模电实验指导书

实验一 、常用仪器的使用及常用器件的认识、检测

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、频率计等的技术指标、性能及正确使用方法。

2． 初步掌握双踪示波器观察正弦信号波形和读书波形参数的方法。 3． 认识常见的电子元器件及其检测方法。

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、频率计等。它们和万用电表在一起，可以完成对模拟电子电路的静态与动态工作情况的测试。

实验中要对各中电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，一连先简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，个仪器与被册实验装置之间的布局与连线如图1——1所示。接线是应注意，为了防止外界的干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流伏安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。

1． 示波器

在本书实验附录中已对常用的GOS-620型双踪示波器的原理和使用做了较详细的说明，先着重指出下列几点：

1） 寻找扫描光迹点

在开机半分钟后，如还找不到光点，可调节亮度旋钮，并按下“寻迹”键，从中判断光点的位置，然后适当调节垂直（↑↓）和水平（）移位旋钮，将光点移至荧光屏的中心位置。

2） 为了显示稳定的波形，需注意示波器面板上的下列几个控制开关（或旋钮）的位置。 a、“扫描速率”开关（t/div）——它的位置应根据被观察信号的周期来确定。 b、“触发源的选择”开关（内、外）——通常选为内触发。

c、“内触发源的选择”开关（拉 YB）——通常至于常态（推进位置）。此时对单一从YA或YB输入的信号均能同步，仅在作双路同时显示时，为比较两个波形的相对位置，才将其置于拉出（拉 YB ）位置，此时触发信号仅取自YB，故仅对YB输入的信号同

步。

d、“触发方式”开关——通常可置于“自动”位置，以便找到扫描线或波形，如波形稳定的情况比较差，再置于“高频”或“常态”位置，但是必须同时调节电平旋钮，使波形稳定。

3） 示波器有五种显示方式

属单踪显示有“YA”、“YB”、“YA+YB”；属双踪显示有“交替”与“断续”。作双踪显示时，通常采用“交替”显示方式，仅当被观察信号频率很低时（如几千赫兹以下），为在一次扫描过程中同时显示两个波形，才采用“断续”显示方式。

4） 在测量波形的幅值时，应注意Y轴灵敏度“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时钟

旋到底）。在测量波形周期时，应将扫描速率“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时钟旋到底），扫描速率“扩展”旋钮置于“推进”位置。 2.函数信号发生器

函数信号发生器按需要可输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。

输出信号电压幅度可由输出 幅度调节旋钮进行连续调节。输出信号电压频率可以通过频率分档开关进行调节，并由频率计数读取频率值。

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

交流毫伏表只能在其工作频率范围内，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较大位置处，然后在测量中逐 渐减小量程。

接通电源后，将输入端短接，进行调零。然后断开短路线，即可进行测量。

三、实验设备与器件

1、函数信号发生器 2、GOS-620 20MHZ双踪示波器 3、交流毫伏表

四、实验内容

1． 测量示波器内的校准信号

用机内本校准信号（方波f=1KHZ±2%,电压幅度（1V±30%）对示波器进行自检。 1）调出校准信号波形

a、 将示波器校准信号输出端通过专用电缆线与YA(或YB)输入插口接通，调节示波器

各有关旋钮，将触发开关置“自动”位置，激发源选择源选 择开关置”内”,内激发选择开关置常态，对校准信号的频率和幅值正确选 择扫描开关（t/div）及Y轴灵敏度开关(v/div)位置，刚在荧光屏上可显示出一个或数个周期的方波。

b、 分别将触发方式天关置“高频”和“常态”位置，并同时调节触发电平旋钮，调出稳定波形。体会三种触发方式的特点。 2）校准“校准信号”幅度

将Y轴灵敏度微调旋钮置“校准”位置，Y轴灵敏度天关置适当位置，读取校准信

号幅度，记入表1-1。 表1-1

幅度 频率 上长沿时间 下降沿时间 标准值 1V（P-P） 1KHz ≤2us ≤2us 实测值 3）校准“校准信号”频率

将扫描微调旋钮置“校准”位置，扫速开关置适当位置，读取校准信号周期，并用频率计进行校核，记入表1-1。

4）测量“校准信号”的上升时间和下降时间

调节Y轴灵敏度开关位置及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占中心轴上，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“扫描扩展”开关将波形再扩展10倍），并同时调节触发电平旋钮，从荧光屏上清楚的读出上升时间的下降时间，记入表1-1。 2.用示波器和交流毫伏表测量信号参数

函数信号发生器输出频率分别为100Hz、1KHz、10KHz，有效值均为IV（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。

改变示波器扫速天关及Y轴灵敏度开关位置，测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表1-2。 表1-2 信号电压 频率 100Hz 1KHz 10KHZ 示波器测量值 周期（ms） 频率（HZ） 信号电压毫伏表读数（V） 峰峰值（V） 有效值（V） 五、实验报告

1． 整理实验数据中，并进行分析。

2． 问题讨论

1） GOS-620 采用“高频”、“常态”、“自动”三种触发方式有什么区别？通过实验对

它们的操作特点及适用场合加以总结。

2） 分析内激发源选择开关置于常态和拉YB时，稳定不同输入通道（YA和YB）波

形的影响。

六、预习要求

1、

阅读实验附录中有关示波器部分内。

附：示波器、函数发生器、毫伏表、频率计使用简介。

1.示波器的使用

亮度钮：控制轨迹和光点的亮度。 滤光镜片：可以使波形易于观察。

调焦距钮：使水平轨迹与刻度线成平行的调整钮。

校正钮：用校正测试棒在此端子可以输出一个2VP-P,1KHZ的方波，用以校正以其是否能正常工作。

电源开关：电源主开关，按下电源接通，指示灯亮；凸起电源断开，指示灯灭 衰减按钮：控制CH1和CH2输入信号的衰减幅度，范围为5mV/DIV~5V/DIV,共10档。

耦合选择钮：AC：电容耦合，截至支流和极低频率信号输入。

GND：按下时隔离信号输入，并将垂直衰减器接地。 DC:直流耦合，AC与DC信号一齐放大。

信号反向钮：按下时，信号CH2将会反向。Ch2输入讯号于ADD模式时，CH2触发 截选讯号也会被反向。

输入信号选择器：CH1：当MOOD选载DUALH或ADD位置时，以CH1的输入信号 作触发源。 CH2：当MOOD选载DUALH或ADD位置时，以CH2的输入信号作触发源。 LINE：将AC电源线频率作为触发信号源。

EXT：将TRIG.IN端子输入的信号作为外部触发信号源。

触发式选择开关：

AUTO：没有触发信号或者触发信号频率小于25HZ时，扫描自动产生。 NORM: 没有触发信号是，扫描处于预备状态，屏幕不显示任何轨迹。 2．交流数字毫伏表:

改变量程键：当测试方式位MAN（手动转换量程）时，用于改变量程。按 开关，向小量程方向跳一档，按一下 开关，向大量成方向跳一档。 指示灯：OVER 当测量方式处于“MAN”,显示数字大于3100或小于290时，该指示灯亮，表示当前量程不合适。

4、测放大电路输入，输出电阻。

（1） 输入电阻测量

在输入端串接一个5K1电阻如图1.4，测量Vs与Vi，即可计算ri。

R5k1VsViriri=ViVsViR 图1.4 输入电阻测量

（2） 输出电阻测量（见图1.5）

r0VoVLRLro=(Vo1)RLVL 图1.5 输出电阻测量

在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的RL值使放大电路输出不失真（接示波器监视）,测量带负载时VL和空载时的Vo，即可计算出ro。将上述测量及计算结果填入表1.5中。

表1.5

测量输入电阻（设：Rs=5k1） 实测 Vs(mV) 五、实验报告

1. 注明你所完成的实验内容和思考题，简述相应的基本理论。

2. 选择你在实验中感受最深的一个实验内容，写出较详细的报告。要求你能够使一个

懂得电子电路原理但没看过本实验指导书的人可以看懂你的实验报告，并相信你实验中得出的基本结论。

Vi(mV) 测算 ri 估算 ri 实测 Vo RL=∞ Vo RL= 测量输出电阻 测量 Ro (KΩ) 估算 Ro (KΩ) 实验三、负反馈放大电路

一、 实验目的

1 .研究负反馈放大电路性能的影响。 2.掌握负反馈放大电路性能的测试方法。 二、实验仪器

1. 双踪示波器。 2. 音频信号发生器。 3. 数字万用表。 三、预习要求

1. 认真阅读实验内容要求，估计待测量内容的变化趋势。

2. 图3.1电路中晶体管β值为40，计算该放大电路开环和闭环电压放大倍数。 四、实验内容

1、负反馈放大电路开环和闭环放大倍数的测试 （1）开环电路

AR1c1+5k110uR351kR55k1+1v1R6100c210uR847kR103kc4+12VVo+10u1v2R2R45124kR71k8R920kRL1k5++c310uCFR111k10uc510u+RF3k

图3.1 反馈放大电路

①按图连线，RF先不接入 ②输入端接入Vi=1mV,f=1kHZ的正弦波（注意：输入1mV信号采用输入端衰减法见实验二）。调整接线和参数使输出不失真且无振荡（参考实验二方法）。

③按表3.1要求进行测量并填表。

④根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻r0。

(2) 闭环电路

①接通Rf按（一）的要求调整电路。 ②按表3.1的要求测量并填表，计算Avf

③根据实测结果，验证Avf.≈ 1/F。

表3.1 开环 1K5 ∞ 闭环 1K5 2、负反馈对失真的作用

（1）将图3.1电路开环，逐步加大Vi的幅度，使输出信号出现失真（注意不要过份失

真）记录失真波形幅度。 （2）将电路闭环，观察输出情况，并适当增加Vi的幅度，使输出幅度接近开环时失真

波形幅度。 （3）若RF=3K不变，但RF接入1V1的基极，会出现什么情况？实验验证之。 （4）画出上述各步实验的波形图。

3、测放大电路频率特性

（1）将图3.1电路先开环，选择Vi适当幅度（频率为1KHZ）使输出信号在示波器上

有满幅正弦波显示， （2）保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70%，此时信号

频率即为放大电路fH。 （3）条件同上，但逐渐减小频率，测得fL。

（4）将电路闭环，重复1~3步骤，并将结果填入表3.2。

开环 闭环 五、实验报告

1. 将实验值与理论值比较，分析误差原因。 2. 根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。

表3.2 fH（HZ） fL（HZ） RL(KΩ) ∞ Vi(mV) Vo(mV) Av(Avf) 实验四、集成负反馈放大电路

一、 实验目的

1 .研究负反馈放大电路的组成和负反馈对电路性能的影响。 2.掌握集成运放构成的负反馈放大电路性能的测试方法。 二、实验仪器

3. 双踪示波器。 4. 音频信号发生器。 5. 数字万用表。 三、预习要求

6. 认真阅读实验内容要求，估计待测量内容的变化趋势。 7. 计算该放大电路开环和闭环电压放大倍数。 四、实验内容

1、负反馈放大电路分析测试

（1）连接图3.1、3.2 反馈放大电路，并判断反馈组态。

图4.1 图4.2

①加入直流信号Ui=0.2V,用万用表测量放大器输出电压Uo,求出放大倍数Auuf。 ②输入端接入Vi=0.2V,f=1kHZ的正弦波（注意：输入0.2V信号采用输入端衰减法。调整接线和参数使输出不失真且无振荡，改变输入信号频率fi,用毫伏表测量放大电路的输出电压Uo,求其放大倍数Aui=Uo/Ui,做出放大电路的幅频特性，求出上限截至频率Fh。

③连接图4.1的Uo1与图4.2的Ui2,测量Au2Au1=Uo2/Ui1。

（2）保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70%，此时信号频率即为放大电路fH。

（3）条件同上，但逐渐减小频率，测得fL。

（4）连接电路如图4.3,判断级间反馈组态，测量闭环放大倍数Auf=Uo/Ui。

图4．3 五、实验报告

8. 将实验值与理论值比较，分析误差原因。 9. 根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。

实验五、差动放大电路

一、 实验目的

1、熟悉差动放大电路的工作原理。 2、掌握差动放大电路的基本测试方法。 二、实验仪器

1、双踪示波器 2、数字万用表 3、信号源 三、预习报告

1、计算图5.1的静态工作点（设rbc=3k, β=100）及电压放大倍数。 2、在图5.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。 四、实验内容及步骤

实验电路如图5.1所示

1. 测量静态工作点

（1）调零

将输入端短路并接地，接通直流电源，调节电位器Rp1使双端输出电压Vo=0。 （2）测量静态工作点

测量V1、V2、V3各极对地电压填入表5.1中

表5.1 对地电压 测量值（V） Vc1 Vc2 Vc3 Vb1 Vb2 Vb3 Ve1 Ve2 Ve3 2、测量差模电压放大倍数

在输入端加入直流电压信号Vid=±0.1V，按表5.2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。注意：先将DC信号OUT1和OUT2分别接入Vi1

和Vi2端，然后调节DC信号源，使其输出为+0.1V和-0.1V.

3、测量共模电压放大倍数。

将输入端b1、b2短接，接到信号源的输入端，信号源另一端接地。DC信号分先后

接OUT1和OUT2，分别测量并填入表5.2。由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。进一步算出共模抑制比CMRR=|Ad/Ac|。

表5.2 测量及计算 值 输入 信号Vi +0.1v -0.1v 差模输入 测量值（V） Vc1 Vc2 Vo双 Ad1 共模输入 计算值 Ad2 Ad双 共模抑制比 测量值（V） Vc1 Vc2 Vco双 Ac1 计算值 Ac2 Ac双 计算值 CMRR 4、在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。

（1）在图1中将b2接地，组成单端输入差动放大器，从b1端输入直流信号V=±0.1V，

测量单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。

表5.3 测量仪计算值 输入信 号 直流+0.1V 直流-0.1V Vc1 电压值 Vc2 Vo 放大倍数 正弦信号（50mV、1kHZ） (2)从b1端加入正弦交流信号Vi=0.05V,f=1000HZ分别测量、记录单端及双端输出电压，填入表5.3计算单端及双端的差模放大倍数。

（注意：输入交流信号时，用示波器监视Vc1,Vc2波形，若有失真现象时，可减小

输入电压值，使Vc1,Vc2都不失真为止）

五、实验报告

1、 根据实测数据计算图5.1电路的静态工作点，与预习计算结果相比较。 2、 整理实验数据，计算各种接法的Ad，并与理论计算值相比较。 3、 计算实验步骤3中Ac和CMRR值。

总结差放电路的性能和特点。

实验六 比例求和运算电路

一、 实验目的

1. 掌握用集成运算放大电路组成比例、求和电路的特点及性能。 2. 学会上述电路的测试和分析方法。

二、 实验仪器

1． 数字万用表 2． 示波器 3． 信号发生器

三、 预习要求

1. 计算表6.1中的Vo和Af

2. 估算表6.3的理论值

3．估算表6.4、表6.5中的理论值 4．计算表6.6中的Vo值 15．计算表6.72中的Vo值 34四、 实验内容 1． 电压跟随电路 实验电路如图6.1所示。 DCA1ViRL5K1Vo 图6.1 电压跟随电路 Title按表6.1内容实验并测量记录。 表6.1 Vi(V) BSizeNumberB－2 －0.5 30 Sheet of +0.5 Revision1 4AVo(V) 1Date:File:RL=∞ RL=5K1 Drawn By: C:\\PROGRAM FILES\\DESIGN EXPLORER 99 SE\\EXAMPLES\\MyDesign.ddb25-May-2003 D2． 反相比例放大器 实验电路如图6.2所示 RFR110K100KAA1ViR210KBVoCB图6.2反相比例放大电路 (1) 按表6.2内容实验并测量记录 表6.2 Title直流输入电压Vi(mV) 30 Number 100 300 1000 3000 Revision输出电压Vo A理论估算(mV) 实际值Size(mV) 误差B Date:5-May-2003 Sheet of File:C:\\PROGRAM FILES\\DESIGN EXPLORER 99 SE\\EXAMPLES\\MyDrawn By:Design.ddb （2）按表6.3要求实验并测量记录 126.3 34表 △VO △VAB △VR2 △VR1 △VOL 测试条件 RL开路，直流输入信号Vi由0变为800mV RL由开路变为5K1，Vi=800mV 23理论估算值 实测值 D14（3）测量图6.2电路的上限截止频率。 3． 同相比例放大电路 电路如图6.3所示 （1） 按表6.4和6.5实验测量并记录。 RFR110KVi100KAA1R210KBVoC 图6.3同相比例放大电路 BTitleSizeNumberRevision

表6.4 直流输入电压Vi(mV) 输出电压Vo

表6.5

△VO △VAB △VR2 △VR1 △VOL 130 100 300 1000 3000 理论估算(mV) 实际值(mV) 误差 测试条件 RL开路，直流输入信号Vi由0变为800mV RL由开路变为5K1，Vi=800mV 2理论估算值 3实测值 4(2) 测量电路的上限截止频率。 D4.反相求和放大电路 实验电路如图6.4所示。 按表6.6内容进行实验测量，并与预习计算比较。 R210KVi1RF100KDCVi2R110KA1VoCR310KBB 图6.4反相求和放大电路 TitleSizeANumber 表6.6 0.3 -0.3 Sheet of 0.2 RevisionAVi1(V) Vi2(V) VO(V) 1BDate:File:5-May-2003 0.2 C:\\PROGRAM FILES\\DESIGN EXPLORER 99 SE\\EXAMPLES\\MyDrawn By:Design.ddb

234

1234DD5. 双端输入求和放大电路 实验电路为图6.5所示。 R210KVi1CVi2A1VoR110KRF100KCR310KBB 图6.5双端输入求和电路 Title 表6.7 1 Number0.5 5-May-2003 Vi1(V) Vi2(V) ASizeBDate:2 1.8 Sheet of 0.2 Revision-0.2 AVO(V) File:C:\\PROGRAM FILES\\DESIGN EXPLORER 99 SE\\EXAMPLES\\MyDrawn By:Design.ddb按表6.7要求实验并测量记录。 1234五、 实验报告

1、 总结本实验中5种运算电路的特点及性能。 2、 分析理论计算与实验结果误差的原因。

实验八 波形发生电路

一、 实验目的

1、 掌握波形发生电路的特点和分析方法。 2、 熟悉波形发生电路设计方法。

二、 实验仪器

1、 双踪示波器 2、 数字万用表

三、 预习要求

11、 分析图8.1电路的工作原理，定性画出VO和VC波形。 2、 若图8.1电路R=10K，计算VO的频率。 233、 图8.2电路如何使输入波形占空比变大？利用实验箱上所标元器件画出原理图。 4、 图8.3电路中，如何改变输出频率？设计2种方案并画图表示。 5、 图8.4电路中如何连续改变振荡频率？画出电路图。（利用实验箱上的元器件） 4四、 实验内容 1、 方波发生电路 实验电路如图8.1所示，双向稳压管稳压值一般为5---6V。 DCR310KRp100kCR45K10.1uA1VoR110KR210K6VB 图8.1方波发生电路 （1） 按电路图接线，观察VC 、VO波形及频率，与预习比较。 （2） 分别测出R=10K, 110K时的频率，输出幅值，与预习比较。 （3） 要想获得更低的频率应如何选择电路参数？试利用实验箱上给出的元器件进行条件实验并观测之。 NumberRevisionA5-May-2003 Sheet of C:\\PROGRAM FILES\\DESIGN EXPLORER 99 SE\\EXAMPLES\\MyDrawn By:Design.ddb234TitleSizeBDate:File:1 2、占空比可调的矩形波发生电路。

1 实验电路如图8.2所示。 D1234DR11N4148D1RpVo10KD2100k1N4148CR3A1C0.1uR25K1Vo0T1Ct6VTBB2Rp22K10K 图8.2占空比可调的矩形波发生电路 SizeNumber （1） 按图接线，观察并测量电路的振荡频率、幅值及占空比。 BDate:5-May-2003 （2） 若要使占空比更大，应如何选择电路参数并用实验验证。 112、 三角波发生电路 实验电路如图8.3所示。 DC22File:RevisionASheet of TitleAC:\\PROGRAM FILES\\DESIGN EXPLORER 99 SE\\EXAMPLES\\MyDesign.ddbDrawn By:34340.22uR2A15K1CR1Vo1R3A2Vo210KR410K126V10KRp22K11B 图8.3 三角波发生电路 Title（1） 按电路图接线，分别观测VO1 、VO2的波形并记录。 （2） 如何 改变输出波形的频率？按预习方案分别实验并记录。 SizeNumberRevisionABDate:File:125-May-2003 Sheet of C:\\PROGRAM FILES\\DESIGN EXPLORER 99 SE\\EXAMPLES\\MyDrawn By:Design.d34 3、锯齿波发生电路 1 实验电路如图8.4所示。 DD123C1N4148R3A15K1D2CR21N414810KR110K6VR410K100KA2Vo1Vo2Rp0.22uB 图8.4 锯齿波发生电路 Title（1） 按图接线，观测电路输出波形和频率。 Size（2） 按预习时的方案改变锯齿波频率并测量变化范围。 ANumber BDate:File:125-May-2003 SC:\\PROGRAM FILES\\DESIGN EXPLORER 99 D3五、 实验报告 1、 画出各实验的波形图。

2、 画出各实验预习要求的设计方案，电路图，写出实验步骤及结果。

3、 总结波形发生电路的特点，并回答。

(1) 波形产生电路需要调零吗？ (2) 波形产生电路有没有输入端？

实验十三 整流滤波与并联稳压电路

一、 实验目的

1、 熟悉单相半波、全波、桥式整流电路。 2、 观察了解电容滤波作用。 3、 了解并联稳压电路。

二、 实验仪器及材料

1、 示波器 2、 数字万用表

三、 实验内容

1、 半波整流、桥式整流电路实验电路分别如图13.1，图13.2所示。 1 分别接二种电路，用示波器观察V2及2VL的波形。并测量V2、VD、VL。 3 图13.1 图13.2 DDDD2RpRp100CAC220VAC15V100AC220VV2VLR51AC15VV2VLD3D4R51B 2、 电容滤波电路 TitleA实验电路如图13.3 Size(1) 分别用不同电容接入电路，RL先不接，用示波器观察波形，用电压表测BVL并记录。 (2) 接上RL，先用RL=10KΩ，重复上述实验并记录。 (3) 将RL改为150Ω，重复上述实验。 3、 并联稳压电路

实验电路如图13.4所示，，

（1） 电源输入电压不变，负载变化时电路的稳压性能。

改变负载电阻RL使负载电IL=1mA,5mA,10mA分别测量VL,VR,IL,IR,计算电

源输出电阻。

12Date:File:3Number6-May-2003 C:\\PROGRAM FILES\\DESIGN EXPLOR

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kkn7.html