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国开电大《模拟电子电路》形考任务实验1-4实验报告下载[复制链接]
发表于 2020-7-27 10:41:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

实验一 集成运放的线性运算电路.docx售价: 5 学习币

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实验四-直流稳压电路.pdf售价: 5 学习币

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实验报告(实验1、2中任选其一作答)(20分)
实验一 集成运放的线性运算电路
温馨提示:进行试验操作之前,您可能需要先了解一下电路仿真软件Multisim
(一)实验目的
1.掌握运放运算电路的测量分析方法。
2.巩固集成运放几种典型运算电路的用法,掌握电路元、器件选择技巧。
(二)实验仪器与设备
1.模拟电路实验箱:包括本实验所需元器件;
2.双踪示波器1台;
3.万用电表1台。
(三)实验原理
1.反相求和运算电路
图1-1为典型的反相求和运算电路,输出Uo与输入UI有如下关系
若设R1=R2=R3=RF,上式可简化为
图1-1 反相求和运算电路
2.差分比例运算电路
图1-2为差分比例运算电路,输出Uo与输入UI有如下关系
电路的输入电阻为
图1-2 差分比例运算电路
(四)实验内容与步骤
1.反相求和运算电路实验
(1)按照图1-1连接电路;
(2)调节实验箱上的可调电阻器,在0~1.5V范围内分别为UI1、UI2、UI3选择一组给定值;
(3)测量输入电压UI1、UI2、UI3和输出电压Uo,将测量结果填入下表中;
(4)重复(2)、(3),完成三组数据测量。
UI1
  
(V)
UI2
  
(V)
UI3
  
(V)
Uo(V)
误差
测量值
计算值
  
第1组
  



  
第2组
  



  
第3组
  



2.差动比例运算电路实验
(1)按图1-2连接电路电路,接通电源;
(2)按下表在输入端加上直流电压,测量对应的输出电压,填入表中,并与计算值比较。
  
UI
  
10mV
40mV
0.4V
1.2V
  
UI'
  
15mV
50mV
0.6V
2V
  
UI'-UI
  


  
UO(实测值)
  


  
UO(计算值)
  


(五)作业要求
预习要求
1.复习第1单元有关内容;
2.下载或绘制实验记录表;
3.预习双踪示波器的使用方法
实验报告要求
1.填写实验表格;
2.进行实验小结;
3.上传实验报告。
实验二 晶体管放大电路
(一)实验目的
1.掌握共射放大电路的静态和动态参数的测量方法;
2.巩固理解晶体管放大电路的电路特性;
3.熟悉仪器仪表的功能和使用方法。
(二)实验仪器与设备
1.模拟电路实验箱:包括本实验所需元器件;
2.示波器1台;
3.万用电表1台;
4.低频信号发射器1台;
5.毫伏表1台。
(三)实验原理
实验电路如图2-1所示。其中图(a)为基本共射放大电路,图(b)为稳定工作点的共射放大电路。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.png
图2-1
1.静态工作点
(1)基本共射放大电路
基极电流: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png
集电极电流: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.png
集射极电压: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.png
(2)稳定工作点的共射放大电路
基极电压: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.png
集电极电流: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png
基极电流: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.png
集射极电压: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.png
2.动态参数测量
电压放大倍数: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.png
式中 , file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.png
输入电阻: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.png
输出电阻: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.png
(四)实验内容与步骤
1.基本共射放大电路测量
(1)静态工作点测量
按照图2-1(a)连接电路,用万用表的直流电压10V档测量晶体三极管的UCE,调节电位器RW使UCEQ=5V;
万用表的直流电压档(2.5V档)测量晶体三极管的UBE,此时的UBE为UBEQ;
断开RW与电源的连接,用万用表的电阻1k档测量Rb和RW的串联电阻值,将测量结果填入下表中,并恢复电路连接;
更换一个β值较大的晶体三极管,重复上述测试。
Rb
UCEQ
UBEQ
ICQ
IBQ
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.png
VCC
  
实测值1
  




  
实测值2




  
计算值




(2)动态参数测量
将低频信号发射器的信号频率调到1kHz至100kHz,电压调低至零,并接放大电路输入端,将毫伏表同时接至电路输入端;
将示波器截止电路输出端,将万用表调至交流电压20V档;
依次打开实验箱、低频信号发生器、毫伏表、示波器和万用表电源,逐渐调高输入信号电压,增大输入信号时,注意调整各仪器的量程;
用示波器观察输出波形,随着输入信号电压的增大,找到最大不失真电压值,将最大输出电压值Uo和对应的输入电压值Ui记录于下表中;
更换一个β值较大的晶体三极管,重复上述测试。
实测值1
实测值2
计算值
  
Uom
  


  
Ui


  
Au


2.稳定工作点的共射放大电路
(1)静态工作点测量
按照图2-1(b)连接电路,与基本放大电路实验类似,按下表要求完成各项测试并记录。
更换一个β值较大的晶体三极管,重复上述测试。
UBQ
UCEQ
UBEQ
ICQ
IBQ
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.png
  
实测值1
  



  
实测值2
  



  
计算值
  



(2)动态参数测量
同样类似于基本放大电路,按下表要求完成图2-1(b)电路的动态参数测试并记录。
实测值1
实测值2
计算值
  
Uom
  


  
Ui


  
Au


(五)作业要求
预习要求
1.复习第2单元有关内容;
2.下载或绘制实验记录表;
3.预习示波器、低频信号发射器、毫伏表等仪器的使用方法。
实验报告要求
1.填写实验表格;
2.进行实验小结;
3.上传实验报告。
实验报告(实验3、4中任选其一作答)(20分)
实验三 波形发生电路
(一)实验目的
1.进一步理解RC电桥正弦波振荡电路和非正弦波发生电路的工作原理;
2.掌握振荡电路的调试和测量方法;
3.熟悉仪器仪表的功能和使用方法。
(二)实验仪器与设备
1.模拟电路实验箱:包括本实验所需元器件;
2.示波器1台;
3.万用电表1台;
(三)实验原理
1.RC电桥正弦波振荡电路
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.png
图3-1
RC电桥正弦波振荡电路实验电路如图3-1(a)所示,图3-1(b)为振荡电路的正反馈支路,反馈系数为
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.png
分析可知:
当file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.png时,file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image017.png,幅值达到最大值。由此可画出它的幅频特性曲线和相频特性曲线,见图3-2所示。
为了满足起振条件,要求file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.png,即file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image019.png。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.png
图3-2
实验电路中,可选用电阻file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.png和电位器file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.png。改变电位器阻值,可使振荡器由不起振到起振,再到波形失真。
2.非正弦波发生电路
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.png
图3-3
该电路的第一级为滞回比较器,U01输出为方波;第二级为积分运算电路,U0输出为三角波。分析电路可知:
输出电压表达式: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.png
输出电压幅值: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.png
阈值电压: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.png
振荡周期: file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image027.png
(四)实验内容与步骤
1.RC电桥正弦波振荡电路
按图3-1(a)连接电路,接通电源,在输出端接示波器,观察电路的输出波形变化。
将电位器RW调至最大,观察电路是否有波形输出,若无波形,表示振荡器处在停振状态,若有波形,逐渐增大RW使波形消失;
断开电源及电阻与运放的连接,用万用表测量R1+RW值,并记录下表中;
减小电位器RW值至电路起振,用示波器观察输出波形状态,找出波形不失真时RW最大和最小值;
重复所述测量方法并记录R1+RW值,并记录示波器观察到的波形和谐振频率;
继续减小电位器RW值,观察并记录输出波形的失真情况。
停振状态
起振状态1
  (不失真RW最大时)
起振状态2
  (不失真RW最大时)
起振状态3
  (波形失真时)
  
R1+RW实测值
  


  
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image028.png计算值
  


  
uO实测波形
  


  
频率f0计算值
  

2.非正弦波发生电路
按图3-3连接电路,接通电源,在电路输出端U01和U0接示波器,观察两路输出波形。
用示波器测量电路输出端U01波形的幅值、周期和脉冲宽度,记录测量值于下表中;
用示波器测量电路输出端U0波形的幅值和周期,记录测量值于下表中;
用示波器的双踪显示功能观察并记录两路波形的相位差,在表格中按示波器的时间对应关系画出两路输出的波形。
电压幅值
  (V)
周期
  (ms)
脉冲宽度
  (ms)
波形
  
输出端U01
  


  
输出端U0
  


  
周期T计算值
  

  
相位差φ

(五)作业要求
预习要求
1.复习第8单元有关内容;
2.下载或绘制实验记录表;
3.复习用示波器测量电压幅值、时间周期和相位关系的方法。
实验报告要求
1.填写实验表格;
2.进行实验小结;
3.上传实验报告。

实验四 直流稳压电路
(一)实验目的
1.掌握直流稳压电源的整流、滤波和稳压部分的电路参数测量方法;
2.进一步理解直流稳压电源的工作原理。
(二)实验仪器与设备
1.模拟电路实验箱:包括本实验所需元器件;
2.调压器1台;
3.示波器1台;
4.万用电表1台。
(三)实验原理
1.整流电路
实验电路如图4-1所示。图中开关K断开为单相桥式整流电路,合上为电容滤波电路。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image029.png
图4-1
由图可知,u2为正半周时,桥式整流电路的电流流向是A→D1→RL→D3→B,输出电压uO近似等于u2;u2为负半周时,电流流向是B→D2→RL→D4→A,输出电压uO近似等于-u2。相对负载RL,电流流向始终由上至下,使输出电压uO保持上正下负的脉动波。
输出电压平均值为
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image030.png
2.滤波电路
负载两端加了滤波电容后,随着脉动波的起伏,电容开始周期性的充电、放电。file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image031.png时,有一对二极管导通,对电容充电,充电时间常数file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image032.png非常小,负载上的电压与输入脉动电压波形一致;file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image033.png时,所有二极管截止,电容通过file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.png放电,放电时间参数file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image035.png,由于file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.png,放电很缓慢,使得输出电压波形平滑,脉动大大减小,接近直流输出。当file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image037.png时,输出电压平均值为
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image038.png
3.滤波电路
实验电路如图4-2所示。它由调整管T、基准电压、取样电阻和比较放大电路组成。其中调整管T是电路的核心,UCE随UI和负载产生变化以稳定UO。由R1、R2和R3构成的串联分压电路对输出电压UO取样,与基准电压共同决定UO的大小。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image039.png
图4-2
由于某种原因使输出电压UO增大或减小时,电路的负反馈功能使其向相反的方向变化,从而起到稳定的作用。由于R2是可调电阻,取样电阻的分压比可变,使负载上获得的稳定电压可调。调节范围是
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image040.png
(四)实验内容与步骤
1.整流滤波电路测量
按照图4-1连接电路,电容支路的开关K断开,检查无误后将电路输入端接通220V交流电;
用万用表的交流电压档测量整流电路输入端交流电压有效值U2,用万用表的直流电压档测量整流输出电压U0(AV),用示波器观察输出端的波形,将测得的数据和观察到的波形记录于下表中;
闭合开关K,将电容接入电路构成滤波电路;
再次用万用表的直流电压档测量经过滤波后的输出电压U0(AV),用示波器观察输出端的波形,将测得的数据和观察到的波形记录于下表中。
输入电压U2
输出电压U0(AV)
输出波形图
  
整流电路(K断开)
  

  
实测值

计算值

  
整流滤波电路(K闭合)

  
实测值

计算值

2.稳压电路测量
按照图4-2连接电路,将其输入端与图4-1电路输出端(去掉负载电阻RL)相连接;
调节调压器使稳压电源输入电压U1为220V,测量并记录变压器次级电压U2及稳压电路的输出电压U0于下表中;
调节调压器使输入电压增减10%,测量电源变压器初级电压U1、次级电压U2及稳压电路的输出电压U0,记录并计算输入电压和输出电压调压前后的相对变化量。
次级电压U2
输出电压U0
测量值
相对变化值
测量值
相对变化值
  
U1=220V
  


  
U1增加或减小10%
  

保持输入电压U1=220V不变,改变稳压电源的负载大小,测量并记录输出电压U0于下表中。
负载状况
输出电压U0
测量值
相对变化值
  
U1=220V
  
接入负载

断开负载
(五)作业要求
预习要求
1.复习第9单元有关内容;
2.下载或绘制实验记录表;
3.预习实验箱和仪器的使用方法。
实验报告要求
1.填写实验表格;
2.进行实验小结;
3.上传实验报告。


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