模拟电子技术实验
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模拟电子技术实验. 常用电子仪器设备的使用. 电压比较器. 波形发生电路. 常用元器件的识别与检测. 单管共射放大电路. 集成功率放大电路. 射极跟随器. 整流、滤波、稳压电路. 级间负反馈放大电路. 集成稳压器. 比例求和运算电路. 火灾报警电路. 模拟电子技术实验教学大纲. 常用电子仪器设备的使用. 常用电子仪器设备的使用. 一、实验目的. 四、实验仪器. 二、预习要求. 五、实验内容. 六、实验报告要求. 三、实验说明.

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模拟电子技术实验

常用电子仪器设备的使用

电压比较器

波形发生电路

常用元器件的识别与检测

单管共射放大电路

集成功率放大电路

射极跟随器

整流、滤波、稳压电路

级间负反馈放大电路

集成稳压器

比例求和运算电路

火灾报警电路

模拟电子技术实验教学大纲


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常用电子仪器设备的使用

常用电子仪器设备的使用

一、实验目的

四、实验仪器

二、预习要求

五、实验内容

六、实验报告要求

三、实验说明


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学习模拟电子技术实验中常用的电子仪器——双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

常用电子仪器设备的使用

一、实验目的


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常用电子仪器设备的使用

二、预习要求

1、仔细阅读“第一章 第二节 常用电子设备”中有关该次实验内容所涉及的各常用电子仪器的功能介绍及其使用说明。

2、预习此次实验指导内容,了解实验的目的、内容和基本步骤。


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常用电子仪器设备的使用

三、实验说明

在模拟电子技术实验中常用仪器设备有:电子学综合实验台、示波器、函数信号发生器、频率计、交流毫伏表、万用表、(可调、固定)直流稳压电源、直流数字电压表、直流数字电流表等。在实验中,要求能够对各仪器设备进行正确、熟练的综合使用与操作,这是保证实验正确顺利进行的基本前提。

在进行实验测试时,可按信号的流向,遵循:“连线简捷、调节顺手、观察与读数方便”的原则,进行合理布局,将多个测试仪器同时接入电路。各常用电子测试仪器在电路中的连接布局一般示意图如图1所示。


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常用电子仪器设备的使用

图1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图


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常用电子仪器设备的使用

四、实验仪器

1、双踪示波器

2、函数信号发生器

3、频率计

4、交流毫伏表

5、两个0~18V可调直流稳压电源

6、直流数字电压表


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常用电子仪器设备的使用

五、实验内容

1、两个0~18V可调直流稳压电源与直流数字电压表的配合使用

(1)用直流数字电压表调试出“+12V”直流稳压电源;

(2)将两个0~18V可调直流稳压电源连接成为一个“0~±15V”可调直流稳压电源;

提示:两电源串联,公共端接地

(3)将两个0~18V可调直流稳压电源连接成为一个“0~24V”可调直流稳压电源。

提示:

两电源串联,令第二个0~18V可调直流稳压电源的负极端接地


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常用电子仪器设备的使用

2、函数信号发生器、频率计、交流毫伏表的配合使用

要求通过调整函数信号发生器的幅度调节旋钮、频率调节旋钮和“短路帽”的换接,以及通过交流毫伏表、频率计的测试,得到一个有效值U=500mV,频率ƒ=1KHZ的正弦波信号。


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常用电子仪器设备的使用

3、双踪示波器、函数信号发生器、频率计、交流毫伏表的配合使用

(1)示波器的调试

示波器接通电源,预热一段时间后,荧光显示屏上应显示一条扫描光迹线,通过调节灰度、聚焦、垂直位移旋钮、水平位移旋钮使其清晰的显示于显示屏的水平中性线位置。

(2)机内校准方波信号测试

用机内校准方波信号(YB4320型双踪示波器机内校准方波:ƒ = 1KHZ±2%,电压峰峰值0.5V±30%)对示波器进行性能自检。


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常用电子仪器设备的使用

将机内校准方波信号输出端通过示波器专用电缆线与任一信号输入通道相连接,通过调节“t/div”旋钮及其微调旋钮、“v/div” 旋钮及其微调旋钮以及垂直位移旋钮、水平位移旋钮等,使显示屏上呈现出清晰的、便于观察的两个或几个周期的方波信号。

将“t/div”旋钮的微调旋钮沿顺时针方向旋至最紧,来读取计算校准方波的周期,并换算为频率,记入表1;

将“v/div” 旋钮的微调旋钮沿顺时针方向旋至最,来读取计算校准方波的峰峰值,记入表1。

表1


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常用电子仪器设备的使用

(3)调节函数信号发生器波形选择短路帽,分别得到正弦波、三角波和方波,通过示波器进行波形显示。

(4)用函数信号发生器输出频率ƒ分别为100HZ、1KHZ、10KHZ(利用频率计调试),对应的有效值分别为100mV 、300mV 、1V(利用交流毫伏表测试获得)的正弦交流信号,通过双踪示波器进行周期、频率、峰峰值、有效值的读取或计算,完成表2。

表2


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常用电子仪器设备的使用

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、列表整理测量结果,并把实测数据与理论计算值比较分析产生误差原因;

7、总结本次实验中函数信号发生器、频率计、交流毫伏表、示波器在使用中的注意事项;

8、总结交流毫伏表读数技巧以及示波器峰峰值与周期的读取方法。


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常用元器件的识别与检测

常用元器件的识别与检测

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

六、实验报告要求

三、实验说明


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常用元器件的识别与检测

一、实验目的

1、学会识别电阻、电容、二极管、三极管的常见类 型、外观和相关标识。

2、掌握使用万用表等仪器检测电阻、电容、二极管、三极管的一般方法。


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常用元器件的识别与检测

二、预习要求

1、仔细阅读“第一章 第一节 常用电子器件”中有关电阻、电容、二极管、三极管的内容介绍。

2、预习此次实验指导内容,了解实验的目的、内容和基本步骤。


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常用元器件的识别与检测

三、实验说明

1、电阻标称阻值的辨识以及实际阻值的测量

色环标注法的速记方法:首先熟练掌握颜色与所代表数字的对应,即:棕1、红2、橙3、黄4、绿5、蓝6、紫7、灰8、白9、黑0,将其编为口诀为:“棕1红2橙上3,4黄5绿6是蓝,7紫8灰9雪白,黑色是0须记牢”;其次清楚第一、二环表示的是有效数字,而第三环表示的是有效数字之后零的个数,最后第四环为误差级别,金色为I级误差(±5%),银色为II级误差(±10%)。


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常用元器件的识别与检测

2、电容的类型、极性识别以及漏电流、漏电阻的检测见“第一章 第一节”相关内容介绍;

3、二极管极性与性能判断见“第一章 第一节”相关内容介绍;

4、三极管类型与性能检测见“第一章 第一节”相关内容介绍。


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常用元器件的识别与检测

四、实验仪器与器件

1、万用电表    

2、不同类型的电阻、电容、二极管、三极管


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常用元器件的识别与检测

五、实验内容

1、电阻标称阻值的辨识以及实际阻值的测量,完成表1;

2、电容类型、极性识别以及漏电阻的检测,完成表2 ;

3、二极管极性与性能判断,完成表3 ;

4、三极管类型与性能检测,完成表4 。


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常用元器件的识别与检测

表1 电阻阻值的识别与检测

表2 电解电容容值识别以及漏电阻的检测


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常用元器件的识别与检测

表3 二极管极性与性能判断

表4 三极管类型与性能检测


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常用元器件的识别与检测

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器与器件;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、列表整理测量结果,分析产生误差原因;

7、总结用万用表检测电阻、电容、二极管、三极管的一般方法 。


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单管共射放大电路

单管共射放大电路

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

六、实验报告要求

三、实验说明


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单管共射放大电路

一、实验目的

1、 学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。

2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法,分析其动态性能。

3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。


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单管共射放大电路

二、预习要求

1、复习理论课中所学习的由单个三极管构成的“基本共射放大电路”的动静态特性;

2、复习理论课中所学习的由单个三极管构成的:“分压式电流负反馈Q点稳定电路”的基本工作原理及其动静态主要参数的求解;

3、预习本次实验各项实验要求与步骤,明确各实验步骤中的已知条件和操作要求。


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单管共射放大电路

三、实验说明

1、实验电路:本次实验所用电路:阻容耦合分压式电流负反馈Q点稳定电路。如图1所示:通过电路中的发射极电阻引入直流负反馈。

图1 阻容耦合分压式电流负反馈Q点稳定电路


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单管共射放大电路

2、电路主要静态参量估算公式:

(估算条件:I1>>IBQ,视为已知值)


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单管共射放大电路

3、电路主要动态参数求解公式


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单管共射放大电路

电阻R的阻值不宜取的过大或过小,以免产生较大的测量误差,通常R取阻值与Ri阻值为同一数量级最佳,本实验可令:

(1)输入电阻Ri的测量

为测量输入电阻Ri可按如图2所示电路,在被测放大电路的输入端与信号源之间串接入一个已知阻值的电阻R,在放大电路正常工作的前提下,分别测出Us和Ui,而根据输入电阻的定义式可推导:

图2 输入电阻测量电路


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单管共射放大电路

(2)输出电阻Ro的测量

为测量输出电阻Ro可按如图3所示电路,在放大电路正常工作前提下,测出输出端不接负载时的输出电压UO和和接上负载后的输出电压UL,然后根据公式:

即可求出:

在此测试过程中应注意,必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。

图3 输出电阻测量电路


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单管共射放大电路

四、实验仪器与器件

1、+12V直流电源    2、函数信号发生器

3、双踪示波器      4、交流毫伏表

5、直流电压表 6、直流毫安表

7、频率计     8、万用表

9、晶体三极管3DG6×1(β=50~100)或9011×1

10、电解电容×3(10μF×2、47μF×1);电阻器若干。


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单管共射放大电路

五、实验内容

1、调试静态工作点

接通直流电源前,先将RW调至最大, 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通+12V电源、调节RW,使UE=2.0V, 用直流电压表测量UB、UC及用万用电表测量RB2值。记入表1。

表1


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单管共射放大电路

2、测量电压放大倍数

在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS,调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui为10mV,同时用示波器观察放大器输出电压uO波形,在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值,并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系,记入表2。

表2(ƒ=1KHZ,Ui=10mV)


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单管共射放大电路

3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响

置RC=2.4KΩ,RL=∞,Ui适量,调节RW,用示波器监视输出电压波形,在uO不失真的条件下,测量数组UE和UO值,记入表3。

表3 RC=2.4KΩ RL=∞Ui=100mV

注意:测量UE时,要先将信号源输出旋钮旋至零(即使Ui=0)。


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单管共射放大电路

4、最大不失真输出电压Uom的调试

令 ,即将放大电路静态工作点设置于交流负载线的中点位置,然后逐渐增大输入信号幅值,同时调节RW,直至输出电压波形的峰顶与谷底同时出现“被削平”现象,然后只反复调节输入信号幅值,使输出电压波形幅值最大且无明显失真,此时对应的输出电压即为最大不失真输出电压Uom,用直流电压表和交流毫伏表测量有关参数,完成表4。

表4


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单管共射放大电路

5、输入电阻与输出电阻的测量

置RC=2.4KΩ,RL=2.4KΩ,IC=2.0mA。输入f=1KHz的正弦信号,在输出电压uo不失真的情况下,用交流毫伏表测出US,Ui和UL记入表5。

保持US不变,断开RL,测量输出电压Uo,记入表5。

表5


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单管共射放大电路

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器与器件;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、列表整理测量结果,并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较(取一组数据进行比较),分析产生误差原因;

7、总结RC,RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响;

8、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响;

9、分析讨论在调试过程中出现的问题 。


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射极跟随器

射极跟随器

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

六、实验报告要求

三、实验说明


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射极跟随器

一、实验目的

1、掌握射极跟随器的动静态特性及其测试方法;

2、了解共射极与共集极基本放大电路基本的区别 ;

3、进一步学习放大器各项参数测试方法。


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射极跟随器

二、预习要求

1、回顾射极跟随器电路的基本连接及其电路特性;

2、预习本次实验各项实验要求与步骤,明确各实验步骤中的已知条件和操作要求。


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射极跟随器

三、实验说明

射极跟随器的构成实质是一个电压串联负反馈放大电路,是一种典型的共集电极基本放大电路,它具有输入电阻高,输出电阻低,输出电压能够在较大范围内跟随输入电压作线性变化的特性,而且输入与输出电压同相等特点。本实验电路如图1所示:

图1 射极跟随器


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射极跟随器

四、实验仪器与器件

1、+12V直流电源    2、函数信号发生器

3、双踪示波器      4、交流毫伏表

5、直流电压表 6、电解电容10µF(两个)

7、频率计      8、万用电表

9、晶体三极管3DG6×1(β=50~100)或9011×1

10、电阻器、电容器若干


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射极跟随器

1、调试静态工作点

接通+12V直流电源,在B点引入ƒ=1KHZ的正弦波信号,用示波器观察输出电压波形,反复调节RW和信号源的输出幅值,使放大电路得到最大不失真输出电压波形,然后令输入端对地短接,即令 ,用直流电压表测量三极管各电极对地静态电位,记入表1。

五、实验内容

表1


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射极跟随器

2、测量电压放大倍数

接入负载电阻,在B点加入ƒ=1KHZ的正弦波信号,用示波器观察输出电压波形,反复调节输入信号幅值,在输出电压最大不失真情况下测量 值,记入表2。

表2


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射极跟随器

3、输出电阻的测量

在B点加入ƒ=1KHZ的正弦波信号,用示波器观察输出电压波形,在保证输出电压波形不失真情况下,测出空载输出电压 ,然后接入负载电阻 ,测出负载输出电压 ,最后根据公式: ,确定输出电阻的阻值记入表3。

表3


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射极跟随器

4、最大不失真输出电压Uom的调试

令 ,即将放大电路静态工作点设置于交流负载线的中点位置,然后逐渐增大输入信号幅值,同时调节RW,直至输出电压波形的峰顶与谷底同时出现“被削平”现象,然后只反复调节输入信号幅值,使输出电压波形幅值最大且无明显失真,此时对应的输出电压即为最大不失真输出电压Uom,用直流电压表和交流毫伏表测量有关参数,完成表4。

表4


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射极跟随器

5、输入电阻的测量

输入f=1KHz的正弦信号,在输出电压uo不失真的情况下,用交流毫伏表测出US,Ui记入表5。

表5


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射极跟随器

6、电压跟随特性测试

接入负载电阻,在B点加入ƒ=1KHZ的正弦波信号,逐点增大输入信号幅值,用示波器观察输出电压波形,在输出波形不失真情况下,测取几组对应 压值,直至达到最大不失真状态,完成表6。

表6


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射极跟随器

7、频率响应特性测试

保证输入正弦波信号的幅值不变,逐渐改变信号源频率,用示波器观察输出电压波形,在输出波形达到最大不失真状态下,用交流毫伏表测量 值,完成表7。

表7


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射极跟随器

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、列表整理测量结果,并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较(取一组数据进行比较),分析产生误差原因;

7、整理实验数据,并画出曲线UL=f(Ui)及UL=f(f)曲线;

8、分析射极跟随器的性能和特点。


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级间负反馈放大电路

级间负反馈放大电路

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

三、实验说明

六、实验报告要求


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级间负反馈放大电路

一、实验目的

1、对放大电路引入负反馈后对其各项性能的影响加深理解。

2、掌握对反馈放大电路进行性能测试的方法 。


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级间负反馈放大电路

二、预习要求

1、复习负反馈对放大电路性能影响的几个方面。

2、提前分析该实验所选负反馈放大电路的基本特性,估测待测量的可能变化趋势。


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级间负反馈放大电路

图1所示电路为引入级间负反馈的阻容耦合式两级放大电路,其级间反馈类型为:电压串联负反馈。它的反馈系数: ,闭环增益: ,若视为引入的是深度负反馈则: 。它的输入电阻: ;它的输出电阻: , 分别为放大电路引入负反馈之前的输入、输出电阻。

三、实验说明


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级间负反馈放大电路

图 1 级间负反馈两级放大电路


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级间负反馈放大电路

四、实验仪器与器件

1、+12V直流电源    2、函数信号发生器

3、双踪示波器      4、交流毫伏表

5、直流电压表 6、频率计

7、万用电表      

8、晶体三极管3DG6×2(β=50~100)或9011×2

9、电阻器、电容器若干


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级间负反馈放大电路

五、实验内容

1、按照电路所示接线。

2、负反馈放大电路开环增益(放大倍数)与闭环增益的测试

(1)开环电路

暂不接入反馈电阻,在放大电路信号输入端接入ƒ=1KHZ,Ui=100mV的正弦波,此时放大电路处于开环状态,在用示波器监视输出电压波形无失真的情况下按照表1要求进行相关参量的测量,并根据实测值计算开环增益Au。

(2)闭环电路

将反馈电阻接入,在放大电路信号输入端接入ƒ=1KHZ,Ui=100mV的正弦波,此时放大电路处于闭环状态,在用示波器监视输出电压波形无失真的情况下,按照表1要求进行相关参量的测量,并根据实测值计算开环增益Auf。


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级间负反馈放大电路

表1

3、负反馈对失真度的改善作用测试。

4、负反馈对通频带的影响测试。


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级间负反馈放大电路

六、实验报告要求

1、实验目的; 2、实验原理;

3、实验仪器; 4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、整理实验数据,将测试数据与公式估算的数据相比较,分析误差原因 ;

7、根据实验测试结果总结负反馈对放大电路性能的影响 。


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比例求和运算电路

比例求和运算电路

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

六、实验报告要求

三、实验说明


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比例求和运算电路

一、实验目的

1、了解集成运放在实际应用时应考虑的问题 。

2、掌握由集成运放构成的比例、加减等基本模拟运算电路的结构特点及其特性 。


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比例求和运算电路

二、预习要求

1、复习由集成运放构成的比例、加减等基本模拟运算电路的基本结构与特性 ;

2、对本实验中所涉及到的运算电路提前进行相关特性与参数的分析与计算。


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比例求和运算电路

三、实验说明

1、集成运算放大器(741)芯片介绍

“1”与“5”——调零电位器接线端,分别接其两固定端,中间滑动端接“4”;


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比例求和运算电路

2、 反相比例运算电路

基本电路结构如图1所示,它的输出电压与输入电压之间成比例关系,相位相反。输入与输出电压之间对应公式为:

图1反相比例运算电路


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比例求和运算电路

3、 同相比例运算电路

基本电路结构如图2所示,它的输出电压与输入电压之间成比例关系,相位相同。输入与输出电压之间对应公式为:

图2同相比例运算电路


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比例求和运算电路

4、 电压跟随器

从电路构成实质上讲,电压跟随器为同相比例运算电路的构成特例,当 时, ,电路结构如图3所示。

图3 电压跟随器


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比例求和运算电路

5、反相加法运算电路

基本电路结构如图4所示,它的输出电压等于所有输入电压按不同比例相加之和,相位相反,所对应的关系公式为:

图4反相加法运算电路


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比例求和运算电路

6、差分比例运算电路(加减运算电路)

差分比例运算电路是加减运算电路的构成特例,电路结构如图5所示。输入与输出电压之间对应公式为:

图5差分比例运算电路


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比例求和运算电路

四、实验仪器与器件

1、+12V直流电源    2、函数信号发生器

3、双踪示波器      4、交流毫伏表

5、直流数字电压表 6、集成运放741

7、频率计        8、万用电表

9、-5V~+5V可调直流信号源

[注意:与±5V直流电源共用电源开关],

10、电阻器若干


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比例求和运算电路

五、实验内容

1、反相比例运算电路

(1)按照图1所示电路连线,接通±12V直流电源,将输入端对地短接,进行调零。

(2)输入端引入 的正弦交流信号,测量对应的 ,并用示波器观察 的相位关系,记入表1。

表1:

电压增益:


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比例求和运算电路

2、同相比例运算电路

按照图2所示电路连线,接通±12V直流电源,输入端引入 , 的正弦交流信号,测量对应的 ,并用示波器观察 的相位关系,记入表2。

表2:

电压增益:


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比例求和运算电路

3、电压跟随器

按照图3所示电路连线,接通±12V直流电源,输入端引入 , 的正弦交流信号,测量对应的 ,并用示波器观察 的相位关系,记入表3。

表3:

电压增益:


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比例求和运算电路

4、反相加法运算电路

按照图4所示电路连线,接通±12V直流电源,电路输入端分别与-5V~+5V可调直流信号源相接,根据表4所示数据进行调试测量。

表4:


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比例求和运算电路

5、差分比例运算电路

按照图5所示电路连线,接通±12V直流电源,电路输入端分别与-5V~+5V可调直流信号源相接,根据表5所示数据进行调试测量。

表5:


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比例求和运算电路

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器与器件;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、列表整理测量结果,并把实测数据与理论计算值比较分析产生误差原因;

7、总结本次实验中5种运算电路的特点与性能;

8、总结集成运放在实际应用时应该注意的事项。


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电压比较器

电压比较器

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

三、实验说明

六、实验报告要求


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电压比较器

一、实验目的

1、掌握常见类型电压比较器的构成及特性 。

2、学习电压比较器电压传输特性的测试方法 。


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电压比较器

二、预习要求

1、复习常见类型电压比较器的构成及特性。

2、分析本次实验选用电路的类型及特性。

3、根据实验测试内容,自行制作表格。


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三、实验说明

电压比较器是对输入信号进行鉴幅和比较的电路,就是将一个模拟电压信号去与一个参考电压信号相比较,当两者相等时,输出电压状态将发生突然跳变。常见的比较器类型有:过零电压比较器、滞回电压比较器、窗口电压比较器等。


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1、过零电压比较器

实验电路如图1(1)所示,其阈值电压,即当输入电压时,其输出电压状态将发生跳变:由高电平跳变为低电平或由低电平跳变为高电平。所对应的电压传输特性如图1(2)所示。

图1 过零比较器


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电压比较器

2、反相滞回比较器

滞回比较器有两个阈值电压,当输入电压的取值在阈值电压附近时,输出电压状态仍具有保持原状态的“惯性”。根据输入信号接入端的不同,可分为反相滞回比较器和同相滞回比较器两种。反相滞回比较器实验电路如图2(1)所示。

图2 反相滞回比较器


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电压比较器

3、窗口比较器

窗口比较器阈值电压有两个,当输入电压压值在两阈值电压之间时,输出电压所对应的状态将不同于输入电压压值高于或低于两阈值电压时所对应状态。实验电路如图3(1)所示:

图3 窗口比较器


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电压比较器

四、实验仪器与器件

1、+12V直流电源    2、函数信号发生器

3、双踪示波器      4、交流毫伏表

5、直流电压表 6、集成运放741×2

7、频率计      8、万用表

9、-5V~+5V可调直流信号源×2[注意:与±5V直流电源共用电源开关],电阻器若干

10、双稳压二极管2DW231(UZ≈6V)×1,普通二极管IN4007×2


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电压比较器

1、过零比较器

(1)按照图1(1)所示电路连线,接通±12V直流电源。

(2)将 引入端悬空,用直流电压表测量输出电压。

(3)将 的正弦波作为输入信号引入,观察输入、输出电压波形,并记录。

(4)改变正弦波输入信号的幅值,观察输出电压的变化。

五、实验内容

2、滞回比较器

(1)按照图2(1)所示电路连线,接通±12V直流电源。

(2)令信号输入端接“-5V~+5V可调直流信号源”,测出输出电压由高电平跳变为低电平时输入电压对应取值,以及输出电压由低电平跳变为高电平时输入电压对应取值。

(3)将f=100HZ,Ui=2V的正弦波作为输入信号引入,观察输入、输出电压波形,并记录。


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电压比较器

3、窗口比较器

(1)按照图3(1)所示电路连线,接通±12V直流电源。

(2)将 , 的正弦波作为输入信号引入,观察输入、输出电压波形,并记录。


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电压比较器

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、整理实验数据和波形图,根据测试结果,画出三种电路的电压传输特性图;

7、分析总结三种类型比较器的结构与特性区别 。


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波形发生电路

波形发生电路

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

三、实验说明

六、实验报告要求


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波形发生电路

一、实验目的

1、学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器 。

2、学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。


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波形发生电路

二、预习要求

1、复习三种波形发生电路的基本构成及其工作原理。

2、分析本次实验所选用电路的结构构成及其基本电路特性。

3、预习本次实验内容,自行制定具体的实验操作步骤,完善实验测试项目。


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波形发生电路

三、实验说明

1、正弦波发生器(发生电路)

正弦波发生器常用电路是RC桥式正弦波振荡器(文氏桥振荡器),如图1所示。其中RC串、并联电路构成正反馈支路,同时兼作选频网络,R1、R2、RW及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器RW,可以改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2采用硅管(温度稳定性好),且要求特性匹配,才能保证输出波形正、负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线性影响,以改善波形失真状况。


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波形发生电路

图1 正弦波振荡电路


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波形发生电路

2、矩形波发生电路(方波发生器)

矩形波发生电路如图2所示:由反相输入的滞回比较器和简单RC积分电路组成。其振荡周期为

,可通过调整电阻 以及电容C的容值来改变电路的振荡频率。此外,可通过调节电位器RW来改变占空比。

图2 矩形波发生电路


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波形发生电路

3、三角波发生电路

将滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统,则构成三角波发生电路,如图3所示电路 。电路中滞回比较器输出的方波经积分器积分可得到三角波,三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波—方波发生器。由于是采用集成运放组成的积分电路,因此可实现恒流充电,使三角波线性大大改善。若在滞回比较器和积分器中间添加由两个并联反接的二极管和一电位器组成的支路,则令积分电路分为两个通路,即将电路由三角波发生电路转换成为锯齿波发生电路。


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波形发生电路

图3 三角波发生电路


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波形发生电路

四、实验仪器与器件

1、+12V直流电源     2、函数信号发生器

3、双踪示波器      4、交流毫伏表

5、直流电压表 6、集成运放741×2

7、频率计       8、万用表

9、双稳压管2DW231×1,普通二极管IN4007×2

10、电阻器、电容器若干


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波形发生电路

五、实验内容

1、正弦波发生器

按照图1所示电路连线,接通±12V直流电源,调节电位器RW,用示波器观察输出电压波形,测量并记录临界起振、正常运行以及失真状态下的RW值,用以分析负反馈引入的强与弱对输出波形的影响。

2、矩形波发生器

按照图2所示电路连线,接通±12V直流电源,将电位器RW调至中心位置,用双踪示波器同时观察输出电压波形以及电容两端的电压波形,通过调节电位器RW,获得不同的矩形波,记录下来并进行波形频率与幅值的比较,注意不同波形占空比是否相同。


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波形发生电路

3、三角波发生器

照图3所示电路连线,接通±12V直流电源,将电位器RW调至合适位置,用双踪示波器同时观察输出电压波形和的波形,通过调节电位器RW,观察对两种输出波形幅值或频率的影响。


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波形发生电路

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、根据本次实验特点,自己制作实验记录表格,整理实验数据与图形;

7、对三个波形发生电路分别进行讨论:如何分别进行频率、幅值(或占空比)的调节。


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集成功率放大电路

集成功率放大电路

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

六、实验报告要求

三、实验说明


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集成功率放大电路

一、实验目的

1、掌握集成功率放大器的基本应用电路连接;

2、掌握集成功率放大器主要性能指标的测量方法。


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集成功率放大电路

1、复习OTL型分立功放电路工作原理;

2、复习集成OTL型功放电路—LM386的内部电路构成及原理;

3、根据本次实验选用电路,预先估算该功放电路的

二、预习要求


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集成功率放大电路

三、实验说明

LM386是集成OTL型功放电路的常见类型,与通用型集成运放的特性相似,是一个三级放大电路:第一级为差分放大电路;第二级为共射放大电路;第三级为准互补输出级功放电路。它的外形和引脚排列示意图如图1所示。

引脚2:反相输入端;

引脚3:同相输入端;

引脚4:接地端;

引脚5:输出端;

引脚6:工作电源引入端;

引脚1与8:电压增益设定端;

引脚7与地之间串接旁路电容, 旁路电容容值一般取10μF。

图1 LM386引脚排列示意图


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集成功率放大电路

LM386一般的应用接法如图2所示:

图 2 LM386典型应用电路


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集成功率放大电路

四、实验仪器与器件

1、+12V直流电源

2、函数信号发生器

3、双踪示波器

4、交流毫伏表

5、直流电压表

6、频率计

7、万用表

8、集成功放LM386×1

9、蜂鸣器(8Ω)一个

10、直流电流表

11、普通电容0.1μF×1、220μF×1、10μF×2、0.05μF×1


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集成功率放大电路

五、实验内容

1、按照图2所示电路连线,经检查无误后,接通+12V直流电源。不接输入信号,用直流电流表测电路静态输出电流,以及各个引脚的静态工作电压,所测数据记录到自行设计的表格中。

2、将引脚1与8之间的开关K闭合,在输入端接入频率为1KHZ的正弦波信号,用示波器观察输出电压波形。逐渐增加输入信号幅值,直至输出电压波形出现失真变形为止,测量并记录此时输出电压、输入电压幅值及其波形。


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集成功率放大电路

3、将引脚1与8之间的开关K断开,在输入端接入频率为1KHZ的正弦波信号,用示波器观察输出电压波形。逐渐增加输入信号幅值,直至输出电压波形出现失真变形为止,测量并记录此时输出电压、输入电压幅值及其波形。


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集成功率放大电路

1、实验目的; 2、实验原理;

3、实验仪器与器件; 4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、根据实验测量结果,计算两种情况下的 ;

7、总结LM386集成功放在实际应用时应注意的事项;

六、实验报告要求


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整流、滤波、稳压电路

整流、滤波、稳压电路

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

六、实验报告要求

三、实验说明


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整流、滤波、稳压电路

一、实验目的

1、验证单相半波、桥式全波整流电路工作原理;

2、验证电容滤波电路特性;

3、验证稳压管稳压电路特性;

4、掌握单相直流稳压电源的一般构成原理。


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整流、滤波、稳压电路

二、预习要求

1、复习单相直流稳压电源的一般构成及其各部分电路工作原理。

2、预习本次实验内容,了解各个实验操作步骤,自行设计实验所需表格。


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整流、滤波、稳压电路

三、实验说明

单相直流稳压电源一般由四部分电路构成:

变压器部分、整流电路、滤波电路以及稳压电路。

变压器部分一般是为了把220V的交流电网电压降至较低的交流压值;

整流电路是把正负交变的交流电转换成单向脉动直流电压;

滤波电路是为了减小整流电路输出的单向脉动电压的脉动程度,使电压波形趋于平缓;

稳压电路是为了提高滤波之后输出电压的稳定程度,使其不受电网电压波动及负载变化的影响。


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整流、滤波、稳压电路

整流电路通常是利用整流二极管的单相导电性来实现整流输出的。根据整流输出电压波形特点的不同,分为半波整流和全波整流两种类型,而桥式整流是全波整流电路的一种常用结构类型。半波整流电路的典型电路如图1所示。

图1 半波整流电路


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整流、滤波、稳压电路

构成单相直流稳压电源的滤波电路通常是无源电路,主要借助于储能元件如电容、或电感能够储存能量与释放能量的特性来实现的,因此根据所用滤波元件的不同可分为:电容滤波、电感滤波和复式滤波三类。

构成单相直流稳压电源稳压电路的一种最简洁的电路形式就是由稳压管稳压电路构成。一种最典型的单相直流稳压电源构成电路如图2所示。

图2 直流稳压电源


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整流、滤波、稳压电路

四、实验仪器与器件

1、工频低压交流电源 (AC 50HZ交流电源)

2、函数信号发生器

3、双踪示波器

4、交流毫伏表

5、直流电压表

6、电解电容470μF×1、100μF×1

7、万用表

8、整流二极管IN4007×4

9、稳压二极管2CW54×1

[注意:桥式整流电路可由实验台上的桥堆实现]


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整流、滤波、稳压电路

五、实验内容

1、半波整流电路

按照图1所示半波整流电路连线,A、B两端分别接工频低压交流电源的“14V”引出端和“0”电位端。用双踪示波器同时观察两波形并记录;用交流毫伏表测量有效值和用直流电压表测量整流输出电压值并记录,自行设计实验表格。

2、全波(桥式)直流稳压电源

(1)按照图2所示电路,接成桥式整流电路,即不接C、R与DZ,接RL)A、B两端分别接工频低压交流电源的“14V”引出端和“0”电位端。用双踪示波器观察波形并记录。


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整流、滤波、稳压电路

提示:

下列(2)、(3)、(4)实验步骤为桥式整流滤波电路特性对照实验组。

(2)按照图2所示电路,接成桥式整流滤波电路,即不接R与DZ,接C与RL,电容容值取为470μF,RL取值为2KΩ)A、B两端分别接工频低压交流电源的“14V”引出端和“0”电位端。用双踪示波器观察波形并记录。

(3)在步骤(2)的基础上,改变C参数值:电容容值取为10μF,A、B两端分别接工频低压交流电源的“14V”引出端和“0”电位端。用双踪示波器观察波形并记录,与(2)的测试波形相比较,得出结论。


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整流、滤波、稳压电路

(4)在步骤(2)的基础上,改变RL参数值:取值为1KΩ,A、B两端分别接工频低压交流电源的“14V”引出端和“0”电位端。用双踪示波器观察波形并记录,与(2)的测试波形相比较,得出结论。

(5)在步骤(4)的基础上,接成完整的桥式整流滤波稳压电路,即构成桥式直流稳压电源, A、B两端分别接工频低压交流电源的“14V”引出端和“0”电位端。用双踪示波器观察波形并记录。


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整流、滤波、稳压电路

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器与器件;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、整理测量数据与波形图,重点对所测结果进行对比分析总结;

7、注意相关波形绘制的规范性。


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集成稳压器

集成稳压器

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

六、实验报告要求

三、实验说明


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集成稳压器

一、实验目的

1、掌握常用三端集成稳压器的一般应用方法;

2、学习集成稳压器主要性能参数的测试方法。


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集成稳压器

二、预习要求

1、复习常见类型集成稳压器内部构成原理;

2、查阅相关技术手册,了解本次实验中所选用类型集成稳压器的主要技术参数;

3、预习实验操作内容,自行设计实验表格。


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集成稳压器

三、实验说明

78、79系列三端式集成稳压器的输出电压为固定值,78系列输出电压为正极性,79系列输出电压为负极性。一般有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等七个电压档次。输出电流分为1.5A,L:0.1A,M:0.5A三个档次。

78、79系列集成稳压器的常见外形示意图如图1所示:具有三个引脚:输入端标为“1”,输出端标为“2”,公共端(接地端)标为“3”。

图1 78、79系列集成稳压器外形示意图


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集成稳压器

7805集成稳压器典型应用电路图如图2所示:电容Ci用于抵消输入线较长时的电感效应,防止电路产生自激振荡,容量取值一般小于1μF;电容Co用于消除输出电压中的高频噪声,其容值可大于或小于1μF。但若Co容值较大,一旦7805输入端断开,Co将从7805的输出端向其放电,极易导致7805的损坏,为此在集成稳压器的输入端和输出端之间跨接一个二极管,可起到正向导通,箝位电压的保护作用。

图2 7805集成稳压器典型应用电路图[RL=10KΩ]


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集成稳压器

本实验所选用79系列集成稳压器为7905,它的输出直流电压Uo为-5V, UI要比Uo小 -5 ~-3V,其余参数与7805的数值相同。7905集成稳压器的一般应用接线图如图3所示。

图3 7905集成稳压器典型应用电路图[RL=2K]


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集成稳压器

由78系列与79系列的集成稳压器匹配应用,可得到正负对称的稳压电路。如图4所示:由7805和7905可获得±5V的稳压电路。

图 4 ±5V稳压电路


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集成稳压器

对于输出端电压大小可调的三端式集成稳压器也有输出正负之分,输出正极性电压的常见型号有:117、217、317等;输出负极性电压的常见型号有:137、237、337等。本实验选用输出电压可调的正极性三端式集成稳压器317。它的最大输入电压为40V,输出电压调节范围为1.25V ~37V,可调最大输出电流为100mA。其外形示意图如图5所示:

图 5 317外形示意图


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集成稳压器

317典型应用电路如图6所示:R为其泄放电阻,其最大阻值是由317的最小负载电流计算出的: ,实际选用阻值略小于计算的最大阻值,故取值为。调节RW即可实现输出电压大小的可调。电容C的作用在于减小RW两端的纹波电压,二极管D2的作用是为电容C提供一放电回路,对317起到保护作用。

图6 317典型应用电路


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集成稳压器

四、实验仪器与器件

1、工频低压交流电源

2、函数信号发生器

3、双踪示波器

4、0 ~ 36V可调直流电源

5、直流电压表

6、万用表

7、整流二极管IN4007×6

8、直流电流表

9、电容0.33μF×2、电解电容0.1μF×2、电解电容470μF×1


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集成稳压器

五、实验内容

1、按照图7所示连接电路,提供集成稳压器输入电压。A、B两端分别接工频低压交流电源的“14V”引出端和“0”电位端。

观察调试出此桥式整流电容滤波电路的正确波形。

图7 桥式整流滤波电路


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2、7805应用测试

(1)将实验步骤1的图中去掉RL,C端接图2集成稳压器的电压输入端;D端接公共地。

(2)用直流电压表测量Ui和Uo压值。调节负载电位器RL阻值,同时用示波器观察输出电压Uo波形前后是否有变化?结论是什么?


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3、7905应用测试

(1)将实验步骤1的图中去掉RL,D端接图3集成稳压器的电压输入端;C端接公共地。

(2)用直流电压表测量Ui和Uo压值,注意Ui和Uo电压正负极性。


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4、317应用测试

按照图6所示电路连线,输入端接“0 ~ 36V可调直流电源”,令其固定输出36V直流电压。连续调节电位器RW,用直流电压表连续测试Uo压值,记录Uo压值变化范围。


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集成稳压器

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器与器件;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、将实验测试数据记录到自行设计制作的表格中,根据所测数据进行分析,总结相关集成稳压器的应用特性;

7、对实验数据进行误差分析;

8、总结集成稳压器在实际应用中的一般注意事项。


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火灾报警电路

综合实验 火灾报警电路

一、实验目的

四、实验仪器与器件

二、预习要求

五、实验内容

六、实验报告要求

三、实验说明


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火灾报警电路

一、实验目的

1、学习多个基本模拟电子电路的组合应用;

2、学习将集成运放应用电路应用于生产实际;

3、熟悉实用模拟电子电路的设计调试思路与方法。


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火灾报警电路

二、预习要求

仔细阅读本次实验的实验原理说明,按要求提前设计并绘制出电路原理图。


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火灾报警电路

三、实验说明

1、设计电路功能要求

火灾报警电路实现的基本电路功能为:测试两路温度传感器(安装在室内同一处,一路安装在塑料壳内,另一路安装在金属板上)的温度电压信号,在正常情况下,两路温度传感器所产生的电压相等,指示灯—发光二极管不亮,报警器—蜂鸣器不响。当有火情时,安装在金属板上的温度传感器会因金属板导热快而温度上升速度快,相比较而言,安装在塑料壳内的温度传感器的温度上升速度要较慢,从而令两者产生的温度电压信号产生压差。当此压差增大到一定数值时,经过由集成运放构成的差分放大电路的放大以及单限比较器的状态比较,最终驱动发光二极管发光,蜂鸣器鸣叫报警。


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火灾报警电路

根据设计要求,火灾报警电路对应的结构框图如图1所示:

图1 火灾报警电路结构框图


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火灾报警电路

2、电路设计说明

(1)要求所选用的温度传感器含有温度变送器(将温度信号转换为电压信号),即不需设计温度测试电压变换电路。

(2)差分比例运算电路由单个集成运放构成,基本结构如图2所示。作用是对两路温度传感器的温度电压信号的压差进行放大,放大倍数根据所拟订的温度传感器变送出的电压信号的单位级数(微伏、毫伏或是伏)进行确定。

图2 差分比例运算电路


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火灾报警电路

(3)单限电压比较器也是由单个集成运放构成,基本结构如图3所示。作用是将经过差分比例运算电路放大的两路温度传感器的压差值,转换为高低电平两状态的变化,以驱动发光二极管和蜂鸣器报警电路。单限电压比较器的阈值电压UT由R3、R4构成的分压电路来提供。UT的压值大小即R3、R4阻值的选择,由前一级差分比例运算电路输入为零时的输出电压值来确定。

图3 单限电压比较器


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火灾报警电路

(4)发光二极管发光报警电路由一个发光二极管及其限流保护电阻构成即可,限流电阻的取值范围可为:200Ω~510Ω;蜂鸣器报警电路则需加入由单个三极管构成的放大电路,目的是扩大输出负载电流,增强电路的带负载能力,以驱动蜂鸣器与发光二极管启动报警,电路基本构成如图4所示。

图4 声光报警电路


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火灾报警电路

四、实验仪器与器件

1、函数信号发生器

2、双踪示波器    

3、直流数字电压表

4、集成运放741 ×2

5、万用表

6、-5V~+5V可调直流信号源

[注意:与±5V直流电源共用电源开关]

7、电阻器若干,阻值根据所设计电路进行配置

8、蜂鸣器(扬声器)×1,发光二极管×1 ,3DG6(或9013)三极管×1

9、两个0 ~18V可调直流稳压电源


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火灾报警电路

五、实验内容

详细阅读本次实验设计原理说明部分,设计出满足设计功能要求的应用电路:

1、绘制出自行设计的规范具体的电路原理图;

2、制定详细的实验调试步骤与调试方法;

3、确定电路中各个参数取值;

4、对单元电路进行电路特性与参数的调试选择;

5、整体电路进行电路功能的匹配和电路特性的调试。


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火灾报警电路

六、实验报告要求

1、实验目的;2、实验原理;

3、实验仪器与器件;4、实验电路;

5、实验内容及实验步骤、实验数据;

6、对实验调试结果进行分析总结;

7、总结所设计电路的创新之处(优势)与仍需改进提高的部分。


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实验课程教学大纲

模拟电子技术实验

课程教学大纲

一、实验目的和要求

二、实验方式和操作要求

三、实验考核方法和要求

四、实验项目与具体内容


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实验课程教学大纲

适 用 专 业:

电气工程及其自动化专业、自动化专业、电气信息工程专业

课 程 类 型:

专业基础课

学 时 :24

学 分 :1

使 用 教 材:

王晓燕主编:《模拟电子技术实验指导书》(第二版)


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实验课程教学大纲

一、实验目的和要求

实验目的:

巩固和加深课堂教学内容,提高学生实际工作技能,培养科学严谨的作风,以及为学习后续课程和从事实践技术工作奠定基础,发挥重要作用。


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实验课程教学大纲

实验教学要求:

1、使学生正确熟练使用DZX-2型电子学综合实验装置以及常用电子仪器、仪表:双踪示波器、函数信号发生器、频率计、万用表、交流毫伏表、直流数字电压表和毫安表、直流(可调)稳压电源、低压交流电源等;

2、培养学生对模拟电子电路进行基本特性测试的能力;

3、培养学生具有正确处理实验数据、分析误差的能力;

4、培养学生具有初步调试、检查、分析和解决模拟电子电路中常见故障的能力;

5、培养学生能独立写出科学、严谨、文理通顺的实验报告;

6、培养学生具备一定的创新性思维与独立分析处理实际问题的能力。


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二、实验方式和操作要求

(一)实验方式:

主要为仪器操作、电路连线和分析测试,部分实验内容也可辅助以Multisim EDA应用软件上机操作。

(二)基本操作要求:

1、实验前,必须充分预习,完成指定预习任务,要求如下:

(1)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。

(2)完成各实验“预习要求”中指定内容。

(3)熟悉实验任务。

(4)复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。


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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,相互仔细检查,确定无误才能接通电源,初学或没有把握时应经指导教师审查同意后再接通电源。。

4、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。找出原因,排除故障,经指导教师同意再继续实验。

5、实验过程中需要改接线时,应切断电源后才能拆、接线。

6、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。


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7、实验结束后,必须切断电源,拔出电源插头,并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。

8、每次实验结束后,每位学生必须按要求独立、及时的完成实验报告。报告内容应包括:实验名称、实验目的、实验仪器(注明仪器名称、型号和编号)、实验电路、实验内容和步骤、实验结果及分析、思考题解答以及实验指导书中规定的其他要求,每份实验报告上还要写上实验日期并附有原始记录数据。实验报告要求书写工整,文字通顺,图表和曲线整洁。

9、指导教师应对每位学生的实验报告进行认真批改、评分、签字。


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三、实验考核方法和要求

1、平时成绩:出勤5%、预习5%、实验操作10%、实验报告10%

2、个人基本实验技能测试成绩:40%

3、综合实验成绩:30%

4、综合考核成绩:100%


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实验内容要注意确保综合性、设计性实验的比重,至少安排一个以上综合性或设计性实验,同时对有些实验内容可进行系统的科学的优化组合,在课时内安排一定的选做实验,以培养学生的创新意识和解决实际问题的能力。


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实验课程教学大纲

四、实验项目与具体内容


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