 2一、实验要求 2二、实验箱简介 4三、常用电子仪器的使用 7四、万用表测定二极管和三极管的方法 9五、放大器干扰、噪声抑制和自激振荡的消除 12实验一 函数信号发生器的调试 14实验二 晶体管共射极单管放大器 20实验三 晶体管两级放大器 28实验四 场效应管放大器 31实验五 负反馈放大器 36实验六 射极跟随器 40实验七 差动放大器 44实验八 RC正弦波振荡器 50实验九 LC正弦波振荡器 53实验十 集成运算放大器指标测试 55实验十一 集成运算放大器的基本应用 62实验十二 集成运算放大器的基本应用 69实验十三 集成运算放大器的基本应用 74实验十四 集成运算放大器的基本应用 79实验十五 电压—频率转换电路 83实验十六 D/A、A/D转换器 85附：串行口实现 D/A、A/D转换实验 92实验十七 低频功率放大器 96实验十八 低频功率放大器 101实验十九 直流稳压电源 105实验二十 直流稳压电源 111实验二十一 晶闸管可控整流电路 114实验二十二 综合应用实验——控温电路 119实验二十三 综合应用实验——波形变换电路 123准备工作一、实验要求1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。

预习要求如下：1） 熟悉实验箱简介及相关注意事项2） 认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算3） 复习与实验相关的课本内容4） 了解实验目的5） 了解实验中所用各仪器的使用方法及注意事项2、使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守3、实验时接线要认真，在仔细检查，确定无误后才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源4、模拟电路实验注意：1) 在进行小信号放大实验时，由于所用信号发生器及连接线的缘故，往往在进入放大器前就出现噪声或不稳定，易受外界干扰，且我们的简易信号源调不到50毫伏以下，实验时可采用在放大器输入端加衰减的方法加以改进一般可用实验箱中电阻组成衰减器，这样连接线上信号电平较高，不易受干扰在定性分析实验时可以用我们的信号源，但定量分析实验时建议最好用外置信号源，特别是测量频率特性实验时要求很高的上限频率，只能用外置信号源为了实验效果更好，我们采用外置信号源做实验2) 三极管hFE与hfe是不同物理意义量，只有在信号很小，理论上三极管工作近似性状态时才认为近似相等，实际上万用表所测出的直流放大倍数hFE与交流放大倍数hfe是不相同的。

3) 在做实验内容时所有信号都是定量分析，为了克服干扰相应提高输入信号，为此在做实验时发现信号输入不当时自己适当调节，满足实验要求为主4) 由于各个三极管参数的分散特性，定量分析时同一实验电路用到不同的三极管时可能所测的数据不一致，实验结果不一致，甚至出现自激等情况使实验电路做不出实验的现象，这样需要自己适当调节电路参数另外,在搭建电路时连线要最少，节点要最少，防止连线干扰，产生电路自激等，从而影响实验结果5、由于实验箱大部分是分立元件，连线时容易误操作损坏元器件，故实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导教师找到原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验6、实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻插轻拔，检查电路正确无误后方可通电实验拆线时若遇到连线与插孔连接过紧的情况，应用手捏住连线插头的塑料线端，左右摇晃，直至连线与插孔松脱，切勿用蛮力强行拔出7、打开电源开关时指示灯将被点亮，若指示灯异常，如不亮或闪烁，则说明电源未接入或实验电路接错致使电源短路，一旦发现指示灯闪烁应立即关断电源开关，检查实验电路，找到原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验。

8、转动电位器时，切勿用力过猛，以免造成元件损坏请勿直接用手触摸芯片、电解电容等元件，更不可用蛮力推、拉、摇、压元器件，以免造成损坏9、 实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果（数据、波形、现象）所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路10、实验结束后，必须关断电源，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理好11、实验后每个同学必须按要求独立完成老师要求完成的实验报告二、实验箱简介本实验箱主要由分立元件组成，通过连线的方式来组成电路，可完成高等院校模拟电子电路教学的所有内容；并配有Lattice公司推出的可编程模拟器件，为高校师生提供了一个学习在系统可编程模拟器件的实验平台该实验箱主要包括以下模块：稳压源系列部分，晶阐管整流电路部分，可编程模拟器件下载接口电路部分，直流信号源部分，电源部分，集成函数信号发生器部分，运放系列部分，功率放大部分，A/D转换部分，D/A转换部分，模拟可编程器件ispPAC10、ispPAC20、 ispPAC80部分，电位器部分，晶体管系列部分，差动放大部分，恒温控制部分各部分的具体分布图参考图1实验箱元件分布图实验箱都是分立元件，实验电路虽然连接非常灵活，可以自由搭建电路，但连线时存在有误操作损坏元器件的可能，故参考图1实验箱元件分布图介绍一下所有模块及相关注意事项，从上到下，从左到右的顺序来讲：一、稳压源系列部分 1、 变压器输出：可提供交流电压7.5V和15V两种，AC为公共端，请勿短接任意两端。

2、 整流二级管：四个二极管BD1、BD2、BD3、BD4，由四个二极管可组成整流电路，BD1和BD2连在一起，BD3和BD4连在一起，可作为分立元件用于组成电路中3、 滤波电容：二个1000uF的电容，可单独用，主要用于滤波电路中，电容有正负极之分，接线时务必接对极性4、 二极管稳压电路：由一个120Ω/2W的电阻和9.1V稳压管组成注意120Ω的限流电阻是最小值，做实验时要串入适当的电阻5、 晶体管稳压电路：电路已接好，只须输入整流后的电压，注意极性不要接错，输出幅值可由1K电位器调节6、 固定稳压电路：由L7905组成的负稳压电路，电路固定，只须输入滤波后的电压即可由于是负稳压电路，输入注意极性，不可接反7、 变压器开关和指示灯：控制变压器交流输入8、 可调稳压电路：由LM317组成电路已固定，只须输入滤波后的电压，注意极性不可接错，可由5K电位器调节稳压幅值二、晶体管整流电路部分 整个电路需要连线，注意整流后的电压输入时极性不要接错，需连线接入100K的电位器、单晶管和晶阐管三、可编程模拟器件下载接口电路部分 PC机通过并行线连接到此25针接口电路，由跳线控制下载芯片对象，向VCC引入+5V电源给芯片供电，接入电源后指示灯亮。

目前软件支持并行口下载模式，USB接口有待升级用四、直流信号源部分如图2所示两组直流信号源，实际上是引入电源部分的电压通过电位器分压，为实验电路提供各种直流源和可以连续调节的电压连接方法:(1)IN1(IN3)输入+5V，IN2(IN4)输入-5V，则OUT1(OUT2)输出提供直流电压-4.2V～+4.2V;(2) IN1(IN3)输入+5V，IN2(IN4)输入地，则OUT1(OUT2)输出提供直流电压0.5V～+4.5V；(3) IN1(IN3)输入-5V，IN2(IN4)输入地，则OUT1(OUT2)输出提供直流电压-4.5V～-0.5V同样+12与-12V的接法也是这样，到时按实验要求调节所需直流电源图1实验箱元件分布图 图1 实验箱元件分布图图2 直流信号源插孔图五、电源部分整个实验箱的供电部分，提供±5V,±12V,+9V电源，通过插孔连线连接到实验中切勿将直流电源之间短接六、集成函数信号发生器部分此电路已完成连线，只须连接±12V电源即可进行实验，为定性分析实验提供信号源切勿将±12V电源接反，有时信号源没有波形主要是频率调节与幅度调节的电位器调节不当的缘故。

由于此信号源上限频率和所调小信号幅度有限，故在定量分析实验时用外置信号源七、运放系列部分此部分几乎都是分立元件，连线非常灵活，它和晶体管系列部分类似，组成电路图时可用其它部分的分立元件，可完成所有运放的实验在使用运放时要注意，不能超过其性能参数的极限值，如电源电压范围，最大输入电压范围等为防止超过极限值或使用疏忽等原因损坏运算放大器，可以采取保护措施，如运放电源接入已固定为±12V电压，另外在测量共模输入电压、差模输入电压等运放性能参数时有些运放还会出现“自锁”现象以及永久性的损坏，且共模与差模过载保护电路不同，不能同时加保护，鉴于这种情况，实验中不做相关运放性能参数测试实验，以免烧坏芯片另外由于uA741失调电压很小，在运放的应用实验时影响不大，可以不调零，但注意调零端不可接地或正电源，以免损坏运放过载保护措施如下：图3 运放过载保护示意图八、功率放大部分1、 晶体管组成功放：两个电位器需要连接，另外LTP4、LTP5、LTP6实际上没有连在一起，需要我们连接2、 集成块组成的功率放大电路：仅输入输出端和+9V电源需要连接九、模拟可编程器件ispPAC10、ispPAC20、 ispPAC80部分3、 模拟可编程器件ispPAC80：完成低通滤波器的设计。

4、 模拟可编程器件ispPAC10：完成基本放大5、 模拟可编程器件ispPAC20：内含比较器十、A/D、D/A转换部分1、 A/D转换部分：VCC为+5V电源引入端，通过CS2来选通通道，通过A/D转换软件来观察转换结果2、 D/A转换部分：VCC为+5V电源引入端，还须连接电路把IOUT2、IOUT1电流转换为电压，用软件实现转换，通过示波器观察结果十一、电位器部分实验箱上有五个不同值的电位器,分别为1K,10K,22K,47K,100K此处分布了四个在所有实验中，电位器起改变阻值作用，如图4(a)所示，连接如图4(b)所示任何一种都可以，只要知道改变阻值情况即可，在以后实验中要连接电位器时不再说明接法a) 电位器插孔图(b) 电位器连接方法图4 电位器插孔图与连接方法十二、晶体管系列部分此部分几乎都是分立元件，连线非常灵活，它和运放系列部分类似，组成电路图时可用其它部分的分立元件，可完成所有晶体管的实验此处实验连线很多，认真连线，确保电路正确再通电实验十三、差动放大部分恒流源部分和对管部分分开来,可以做长尾式差动实验十四、恒温控制部分此为一个综合实验部分，注意电源不要接错。

从元件分布图可知，各分立元件都以插孔方式跟其它元件相连，各模块间的分立元件都可以互相借用，故按原理图连线组成实验电路时都非常灵活，只要所选元件参数正确就行三、常用电子仪器的使用在。