模擬電子技術實驗實驗報告

2021-03-04 02:31:00 字數 3739 閱讀 1929

實驗報告要求:

一.寫4個實驗報告,每個報告裝訂成乙份,每人4份,不要將4個實驗報告裝訂成1份了。

實驗一:常用電子儀器的使用。(包括示波器的使用、萬用表的使用、函式訊號發生器的使用等內容)

實驗二:電晶體共射極單管放大器

實驗三:射極跟隨器

實驗四:差動放大器

二.手寫報告,不得列印。

三.具體怎樣寫實驗報告,可參考大學物理實驗報告的要求。

四.3月26日前,收好後統一交給老師。

模擬電子實驗指導書

目錄實驗一示波器原理及使用 2

實驗二電晶體共射極單管放大器 12

實驗三射極跟隨器 19

實驗四差動放大器 24

一、 示波器的基本結構

示波器的種類很多,但它們都包含下列基本組成部分,如附圖1-1 所示。

附圖1-1 示波器的基本結構框圖

1、 主機

主機包括示波管及其所需的各種直流供電電路,在面板上的控制旋鈕有:輝度、聚焦、水平移位、垂直移位等。

2、垂直通道

垂直通道主要用來控制電子束按被測訊號的幅值大小在垂直方向上的偏移。

它包括y軸衰減器,y軸放大器和配用的高頻探頭。通常示波管的偏轉靈敏度比較低,因此在一般情況下,被測訊號往往需要通過y軸放大器放大後加到垂直偏轉板上, 才能在螢幕上顯示出一定幅度的波形。 y軸放大器的作用提高了示波管y軸偏轉靈敏度。

為了保證y軸放大不失真,加到y軸放大器的訊號不宜太大,但是實際的被測訊號幅度往往在很大範圍內變化,此y軸放大器前還必須加一y軸衰減器,以適應觀察不同幅度的被測訊號。示波器面板上設有「y軸衰減器」(通常稱「y軸靈敏度選擇」開關)和「y軸增益微調」旋鈕,分別調節y 軸衰減器的衰減量和y軸放大器的增益。

對y軸放大器的要求是:增益大,頻響好,輸入阻抗高。

為了避免雜散訊號的干擾,被測訊號一般都通過同軸電纜或帶有探頭的同軸電纜加到示波器y軸輸入端。但必須注意,被測訊號通過探頭幅值將衰減(或不衰減),其衰減比為10∶1(或1∶1)。

3、水平通道

水平通道主要是控制電子束按時間值在水平方向上偏移。

主要由掃瞄發生器、水平放大器、觸發電路組成。

3.1) 掃瞄發生器

掃瞄發生器又叫鋸齒波發生器,用來產生頻率調節範圍寬的鋸齒波,作為

x 軸偏轉板的掃瞄電壓。鋸齒波的頻率(或週期)調節是由「掃瞄速率選擇」開關和「掃速微調」旋鈕控制的。使用時,調節「掃速選擇」開關和「掃速微調」旋鈕,使其掃瞄週期為被測訊號週期的整數倍,保證螢幕上顯示穩定的波形。

3.2) 水平放大器

其作用與垂直放大器一樣,將掃瞄發生器產生的鋸齒波放大到x軸偏轉板

所需的數值。

3.3) 觸發電路

用於產生觸發訊號以實現觸發掃瞄的電路。為了擴充套件示波器應用範圍,一

般示波器上都設有觸發源控制開關,觸發電平與極性控制旋鈕和觸發方式選擇開關等。

二、示波器的二蹤顯示

1、 二蹤顯示原理

示波器的二蹤顯示是依靠電子開關的控制作用來實現的。

電子開關由「顯示方式」開關控制,共有五種工作狀態,即y1、y2、y1+y2、交替、斷續。當開關置於「交替」或「斷續」位置時,螢光屏上便可同時顯示兩個波形。當開關置於「交替」位置時,電子開關的轉換頻率受掃瞄系統控制,工作過程如附圖1-2所示。

即電子開關首先接通y2通道,進行第一次掃瞄,顯示由y2通道送入的被測訊號的波形;然後電子開關接通y1通道,進行第二次掃瞄,顯示由y1通道送入的被測訊號的波形;接著再接通y2通道……這樣便輪流地對y2和y1兩通道送入的訊號進行掃瞄、顯示,由於電子開關轉換速度較快,每次掃瞄的回掃線在螢光屏上又不顯示出來,借助於螢光屏的餘輝作用和人眼的視覺暫留特性,使用者便能在螢光屏上同時觀察到兩個清晰的波形。這種工作方式適宜於觀察頻率較高的輸入訊號場合。

當開關置於「斷續」位置時,相當於將一次掃瞄分成許多個相等的時間間隔。在第一次掃瞄的第乙個時間間隔內顯示y2訊號波形的某一段;在第二個時間時隔內顯示y1訊號波形的某一段;以後各個時間間隔輪流地顯示y2、y1兩訊號波形的其餘段,經過若干次斷續轉換,使螢光屏上顯示出兩個由光點組成的完整波形如附圖1-3(a)所示。由於轉換的頻率很高,光點靠得很近,其間隙用肉眼幾乎分辨不出,再利用消隱的方法使兩通道間轉換過程的過渡線不顯示出來,見附圖1-3(b),因而同樣可達到同時清晰地顯示兩個波形的目的。

這種工作方式適合於輸入訊號頻率較低時使用。

附圖1-2 交替方式顯示波形附圖1-3 斷續方式顯示波形

2、觸發掃瞄

在普通示波器中,x軸的掃瞄總是連續進行的,稱為「連續掃瞄」。為了能更好地觀測各種脈衝波形,在脈衝示波器中,通常採用「觸發掃瞄」。採用這種掃瞄方式時,掃瞄發生器將工作在待觸發狀態。

它僅在外加觸發訊號作用下,時基訊號才開始掃瞄,否則便不掃瞄。這個外加觸發訊號通過觸發選擇開關分別取自「內觸發」(y軸的輸入訊號經由內觸發放大器輸出觸發訊號),也可取自「外觸發」輸入端的外接同步訊號。其基本原理是利用這些觸發脈衝訊號的上公升沿或下降沿來觸發掃瞄發生器,產生鋸齒波掃瞄電壓,然後經x軸放大後送x軸偏轉板進行光點掃瞄。

適當地調節「掃瞄速率」開關和「電平」調節旋鈕,能方便地在螢光屏上顯示具有合適寬度的被測訊號波形。

上面介紹了示波器的基本結構,下面將結合使用介紹電子技術實驗中常用的ca8020型雙蹤示波器。

三、ca8020型雙蹤示波器

1、概述

ca8020型示波器為可攜式雙通道示波器。本機垂直系統具有0~20mhz的頻頻寬度和5mv/div~5v/div的偏轉靈敏度,配以10∶1探極,靈敏度可達5v/div。本機在全頻帶範圍內可獲得穩定觸發,觸發方式設有常態、自動、tv和峰值自動,尤其峰值自動給使用帶來了極大的方便。

內觸設定了交替觸發,可以穩定地顯示兩個頻率不相關的訊號。本機水平系統具有0.5s/div~0.

2μs/div的掃瞄速度,並設有擴充套件×10,可將最快掃速度提高到20ns/div。

2、面板控制件介紹

ca8020面板圖如附圖1-4 所示

附圖1-4 ca8020型雙蹤示波器面板圖

3、操作方法

1)、電源檢查

ca8020雙蹤示波器電源電壓為220v±10%。接通電源前,檢查當地電源電壓,如果不相符合,則嚴格禁止使用!

2)、面板一般功能檢查

a.將有關控制件按下表置位

b.接通電源,電源指示燈亮,稍預熱後,螢幕上出現掃瞄光跡,分別調節亮度、聚焦、輔助聚焦、跡線旋轉、垂直、水平移位等控制件,使光跡清晰並與水平刻度平行。

c.用10∶1探極將校正訊號輸入至ch1輸入插座。

d.調節示波器有關控制件,使螢光屏上顯示穩定且易觀察方波波形。

e.將探極換至ch2輸入插座,垂直方式置於「ch2」,內觸發源置於「ch2」,重複d操作。

3)、垂直系統的操作

a.垂直方式的選擇

當只需觀察一路訊號時,將「垂直方式」開關置「ch1」或「ch2」,此時被選中的通道有效,被測訊號可從通道埠輸入。當需要同時觀察兩路訊號時,將「垂直方式」開關置「交替」,該方式使兩個通道的訊號被交替顯示,交替顯示的頻率受掃瞄週期控制。當掃速低於一定頻率時,交替方式顯示會出現閃爍,此時應將開關置於「斷續」位置。

當需要觀察兩路訊號代數和時,將「垂直方式」開關置於「代數和」位置,在選擇這種方式時,兩個通道的衰減設定必須一致,ch2移位處於常態時為ch1+ch2,ch2移位拉出時為ch1-ch2。

b.輸入耦合方式的選擇

直流(dc)耦合:適用於觀察包含直流成份的被測訊號,如訊號的邏輯電平和靜態訊號的直流電平,當被測訊號的頻率很低時,也必須採用這種方式。

交流(ac)耦合:訊號中的直流分量被隔斷,用於觀察訊號的交流份量,如觀察較高直流電平上的小訊號。

接地(gnd):通道輸入端接地(輸入訊號斷開),用於確定輸入為零時光跡所處位置。

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