高校模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書前言模擬電子技術(shù)是電子信息類專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，而實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)則是該課程不可或缺的組成部分。本指導(dǎo)書旨在通過一系列精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，幫助學(xué)生鞏固和深化對(duì)模擬電子技術(shù)基本理論的理解，掌握模擬電路的基本測(cè)試方法與技能，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識(shí)。本指導(dǎo)書適用于高等院校電子信息工程、通信工程、自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的本科生。在使用本指導(dǎo)書時(shí)，學(xué)生應(yīng)首先認(rèn)真預(yù)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和步驟。實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，仔細(xì)操作，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入分析與思考。第一章實(shí)驗(yàn)須知與安全規(guī)范1.1實(shí)驗(yàn)課前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)前的充分準(zhǔn)備是保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行并取得良好效果的前提。學(xué)生應(yīng)做到：1.認(rèn)真閱讀本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及相關(guān)教材內(nèi)容，理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、基本原理和?shí)驗(yàn)電路的工作機(jī)制。2.明確實(shí)驗(yàn)中所使用的儀器設(shè)備的基本功能和操作方法。3.預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟，對(duì)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)有初步的判斷。4.思考實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題及解決方法。5.攜帶必要的文具（如記錄用筆、實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙等）。1.2實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律與安全規(guī)范電子實(shí)驗(yàn)涉及電氣設(shè)備和元器件，必須高度重視實(shí)驗(yàn)安全，嚴(yán)格遵守以下規(guī)定：1.進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室應(yīng)穿著得體，禁止穿拖鞋、背心等。2.保持實(shí)驗(yàn)室安靜、整潔，不得在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)追逐打鬧、大聲喧嘩或進(jìn)行與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的活動(dòng)。3.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)、儀器設(shè)備及供電線路是否完好，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師。4.嚴(yán)禁在未熟悉儀器操作規(guī)程的情況下擅自操作儀器。使用精密或貴重儀器前，必須經(jīng)指導(dǎo)教師同意并指導(dǎo)。5.連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，務(wù)必先斷開電源。電路連接完畢后，應(yīng)仔細(xì)檢查無誤，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后方可接通電源。6.實(shí)驗(yàn)過程中，如發(fā)現(xiàn)儀器異常（如過熱、冒煙、發(fā)出異味等）或人身觸電等緊急情況，應(yīng)立即切斷電源，并報(bào)告指導(dǎo)教師處理。7.愛惜實(shí)驗(yàn)儀器和元器件，規(guī)范操作，防止損壞。如發(fā)生損壞，應(yīng)及時(shí)報(bào)告并按規(guī)定處理。8.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先斷開電源，再拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好儀器設(shè)備、工具和元器件，清理實(shí)驗(yàn)臺(tái)面，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查同意后方可離開實(shí)驗(yàn)室。9.嚴(yán)禁在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)飲食、喝水。第二章實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)工作的全面總結(jié)，是衡量實(shí)驗(yàn)效果、評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾罁?jù)。一份規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含以下主要內(nèi)容：2.1實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本結(jié)構(gòu)1.實(shí)驗(yàn)名稱：明確本次實(shí)驗(yàn)的主題。2.實(shí)驗(yàn)日期：實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的具體時(shí)間。3.班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名：學(xué)生的基本信息。4.同組實(shí)驗(yàn)者：如有合作完成的情況，需注明。5.指導(dǎo)教師：指導(dǎo)本次實(shí)驗(yàn)的教師姓名。6.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模汉?jiǎn)述本次實(shí)驗(yàn)希望達(dá)到的目標(biāo)和預(yù)期收獲。7.實(shí)驗(yàn)原理：簡(jiǎn)要闡述實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的核心理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，可配合必要的電路圖和公式說明。8.實(shí)驗(yàn)儀器與元器件：列出實(shí)驗(yàn)中所使用的主要儀器設(shè)備（型號(hào)、規(guī)格）和元器件（型號(hào)、參數(shù)）。9.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：清晰、扼要地描述實(shí)驗(yàn)的具體操作過程，包括電路的連接方式、儀器的調(diào)節(jié)方法、數(shù)據(jù)的測(cè)量點(diǎn)等。10.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理：*數(shù)據(jù)記錄應(yīng)真實(shí)、準(zhǔn)確、完整，可采用表格形式。*對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的整理、計(jì)算和誤差分析。*繪制必要的圖表，如伏安特性曲線、頻率特性曲線等。圖表應(yīng)規(guī)范，注明橫縱坐標(biāo)、單位、刻度及圖名。11.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析討論：記錄實(shí)驗(yàn)過程中觀察到的現(xiàn)象，結(jié)合理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象進(jìn)行分析、解釋。若實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)期不符，應(yīng)分析原因。12.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析，得出明確、簡(jiǎn)練的結(jié)論，總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)的主要收獲。13.思考題解答：回答指導(dǎo)書或教師提出的思考題。14.實(shí)驗(yàn)心得與建議：（可選）記錄實(shí)驗(yàn)過程中的體會(huì)、遇到的困難及解決方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法或指導(dǎo)書提出改進(jìn)建議。2.2撰寫注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須由學(xué)生獨(dú)立完成，嚴(yán)禁抄襲。2.內(nèi)容應(yīng)實(shí)事求是，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，分析討論要有理有據(jù)。3.文字表達(dá)應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，字跡工整（手寫報(bào)告）或排版規(guī)范（打印報(bào)告）。4.圖表清晰，標(biāo)注完整。5.按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第三章基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)一常用電子元器件的識(shí)別與參數(shù)測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握電阻器、電容器、電感器、二極管、三極管等常用電子元器件的類型、外形、引腳識(shí)別方法。2.學(xué)習(xí)使用萬用表測(cè)量電阻器、電容器、二極管、三極管的基本參數(shù)。3.了解常用元器件的標(biāo)稱值、允許誤差及簡(jiǎn)單的質(zhì)量判別方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1.電阻器：電阻器是電子電路中應(yīng)用最廣泛的元件之一，用于限流、分壓、負(fù)載等。其主要參數(shù)有標(biāo)稱阻值、額定功率和允許誤差。電阻器的標(biāo)稱阻值和誤差通常以色環(huán)或直標(biāo)法標(biāo)注。通過萬用表的歐姆檔可以測(cè)量其實(shí)際阻值。2.電容器：電容器具有儲(chǔ)存電荷的能力，在電路中用于濾波、耦合、旁路、諧振等。其主要參數(shù)有標(biāo)稱容量、額定電壓和允許誤差。電容的容量單位有法拉（F）、微法（μF）、納法（nF）、皮法（pF）。萬用表可粗略測(cè)量電容的容量及判斷其是否漏電、擊穿或開路。3.電感器：電感器具有儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的特性，常用于濾波、諧振、扼流等。其主要參數(shù)有電感量和額定電流。電感量的單位有亨利（H）、毫亨（mH）、微亨（μH）。普通萬用表測(cè)量電感量精度不高，本實(shí)驗(yàn)可側(cè)重于識(shí)別和外觀檢查。4.二極管：二極管是一種單向?qū)щ娦云骷?，主要參?shù)有最大整流電流、最高反向工作電壓等。利用萬用表的二極管檔或歐姆檔可判斷二極管的正負(fù)極性及粗略檢測(cè)其單向?qū)щ娦浴?.三極管：三極管是一種電流控制型半導(dǎo)體器件，具有放大和開關(guān)作用。分為NPN型和PNP型?？赏ㄟ^萬用表測(cè)量各極間的正反向電阻來判別三極管的類型、引腳及粗略判斷其放大能力。三、實(shí)驗(yàn)儀器與元器件1.指針式萬用表或數(shù)字萬用表2.待識(shí)別與測(cè)量的各類電阻器、電容器、電感器、二極管、三極管若干3.面包板一塊（可選）四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.電阻器的識(shí)別與測(cè)量：*選取不同類型（如碳膜、金屬膜）、不同標(biāo)稱值的電阻器若干。*根據(jù)色環(huán)或直標(biāo)法讀取其標(biāo)稱阻值及允許誤差，并記錄。*設(shè)定萬用表至合適的歐姆檔位，進(jìn)行調(diào)零（指針表），測(cè)量各電阻器的實(shí)際阻值，記錄數(shù)據(jù)。*比較標(biāo)稱值與實(shí)測(cè)值，計(jì)算誤差，判斷其是否在允許誤差范圍內(nèi)。2.電容器的識(shí)別與測(cè)量：*選取不同類型（如瓷片、電解、滌綸）、不同標(biāo)稱容量的電容器若干。*識(shí)別其標(biāo)稱容量、額定電壓，并記錄。注意電解電容器的正負(fù)極性。*對(duì)于無極性小容量電容，使用萬用表的電容檔（若有）測(cè)量其容量；對(duì)于電解電容，除測(cè)量容量外，還可用電阻檔測(cè)量其漏電阻，判斷其質(zhì)量。3.電感器的識(shí)別：*觀察所給電感器的外形、結(jié)構(gòu)，識(shí)別其類型。*讀取其標(biāo)稱電感量（若有標(biāo)注），記錄。*用萬用表歐姆檔測(cè)量其直流電阻，判斷線圈是否開路。4.二極管的識(shí)別與測(cè)量：*選取普通二極管、穩(wěn)壓二極管各若干。*觀察其外形，識(shí)別引腳（長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)；或根據(jù)外殼標(biāo)識(shí)判斷）。*用萬用表的二極管檔或Rx1k檔測(cè)量二極管的正反向電阻，判斷其正負(fù)極性及單向?qū)щ娦允欠窳己谩?.三極管的識(shí)別與測(cè)量：*選取NPN型和PNP型三極管各若干。*觀察其外形，識(shí)別引腳（根據(jù)型號(hào)查閱資料或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷）。*用萬用表判斷三極管的類型（NPN或PNP）及三個(gè)電極（基極b、集電極c、發(fā)射極e）。*粗略判斷三極管的放大能力（利用萬用表的hFE檔或通過測(cè)量穿透電流等方法）。五、數(shù)據(jù)記錄與處理將上述各元器件的標(biāo)稱值、實(shí)測(cè)值、誤差等數(shù)據(jù)整理記錄于自行設(shè)計(jì)的表格中。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.測(cè)量前務(wù)必選擇合適的萬用表檔位，嚴(yán)禁用電流檔或電壓檔測(cè)量電阻。2.測(cè)量電解電容器時(shí)，注意其正負(fù)極性，避免反向充電損壞電容或萬用表。3.測(cè)量高壓電容前，應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行放電處理。4.識(shí)別元器件時(shí)，注意區(qū)分相似外形的不同種類元件。七、思考題1.電阻器的色環(huán)顏色代表什么含義？如何讀取四色環(huán)和五色環(huán)電阻的阻值？2.電解電容器在電路中使用時(shí)，若正負(fù)極接反會(huì)有什么后果？3.如何用萬用表快速區(qū)分NPN型和PNP型三極管？---實(shí)驗(yàn)二單管交流電壓放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握單管共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理。2.學(xué)習(xí)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試與測(cè)量方法。3.學(xué)習(xí)測(cè)量放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的方法。4.觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路輸出波形非線性失真的影響。5.熟悉示波器、信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理單管共發(fā)射極放大電路是最基本的放大電路形式之一。它以三極管為核心，利用三極管的電流放大作用，將微弱的輸入信號(hào)放大。電路主要由輸入回路、三極管放大單元和輸出回路組成，并設(shè)置有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證輸入信號(hào)能被不失真地放大。1.靜態(tài)工作點(diǎn)：是指輸入信號(hào)為零時(shí)，三極管各電極的直流電壓和直流電流，即IBQ、ICQ、UCEQ。靜態(tài)工作點(diǎn)由電路的直流偏置決定，合適的靜態(tài)工作點(diǎn)是電路正常放大的前提。通過調(diào)節(jié)偏置電阻（如Rb）可以改變靜態(tài)工作點(diǎn)。2.電壓放大倍數(shù)Au：是衡量放大電路放大能力的指標(biāo)，定義為輸出交流電壓有效值Uo與輸入交流電壓有效值Ui之比，即Au=Uo/Ui。3.輸入電阻Ri：放大電路對(duì)信號(hào)源而言相當(dāng)于一個(gè)負(fù)載電阻，其大小為輸入電壓Ui與輸入電流Ii之比，即Ri=Ui/Ii。輸入電阻越大，對(duì)信號(hào)源的影響越小。4.輸出電阻Ro：放大電路對(duì)負(fù)載而言相當(dāng)于一個(gè)信號(hào)源，其內(nèi)阻即為輸出電阻。輸出電阻越小，放大電路帶負(fù)載能力越強(qiáng)。三、實(shí)驗(yàn)儀器與元器件1.雙蹤示波器2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3.直流穩(wěn)壓電源4.交流毫伏表5.萬用表6.單管放大電路實(shí)驗(yàn)板（或面包板、三極管9013或3DG6、電阻、電容若干）7.連接導(dǎo)線若干四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.熟悉儀器：對(duì)照儀器說明書，熟悉示波器、信號(hào)發(fā)生器、毫伏表、穩(wěn)壓電源的面板旋鈕及基本操作方法。2.電路連接：在面包板上按圖（此處省略具體電路圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)參照給定電路）搭建單管共發(fā)射極放大電路。仔細(xì)檢查電路連接是否正確，特別注意三極管引腳、電容極性及電源正負(fù)極。3.靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試與測(cè)量：*斷開信號(hào)源，將放大電路輸入端接地。*開啟直流穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)輸出電壓至電路要求值（如+9V），接入電路。*調(diào)節(jié)偏置電阻Rb，用萬用表直流電壓檔測(cè)量三極管集電極與發(fā)射極之間的電壓UCEQ，使其達(dá)到預(yù)設(shè)的靜態(tài)值（如UCEQ=4~5V）。*測(cè)量此時(shí)三極管基極電壓UBQ和發(fā)射極電壓UEQ，計(jì)算發(fā)射極電流IEQ≈(UBQ-UBEQ)/RE（UBEQ硅管約為0.7V）。*記錄IBQ（若有條件測(cè)量或估算）、ICQ（≈IEQ）、UBQ、UEQ、UCEQ。4.電壓放大倍數(shù)Au的測(cè)量：*保持靜態(tài)工作點(diǎn)不變。*將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出端接至放大電路輸入端，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使其輸出頻率為1kHz的正弦波信號(hào)Ui。*用示波器觀察放大電路輸出端的波形，確保輸出波形不失真。*用交流毫伏表分別測(cè)量輸入電壓Ui和輸出電壓Uo（帶指定負(fù)載RL和空載兩種情況）。*計(jì)算不同負(fù)載下的電壓放大倍數(shù)Au=Uo/Ui。5.觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響：*保持輸入信號(hào)Ui不變（如5mV）。*改變偏置電阻Rb，使靜態(tài)工作點(diǎn)偏高（UCEQ減小）和偏低（UCEQ增大）。*用示波器觀察并記錄輸出波形的失真情況（飽和失真和截止失真）。6.輸入電阻Ri和輸出電阻Ro的測(cè)量：*輸入電阻Ri：在信號(hào)源與放大電路輸入端之間串聯(lián)一個(gè)已知電阻Rs（如1kΩ）。用毫伏表分別測(cè)量信號(hào)源開路電壓Us'（即Rs兩端電壓與Ui之和）和放大電路輸入端電壓Ui。則Ri≈(Ui/(Us'-Ui))*Rs。*輸出電阻Ro：保持輸入信號(hào)不變，分別測(cè)量放大電路空載時(shí)的輸出電壓Uo'和帶負(fù)載RL時(shí)的輸出電壓Uo。則Ro≈((Uo'/Uo)-1)*RL。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1.記錄靜態(tài)工作點(diǎn)數(shù)據(jù)：UBQ、UEQ、UCEQ、IEQ。2.記錄不同負(fù)載下的Ui、Uo，計(jì)算Au。3.描繪不同靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)的輸出波形失真圖，并注明失真類型。4.記錄測(cè)量Ri和Ro過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，并計(jì)算Ri和Ro。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.電路連接時(shí)務(wù)必?cái)嚯姴僮?，仔?xì)核對(duì)無誤后方可通電。2.調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器時(shí)，輸出電壓不宜過大，以免損壞元器件或?qū)е聡?yán)重失真。3.測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)用萬用表直流檔，測(cè)量交流信號(hào)時(shí)用交流檔或交流毫伏表。4.使用示波器時(shí)，注意探頭的接地端與電路共地。七、思考題1.靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定會(huì)對(duì)放大電路的性能產(chǎn)生哪些影響？有哪些因素會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化？2.當(dāng)輸入信號(hào)頻率升高或降低時(shí)，放大電路的電壓放大倍數(shù)會(huì)如何變化？為什么？3.若要提高共射放大電路的輸入電阻，可采取哪些措施？---實(shí)驗(yàn)三集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉集成運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放）的外形、引腳及使用方法。2.掌握集成運(yùn)放構(gòu)成的基本運(yùn)算電路（如反相比例、同相比例、加法、減法）的電路組成和工作原理。3.