模拟电路实验综合教程

     模拟电子电路实验课是模拟电子电路课程学习中的一个重要环节，它体现了模拟电子电路课程工程性的特点，即它是通过实践环节这样一个重要的侧面，帮助学习者对本门知识的掌握，而不是仅仅依赖课堂的学习。本教材非常重视学生的实验预习工作，配备了大量全面的与本次实验密切相关的预习思考题，为教师检查学生的预习情况提供了平台。认真做好预习思考，既可以在理论知识上有所收获，也可以对本次实验提供很大帮助，是做好实验必不可少的环节，起到了磨刀不误砍柴工的作用。本书设计了较多与理论学习难点有关的基础性实验项目。并在每个实验前面都配以充分全面的相关理论介绍，使学生尽可能的做到在理论指导下开展实验。整个实验基于用分立元件搭建的实物电路开展，注重在实践中提高学生分析问题、解决问题的能力，重视实验教学过程的启发性。通过设计针对性较强的对比性实验，利用实践检验和亲自观察感受和在每个实验数据之后，配备的很多有关的数据分析问题，引导学生通过实践总结重要理论概念，通过启发学生对实验数据开展有针对性的分析讨论，得到实验期望的效果，使理论知识学习得更加透彻。在完成课时内基本实验之外，本教材还为同学们提供了一些与学习相关的重要电路实验，目的是方便有学习需求的同学可以开展一些自主性的实验活动，希望有条件的同学能够很好地利用好这些资源。 

本书是根据多年来在完善模拟电子电路课程学习和相关实验教学效果的实践基础上编写而成的，除用于模拟电子电路实验课教学之外，还可作为模拟电子电路课程设计的辅助用书。
本书包括了二极管电路、三极管电路、场效应管电路、功率放大电路、集成运放电路、负反馈电路、振荡电路、稳压电源电路以及Multisim仿真等单元，在内容设计上充分注意了针对读者学习中遇到的实际问题，同时在实验介绍和预习思考上做了较多工作，以帮助读者能够在理解有关实验原理的基础上开展实验，这方面的工作对实验预习环节的落实也将发挥很好的帮助作用。
本书适用于面向应用型人才培养目标的本科院校，以培养扎实的模拟电路基础知识和过硬的实践能力为目标的教学使用。

较多与理论学习难点有关的基础性实验项目，基于用分立元件搭建的实物电路开展，重视实验教学过程的启发性，在实践中提高学生分析问题、解决问题的能力

目录

第1单元二极管及其电路
实验11二极管极性及好坏的判断
实验12二极管伏安特性曲线的测试
实验13二极管对动态(交流)小信号响应的实验
实验14大信号作用下的二极管模型分析
实验15二极管的应用(一)
实验16二极管的应用(二)
实验17并联型二极管小信号模型控制电路(设计型)
实验18简易调幅信号产生电路(设计型)
实验19逻辑电平检测电路(设计型)
实验110小功率通信设备收发开关的控制电路(设计型)

第2单元三极管及其电路
实验21三极管极性及好坏的判断
实验22三极管输出特性曲线和基本工作状态的测试
实验23共射极放大电路及静态工作点调试
实验24射极偏置放大电路设计及主要参数的测试
实验25共集电极放大电路
实验26差分放大器(设计型)
实验27三极管电路的应用(一)——电平指示电路
实验28三极管电路的应用(二)——电子测光电路
实验29多级放大电路的设计(设计型)
实验210简易晶体管特性图示仪的设计(设计型)

第3单元场效应管及其电路
实验31场效应管放大电路的参数调试和测量

第4单元功率放大电路
实验41乙类功率放大电路
实验42集成功率放大器

第5单元集成运算放大器及其应用电路
实验51运算放大器主要参数的估测
实验52反相运算电路
实验53同相运算电路
实验54单电源供电运放电路
实验55有源滤波器

第6单元负反馈电路应用及特性测试
实验61电压负反馈与电流负反馈
实验62串联负反馈与并联负反馈电路
实验63设计实现负反馈电路
实验64用集成运算放大器设计实现万用表

第7单元电压比较器、信号发生器及振荡电路
实验71电压比较器
实验72方波三角波发生器
实验73正弦波产生电路
实验74*实验楼道感应灯设计(设计型)

第8单元稳压电源
实验81集成直流串联稳压电源
实验82分立件直流串联稳压电源
实验83开关稳压电源

第9单元Multisim 10仿真软件及其应用
9.1Multisim软件概述
9.2Multisim 10用户界面及设置
9.3Multisim 10的元器件库及使用
9.4Multisim 10仿真仪表及使用
9.5Multisim 10的分析功能
9.6建立一个仿真电路
9.7放大电路参数测量项目一
9.8放大电路参数测量项目二
9.9预习思考题

参考文献

前言
模拟电子电路实验课是模拟电子电路课程学习中的一个重要环节，它体现了模拟电子电路课程工程性的特点，即，它需要通过实践这样一个重要侧面，帮助学生对本课程知识的掌握，而不是仅仅依赖书本上的学习。鉴于这一特点，本书从配合模拟电子电路理论课教学的实际需要出发，设计了较多与理论学习难点有关的基础性实验项目，力求帮助学生解决在基本理论、电路、原理和方法的学习中遇到的困惑，使学生能够得到更加扎实的基础性的训练。基于这样的考虑，本书的编写体现了以下几个方面的特点。（1） 很好地体现了充分重视问题研究在实验教学中的重要地位，突出了以问题研究为引领、带动实验教学不断深入的新的实验教学理念。在每个实验单元进行了较为充分全面的相关理论介绍之后，都配置数量较充分的预习思考题，这些思考题均针对学生实验中常见问题而设计，并且努力将其延伸到与实验相关的各个方面，以帮助学生在进行实验之前开展充分的实验问题研究，为学生理解实验原理、分析实验现象、排除实验故障、总结实验结果做好充分的实验前研究准备，使学生尽可能地做到在理论指导下开展实验。（2） 各项实验尽可能用分立元件搭建的电路开展，充分利用分立元件电路可以观察到最基本电路结构的波形和参数的特点，通过对实验过程细节的设计和引导，利用改变元件参数和观察对比的方法，可以较好地帮助学生了解电路原理、设计思路、元件作用、电路调试方法，对提高学生在实际电路调试的过程中分析问题、解决问题的能力有很好的帮助作用。同时，由于分立元件搭建电路的不确定性增加，学生训练面相应拓宽，对培养学生的综合能力将产生非常重要的促进作用。（3） 编写形式与改善实验预习环节具有密切的内在联系。以往用写预习报告作为实验预习环节的载体的做法存在很多弊端，造成很多情况下实验预习流于形式、名存实亡，直接导致学生实验能力和质量的严重下降。在本书的使用中，用编排大量的涉及实验中各方面问题的预习思考题并对其测试的方法，替代学生写预习报告的方法，取得了非常明显的改进效果。可借鉴的操作形式之一是，上课后将分别打印有2道预习思考题的A、B题纸条发给学生，预习较好的学生一般只需1~2分钟便可答完，而未预习的学生则无法完成。这样得到的预习检查结果真实有效，激励作用明显，可以把实验预习工作落到实处。（4） 与实践类课程相比较，对于实验项目相对较小、重复周期快的基础类实验课，我们认为其实验总结的形式应有所区别。因此在本书实验总结环节的编写中，可以根据教学要求的不同，不一定非要每次都写格式化较强、重复性较高的总结报告，而是适当兼容了将学生的精力引导到对实验数据和现象分析上来的功能设计。为此本书在每个实验数据记录表中都另增加了一些实验数据分析栏目，把需要引起关注和总结的问题在实验数据分析栏中提出来，学生直接把分析的答案填入其中即可； 教师可以在下次实验课中，根据指定的考核办法和所掌握的情况，进行适当的抽查即可。这种形式的优点是，既可以很好地引导学生的思考方向，抓住本次实验的重点，又可以为学生节省大量重复的格式化的书写时间，有利于学生将这些时间用于对下次实验思考题的研究上。（5） 本书编入了较为详细的Multisim 10仿真软件功能和使用方法的介绍，但考虑到仿真功能是以验证电路设计为主要目标的软件，而不具备电路故障调试等实操能力训练的功能，所以在教学实践中并未把它作为实验教学的课内内容安排，而是作为学生实验的一个重要辅助手段，对某些实验问题的分析提供帮助。另外一个重要考虑是，充分的Multisim 10仿真软件介绍内容，可以为下一阶段的模拟电路课程设计提供重要的帮助作用。（6） 本书的内容涉及电路形式较多，由于学生接受程度的不同，一些电路的确会成为部分学生学习中的难点。考虑到学生学习需求的不均衡性，故其中一部分实验内容可用于学生自选。教学操作可以有以下两种形式： 一是参考实验课的次数，将实验内容分成相应数量的单元块，再根据实验的难度将单元块内的各项实验给出不同分值，让学生根据自己的实验兴趣和需求，选择本次实验做某个或某些项目的组合，只要达到本次实验要求的下限分值即可； 对于有很好的开放实验室条件的教学环境，还可以采取课内统一安排实验项目，对于对其他实验项目感兴趣的学生，可自行选择在开放实验室进行其他实验。为了便于学生基本实验元件的使用，可将电阻等数量多、使用频繁且低耗值的元件下发给学生。为了学生能便利地保管和找到合适阻值的电阻，可在一张A4纸上按纵向排序，将电阻阻值和色环分别打印在两侧，将各电阻的两个引脚在中间横向插入相应位置。为使纸张耐用，可在电阻引脚插孔的两列位置上预先粘上塑料透明胶带，然后再戳孔即可。不用电阻时，将A4纸左右两边向后折包住中间的引脚部分，再将A4纸向前对折将电阻完全包住放入塑料袋。这种办法很好地解决了发放到学生手中元件的有效管理问题，很值得推广。本书是编者十多年来对模拟电子电路实验教学和教材编写经验总结的基础上编写而成的。本书由王鲁云编写第1~4单元，于海霞编写第5和第6单元，刁立强编写第7和第8单元，许少娟编写第9单元，全书由王鲁云统稿。本书的编写还得到了其他许多教师的帮助和指导，在此一并表示衷心的感谢。由于编者学术水平和教学经验有限，在本书的编写中难免存在各种错误，敬请有关专家和广大读者多加指正。
编者2016年8月

评论

第3单元场效应管及其电路

实验31场效应管放大电路的参数调试和测量1. 实验项目(1) 测试场效应管放大电路的静态工作点。(2) 测试场效应管放大电路的输入阻抗和输出阻抗。(3) 测试场效应管放大器的电压放大倍数。2. 实验目的(1) 了解结型场效应管的特点，掌握场效应管基本放大电路的工作原理。(2) 进一步熟悉示波器等有关仪器的使用方法和基本放大电路的主要性能指标的测试。3. 实验原理
场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法，与前面实验中晶体管放大器的测量方法相同。但由于场

图311输入阻抗测试介绍

效应管的输入电阻Ri比较大，限于测量仪器的输入电阻有限，其输入电阻的测量如果采用直接测输入电压us和ui的方法，必然会带来较大的误差。因此为了减小误差，常利用放大器的隔离作用，通过测量输出电压uo来计算输入电阻。测量电路原理图如图311所示。在放大器的输入端串联接入电阻R，把开关S闭合(R=0)，测量放大器的输出电压uo1=Auus； 保持R不变，再把开关S断开(接入R)，测出相应的输出电压uo2。由于两次测量中Au和us保持不变，所以有

uo2=Auui=AuusRiR Ri

从而得出

Ri=uo2uo1-uo2R

4. 实验设备与器件(1) 直流稳压电源一台。(2) 示波器一台。(3) 信号发生器一台。(4) 数字万用表一块。(5) 结型场效应管3DJ6、电位器、电阻和电容若干。5. 实验项目与步骤5.1电路静态参数调试5.1.1要点概述测量静态参数时，必须要把输入信号断开并把输入端接地。5.1.2实验步骤（1） 按照图312所示原理图连接电路，确认电路接线无误之后接通电源。

图312输出阻抗测试介绍

（2） 输入端接地，用万用表直流电压挡测量场效应管栅极电压UG、源极电压US和漏极电压UD，把结果记录下来填入表311前三列中，计算得到UGS、UDS和电流的数值ID填入后三列中。

表311场效应管测试数据

UD/VUS/VUG/VUGS/VUDS/VID/mA

请分析所测量的静态参数是否具有合理性

请分析在该静态条件下，输出信号的波动范围(设夹断电压为2V)

5.2电路动态参数调试5.2.1要点概述各项数据应在输出波形未出现明显失真的条件下进行。5.2.2实验步骤（1） 输入信号取ui=20mVPP,1kHz正弦波。（2） 将开关S1闭合，S2打开，用示波器测量在最大不失真条件下，输入电压和输出电压峰峰值，填入表312中并计算电压放大倍数。

表312场效应管放大电路测试数据及分析

uiPP/VuoPP/VAu

请结合理论计算公式和测试数据，计算跨导数值

5.3输入输出阻抗测试5.3.1要点概述各项数据应在输出波形未出现明显失真的条件下进行。5.3.2实验步骤（1） 测量输入电阻Ri。将开关S1闭合(R=0)，测量放大器的输出电压uo1； 输入信号不变，再把开关S1断开(接入R)，测出相应的输出电压uo2，将测试数据填入表313中，计算输入电阻： 

Ri=uo2uo1-uo2R

（2） 测输出电阻。将放大器输出端与负载电阻RL断开(即开关S2打开)，用毫伏表测出开路电压uo值，然后接上负载RL(开关S2闭合)，测得输出电压uoL值，将测试数据及实验结果填入表313中，并按下式计算输出电阻Ro： 

Ro=uouoL-1RL

表313输入及输出阻抗测试数据及分析

uo1/Vuo2/VRi/Ωuo/VuoL/VRo/Ω

请指出本实验为什么要通过输出端电压来测量输入阻抗

6. 预习思考题(1) 复习结型场效应管的特点及特性曲线。(2) 复习场效应管放大电路的工作原理。(3) 场效应管放大器输入回路的电容为什么可以取得小一些？(4) 在测量场效应管静态工作电压UGS时，能否用直流电压表直接并在G、S两端测量？为什么？(5) 为什么测量场效应管输入电阻时，要用测量输出电压的方法？(6) 输入电阻大在电路中有什么好处？