自制简易晶体管示波器

自制简易示波器，示波器DIY过程分享

自制简易示波器，示波器DIY过程分享 一年前，在《无线电》杂志上看到一篇示波器的连载文章（作者是魏坤）很是心动，希望自己也能亲手DIY一个。但当时材料、实力有限，于是笔者拼命的研究文章中提供的电路图和使用的芯片资料。现在，自己终于也能DIY一个了，当然，性能远远没有那篇文章介绍的强，但软、硬件技术及制作难度很小，容易让DIY爱好者们自制成功。在这里，笔者愿和大家分享一下制作过程。这款简易示波器的性能如下：1.电压挡位：200mV、500mV、1V、2V、5V、12.5V、25V、50V。2.频率挡位：12MHz、6MHz、4MHz、3MHz、2MHz、1MHz、500kHz、250kHz、100 kHz、50kHz、25kHz、10kHz。3.能较好地测量300 kHz的波形。这次DIY的示波器性能虽然较弱，仅仅能用来测试音频等300kHz以下频率的周期波形。不过它还有一个实用的功能，可以用来测试+/-50V的电压（量程是自动切换的）。主要零件编号 零件名称 数量１ ATMEGA8单片机 1９ 24MHz有源晶振 1８ 128x64液晶屏 [ST7565

晶体管在线测试仪

在维修家用电路时经常会对晶体三极管的好坏进行判别，特别是焊在电路板上的三极管，如果不焊 开引脚， 则判别好坏比较困难， 如果用本节介绍的小仪器便可使该问题迎刃而解。

1、电路原理

晶体管在线测试仪电路如图所示，测试仪主要由对称方波发生器、反向器、 测试电路等部分组成。

对称方波发生器由 555 时基电路 A2 和阻容元件 R3、 构成， 第三脚输 C1 A2 出的方波频率 f=0.722/R3*C1≈4.6Hz。反向器由 555 时基电路 A1 构成，它接成 施密特触发器，A1 的 2、6 两脚输入电平直接取自 A2 的第 3 脚，当输入低电平 时，A1 置位，第 3 脚输出高电平；当输入高电平时，A1 复位，第 3 脚输出低电 平，所以 A1 输出与 A2 输出始终保持反向。A1 与 A2 共同为仪器的测试部分提 供极性定时改变的交变电源。 测试电路由三极管 VT1、VT2、电位器 RP1、RP2 等组成的双向辅助电源与 LED1、LED2 极性相反的并联发光二极管构成的显示电路两部分构成。

合上电源开关 S，仪器工作指示灯 LED

常用晶体管参数查询

Daten ohne Gewahr

2N109GE-P35V0.15A0.165W|2N1304GE-N25V0.3A0.15W10MHz

2N1305GE-P30V0.3A0.15W5MHz|2N1307GE-P30V0.3A0.15W B>60

2N1613SI-N75V1A0.8W60MHz|2N1711SI-N75V1A0.8W70MHz

2N1893SI-N120V0.5A0.8W|2N2102SI-N120V1A1W<120MHz

2N2148GE-P60V5A12.5W|2N2165SI-P30V50mA0.15W18MHz

2N2166SI-P15V50mA0.15W10MHz|2N2219A SI-N40V0.8A0.8W250MHz

2N2222A SI-N40V0.8A0.5W300MHz|2N22232xSI-N100V0.5A0.6W>50

2N2223A2xSI-N100V0.5A0.6W>50|2N2243A SI-N120V1A0.8W50MHz

2N2369A SI-N40V0.2A.36W12/18ns|2N2857SI-N30V40mA0.2W>1GHz

2N2894SI-P12V0.2A 1.2W60/90ns|2

.

'. 晶体管放大电路分析及计算

一、共发射极放大电路

（一）电路的组成：电源VCC通过RB1、RB2

、RC、RE使晶体三极管获得合适的偏置，为三极管的放大作用提供必要的条件，RB1、RB2称为基极偏置电阻，RE

称为发射极电阻，RC称为集电极负载电阻，利用RC的降压作用，将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化，从而实现信号的电压放大。与RE并联的电容CE，称为发射极旁路电容，用以短路交流，使RE对放大电路的电压放大倍数不产生影响，故要求它对信号频率的容抗越小越好，因此，在低频放大电路中CE通常也采用电解电容器。

V cc(直流电源): 使发射结正偏，集电结反偏；向负载和各元件提供功率

C1、C2(耦合电容): 隔直流、通交流；

R B1、R B2(基极偏置电阻)：提供合适的基极电流

R C(集极负载电阻)：将D IC? D UC，使电流放大? 电压放大

R E(发射极电阻)：稳定静态工作点“Q ”

C E(发射极旁路电容)：短路交流，消除R E对电压放大倍数的影响

（二）直流分析：开放大电路中的所有电容，即得到直流通路，如下图所示，此电路又称为分压偏置式工作点稳定直电流通路。电路工作要求：I1 3(5~10)IBQ，

姓名：周卫华同组人员：魏才盛实验日期：2012年

实验名称：晶体管单级放大器

一．实验目的

（1） 掌握用Multisim9.0仿真软件分析单极放大器主要性能指标的方法。

（2） 掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法，观察静态工作点对放大器输

出波形的影响。

（3） 测量放大器的放大倍数，输入电阻和输出电阻。

二、实验原理

即

图2.1－1 晶体管单级放大器

1、 放大器静态工作点的选择和测量

放大器的基本任务是不失真的放大小信号。为了获得最大不失真输出电压，

静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选的太高，则容易引起饱和失真；而选的太低，又易引起截止失真。

（1） 直接法：将万用表电流档串入集电极电路直接测量。此法精度高，但要断开集电极回路，比较麻烦。

当按照上述要求搭好电路，在输入端引入正弦信号，用示波器观察输出。

静态工作点具体的调节步骤如下：

现象 出现截止失真 出现饱和失真 两种失真都出现 动作 根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进行。当加大输入信号，两种失真都出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时的静态工作点正好处于交流负载线的中点，就是最佳的静态工作点。去掉输入信号，

2.电

模拟电路实验报告

实验2 晶体管放大电路

学号 姓名 实验日期 专业 一、 实验目的

1. 掌握如何调整放大电路的直流工作的。 2. 清楚放大电路主要性能指标的测量方法。 二、 实验仪器

1. 双踪示波器 1台 2. 函数发生器 1台 3. 交流毫伏表 1台 4. 直流稳压电源 1台 三、 实验原理和内容 1. 放大电路的调整

按照图1安装电路，输入频率为1kHz、峰值为5m V（由示波器测量）的正弦信号vi,观察并画出输出波形；测量静态集电极电流ICQ和集-射电压VCEQ。用你的测量数据解释你看到现象。

问题1：如何调整元件参数才能使输出不失真？如果要保证ICQ约为

2.5mA，具体的元件参数值是多少？

图1 图2 实际使用电路

在电路中换入你调整好数值的元件，保持原信号输入，记下此时的ICQ和VCEQ到表1，观察示波器显示的输出波形，验证你的调整方案，记下v0的峰值（基本不失真）。注：由于实验中器件限制我们使用图2电路 2. 放大电路性能指标的测量

1) 保持调整后的电路元件值不

晶体管放大电路基础

4．估算放大电路的静态工作点应当在直流通路中进行，而估算放大电路性能指标 （如增益、输入电阻和输出电阻等）则应在交流通路中进行。

5．射极输出器的特点是：输入电阻高，输出电阻低。电压增益小于1，电压跟随性 好，且具有一定的电流和功率增益。 州。

6．差分放大器由两个对称的共发射极放大器通过发射极电阻耦合而组成，其最重要 特点是对差模信号和共模信号具有完全不同的放大性能。差模输入电压是取自信号源的有 效信号或有用信号；而共模输入电压往往是温度变化、电源电压波动和电磁干扰等因素而 引入的有害信号或无用信号。共模抑制比Kcm用来全面衡量差分放大器放大差模信号和 抑制共模信号的能力。

7．多级放大电路有三种耦合方式：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。

8．在实际放大电路中几乎无一例外地采用反馈。正反馈可形成振荡，负反馈可改善 放大电路的性能，如稳定静态工作点、改变放大电路的输入电阻和输出电阻、减小非线性 失真等。负反馈放大电路的这些优点是以降低放大倍数为代价的。

9．判别反馈性质的最简单方法是瞬时极性法：若反馈信号至基极，则反馈信号的极 性和原假设的基极信号极性相反为负反馈，极

晶体管开关电路详解

图８．１是一例发射极接地放大电路，这种电路能够通过输入信号（电压）连续地——— 模拟地控制流过集电极发射极间电流，获得输出电压。 但是开关电路，如图８．２所示是一种计数地接通／断开晶体管的集电极发射极间的电流作为开关使用的电路。

图８．３是电压增益（放大倍数）Av＝10的发射极接地型放大电路。照片８．１是给这个电路输入１ｋＨｚ、１ＶP-P信号时的输入输出波形。这时的输出波形不是通过介入耦合电容取出的， 而是集电极电位。由于AV＝10，所以输出应该是１０ＶP-P。但是由于电源电压以及发射极电阻上电压降的缘故，如照片所示，波形的上下部分均被截去（输出饱和）。

输出波形的上半周被截去的情况是由于输出电平与电源电压相等，所以集电极电阻上没有了电压降，也就是说晶体管的集电极发射极间没有电流流过（集电极电流为零）。换句话说，晶体管处于截止状态。

相反，输出波形的下半周被截去的情况是因为输出电平处于更接近ＧＮＤ电平的电位（集电极电阻上的电压降非常大），晶体管的集电极电流处于最大值。也就是说，晶体管处于导通状态。

这样的开关电路只要利用输入信号使输出波形被限幅就可以实现（使晶体管处于接通／断开状态就可以），所以可以认为只要放大电路具有非

CA4810A晶体管图示仪

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S9018 SMD 2SK1958 SMD S9012 S9013 S9014 S9015 A931 C2331 B647 D667 SINPN15V0.31W600MHZ N-FET16V0.1A0.15W215/60ns12ohm SIPNP25V0.4W 封装：CASE 29-02 SINPN25V0.4W封装：CASE 29-02 SINPN25V0.31W80MHZ SIPNP25V0.31W150MHZ SIPNP,VID,150V,0.05A,0.45W SINPN,NF/S-L,150V2A15W SIPNP120V1A0.9W140MHZ PA,120V,1A,0.9W140MHZ 2N4401 2N4403 2N5401 2N5551 2N2907A 2N2907 2N2222 KSP42 KSP44 KSP93 B772 D882 D1912 TIP41C TIP50 TIP122 TIP127 TIP142 TIP147 BUW13A SINPN,NF/S,60V,0.6AHEF=40-500 SIPNP,NF/S,40V,0.6