1、模電實驗講稿 宣 冶 2006.41實驗要求1) 預習理論知識及實驗指導書，明確實驗目的，實驗原理，實驗方法與步驟。實驗結果的預計，通過理論分析，對實驗結果進行分析和估算。擬出實驗步驟，設計實驗數據表格, 每次實驗必須提前交預習報告。實驗時要注意安全，如發現有異常氣味或事故時，應立即切斷電源，保持現場，并向指導教師報告，待故障排除后才能繼續進行實驗。 2) 仔細觀察實驗過程的各種現象，如實記錄實驗條件，實驗數據和波形，思考、分析判斷其正確性，如發現測試結果有異常時，應能獨立思考，分析原因，耐心排除。最后應記錄故障及如何解決的方法。3) 實驗做完后先不拆線路，應將實驗記錄送交指導教師審閱，經同意

2、后再拆除線路，清理現場，并將全部儀器設備恢復原狀，設備整理后的情況應讓指導老師過目，經指導教師同意后才能離開實驗室。4) 愛護實驗設備，與本次實驗無關的實驗設備、器材均不可擅自拿用，凡有損壞，均應檢查原因，并按規定條例處理。5)保持實驗室安靜整潔，實驗室內不得吸煙、吃零食，不得喧嘩，不得使用傳呼機、手機。 2“實驗報告”的內容寫出實驗目的,實驗時間。寫清儀器設備的名稱與型號。畫出實驗的測試電原理圖。整理實驗過程中的原始數據及波形(可以設計表格填入；也可以使用坐標紙畫出曲線)。對實驗結果進行分析討論(將測量數據與理論計算值比較；分析產生誤差的原因；)。記錄實驗過程中所遇到的問題及解決的過程和方法

3、。通過實驗得出什么結論，寫出實驗總結。提出改進建議。 3對“實驗報告”的書寫要求 書寫簡潔工整、文理通順，圖表齊全工整，討論要深入，結論要簡明。 4實驗一 常用電子儀器的使用實驗目的 1、熟悉常用電子儀器的面板各旋鈕的作2、學會常用電子儀器的正確使用方法。5預習內容及思考問題1、熟悉常用電子儀器的功能用途及使用方法。2、如何用示波器測正弦波的電壓、周期、頻率?3、測量直流電壓、交流電壓各選用什么儀表。4、萬用表能否用來測交流電壓？毫伏表能否測直流電壓？ 6實驗原理 實驗中要對各種儀器進行綜合使用，儀器與被測實驗線路間的布局與連接如右圖所示。接線時應特別注意，各儀器的地端必須連接在一起。即形成“

4、共地”。這樣能防止干擾使測試穩定。7MF500型萬用表8500型萬用表9 DF1641D交流函數信號發生器 用來產生頻率為.1Hz2MHz、幅度：大于20Vpp正弦信號，并分別給毫伏表和示波器提供信號。10主要技術指標（1）波形: 正弦波，方波，三角波，正向和反向脈沖波，正向和反向鋸齒波，TTL和CMOS波。（2）頻率范圍: 從 0.1Hz2MHz分七檔，并連續可調， 頻率的大小在LED上直接讀出。（3）直流偏置： 010V連續可調（4）頻率計: 頻率計的測頻范圍:10Hz10MHz（5）輸出:阻抗： 5010% 幅度：大于20Vpp 衰減：20dB、40dB、60dB（疊加）（6）VCF特性

5、 輸入電壓：-5V0V10% 最大占控比1：1000 輸入信號：DC1kHz11使用說明 正常工作波形： 將“頻率選擇開關”及 “波形選擇”按鈕按下某檔時，輸出端就會產生相應的波形，同時在左邊的顯示屏上顯示出對應的頻率值。 a)輸出信號電壓幅度由”幅度調節”旋鈕進行連續調節。 b)輸出信號電壓頻率可通過“頻率選擇開關”來選擇頻率范圍，再用“頻率調節” 旋鈕進行微調，頻率的大小會在儀器左上方的屏幕上顯示出來。c)“直流偏置調節”旋鈕開關拉出時，直流電平為零。d) 輸出衰減20dB, 輸出波形的幅度衰減10倍；輸出衰減40dB， 輸出波形的幅度衰減100倍。 斜波、脈沖波：當“斜波、脈沖波”按鈕拉

6、出時，同時將“波形選擇”按鈕按下三角波或方波，輸出端就會產生斜波和脈沖波，調節此按鈕，占空比在10%90%內連續變化；將“幅度調節”按鈕拉出時，則斜波、脈沖倒相。 外測信號頻率：外接輸入信號接至“計數器輸入”端，此時顯示外測信號的頻率，當超過六位LED指標值時，溢出燈亮指示溢出。若輸入信號大于10VPP,按下“衰減20 dB ”按鈕。12DF2170A交流毫伏電壓表 本儀器為雙路晶體管毫伏表，它的測量頻率范圍為：5Hz2MHz，幅度為30F300V的交流電壓有效值。13主要技術指標： 交流電壓測量范圍：30F300V。 測量電平范圍：-90dB+50 dB - 90dBm+52dBm 測量誤差

7、：3。 頻率范圍：5Hz2MHz。 輸入阻抗：2M/2pF。 工作方式：雙通道。14使用說明： 交流電壓表用來測量正弦交流電壓的有效值，為了防止過載而損壞，測量前一般先把量程開關置于量程較大的位置處，然后在測量中逐檔減小量程。 接通電源后，應將輸入端短路，進行調零。然后將輸入端斷開，即可進行測量。 用通道選擇開關，選擇CH1或CH2通道, CH1燈亮為選通CH1通道，表頭指示為CH1通道信號的電壓值；CH2燈亮為選通CH2通道，表頭指示為CH2通道信號的電壓值。CH1量程開關控制CH1通道輸入信號，CH2量程開關控制CH2通道輸入信號。讀表：當量程開關置于1V、3V、10V等量程時，被測信號有

8、效值=（指針的小格數/該量程總的小格數）該量程的大小（量程開關黑數字代表的是V 或mV單位，紅數字代表的是dB單位。當開關板到1/0代表是電壓量程是1V或0dB，看V 或mV單位要看表頭最上面兩條線，代表總共是1V;看dB要看最下面兩條線，代表總共是0dB.） 測量完電壓應先將量程置于300V量程開關，再取掉測量線。 使用完畢，關掉電源。15V-252日立示波器示波器是一種用來觀測各種周期電壓（或）電流的儀器，本示波器可以觀測20MHz以下的信號。且可同時觀測兩個不同的信號，以便進行相位和幅值比較。為了減小示波器輸入阻抗對被測信號的影響，被信號可以通過探頭加到Y軸放大器的輸入端。這時，信號將有

9、10:1的衰減。16操作面板的說明： （1）示波器說明操作面板的說明：POWER: 電源開關。FOCUS: 聚焦調整旋鈕。TRACE ROTATION: 輝線旋轉旋鈕。INTENSITY: 輝線亮度旋鈕。CH1 INPUT: 通道1（CH1）垂直放大器信號輸入BNC插座。當示波器工作于X-Y模式時作為X信號的輸入端。CH2 INPUT: 通道2（CH2）垂直放大器信號輸入BNC插座。當示波器工作于X-Y模式時作為Y信號的輸入端。AC-GND-DC開關: 垂直放大器輸入耦合方式切換開關。AC： 經電容器耦合，輸入信號的直流分量被抑制，只顯示其交流量。GND：垂直放大器的輸入端接地。DC： 直接耦

10、合，輸入信號的直流分量和交流分量同時顯示。VOLTS/DIV:垂直軸電壓靈敏度切換、階梯衰減器開關，分十個檔位。如.5代表每格0.5V。如果使用的是10：1的探頭，計算時將幅度10。17VAR，PULL5GAIN: 可變衰減旋鈕/增益5開關。逆時針方向旋轉，可使顯示波形的幅度連續減小，直至原來幅度的1/2.5。通常情況下，應將此旋鈕順時方向旋轉到底，置于校準位置。拉出時，可將垂直方向的信號擴大5倍，如檔位.5V,代表每格.1V。POSITION，PULL INVERT: CH2的垂直位置調整旋鈕/反相開關。調節CH2軌跡在屏幕上的垂直位置。拉出時，CH2通道的信號將被反相。POSITION:

11、CH1的垂直位置調整旋鈕/直流偏移開關。調節CH1軌跡在屏幕上的垂直位置。MODE切換開關: 垂直軸工作方式選擇開關。CH1： 僅顯示CH1的信號。CH2： 僅顯示CH2的信號。ALT： 交替顯示方式。CHOP：切換顯示方式。ADD： 疊加顯示方式。TIME/DIV：掃描速度切換開關，可同時控制CH1或CH2通道。 共19檔，可在0.2s/div0.2s/div范圍選擇掃描速率。如2ms，代表每橫格是2ms.當置于X-Y位置時，示波器為X-Y工作方式。CH1為X信號通道，CH2為Y信號通道。SWP VAR： 掃描速度可變旋鈕，一般處于校準位置。（瞬時針方向旋轉到底）18POSITION，PUL

12、L10MAG：水平位置旋鈕/掃描擴展開關，用于調節軌跡在水平方向的上移動；拉出時，掃描因數10擴展，掃描時間為TIME/DIV開關指示值的1/10。a)SOURCE：觸發信號源選擇開關。 LINE：以交流電源信號作為觸發信號源。EXT： TRIG INPUT的輸入信號作為觸發信號源。INT：以CH1或CH2的輸入信號做為觸發信號源。b)INT TRIG：內部觸發信號源選擇開關。SOURCE開關置于INT時CH1： 以CH1的輸入信號做為觸發信號源。CH2： 以CH2的輸入信號做為觸發信號源。VERT MODE：交替地分別以CH1和CH2兩路信號作為觸發信號源。c)TRIG INPUT：外觸發信

13、號的輸入端子。d)TRIG LEVEL：觸發電平調整旋鈕/觸發極性選擇開關，用于調節被測信號在某一電平的觸發同步。當波形不穩定時，可調節此按紐。TRIGGER MODE：觸發方式選擇開關。AUTO：自動方式，任何情況下都有掃描線。NORM：正常方式，僅在有觸發信號時進行掃描。TV-H： 視頻-行方式。用于觀測視頻行信號。TV-V： 視頻-場方式。用于觀測視頻場信號。 19實驗內容及步驟*（1）測量示波器內的標準信號 用機內校準信號（f=1KHz2%，電壓幅度0.5V30%的方波信號）對示波器進行自檢。記入下表1-1中標準值實測值幅度0.5V頻率1KHZ20正弦信號的測量從函數信號發生器內輸出頻

14、率1kHZ,電壓峰峰值為2V,衰減置于0dB的正弦波，適當調節示波器 “電平調節”旋鈕，在顯示屏幕上就會得到穩定的正弦波形，將所測得數據記錄在表1-2中。改變函數信號發生器輸出衰減為20dB，并相應改變示波器的y軸靈敏度及交流電壓的量程，根據表1-2的內容進行實驗21實驗二 單級共射放大器研究一.實驗目的1 學習放大器靜態工作點的測量及調試方法。2 了解靜態工作點的改變對輸出波形和放大性能 的影響。3 掌握放大器電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻的測量方法.22預習內容及思考題1、實驗中測量放大器靜態工作點應選用何種儀表，測量動態參數應選用何種儀表？為什么？2、熟悉單級共射放大器的工作原理，根據

15、實驗電路（見圖2-1）（設=100）估算出靜態工作點ICQ=? UCEQ=?。估算電壓放大倍數AU=?，輸入電阻Ri=?，輸出電阻Ro=?3、本實驗中，你打算如何測量靜態工作電流ICQ及測量放大器的Ri和Ro？4、放大器空載情況下，當調節偏置電阻Rp1，使放大器的輸出波形出現飽和或截止失真時，你認為晶體管的靜態UCEQ會有怎樣相應的變化？為減小失真UCEQ應等于多少為好？5、改變靜態工作點對放大器的輸入電阻Ri有否影響？改變負載電阻RL對輸出電阻Ro有否影響？ 23實驗原理 右圖為單級共射放大電路。上偏置電阻串電位器RP1調節放大器靜態工作點 接電阻Re，可穩定靜態工作點。當在放大器的輸入端加

16、入輸入信號Ui后，可在放大器的輸出端得到一個與Ui相位相反，幅值被放大的輸出信號Uo，從而實現電壓放大。24放大器靜態工作點的理論值估算： 25動態性能參數估算： 交流電壓放大倍數：交流輸入電阻：交流輸出電阻： 26放大器靜態工作點的測量與調試 1）靜態工作點的測量 將放大器輸入端與地端短接，用萬用表分別測量晶體管各電極對地的電位UB、Uc和UE。實驗中，只要測出UE，即可用公式 IcQIEQ=UE/Re算出IcQ。27靜態工作點的調試調節Rp1可用示波器觀察輸出電壓波形的非線性失真情況。工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產生飽和失真，此時Uo的負半周將被削底;如工作點偏低則易產生截止失真

17、，即Uo的正半周被縮頂（一般截止失真不如飽和失真明顯）。 工作點選定后必須進行動態調試 在放大器的輸入端加入一定的Ui，觀察輸出電壓Uo的大小和波形是否滿足要求,如不滿足，應調節靜態工作點的位置。 另外,改變電路參數Ucc、Rc、RB（Rb1、Rb2 、Rp1）都會引起靜態工作點的變化。通常采用調節Rp1改變靜態工作點，如減小Rp1，可使靜態工作點提高。但靜態工作點最好盡量靠近交流負載線的中點。28放大器動態指標測試 1）電壓放大倍數Av的測量 調整放大器到合適的靜態工作點，然后加入輸入電壓Ui，在Uo不失真的情況下，用交流毫伏表測Ui和Uo的值,則 Av= U0/Ui輸入輸出電壓29輸出電阻

18、的測量按下圖接線，在放大器正常工作條件下，測出K斷開和K閉合時的輸出電壓UL,由公式可求出Ro:測量中必須保持RL接入前后輸入信號的大小不變.30輸入電阻的測量圖2-3電路在被測放大器的輸入端與信號源之間串入電阻Rs,在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測出Us和Ui，則根據輸入電阻的定義可得: 因為 故 31實驗內容及步驟1、放大器靜態工作點的測量。按圖接線并接通Vcc=+12V電源。調節Rp1,用萬用表直流電壓擋測量三極管發射極的對地電壓，使其UE=2V。再測Uc、UB及UBEQ、UCEQ的值，記入下表中。32動態測量：測量放大器的電壓放大倍數從函數信號發生器輸出f=1kHz,Ui=10

19、mV的正弦信號，接入放大器的輸入端.用示波器監視輸出電壓的波形，在波形不失真的條件下，用交流毫伏表測量Ui、Uo交流電壓有效值記入表2-2中。33測量放大器輸入電阻和輸出電阻從函數信號發生器輸出f=1kHz的正弦信號，在輸出電壓波形不失真的條件下，用交流電壓表測出Us=10mv時、Ui、Uo和UL的值記入表2-3中34觀察靜態工作點對輸出波形失真的影響 a) 調節Rp1使UE=2v，并測出Uc.再逐漸加大輸入信號，使輸出電壓Uo足夠大但不失真。然后保持輸入信號不變，分別增大和減小Rp1，使波形出現失真，繪出Uo的波形， b) 保持輸入信號不變，增大Rp1改變靜態工作點使輸出信號波形出現失真，記

20、錄放大器的靜態UE和Uc的值及輸出電壓的波形并判斷失真的類型。 c) 保持輸入信號不變，減小Rp1改變靜態工作點使輸出信號波形出現失真，記錄放大器的靜態UE和Uc的值及輸出電壓波形并判斷失真的類型。 d) 將實驗數據及波形記入表中。 35實驗報告1、列表整理測量結果,并把實測值與理論 計算值相比較,分析產生誤差的原因.2、分析討論在調試過程中出現的問題。思考: 怎樣才有利于放大器不失真放大？ 如何提高放大器的電壓放大倍數？ 36實驗四 OTL 功率放大器一、實驗目的熟悉OTL功率放大器的工作原理，掌握OTL功率放大器主要性能指標及測試方法。 37二、預習內容及思考問題 復習OTL電路的工作原理

21、，電路中各三極管工作在什么狀態？ 交越失真產生的原因是什么？怎樣克服交越失真？ 明確功率放大器的最大不失真輸出功率Pom(額定功率)、效率、頻率響應（即通頻帶）、輸入靈敏度的含意。 根據實驗原理圖試估算最大不失真輸出電壓Uom=？，額定功率Pom=？，效率=? 為了不損壞輸出管，調試中應注意什么問題？38三、實驗原理說明 右圖為OTL低頻功率放大器實驗原理圖， V1組成前置放大級(推動級), V2 、V3是一對參數對稱的NPN和PNP型晶體三極管組成互補對稱OTL功放電路。當輸入正弦交流信號Ui時，經前置放大管V1放大、倒相后作用于V2 、V3 管的基極，再經V2、 V3管互補對稱放大后在負載R7上就得到了完整的正弦波。 前置放大管V1工作于甲類放大狀態，調節偏置電阻RP1,就可調節集電極靜態電流Ic1的大小，Ic1的一部分流經二極管Z1、Z2，給V2、V3提供偏壓。 由此可見，調節Rp1的大小，就可改變Z1、Z2的管壓降，可以使V2、V3管獲得合適的