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電路大報告

發布時間:2022-03-16 15:33:09

『壹』 數字電路設計實驗報告(5選1即可)

目錄
1 設計目的 3
2 設計要求指標 3
2.1 基本功能 3
2.2 擴展功能 4
3.方案論證與比較 4
4 總體框圖設計 4
5 電路原理分析 4
5.1數字鍾的構成 4
5.1.1 分頻器電路 5
5.1.2 時間計數器電路 5
5.1.3分頻器電路 6
5.1.4振盪器電路 6
5.1.5數字時鍾的計數顯示電路 6
5.2 校時電路 7
5.3 整點報時電路 8
6系統模擬與調試 8
7.結論 8
參考文獻 9
實驗作品附圖 10

數字鍾

摘要:
數字鍾是一種用數字電路技術實現時、分、秒計時的裝置,與機械式時鍾相比具有更高的准確性和直觀性,且無機械裝置,具有更更長的使用壽命,因此得到了廣泛的使用。
數字鍾從原理上講是一種典型的數字電路,其中包括了組合邏輯電路和時序電路。目前,數字鍾的功能越來越強,並且有多種專門的大規模集成電路可供選擇。
從有利於學習的角度考慮,這里主要介紹以中小規模集成電路設計數字鍾的方法。
經過了數字電路設計這門課程的系統學習,特別經過了關於組合邏輯電路與時序邏輯電路部分的學習,我們已經具備了設計小規模集成電路的能力,藉由本次設計的機會,充分將所學的知識運用到實際中去。
本次課程設計要求設計一個數字鍾,基本要求為數字鍾的時間周期為24小時,數字鍾顯示時、分、秒,數字鍾的時間基準一秒對應現實生活中的時鍾的一秒。供擴展的方面涉及到定時自動報警、按時自動打鈴、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此,研究數字鍾及擴大其應用,有著非常現實的意義。
1 設計目的
1.掌握數字鍾的設計、組裝與調試方法。
2.熟悉集成元器件的選擇和集成電路晶元的邏輯功能及使用方法。
3.掌握麵包板結構及其接線方法
4.熟悉模擬軟體的使用。
2 設計要求及指標
2.1基本功能
1)時鍾顯示功能,能夠正確顯示「時」、「分」、「秒」。
2)具有快速校準時、分、秒的功能。
3)用555定時器與RC組成的多諧振盪器產生一個標准頻率(1Hz)的方波脈沖信號。
2.2擴展功能
1)用晶體振盪器產生一個標准頻率(1Hz)的脈沖信號。
2)具有整點報時的功能。
3)具有鬧鍾的功能。
4)……

3、方案論證與比較
本設計方案使用555多諧振盪器來產生1HZ的信號。通過改變相應的電阻電容值可使頻率微調,不必使用分頻器來對高頻信號進行分頻使電路繁復。雖然此振盪器沒有石英晶體穩定度和精確性高,由於設計方便,操作簡單,成為了設計時的首選,但是由於與實驗中使用的555晶元產生的脈沖相比較,利用晶振產生的脈沖信號更加的穩定,同過電壓表的測量能很好的觀察到這一點,同時在顯示上能夠更加接進預定的值,受外界環境的干擾較少,一定程度上優於使用555晶元產生信號方式。我們組依然同時設計了555和晶振兩個信號產生電路。(本實驗報告中著重按照原方案設計的555電路進行說明)
4、 系統設計框圖
數字式計時器一般由振盪器、分頻器、計數器、解碼器、顯示器等幾部分組成。在本設計中555振盪器及其相應外部電路組成標准秒信號發生器,由不同進制的計數器、解碼器和顯示器組成計時系統。秒信號送入計數器進行計數,把累計的結果以『時』、『分』、『秒』的數字顯示出來。『時』顯示由二十四進制計數器、解碼器、顯示器構成,『分』、『秒』顯示分別由六十進制計數器、解碼器、顯示器構成。其原理框圖如圖1.1所示。

5、電路原理分析

5.1數字鍾的構成
數字鍾實際上是一個對標准頻率(1HZ)進行計數的計數電路.由於計數的起始時間不可能與標准時間一致,故需要在電路上加一個校時電路,同時標準的1HZ時間信號必須做到准確穩定.在此使用555振盪器組成1Hz的信號。

數字鍾原理框圖(1.1)

5.1.1振盪器電路
555定時器組成的振盪器電路給數字鍾提供一個頻率為1Hz的方波信號。其中OUT為輸出。

5.1.2時間計數器電路
時間計數電路由秒個位和秒十位計數器,分個位和分十位計數器及時個位和時十位計數器電路構成,其中秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器為60進制計數器,而根據設計要求,時個位和時十位計數器為24進制計數器.

5.1.3分頻器電路
通常,數字鍾的晶體振盪器輸出頻率較高,為了得到1Hz的秒信號輸入,需要對振盪器的輸出信號進行分頻。
通常實現分頻器的電路是計數器電路,一般採用多級2進制計數器來實現。例如,將32768Hz的振盪信號分頻為1HZ的分頻倍數為32768( ),即實現該分頻功能的計數器相當於15級2進制計數器。

5.1.4振盪器電路
利用555定時器組成的多諧振盪器接通電源後,電容C1被充電,當電壓上升到一定數值時裡面集成的三極體導通,然後通過電阻和三極體放電,不斷的充放電從而產生一定周期的脈沖,通過改變電路上器件的值可以微調脈沖周期。

5.1.5數字時鍾的計數顯示控制
在設計中,我們使用的是74**160十進制計數器,來實現計數的功能,實驗中主要用到了160的置數清零功能(特點:消耗一個時鍾脈沖),清零功能(特點:不耗時鍾脈沖),在上級160控制下級160時候通過組合電路(主要利用與非門)實現,在連接電路的時候要注意並且強調使能端的連接,其將影響到整一個電路的是否工作。

電路的控制原理如下:
秒鍾由個位向十位進位:0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001實現個位的計數,採用的是置數的方式(利用RCO埠),當電路計數到1001的時候採用一個二輸入與非門接上級輸入的高位和低位輸出作為下級的信號,實現了秒區的個位和十位的顯示與控制。設計中注意到接的是一個與非門而不是與門,目標在產生一個時鍾脈沖。實現正確的顯示。
由秒區向分區的顯示控制:
基本原理同上,在秒區十位向時區個位顯示的時:0000—0001—0010—0011—0100—0101產生了六個脈沖的時候向下級輸出一個時鍾脈沖,利用的還是與非門,目標仍是實現正確的計時顯示。
分區的顯示及整體電路反饋清零:
當數值顯示達到:23:59的時候要實現清零的工作,採用CLR清零的方式反饋清零。具體設計接出控制端的9,5,3,2用十六進製表示後高電平對應引腳接與非,將非門輸出信號的值反饋給各個160晶元的清零端(CLR)既可以實現清零了。

5.2 校時功能的實現
當重新接通電源或走時出現誤差時都需要對時間進行校正.通常,校正時間的方法是:首先截斷正常的計數通路,然後再進行人工出觸發計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元的輸入端,校正好後,再轉入正常計時狀態即可.
根據要求,數字鍾應具有分校正功能,因此,應截斷分個位的直接計數通路,並採用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中.
在實驗實現過程中使用的是通過開關(普通開關)來實現高低電平的切換,手動賦予需要的高低電平來實現脈沖的供給,將脈沖提供到所需要的輸入(CLK)埠,實現校時,模擬過程中能夠正常校時並且在校時的時候達到了預定的效果;而在我們進入實際電路連接的時候,利用開關(手控導線點觸實現)來實現校時再不像模擬那樣的精確了,原因分析是由於使用的是普通的開關同時利用的是手動的對CLK埠賦予脈沖信號,在實現手動生成脈沖信號的過程中產生了擾動,即相當於產生了多個的脈沖信號對需要的數碼管進行校時,如此,並沒有達到模擬的精確效果,但是在實驗中通過改進電路的校時方式,不是用手觸開關產生脈沖信號(如若需用手觸則需要使用一個鎖存器實現去抖動,才能夠在脈沖生成時候不產生干擾的脈沖,實現正常的校時),而是使用信號發生器實現信號的提供,對需要校時的數碼管在相對應的CLK埠提供脈沖信號實現校時,利用此方式實現校時則比手觸開關方式效果要好。

5.3 報時的實現
報時功能的實現原理較為簡單,即對所需要報時的輸出量進行控制,並對控制產生的信號作為LED顯示的信號源,電路連接中要注意到的是在實現LED顯示的時候最好連接上一個保護電阻對LED燈器到保護的作用。例如我們的校時時間是 23:59,0010—0011—0101—1001;利用相應的門電路實現滿足埠輸出是上述條件的時候進行報時即可。

6、系統模擬與調試

7、結論
學貴以致用,通過幾天的數字鍾設計過程,將從書本上學到的知識應用於實踐,學會了初步的電子電路模擬設計,雖然過程中遇到了一些困難,但是在解決這些問題的過程無疑也是對自己自身專業素質的一種提高。當最終調試成功的時候也是對自己的一種肯定。在當前金融危機大的社會背景下,能夠增加自身砝碼的不僅僅是一紙文憑證書,更為重要的是畢業生是否能夠適應社會大潮流的需要,契合企業的要求即又較硬的動手操作及設計能力。此次的設計作業不僅增強了自己在專業設計方面的信心,鼓舞了自己,更是一次興趣的培養,為自己以後的學習方向的明確了重點。
另外在這次實驗中我們遇到了不少的問題針對不同的問題我們採取不同的解決方法,最終一一解決設計中遇到的問題。還有在實驗設計中我們曾遇到多塊晶元以及數碼管損壞的情況造成了數字鍾的顯示沒有達到預期的效果,或是根本不顯示,通過錯誤排除最終確認是元件問題,並向老師咨詢跟換元件最終的到解決。在我們曾經遇到不懂的問題時,利用網上的資源,搜索查找得到需要的信息。

62

『貳』 電子電路課程設計報告怎麼寫

先寫設計要求,再寫方案,再寫實現方法,再軟硬體模塊,再寫當中的問題及解決辦法,再體會總結,再參考文獻

『叄』 電路實驗報告怎麼寫

單相交流電路的實驗報告 目標:開發交流傳動實驗系統,能夠對交流傳動產品進行包括供電裝置(如變壓器、高壓櫃等)在內的主變流器、非同步電動機及其控制系統的綜合試驗。附圖1:交流傳動電力機車牽引系統原理圖。系統採用交流牽引電機背靠背的方式取代直流電機作為陪試機,用變流器取代原直流發電機—同步機組,直接向接觸網,在達到試驗目的的前提下大大減小能源消耗。附圖2:原交流傳動試驗系統原理電路圖。附圖3:能量反饋型交流傳動試驗系統原理電路圖。系統主要由主電路部分、控制部分和測試部分組成,分別要求完成以下內容:2、設計內容與要求1)試驗系統主電路的設計和部件選型① 主電路結構的設計,基本部件的確定;② 陪試牽引變壓器的選型;③ 陪試變流器的選型;④ 陪試交流牽引電機選型;2)試驗系統控制部分的設計① 主電路工作原理分析;② 控制電路工作原理分析;③ 保護電路工作原理分析;④ 控制系統的總體結構設計;⑤ PLC的選型、硬體配置、控制協議的確定;⑥ PLC程序流程的編寫。3)試驗系統測試部分的設計① 測試系統的工作原理分析;② 測試感測器的選型;③ 工控機、信號調理裝置、PCI採集板卡等的選型;④ 電路監測和保護的設計;⑤ LABVIEW程序流程的編寫。4)系統設計要求:① 試驗系統主要由10kV電網,單相交流供電的綜合試驗電源系統,被試變流器,交流牽引電機,陪試變流器,反饋變壓器,控制電源,三相AC380V動力電源,測試和控制系統等組成。② 根據試驗系統總體電路,計算10kV、50Hz電網單相、三相所需的的容量,計算三相電壓不平衡度及對三相電網的影響。③ 單相交流供電的綜合試驗電源系統參數要求:? 單相升壓變壓器(10kV/25kV)實現單相25kV/50Hz電源,容量4000kVA,在輸入電壓允許變化范圍內保證輸出電壓變化范圍17.5~31kV。? 牽引變壓器的牽引繞組的短路阻抗設計為25%,同時通過配備可調的電抗器來調節支路短路阻抗以實現不同綜合試驗的需求。? 電源系統的保護至少應包括:高壓警示、電流速斷保護、電流過流保護、變壓器保護(溫升保護、壓力保護、瓦斯保護等)等。④ 通用陪試變流器參數要求:? 輸出三相對稱的電壓,輸出電壓范圍0~2200V RMS;? 輸出電流范圍0~1300A RMS,輸出頻率范圍0~200Hz;? 輸出的最大功率≥3200kVA。⑤ 平台負載系統要求:? 採用交流牽引電機背靠背的方式作為陪試機,通過陪試牽引變流器和牽引變壓器直接向接觸網反饋能量;? 被試變流器的最大功率按照2800kW設計,被試非同步牽引電動機的最大功率按照1250kW設計;? 平台電機負載的保護應包括:高壓警示、電流速斷保護、過流保護、過壓保護、電機溫升保護、電機超速保護、短路保護、接地保護、缺相保護、陪試變流器保護(過流保護、過壓保護、接地保護、超溫保護、低溫保護、失壓保護、水位保護等)、陪試變壓器保護(溫升保護、壓力保護、瓦斯保護等)等。⑥ 測試系統的准確度滿足:交直流電流、電壓基波、有效值的測量准確度不低於±0.5%,轉速測量准確度不低於±0.1%或±1r/min,轉矩測量准確度不低於±1%,功率測量准確度不低於±1%。⑦ 其他性能要求:☆ 可靠性要求:系統能滿足長時間、間斷穩定運行。☆ 安全性:系統應保證人身、設備安全。☆ 易操作性:系統應提供友好人機界面,操作簡單。⑧ 系統設計完成後的資料整理擴聲電路實驗報告怎麼寫 一、直觀檢查法 直觀檢查法是斷開電源後立即進行。不用儀器、儀表,憑直觀的感覺,調動視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等4種感覺特性,進行判斷。這種檢查方法雖然准確性較差些,但速度快,直觀檢查法尤其對電源故障檢查很有用。 一看觀察機器或部件及其外部結構。看按鍵開關、介面、指示燈有無松動,線路板接緒有無脫落,有無虛焊、變色、裂痕、爆裂等現象,保險絲有無燒斷、打火、冒煙、變形、未卡住等問題,採用眼睛,直接識別和判斷。 二聽輕輕翻動機器或部件,搖擺搖擺,聽聽有無零件散落或螺絲釘脫落情況,是否有碰擊聲。作連續翻轉有無不正常的「吱吱」聲或「啪啪」的打火聲(通電時)。如果有這些現象,故障可能出現在這些地方。 三聞用鼻子聞聞有無燒焦氣味,找到氣味來源,故障可能出一放出異味的地方。 四摸用手摸摸變壓器外殼(斷電後進行),不要觸及接線端子,因為有時因充電電容存在,電壓甚高,危及安全。感覺一下,是否超過正常溫度、發燙,無法觸摸。功率管有無過熱或冰涼現象。調整管有無過熱或冰涼不熱現象。如果有這些現象,問題可能出現在這些地方。 二、試探法 試探法是針對懷疑部分的電路採用比較、分割、替代、模擬等試探手段,尋找故障所在,然後排除。具體方法如下: 1、比較找一台與故障機完全相同型號的機器,在專業設備中利用同一台機器的左、右聲道部件,測量相對應部分的電壓、電阻、電流數量,再加以比較,找到故障所在。 2、分割將某部分電路與其他部分脫開,接上外加電源,注入信號,進行判斷。 3、替代用好的元件替代懷疑元件,或將左、右聲道部件對換,尤其對於集成電路塊可以這樣進行。如果部件對換之後,機器恢復正常,則說明該部件存在問題或損壞。 4、模擬溫度模擬,採用電吹風加熱,或用酒精降溫,進行溫度性能檢查,振動模擬是使用細的塑料絕緣棒輕擊某些部件,看看電路工作狀況,可以發現某些虛焊現象,檢查故障所在。這種方法一般由技術熟練者進行,否則,容易出現故障加重現象。 三、靜態參數測量法 靜態參數的測量必須持有廠家生產設備的維修手冊,註明各個元器件端點靜態工作電流、或電壓,利用萬用表測量電路各個部分的電流、電壓或電阻值,看是否與標稱值相符合。 1、電阻測量 用萬用表的歐姆檔×100或×1K檔,不要使用R×10K檔,因為這檔上電表內接22.5伏電池,對晶體管測量不合適,容易損壞晶體管。在斷電的情況下測量,若有充電電容存在,必須用絕緣的螺絲起錐充分放電後進行。測量線路中電阻必須焊開一端,否則測量不準確。 2、電壓測量 在作此測量過程中要考慮萬用表內阻對測量值的影響。靜態測量值與動態測量值(加入信號時)不相同,這一點應當注意。測量靜態時各晶體管管腳,電阻、電容端電壓是否與標稱值一致,晶體管腳相對電壓能判斷管子是否損壞。 3、電流測量 採用直接測量時,將電流表串入電路中,檢查電流大小。採用間接測量時,測量兩端電壓,用電阻值去除電壓值,便得到電流值大小。 除靜態參數測量外,還可使用動態檢查法,利用信號源和示波器,注入信號直接檢查,對電路進行判斷。這種方法直接、准確,並且不容易損壞元器件,還可對電路和機械結構進行調整和校對。

『肆』 電路實驗報告,要求交流電路的等效參數,請各位高手幫幫忙︾誨iv>

L的運算阻抗為ZL=jwL (w為角頻率、j為虛數) C的運算阻抗為ZC=1/jwC Z=(ZL+ZC)/(ZL*ZC)

『伍』 求一份模擬電路實驗報告

借鑒下別人的,然後自己自由發揮,升級

『陸』 斷線報警器電路報告

在檢測線的最外端有一個電阻,大約幾十歐姆的幾千歐姆,在室內的電路中,外接電阻是電橋中的一個電橋。
無論斷線或短路,室內檢測電橋平衡的電壓比較器動作,報警。

『柒』 關於電路分析實驗報告

戴維南定理及功率傳輸最大條件
一、實驗目的
1、用實驗方法驗證戴維南定理的正確性。
2、學習線性含源一埠網路等效電路參數的測量方法。
3、驗證功率傳輸最大條件。
二、原理及說明
1、戴維南定理
任何一個線性含源一埠網路,對外部電路而言,總可以用一個理想電壓源和電阻相串聯的有源支路來代替,如圖3-1所示。理想電壓源的電壓等於原網路埠的開路電壓UOC,其電阻等於原網路中所有獨立電源為零時入端等效電阻R0 。

2、等效電阻R0
對於已知的線性含源一埠網路,其入端等效電阻R0可以從原網路計算得出,也可以通過實驗手段測出。下面介紹幾種測量方法。
方法1:由戴維南定理和諾頓定理可知:

因此,只要測出含源一埠網路的開路電壓UOC和短路電流ISC, R0就可得出,這種方法最簡便。但是,對於不允許將外部電路直接短路的網路(例如有可能因短路電流過大而損壞網路內部的器件時),不能採用此法。
方法2:測出含源一埠網路的開路電壓UOC以後,在埠處接一負載電阻RL,然後再測出負載電阻的端電壓URL ,因為:

則入端等效電阻為:

方法3:令有源一埠網路中的所有獨立電源置零,然後在埠處加一給定電壓U,測得流入埠的電流I (如圖3-2a所示),則:

也可以在埠處接入電流源I′,測得埠電壓U′(如圖3-2b所示),則:

3、功率傳輸最大條件
一個含有內阻ro的電源給RL供電,其功率為:

為求得RL從電源中獲得最大功率的最佳值,我們可以將功率P對RL求導,並令其導數等於零:

解得: RL=r0
得最大功率:

即:負載電阻RL從電源中獲得最大功率條件是負載電阻RL等於電源內阻r0 。
三、儀器設備
電工實驗裝置 :DG011 、 DY031 、 DG053
四、實驗內容
1、線性含源一埠網路的外特性
按圖3-3接線,改變電阻RL值,測量對應的電流和電壓值,數據填在表3-1內。根據測量結果,求出對應於戴維南等效參數Uoc,Isc。

表3-1 線性含源一埠網路的外特性
RL(Ω) 0短路 100 200 300 500 700 800 ∞開路
I(mA)
U( V )

2、求等效電阻Ro
利用原理及說明2中介紹的3種方法求R。,並將結果填入表3-2中,方法(1)和方法(2)數據在表3-1中取,方法(3)實驗線路如圖3-4所示。

表3-2 等效電阻R0
方法 1 2 3
R0(KΩ)
R0的平均值

3、戴維南等效電路
利用圖3-4構成戴維南等效電路如圖3-5所示,其中U0= R0= 。
測量其外特性U=f(I)。將數據填在表3-3中。

表3-3 戴維南等效電路
RL(Ω) 0短路 100 200 300 500 700 800 ∞開路
I(mA)
U( V )

4、最大功率傳輸條件
1.根據表3-3中數據計算並繪制功率隨RL變化的曲線:P=f(RL) 。
2.觀察P=f(RL)曲線,驗證最大功率傳輸條件是否正確。

六、報告要求
1、 根據實驗1和3測量結果,在同一張座標紙上做它們的外特性曲線U=f(I),並分析比較。
2、 完成實驗內容2的要求。

『捌』 急求三極體基本放大電路實驗報告

一.實驗目的
1.對晶體三極體(3DG6、9013)、場效應管(3DJ6G)進行實物識別,了解它們的命名方法和主要技術指標。
2.學慣用數字萬用表、模擬萬用表對三極體進行測試的方法。
3.用圖3-10提供的電路,對三極體的β值進行測試。
4.學習共射、共集電極(*)、共基極放大電路靜態工作點的測量與調整,以及參數選取方法,研究靜態工作點對放大電路動態性能的影響。
5.學習放大電路動態參數(電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓)的測量方法。
6. 調節CE電路相關參數,用示波器觀測輸出波形,對飽和失真和截止失真的情況進行研究。
7.用Multisim軟體完成對共射極、共集電極、共基極放大電路性能的分析,學習放大電路靜態工作點的測試及調整方法,觀察測定電路參數變化對放大電路的靜態工作點、電壓放大倍數及輸出電壓波形的影響。加深對共射極、共集電極、共基極基本放大電路放大特性的理解。
二.知識要點
1.半導體三極體
半導體三極體是組成放大電路的核心器件,是集成電路的組成元件,在電路中主要用於電流放大、開關控制或與其他元器件組成特殊電路等。
半導體三極體的種類較多,按製造材料不同有硅管、鍺管、砷化鎵管、磷化鎵管等;按極性不同有NPN型和PNP型;按工作頻率不同有低頻管、高頻管及超高頻管等;按用途不同有普通管、高頻管、開關管、復合管等。其功耗大於1W的屬於大功率管,小於1W的屬於小功率管。
半導體三極體的參數主要有電流放大倍數β、極間反向電流ICEO、極限參數(如最高工作電壓VCEM、集電極最大工作電流ICM、最高結溫TjM、集電極最大功耗PCM)以及頻率特性參數等。有關三極體命名、類型以及參數等可查閱相關器件手冊。
下面給出幾種常用三極體的參數舉例如表3-01所示:
表3-01 幾種常用三極體的參數
參數 PCM(mW) ICM(mA) VBRCBO(V) ICBO(μA hFE fT(MHz) 極性
3DG100D 100 20 40 1 4 0.01 NPN
3DG200A 100 20 15 0.1 25~270 0.01 NPN
CS9013H 400 500 25 0.5 144 150 NPN
CS9012H 600 500 25 0.5 144 150 PNP
參數 VP(V) IDSS gm(mA/V) PDM(mW) rGS(Ω) fM
3DJ6G -9 3~6.5 1 100 108 30 N溝道
2.半導體三極體的識別與檢測
半導體三極體的類型有NPN型和PNP型兩種。可根據管子外殼標注的型號來判別是NPN型,還是PNP型。在半導體三極體型號命名中,第二部分字母A、C表示PNP型管;B、D表示NPN型管;而A、B表示鍺材料;C、D表示硅材料。另外,目前市場上廣泛使用的9011~9018系列高頻小功率9012、9015為PNP型,其餘為NPN型。半導體三極體的型號和命名方法,與半導體二極體的型號及命名方法相同,詳見康華光第四版P44頁附錄或者參考有關手冊。
(1)三極體的電極和類型判別
1) 直觀辨識法。
半導體三極體有基極(B)、集電極(C)和發射極(E)三個電極,如圖3-11所示,常用三極體電極排列有E-B-C、
B-C-E、C-B-E、E-C-B等多種形式。
2) 特徵辨識法。如圖3-01所示,有些三極體用結構特徵標識來表示某一電極。如高頻小功率管3DGl2、3DG6的外殼有一小凸起標識,該凸起標識旁引腳為發射極;金屬封裝低頻大功率管3DD301、3AD6C的外殼為集電極等。

圖3-11 三極體結構特徵標識極性
3) 萬用表歐姆檔判別法
如圖3-12所示,選用指針式萬用表歐姆檔R×lkΩ檔。首先判定基極b方法:用萬用表黑表筆碰觸某一極,再用紅表筆依次碰觸另外兩個電極,並測得兩電極間阻值。若兩次測得電阻均很小(為PN結正向電阻值),則
黑表筆對應為基極且此管為NPN型;或
者兩次測得電阻值均很大(為PN結反向
電阻值),但交換表筆後再用黑筆去碰觸
另兩極,也測量兩次,若兩次阻值也很小,
則原黑表筆對應為管子基極,且此管為
PNP型。注意:指針式萬用表歐姆檔時,
黑表筆則為正極,紅表筆為負極;這與 (a) (b)
數字式萬用表不同。 圖3-12 萬用表歐姆檔判別法
其次,判別集電極和發射極。其基本原理是把三極體接成基本放大電路,利用測量管子的電流放大倍數值β的大小,來判定集電極和發射極。
以NPN管為例說明,如圖3-12b所示,基極確定後,不管基極,用萬用表兩表筆分別接另兩電極,用100kΩ的電阻一端接基極,電阻的另一端接萬用表黑表筆,若表針偏轉角度較大,則黑表筆對應為集電極,紅表筆對應為發射極。也可用手捏住基極與黑表筆(但不能使兩者相碰),以人體電阻代替l00kΩ電阻的作用(對於PNP型,手捏紅表筆與基極)。
上面這種方法,實質上是把三極體接成了正向偏置狀態,若極性正確,則集電極有較大電流。
(2)硅管、鍺管的判別 根據硅材料PN結正向電阻較鍺材料大的特點,可用萬用表歐姆R×1kΩ檔測定,若測得PN結正向阻值約為3~l0kΩ,則為硅材料管;若測得正向阻值約為50~1kΩ,則為鍺材料管。或測量發射結(集電結)反向電阻值,若測得反向阻值約為500kΩ,則為硅材料管;若測得反向阻值約為100kΩ,則為鍺材料管。
3.三極體場效應管放大電路
共射極放大電路既有電流放大作用,又有電壓放大作用,故常用於小信號的放大。改變電路的靜態工作點,可調節電路的電壓放大倍數。而電路工作點的調整,主要是通過改變電路參數(Rb、Rc)來實現。(負載電阻RL的變化不影響電路的靜態工作點,只改變電路的電壓放大倍數。)該電路信號從基極輸入,從集電極輸出。輸入電阻與相同材料的二極體正向偏置電阻相當,輸出電阻較高,適用於多級放大電路的中間級。
共集電極放大電路信號由晶體管基極輸入,發射極輸出。由於其電壓放大倍數Av接近於l,輸出電壓具有隨輸入電壓變化的特性,故又稱為射極跟隨器。該電路輸入電阻高,輸出電阻低,適用於多級放大電路的輸入級、輸出級,還可以作為中間阻抗變換級。
共基極放大電路信號由晶體管發射極輸入,集電極輸出。其電流放大倍數Ai接近於1但恆小於1,(又叫電流跟隨器),電壓放大倍數Av共射極放大器相同,且輸入電壓與輸出電壓同相。其輸入電阻低,只有共射放大電路的l/(1+β)倍,輸出電阻高,輸入端與輸出端之間沒有密勒電容,電路頻率特性好,適用於寬頻放大電路。
下面以圖3-13基本共射放大電路為例進行說明。
(1)放大電路靜態工作點的測量和調試
由於電子元件性能的分散性很大,在
製作晶體三極體放大電路時,離不開測量
和調試技術。在完成設計和裝配之後,還
必須測量和調試放大電路的靜態工作點及
各項指標。一個優質的放大電路,一個最
終的產品,一定是理論計算與實驗調試相
結合的產物。因此,除了熟悉放大電路的
理論設計外,還必須掌握必要的測量和調
試技術。
放大電路的測量和調試主要包括放大
電路靜態工作點的測量和調試、放大電路 圖3-13 基本共射放大電路(固定偏置式)
各項動態指標的測量和調試、消除放大電路的干擾和自激等。在進行測試之前,務必先檢查
三極體的好壞,並確定具體的β值。
1)靜態工作點Q的測量
放大電路靜態工作點的測量是在不加輸入信號(即VI=0)的情況下進行的。
靜態工作點的測量是指三極體直流電壓VBEQ、VCEQ和電流I CQ的測量。應選用合適的直流電壓表和直流毫安表,分別測量三極體直流電壓VBEQ、VCEQ和I CQ。為了避免更改接線,採用電壓測量法來換算電流。例如,只要測出實際的Rb、RC的阻值,即可由 ; ;(或 )
提示:在測量各電極的電位時最好選用內阻較高的萬用表,否則必須考慮到萬用表內阻對被測電路的影響。
2)靜態工作點的調整
測量靜態工作點I CQ和VCEQ的目的是了解靜態工作點的設置是否合適。若測出VCEQ <0.5 V,則說明三極體已進入飽和狀態;如果VCE≈VCC,則說明三極體工作在截止狀態。對於一個放大雙極性信號(交流信號)的放大電路來說,這兩種情況下的靜態偏置都不能使電路正常工作,需要對靜態工作點進行調整。如果是出現測量值與選定的靜態工作點不一致,也需要對靜態工作點進行調整。否則,放大後的信號將出現嚴重的非線性失真和錯誤。
通常,VCC 、Rc都已事先選定,當需要調整工作點時,一般都是通過改變偏置電阻Rb來實現。應當注意的是.如果偏置電阻Rb選用的是電位器,在調整靜態工作點時,若不慎將電位器阻值調整過小(或過大),則會使IC過大而燒壞管子,所以應該用一隻固定電阻與電位器串聯使用。圖3-18電路中是用Rb1和電位器Rb2串聯構成Rb。
2.放大電路的動態指標測試
放大電路的主要指標有電壓放大倍數Av、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro,以及最大不失真輸出電壓VO(max)等。在進行動態測試時,各電子儀器與被測電路的連接如圖3-14所示。實驗電路則如後面的圖3-18所示。

圖3-14 實驗電路與各測試儀器的連接
提示:為防止干擾,各儀器的公共接地端與被測電路的公共接地端應連在一起。同時,信號源、毫伏表和示波器的信號線通常都採用屏蔽線,而直流電源VCC的正、負電源線可只需普通導線即可。
(1)電壓放大倍數Av的測量
輸入信號選用1KHz、約5 mV的正弦交流信號,用示波器觀察放大電路輸出電壓VO的波形,在輸出信號沒有明顯失真的情況下,用毫伏表測得VO和VI,於是可得 。
(2)最大不失真輸出電壓的測量
放大電路的線性工作范圍與三極體的靜態工作點位置有關。當I CQ偏小時,放大電路容易產生截止失真;而I CQ偏大時,則容易產生飽和失真。需要指出的是,當I CQ增大時,VO波形的飽和失真比較明顯,
波形下端出現「削底」,如
圖3-15a所示。而當I CQ
減小時,VO波形將出現截
止失真,如圖3-15b所
示,波形上端出現「削頂」。 (a) (b) (c)
當放大電路的靜態工作點調 圖3-15 靜態工作點對輸出電壓Vo波形的影響
整在三極體線性工作范圍的 (a) VO易出現飽和失真 (b)VO易出現截止失真
中心位置時,若輸入信號 (c) VO波形上下半周同時出現失真
VI過大,VO的波形也會出現失真,上下同時出現「削頂」和「削頂」失真,如圖3-15(c)所示。此時,用毫伏表測出VO的幅度,即為放大電路的最大不失真輸出電壓Vo(max)。
(3)輸入電阻Ri的測量
輸入電阻的測量電路如圖3-16所示。

圖3-16 測量輸入電阻的電路
放大電路的輸入電阻:
在放大電路的輸入端串聯一隻阻值已知的電阻RS(可取510Ω),見圖3-16所示,通過毫伏表分別測出RS兩端對地電壓,求得RS上的壓降(Vs-Vi),則:
所以有
通過測量VS和Vi來間接地求出RS上的壓降,是因為RS兩端沒有電路的公共接地點。若用一端接地的毫伏表測量,會引入干擾信號,以致造成測量誤差。
(4)輸出電阻的測量
放大電路的輸出端可看成有源二端網路。如圖3-17所示。

圖3-17 測量輸出電阻的電路
用毫伏表測出不接RL時的空載電壓Vo』和接負載RL後的輸出電壓Vo,即可間接地推算RO的大小: 。
(5)放大電路頻率特性的測量
放大電路頻率特性是指放大電路的電壓放大倍數Av,與輸入信號頻率之間的關系。Av隨輸入信號頻率變化下降到0.707Av。時所對應的頻率定義為下限頻率 和上限頻率 ,通頻帶為 。
上、下限頻率可用以下方法測量:先調節輸入信號Vi使Vi頻率為1kHz;調節Vi幅度,使輸出電壓Vo幅度為1V。保持Vi幅度不變,增大信號Vi的頻率,Vo幅度隨著下降,當Vo下降到0.707 V時,對應的信號額率為上限頻率 ;保持Vi幅度不變,降低Vi頻率,同樣使Vo幅度下降到0.707 V時,
對應的信號頻率為下限頻率 。
(6)觀察截止失真、飽和失
真兩種失真現象
測量電路如圖3-18所示,
在ICQ=3.0 mA,RL=∞情況下,
增大輸入信號,使輸出電壓保
持沒有失真,然後調節電位器
Rb2阻值,改變電路的靜態工
作點,使電路分別產生較為明
顯的截止失真與飽和失真,測
出產生失真後相應的集電極靜
態電流。做好相應的實驗記錄。 圖3-18 共射放大電路舉例

圖3-19 共射放大電路對應的三個模擬電路圖

圖3-20 共集電極放大電路舉例
三.實驗內容
1.查閱手冊並測試晶體三極體(3DG100D、CS9013)、場效應管(3DJ6G)的參數,記錄所查和所測數據。
2.用晶體三極體3DG100D或CS9013組成如圖3-21所示單管共射極放大電路,通過改變電位器R2,使得VCE為4V,測量此時VCEQ、VBEQ、Rb的值,計算放大電路的靜態工作點Q對應的三個參數值。

3.在下列兩種情況下,測
量放大電路的電壓放大倍數和
最大Av不失真輸出電壓VOMAX。
(1)RL=R4=∞(開路)②RL=R4=
10kΩ。
建議:最初使用1KHz、5mV的正
弦信號作為輸入信號進行測試;
然後改變輸入信號的幅值,使用
雙蹤顯示方式同時顯示VI與
VO,進行監視,盡量選擇較大幅
度的正弦信號作為放大器的VI,
在保證VO波形不失真的條件下 圖3-21 單管共射極放大電路
進行測量。(若VO波形失真,所測動態參數就毫無意義)。
表3-09 靜態數據記錄表
實測值 實測計算值
VCE(V) VBE(V) Rb(KΩ) VCEQ(V) IBQ(μA) ICQ(mA)

表3-10 測AV的記錄表
實測值 理論估算值 實測計算值
Vi(mV) Vo(mV) AV AV

4. 觀察飽和失真和截止失真,並測出相應的集電極靜態電流。
5. 測量放大電路的輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。
*6.按照圖3-10設計BJT的β測試電路,確定電路中所有元器件和輸入電壓的參數值,並對測試結果進行比較和誤差分析。

圖3-10 BJT的β值測試電路圖
*7.測量圖3-18放大電路帶負載時的上限頻率 和下限頻率 。
*8.實驗電路如圖3-20 所示,要求模擬並實物實現電路,計算並實測電路的輸入電阻和輸出電阻。
四.思考題
1.Rb為什麼要由一個電位器和一個固定電阻串聯組成?
2.電解電容兩端的靜態電壓方向與它的極性應該有何關系?
3.如果儀器和實驗線路不共地會出現什麼情況?通過實驗說明。
五.實驗報告
1.按照實驗准備的要求完成設計作業一份,並估算放大電路的性能指標。
2.記錄實驗中測得的有關靜態工作點和電路的Au、Vo(max)、Ri和Ro的數據。
3.認真記錄和整理測試數據,按要求填入表格並畫出輸入、輸出對應的波形圖。
4.對測試結果進行理論分析,找出產生誤差的原因。
5.詳細記錄組裝、調試過程中發生的故障或問題,進行故障分析,並說明排除故障的過程和方法。
6.寫出對本次實驗的心得體會,以及改進實驗方法的建議。

提示:
1.組裝電路時,不要彎曲三極體的三個電極,應當將它們垂直地插入麵包板孔內。
2.先分別組裝好電路,經檢查無誤後,再打開電源開關。
3.測試靜態工作點時,應關閉信號源。
4.本實驗接點多,元器件多,組裝時一定要確保接觸良好,否則,會因接觸不良,出現錯誤或造成電路故障。

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