1扫描基线调节:打开电源开关,根据光迹指示找出水平扫描基线,调节辉度、聚焦。转动○
聚焦旋钮,使水平扫描基线清晰且亮度适中。
2把示波器上的“标准信号” 通过专用电缆线接入通道Y1输入,触发耦合方式开关置“AC”○位。按表6-2的要求,调节“Y轴灵敏度”旋钮(v/div)和“扫描时间”旋钮(t/div),测量标准信号的幅度和周期,并填表。
1 “Y轴灵敏度微调”旋钮和“扫描时间微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋注意:○到底,且听到关的声音。
2 不同型号示波器标准值有所不同,请按所使用示波器将标准值填入表格中。 ○
表6-2
标准信号 幅值 Y1通道灵敏度 扫描时间量程选择 频率 信号显示格数 一周期显示格数 计算实际测量幅值 计算实际测量频率 3. 低频信号发生器的使用
SG1026是一种通用的多功能低频信号源,主发生器能产生1Hz—1 MHz正弦波(有效值)、矩形脉冲和TTL逻辑电平。其中正弦波具有较小的失真、良好的幅颇特性,输出幅度0—5 v(连续可调),并具有标准的600Ω输出阻抗特性等。
1打开电源开关,指示灯亮,数码管显示频率大小。实验室用的信号发生器一种是由表头指○针显示主发生器的输出电压。由于电路过渡特性影响,通电时指针瞬时满偏,待输出稳定时,指针返回,指示实际电压大小,另外一种是由数码管显示输出电压大小。
2根据使用频率范围,调节“频率调节”旋钮,按十进制方式细调到所需的频率,此时数码○管显示频率大小,指示灯指示输出频率的单位。
3输出电压调节:输出电压1—5 v时,只需将“输出衰减”置0dB位,可以直接从电压表○上读出输出电压大小,为精确读数,一般用示波器或交流毫伏表测量输出电压。当输出电压小于1v 时,先选择适当的电压衰减,再调节“输出幅度”,直接外接示波器或交流毫伏表测量。直到达到所需要的信号电压值。
函数信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。
4. 交流毫伏表的使用
TH1911型数字式交流毫伏表主要用于测量频率范围为10Hz—2 MHz、电压为100uv—400v的正弦波有效值电压。该仪器具有躁声低、线性刻度、测量精度高、测量电压频率范围宽,以及输入阻抗高等优点,同时仪器使用方便,换量程不用调零,4位数显,显示清晰度高,仪器具有输入端保护功能和超量程报警功能,前者确保输入端过载不会损坏仪器,后者使操作者方便地选择合适量程,不会误读数据。
1将量程开关置于400v量程上,开启电源,数字表大约有5秒钟不规则的数字跳动,这是○开机的正常现象,不表明它是故障。
2使用时必须根据被测信号的大小,选择合适量程。若无法估计被测信号大小,应先选择较○大量程,然后再调整到适当量程,以保护仪表。
5. 仪器间的联测
16
调节低频信号发生器,使输出频率分别为100Hz、1KHz、10 KHz,输出电压有效值为1v(交流毫伏表测量值)的正弦信号,改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置,分别测量信号源输出电压频率,数据计入表6-3;再用示波器和交流毫伏表测量信号发生器在不同“输出衰减”位置时的输出电压,数据计入表6-4。
表6-3
信号 100Hz 1KHz 10 KHz 信号输出衰减 毫伏表读数(mv) 示波器读数(mv) 衰减倍数计算 扫描时间量程选择 表6-4 0 dB 1000 20 dB 40 dB 60 dB 一周期显示格数 计算频率
五、实验报告要求
1. 记录实验数据,填写实验数据记录表。
2. 整理实验数据,分析实验结果,认真书写实验报告,并回答思考题。
六、思考题
1. 电子测量中,为什么要注意仪器“共地”问题?
2. 信号发生器最大输出为5v,当“输出衰减”旋钮置于60 dB档时,输出电压变化范围为多大?如何调节5 mv/1 KHz信号?
3. 使用示波器时,要达到下列要求应调节那些旋钮? 1使波形清晰 ○5波形左右移动 ○
2亮度适中 ○6改变波形显示周期个数 ○
3波形稳定 ○7改变波形显示高度 ○
4波形上下移动 ○4. 交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压?它的表头指示值是被测信号的什么数值?它是否可以用来测量直流电压的大小?
17
实验六 单级放大电路静态参数的测试
(验证性实验)
一、实验目的
1. 熟悉模拟电子技术实验箱的结构,学习电子线路的搭接方法。
2. 学习测量和调整放大电路的静态工作点,观察静态工作点设置对输出波形的影响。
二、实验仪器
1. 低频信号发生器 SG1026 1台 2. 双踪示波器 SS7802或COS5020BF 1台 3. 万用表 VC9802A 1块
三、实验说明
图7-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻RE,以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui后,在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反,幅值被放大了的输出信号u0,从而实现了电压放大。
图7-1 共射极单管放大器实验电路
在图7-1电路中,旁路电容CE 是使RE对交流短路,而不致于影响放大倍数,耦合电容C1
和 C2 起隔直和传递交流的作用。当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远大于晶体管T的基极电流IB时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算 UB?RB1UCC
RB1?RB2IE?UB?UBE?ICRE UCE=UCC-IC(RC+RE)
β 电压放大倍数 AV??RC // RL rbe输入电阻 Ri=RB1 // RB2 // rbe 输出电阻 RO≈RC
由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此,除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调试技术。
18
放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点,应在输入信号ui=0的情况下进行, 即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。一般实验中,为了避免断开集电极,所以采用测量电压UE或UC,然后算出IC的方法,例如,只要测出UE,即可用 IC?IE?UEU?UC算出IC(也可根据IC?CC,由UC确定IC), RERC同时也能算出UBE=UB-UE,UCE=UC-UE。
为了减小误差,提高测量精度,应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试
放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC(或UCE)的调整与测试。
静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时uO的负半周将被削底,如图7-2(a)所示;如工作点偏低则易产生截止失真,即uO的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图7-2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试,即在放大器的输入端加入一定的输入电压ui,检查输出电压uO的大小和波形是否满足要求。如不满足,则应调节静态工作点的位置。
(a) (b)
图7-2 静态工作点对uO波形失真的影响
改变电路参数UCC、RC、RB(RB1、RB2)都会引起静态工作点的变化,如图7-3所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点,如减小RB2,则可使静态工作点提高等。
图7-3 电路参数对静态工作点的影响
最后还要说明的是,上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的,应该是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求,静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
19
三、实验内容
实验电路如图7-1所示。各电子仪器可按实验一中图7-1所示方式连接,为防止干扰,各仪器的公共端必须连在一起,同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线,如使用屏蔽线,则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。 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IC=2.0mA(即UE = 2.2V), 用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表7-1。
表7-1 IC= 2mA
测 量 值 UB(V) UE(V) UC(V) RB2(KΩ) UBE(V) 计 算 值 UCE(V) IC(mA)
2. 观察静态工作点对输出波形失真的影响
置RC=2.4KΩ,ui=0,调节RW使IC=2.0mA,测出UCE值,再逐步加大输入信号,使输出电压u0 足够大但不失真。
然后保持输入信号不变,分别增大和减小RW,使波形出现失真,绘出u0的波形,并测出失真情况下的IC和UCE值,记入表7-2中。
注意:每次测IC和UCE 值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。 表7-2 RC=2.4KΩ RL=∞ IC(mA) UCE(V) UC = UE = UCE = UC = 2.0 UE = UCE = UC = UE = UCE = u0波形 失真情况 管子工作状态
四、实验报告要求
1. 认真做实验,记录实验数据。
2. 讨论并总结静态工作点变化对放大器输出波形的影响。
五、预习要求
20