《模拟电路实验》课件

模拟电路实验课程课程目标和要求课程目标课程要求本课程旨在使学生掌握模拟电路的基本理论知识和实验技能，培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，为后续课程的学习和工程实践打下坚实的基础通过本课程，学生应能够独立完成基本模拟电路的设计、搭建、调试和测试，并能对实验结果进行分析和总结实验安全注意事项用电安全元件保护12实验室内电器设备较多，务必注在实验过程中，注意保护各种电意用电安全电源插座、开关等子元件，特别是集成电路等精密不得随意触摸，避免触电事故器件避免过电压、过电流等情接线前务必断开电源，接线完毕况，以免损坏元件插拔元件时后仔细检查无误方可通电如发要轻拿轻放，避免摔落或弯折引现电器设备损坏或漏电，应立即脚对于不确定的元件参数，应报告指导教师，不得擅自处理先查阅资料或咨询指导教师仪器使用常用仪器设备介绍示波器函数信号发生器数字万用表用于观察和测量电信号的波形、频率、幅产生各种波形的电信号，如正弦波、方用于测量电压、电流、电阻等参数，是电度、相位等参数是电路调试和故障诊断波、三角波等，用于电路的激励和测试路分析和故障排除的基本工具的重要工具示波器的使用方法连接信号将信号源连接到示波器的输入通道注意选择合适的探头和连接方式，以保证信号的准确传输调整垂直刻度调节垂直刻度旋钮，使信号波形在屏幕上占据适当的高度，以便观察和测量调整水平刻度调节水平刻度旋钮，调整扫描速度，使屏幕上显示合适的波形周期数，以便观察信号的细节触发设置设置触发方式和触发电平，使波形稳定显示常用的触发方式包括边沿触发、脉宽触发等函数信号发生器的操作选择波形1根据实验需要，选择合适的波形，如正弦波、方波、三角波等通常可以通过面板上的按键或旋钮进行选择设置频率2调节频率旋钮或通过数字输入，设置所需的信号频率注意频率的单位，如Hz、kHz、MHz等设置幅度3调节幅度旋钮或通过数字输入，设置所需的信号幅度注意幅度的单位，如Vpp、Vrms等设置偏置4根据需要，设置信号的直流偏置电压偏置电压可以使信号在正负电压之间移动数字万用表的应用选择量程连接表笔根据被测量的范围，选择合适的量程1将表笔正确连接到被测电路的测量点如果不知道被测量的范围，应先选择最2注意区分正负极性，避免接反大量程，然后逐渐减小量程分析结果读取数据4根据测量数据，分析电路的工作状态和观察万用表屏幕上的显示，读取测量数3性能指标如果发现异常，应及时查找据注意数据的单位，如V、A、Ω等原因并排除故障实验一二极管特性曲线测试实验目的所需设备掌握二极管的伏安特性曲线的测试方法，了解二极管的正向导通直流稳压电源、数字万用表、电阻、二极管、面包板、导线等电压、反向击穿电压等重要参数通过实验，加深对二极管工作其中，直流稳压电源用于提供稳定的直流电压，数字万用表用于原理的理解，为后续电路设计打下基础同时，培养学生的实验测量电压和电流，电阻用于限制电流，面包板用于搭建电路技能和数据分析能力实验一电路连接图根据实验原理图，在面包板上搭建二极管特性曲线测试电路电路包括直流稳压电源、电阻、二极管和数字万用表将直流稳压电源的正极连接到电阻的一端，电阻的另一端连接到二极管的正极（阳极），二极管的负极（阴极）连接到直流稳压电源的负极数字万用表并联在二极管两端，用于测量二极管的电压另一个数字万用表串联在电路中，用于测量电路中的电流实验一测试步骤连接电路按照电路连接图，在面包板上正确搭建二极管特性曲线测试电路调节电压打开直流稳压电源，缓慢调节输出电压，从0V开始逐渐增加记录数据每隔一定电压间隔，记录数字万用表显示的电压和电流值注意记录正向电压和反向电压的数据绘制曲线根据记录的数据，绘制二极管的伏安特性曲线横坐标为电压，纵坐标为电流实验一数据记录与分析电压（V）电流（mA）

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610.0根据实验数据，分析二极管的伏安特性曲线重点关注正向导通电压、反向击穿电压等参数正向导通电压是指二极管开始导通时的电压，反向击穿电压是指二极管反向电压超过一定值时，电流急剧增加的电压通过分析，可以了解二极管的性能特点和适用范围实验二整流电路的设计与测试实验目的所需设备掌握整流电路的基本原理和设计方法，了解半波整流、全波整流交流电源、变压器、二极管、电阻、电容、示波器、数字万用和桥式整流等不同整流方式的特点通过实验，加深对整流电路表、面包板、导线等其中，交流电源用于提供交流电压，变压工作过程的理解，并能分析其性能指标同时，培养学生的电路器用于改变电压幅度，二极管用于实现整流，电容用于滤波，示设计和调试能力波器用于观察波形实验二半波整流电路原理半波整流电路利用二极管的单向导通特性，将交流电压的正半周通过，而负半周被截止电路简单，但效率较低，输出电压的脉动较大在正半周，二极管导通，电流流过负载电阻，输出电压与输入电压的正半周相同在负半周，二极管截止，没有电流流过负载电阻，输出电压为零因此，输出电压只有正半周，而负半周被消除实验二全波整流电路原理中心抽头全波整流电路利用中心抽头的变压器和两个二极管，将交流电压的正负半周都转换为直流电压效率较高，输出电压的脉动较小桥式整流桥式整流电路利用四个二极管组成桥式结构，将交流电压的正负半周都转换为直流电压效率较高，输出电压的脉动较小，应用广泛实验二电路连接图半波整流搭建半波整流电路，包括交流电源、变压器、二极管和电阻将交流电源连接到变压器的输入端，变压器的输出端连接到二极管的正极，二极管的负极连接到电阻的一端，电阻的另一端连接到变压器的另一端全波整流搭建全波整流电路，包括交流电源、变压器（带中心抽头）、两个二极管和电阻将交流电源连接到变压器的输入端，变压器的输出端连接到两个二极管的正极，两个二极管的负极分别连接到电阻的两端，电阻的中心点连接到变压器的中心抽头桥式整流搭建桥式整流电路，包括交流电源、变压器和四个二极管将交流电源连接到变压器的输入端，变压器的输出端连接到桥式整流电路的交流输入端，桥式整流电路的直流输出端连接到电阻实验二测试步骤和数据记录连接电路1按照电路连接图，在面包板上正确搭建整流电路仔细检查接线，确保无误观察波形2打开交流电源，用示波器观察输入电压和输出电压的波形记录波形的形状、幅度、频率等参数测量电压3用数字万用表测量输出电压的直流值和交流纹波记录电压值改变参数4改变输入电压或负载电阻，重复测试，记录数据分析不同参数对整流电路性能的影响实验二波形观察与分析半波整流波形全波整流波形半波整流的输出波形只有正半周，负半周被截止波形形状简全波整流的输出波形正负半周都被转换为正电压，波形形状较复单，但直流分量较小，交流纹波较大杂，直流分量较大，交流纹波较小通过观察波形，可以直观地了解整流电路的工作过程和性能特点波形的形状、幅度、频率等参数都可以反映电路的性能指标实验三稳压电路的设计与测试实验目的所需设备掌握稳压电路的基本原理和设计方法，了解齐纳二极管稳压电路直流稳压电源、电阻、齐纳二极管、数字万用表、面包板、导线的特点和应用通过实验，加深对稳压电路工作过程的理解，并等其中，直流稳压电源用于提供不稳定的直流电压，齐纳二极能分析其性能指标同时，培养学生的电路设计和调试能力管用于实现稳压，电阻用于限制电流实验三齐纳二极管稳压原理稳压原理工作状态电阻作用齐纳二极管利用其反向齐纳二极管工作在反向电阻用于限制齐纳二极击穿区的特性，在一定击穿区，其电流随着输管的电流，防止其过电电流范围内，其两端电入电压的变化而变化，流损坏同时，电阻也压基本保持不变，从而但其两端电压基本保持起到分压的作用，使齐实现稳压不变纳二极管工作在合适的电压范围内实验三电路连接图搭建齐纳二极管稳压电路，包括直流稳压电源、电阻和齐纳二极管将直流稳压电源的正极连接到电阻的一端，电阻的另一端连接到齐纳二极管的正极，齐纳二极管的负极连接到直流稳压电源的负极数字万用表并联在齐纳二极管两端，用于测量输出电压实验三测试步骤连接电路按照电路连接图，在面包板上正确搭建齐纳二极管稳压电路仔细检查接线，确保无误调节电压打开直流稳压电源，缓慢调节输入电压，从低到高逐渐增加记录数据每隔一定电压间隔，记录数字万用表显示的输出电压值同时，记录输入电压值分析数据根据记录的数据，分析稳压电路的稳压性能计算稳压系数，评估稳压效果实验三数据记录与分析输入电压（V）输出电压（V）

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04.8根据实验数据，分析稳压电路的稳压性能可以看出，在输入电压变化时，输出电压基本保持不变，说明稳压电路具有良好的稳压性能计算稳压系数，评估稳压效果稳压系数越小，稳压效果越好实验四晶体管基本放大电路实验目的所需设备掌握晶体管的基本工作原理，了解共射、共集、共基三种基本放直流稳压电源、电阻、电容、晶体管、示波器、数字万用表、面大电路的特点通过实验，加深对晶体管放大作用的理解，并能包板、导线等其中，直流稳压电源用于提供直流偏置电压，电分析其性能指标同时，培养学生的电路设计和调试能力阻用于设置静态工作点，电容用于耦合信号，晶体管用于放大信号实验四共射放大电路原理输出信号共射放大电路的输出信号与输入信号相2位相反，具有较高的电压增益和电流增输入信号益输入信号加在晶体管的基极和发射极之1间，经过晶体管的放大作用，输出信号在集电极和发射极之间得到放大应用共射放大电路应用广泛，是各种放大电路的基础单元通过合理的设计，可以3获得所需的增益和频率响应实验四电路连接图搭建共射放大电路，包括直流稳压电源、电阻、电容和晶体管按照电路原理图，在面包板上正确连接各个元件注意晶体管的管脚排列，避免接错电阻用于设置静态工作点，电容用于耦合信号实验四静态工作点测试测量电压1用数字万用表测量晶体管各个管脚的直流电压，如基极电压、集电极电压和发射极电压测量电流2用数字万用表测量晶体管各个管脚的直流电流，如基极电流、集电极电流和发射极电流调整参数3根据测量结果，调整电路中的电阻值，使晶体管工作在合适的静态工作点，以保证放大电路的正常工作实验四动态特性测试输入信号用函数信号发生器产生一定频率和幅度的正弦波信号，作为输入信号加到放大电路的输入端观察波形用示波器观察输入信号和输出信号的波形记录波形的形状、幅度、频率和相位等参数测量增益根据输入信号和输出信号的幅度，计算放大电路的电压增益电压增益是指输出电压与输入电压的比值测量频率响应改变输入信号的频率，测量放大电路在不同频率下的电压增益绘制频率响应曲线，分析放大电路的频率特性实验四数据分析与计算参数数值静态工作点Ib=10uA,Ic=1mA,Vce=5V电压增益Av=100输入阻抗Ri=1kΩ输出阻抗Ro=10kΩ根据实验数据，分析放大电路的性能指标重点关注电压增益、输入阻抗和输出阻抗等参数电压增益是指放大电路的放大能力，输入阻抗是指放大电路对输入信号的影响，输出阻抗是指放大电路对负载的影响实验五多级放大电路设计实验目的所需设备掌握多级放大电路的设计方法，了解不同级间耦合方式的特点直流稳压电源、电阻、电容、晶体管、示波器、数字万用表、面通过实验，加深对多级放大电路工作原理的理解，并能分析其性包板、导线等其中，直流稳压电源用于提供直流偏置电压，电能指标同时，培养学生的电路设计和调试能力阻用于设置静态工作点，电容用于耦合信号，晶体管用于放大信号实验五电路原理图多级放大电路通常由多个单级放大电路组成，级间通过不同的耦合方式连接常用的耦合方式包括直接耦合、阻容耦合和变压器耦合直接耦合电路简单，但稳定性较差；阻容耦合电路应用广泛，但低频特性较差；变压器耦合电路具有较好的阻抗匹配特性，但体积较大实验五电路搭建步骤单级放大首先搭建单级放大电路，并调试其静态工作点和动态特性，使其满足设计要求级间耦合选择合适的级间耦合方式，将多个单级放大电路连接起来，组成多级放大电路整体调试对多级放大电路进行整体调试，调整电路参数，使其满足设计要求实验五增益测试方法输入信号用函数信号发生器产生一定频率和幅度的正弦波信号，作为输入信号加到多级放大电路的输入端输出信号用示波器观察输出信号的波形记录波形的形状、幅度、频率和相位等参数计算增益根据输入信号和输出信号的幅度，计算多级放大电路的总电压增益总电压增益是各级电压增益的乘积实验五频率响应测试改变频率1改变输入信号的频率，测量多级放大电路在不同频率下的电压增益记录数据2记录不同频率下的电压增益值，绘制频率响应曲线分析特性3分析频率响应曲线，了解多级放大电路的通频带、上限频率和下限频率等频率特性实验五数据分析与讨论参数数值电压增益Av=1000通频带BW=10kHz输入阻抗Ri=1kΩ输出阻抗Ro=10kΩ根据实验数据，分析多级放大电路的性能指标重点关注总电压增益、通频带、输入阻抗和输出阻抗等参数讨论不同级间耦合方式对多级放大电路性能的影响实验六差动放大电路实验目的所需设备掌握差动放大电路的基本原理，了解差动放大器的共模抑制比和直流稳压电源、电阻、晶体管、示波器、数字万用表、面包板、差模增益等重要参数通过实验，加深对差动放大电路工作原理导线等其中，直流稳压电源用于提供直流偏置电压，电阻用于的理解，并能分析其性能指标同时，培养学生的电路设计和调设置静态工作点，晶体管用于放大信号试能力实验六差动放大器原理差模信号共模信号差模信号是指两个输入端信号的共模信号是指两个输入端信号的差值差动放大器对差模信号具平均值差动放大器对共模信号有较高的增益具有较低的增益共模抑制差动放大器具有抑制共模信号的能力，可以有效地消除噪声和干扰实验六电路连接图搭建差动放大电路，包括直流稳压电源、电阻和晶体管按照电路原理图，在面包板上正确连接各个元件注意晶体管的管脚排列，避免接错电阻用于设置静态工作点实验六共模抑制比测试计算共模抑制比计算共模增益根据差模增益和共模增益，计测量输出电压根据输入信号和输出信号的幅算共模抑制比共模抑制比越输入共模信号用示波器或数字万用表测量输度，计算共模增益共模增益大，差动放大器的抗干扰能力将两个输入端连接到同一个信出电压是指输出电压与输入电压的比越强号源，输入共模信号值实验六差模增益测试输入差模信号将两个输入端分别连接到两个信号源，输入差模信号注意两个信号源的相位相反测量输出电压用示波器或数字万用表测量输出电压计算差模增益根据输入信号和输出信号的幅度，计算差模增益差模增益是指输出电压与输入电压的比值实验六实验数据分析参数数值差模增益Ad=100共模增益Ac=

0.1共模抑制比CMRR=60dB根据实验数据，分析差动放大器的性能指标重点关注差模增益、共模增益和共模抑制比等参数共模抑制比越大，差动放大器的抗干扰能力越强实验七运算放大器的基本应用实验目的所需设备掌握运算放大器的基本工作原理，了解反相放大器、同相放大直流稳压电源、电阻、电容、运算放大器、示波器、数字万用器、加法器、减法器、积分器和微分器等基本应用通过实验，表、面包板、导线等其中，直流稳压电源用于提供直流偏置电加深对运算放大器工作原理的理解，并能分析其性能指标同压，电阻和电容用于设置电路参数，运算放大器用于实现放大、时，培养学生的电路设计和调试能力加法、减法、积分和微分等功能实验七反相放大器设计输出信号反相放大器的输出信号与输入信号相位2相反，增益由反馈电阻和输入电阻的比输入信号值决定1将输入信号加到运算放大器的反相输入端，通过调整反馈电阻和输入电阻的比应用值，可以设置放大器的增益反相放大器应用广泛，可以用于各种放大电路中通过合理的设计，可以获得3所需的增益和频率响应实验七同相放大器设计输入信号输出信号将输入信号加到运算放大器的同同相放大器的输出信号与输入信相输入端，通过调整反馈电阻和号相位相同，增益由反馈电阻和输入电阻的比值，可以设置放大输入电阻的比值决定器的增益应用同相放大器应用广泛，可以用于各种放大电路中通过合理的设计，可以获得所需的增益和频率响应实验七加法器与减法器设计加法器利用运算放大器的反相输入端和电阻网络，可以实现多个输入信号的加法运算输出信号是各个输入信号的加权和的相反数减法器利用运算放大器的反相输入端和同相输入端，以及电阻网络，可以实现两个输入信号的减法运算输出信号是两个输入信号的差值实验七积分器与微分器设计积分器1利用运算放大器的反相输入端和电阻、电容元件，可以实现输入信号的积分运算输出信号是输入信号的积分值微分器2利用运算放大器的反相输入端和电阻、电容元件，可以实现输入信号的微分运算输出信号是输入信号的微分值实验七实验数据记录与分析电路类型参数数值反相放大器增益Av=-10同相放大器增益Av=11加法器输出电压Vo=-V1+V2减法器输出电压Vo=V1-V2根据实验数据，分析各种运算放大器应用电路的性能指标重点关注增益、输出电压等参数分析实验结果与理论值的差异，讨论误差来源实验八有源滤波器设计实验目的所需设备掌握有源滤波器的基本原理，了解低通滤波器、高通滤波器和带直流稳压电源、电阻、电容、运算放大器、示波器、函数信号发通滤波器的设计方法通过实验，加深对有源滤波器工作原理的生器、数字万用表、面包板、导线等其中，直流稳压电源用于理解，并能分析其频率响应特性同时，培养学生的电路设计和提供直流偏置电压，电阻和电容用于设置滤波器参数，运算放大调试能力器用于实现滤波功能实验八低通滤波器原理与设计设计低通滤波器通常由电阻和电容组成，通2过调整电阻和电容的值，可以设置滤波原理器的截止频率1低通滤波器允许低频信号通过，而阻碍高频信号通过其频率响应曲线在截止应用频率处开始下降低通滤波器应用广泛，可以用于各种信号处理系统中，例如音频信号处理、图3像信号处理等实验八高通滤波器原理与设计原理设计高通滤波器允许高频信号通过，高通滤波器通常由电阻和电容组而阻碍低频信号通过其频率响成，通过调整电阻和电容的值，应曲线在截止频率处开始上升可以设置滤波器的截止频率应用高通滤波器应用广泛，可以用于各种信号处理系统中，例如音频信号处理、图像信号处理等实验八带通滤波器原理与设计原理带通滤波器允许一定频率范围内的信号通过，而阻碍该频率范围之外的信号通过其频率响应曲线在中心频率附近具有峰值设计带通滤波器通常由低通滤波器和高通滤波器组成，通过调整低通滤波器和高通滤波器的截止频率，可以设置带通滤波器的通带范围实验八滤波器频率响应测试输入信号用函数信号发生器产生不同频率的正弦波信号，作为输入信号加到滤波器的输入端测量输出电压用示波器或数字万用表测量输出电压记录数据记录不同频率下的输出电压值，绘制频率响应曲线分析特性分析频率响应曲线，了解滤波器的截止频率、通带范围、阻带衰减等频率特性实验八实验数据分析与讨论滤波器类型参数数值低通滤波器截止频率fc=1kHz高通滤波器截止频率fc=1kHz带通滤波器中心频率f0=1kHz根据实验数据，分析各种有源滤波器的性能指标重点关注截止频率、通带范围、阻带衰减等参数分析实验结果与理论值的差异，讨论误差来源比较不同类型滤波器的特点和应用实验九振荡器电路设计实验目的所需设备掌握振荡器电路的基本原理，了解RC振荡器和维恩电桥振荡器直流稳压电源、电阻、电容、运算放大器、示波器、数字万用的设计方法通过实验，加深对振荡器电路工作原理的理解，并表、面包板、导线等其中，直流稳压电源用于提供直流偏置电能分析其频率稳定性和波形质量同时，培养学生的电路设计和压，电阻和电容用于设置振荡频率，运算放大器用于提供放大和调试能力反馈实验九振荡器原理RC条件2RC振荡器起振的条件是环路增益大于等于1，环路相移为0度或360度的整数原理倍1RC振荡器利用RC网络的相移特性和放大器的放大作用，产生正弦波振荡其振荡频率由RC网络的参数决定应用RC振荡器应用广泛，可以用于各种信号3发生器、定时电路等实验九维恩电桥振荡器设计原理条件应用维恩电桥振荡器利用维恩电桥网络的维恩电桥振荡器起振的条件是环路维恩电桥振荡器应用广泛，可以用于频率选择特性和放大器的放大作用，增益大于等于1，维恩电桥网络的相移各种信号发生器、音频振荡器等产生正弦波振荡其振荡频率由维恩为0度电桥网络的参数决定实验九频率和波形测试观察波形用示波器观察振荡器输出信号的波形观察波形的形状、幅度、频率等参数测量频率用示波器或频率计测量振荡器输出信号的频率记录频率值分析波形分析波形的质量，如是否为正弦波、是否存在失真等实验九实验数据分析振荡器类型参数数值RC振荡器振荡频率f=1kHz维恩电桥振荡器振荡频率f=1kHz根据实验数据，分析振荡器电路的性能指标重点关注振荡频率、波形质量等参数分析实验结果与理论值的差异，讨论误差来源比较不同类型振荡器的特点和应用实验报告撰写指南实验目的实验原理12明确写出本次实验的目的，简明扼要详细阐述实验所涉及的理论知识和电路原理，包括相关公式和推导过程实验设备实验步骤34列出本次实验所使用的所有仪器设备和元件清单，并注明详细描述实验的具体操作步骤，包括电路连接、参数设其型号和规格置、数据记录等要求步骤清晰、逻辑严谨实验数据结果分析56如实记录实验过程中所测得的所有数据，包括表格、图表对实验数据进行分析和讨论，解释实验结果的合理性，分等数据应清晰、准确、完整析误差来源，并得出结论要求分析深入、逻辑清晰、结论明确常见问题与解答问题一电路无法正常工作问题二实验数据与理论值不符解答首先检查电路连接是否正确，元件参数是否合适，电源电解答实验数据与理论值之间存在差异是正常的，因为实验过程压是否正常然后用万用表检查电路中各点的电压和电流，判断中会受到各种因素的影响，例如元件误差、仪器误差、环境干扰是否存在短路、断路或元件损坏等问题如果仍然无法解决，可等分析误差来源，并进行合理的解释如果误差过大，应检查以咨询指导教师实验步骤和数据记录是否存在错误课程总结与展望通过本课程的学习，相信大家已经掌握了模拟电路的基本原理、设计方法和实验技能希望大家在以后的学习和工作中，能够灵活运用所学知识，不断探索和创新模拟电路是电子工程的重要组成部分，随着科技的不断发展，模拟电路的应用领域也将越来越广泛希望大家继续深入学习模拟电路的相关知识，为未来的电子工程事业做出贡献。