电工电子基础实验教程

1、 本书适用于应用型本科院校机电类工科专业学生使用。2、 内容包含电学（电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路）四门专业基础课的实验；内容编排上既有验证性实验，也有设计性和综合性内容；结构上由易到难、由简单到复杂，便于引导学生入门后逐渐深入学习。3、 本书提倡软、硬件结合开展实验与学习，可以不受实验条件、课内时间的限制，加强电学基础，为专业课程的学习与实践创新打下坚实的基础。4、 本书提供配套电子课件和资源，读者可登录清华大学出版社网站下载使用。 

本书将电工、电子技术的各门课的实验组织起来，通过硬件与仿真软件相结合，系统地介绍了电工电子技术的一般实验方法和技能。
全书共分5章，第1章介绍了电工电子实验基础知识；第2章包含了11个电路原理实验项目；第3章包含了11个模拟电子技术实验项目；第4章包含了14个数字电子技术实验项目；第5章包含了7个高频电子线路实验项目。附录中收录了Multisim仿真软件基本知识和常用电子元器件的型号与技术参数，芯片的引脚图，仪器仪表的技术参数与使用说明等信息。
本教程既可作为应用型高等院校电子、通信和自动化等电类专业本科生低年级的实验教材，同时也可作为机械类工科各专业本科生的实验基础教材，另外，也可作为学生电子技术课外实践、课程设计、毕业设计环节的实用指导书，供职业教育和其他相关技术人员参考。

目录

第1章电工电子实验基础知识

1.1实验技术基本知识/1

1.1.1实验前的准备阶段/1

1.1.2实验操作中的测试与观察阶段/1

1.1.3实验结果分析及整理阶段/2

1.1.4实验报告的撰写/3

1.2常用电工仪表及电子仪器/3

1.2.1数字万用表/3

1.2.2数字交流毫伏表/6

1.2.3直流稳压电源/7

1.2.4函数/任意波形发生器/9

1.2.5数字示波器/14

1.2.6频谱分析仪/21

1.3安全用电的常识/30

1.3.1基本概念/30

1.3.2基本用电安全/31

1.3.3电子电路的接地/32

第2章电路原理实验2.1电路实验综述/34

2.2电路实验实例/35

2.2.1电路元件伏安特性的研究/35

2.2.2基尔霍夫定律与叠加定理的研究/40

2.2.3戴维南定理的研究/43

2.2.4受控源的实验研究/47

2.2.5一阶、二阶电路过渡过程的研究/53

2.2.6正弦稳态交流电路的研究/58

2.2.7RC电路的频率特性研究/62

2.2.8电路元件等效参数的测量/65

2.2.9RLC串联谐振电路的研究/69

2.2.10互感电路的研究/72

2.2.11三相电路的研究/75第3章模拟电子技术实验3.1常用电子元件的使用与测量/80

3.2单相整流和滤波电路的测试/84

3.3稳压电源的测试/87

3.4单管放大电路的测试/89

3.5射极跟随器/94

3.6场效应管放大器的测试/97

3.7低频OTL功率放大器的测试/101

3.8差动放大电路的研究/104

3.9负反馈放大器的测试/108

3.10RC正弦波振荡器的研究/111

3.11集成运放的线性应用/113

第4章数字电子技术实验4.1晶体二极管、三极管的开关特性仿真实验/118

4.2分立元件门电路仿真实验/122

4.3集成门的逻辑功能与参数测试/127

4.4组合逻辑电路的设计与测试/133

4.5译码器的测试及其应用/137

4.6数据选择器的测试与应用/142

4.7触发器及其应用/148

4.8计数器及其应用/155

4.9移位寄存器及其应用/164

4.10集成定时器及其应用/170

4.11综合性实验一: 计数、译码、显示电路的设计/176

4.12综合性实验二: m序列信号发生器的设计/177

4.13综合性实验三: 智力竞赛抢答装置/178

4.14综合性实验四:电子秒表/180

第5章高频电子线路实验5.1高频小信号调谐放大器实验/1865.2电容反馈式LC振荡器/191

5.3晶体振荡器与压控振荡器/195

5.4模拟乘法器调幅(AM、DSB、SSB)/198

5.5包络检波及同步检波实验/202

5.6变容二极管调频实验/207

5.7正交鉴频及锁相鉴频实验/212

附录AMultisim仿真软件基本知识A.1Multisim仿真软件简介/217

A.1.1关于Multisim/217

A.1.2安装Multisim及其附加模块/217

A.1.3Multisim界面/218

A.1.4定制Multisim界面/220

A.2创建电路/221

A.2.1开始建立电路文件/221

A.2.2往电路窗口中放置元件/221

A.2.3改变单个元件和节点的标号和颜色/225

A.2.4给元件连线/226

A.2.5为电路增加文本/228

A.3编辑元件/229

A.3.1元件编辑器入门/229

A.3.2进入元件编辑器/229

A.3.3开始编辑元件/230

A.4仪表的接入/231

A.4.1仪表图标认识/231

A.4.2增加与连接仪表/231

A.4.3设置仪表/233

A.5仿真电路/234

A.5.1仿真电路/234

A.5.2停止电路仿真/234

A.6分析电路/234

A.6.1时域分析/235

A.6.2运行分析/235

A.7VHDL简介/237A.7.1Multisim中的HDL语言/237

A.7.2使用VHDL模型器件/237

A.7.3仿真电路/238

A.8产生报告/239

A.8.1产生并打印BOM/239

A.8.2储存BOM/239

附录B常用电子元器件的型号与技术参数B.1半导体分立器件/241

B.1.1半导体分立器件的命名方法/241

B.1.2常用半导体二极管的主要参数/246

B.1.3常用整流桥的主要参数/247

B.1.4常用稳压二极管的主要参数/248

B.1.5常用半导体三极管的主要参数/249

B.1.6常用场效应管主要参数/253

B.2半导体集成电路/254

B.2.1模拟集成电路/254

B.2.2数字集成电路/256

参考文献/269清华大学出版社|浙江工业大学之江学院

应用型高等院校电子信息和计算机类

专业人才培养系列教材(图书目录，初步计划，逐步完善，分步出版，保证质量，突出应用)(1) 微型计算机汇编语言与接口技术(刘均)

(2) C语言程序设计(郭伟青，赵建锋)

(3) 软件测试实践(吴艳)

(4) ACM大学生程序设计竞赛精选题解-算法分析与设计习题解答(赵端阳)

(5) 数字信号处理(张建奇)，

(6) 检测技术(张建奇，应亚萍)

(7) 高频电子线路(郑利君)

(8) 模拟电子技术应用(王洁)

(9) 通信原理(鲍卫兵)

(10) 网络与通信(鲍卫兵)

(11) Andriod系统开发及应用 (陈伟杰)

(12) 数字电子技术及应用 (王荃)，电路原理(蔡铁锋)

(13) 电子系统EDA及应用(成杏梅)

(14) 计算机控制技术及应用(张聚)

(15) 电工电子基础实验教程(朱新芬)

(16) 电工电子基础实践教程(朱新芬)

(17) 计算机网络实验教材(刘文程)

(18) 电子系统大型实验(杜树旺)

(19) 数据库技术与应用(郝平)

(20) 计算机网络技术与应用(杜丰)

(21) JavaEE程序设计案例教程(冯志林)

(22) JavaWeb程序开发实用教程(曹平)

编审委员会顾问: 李澎林潘海涵主任: 张聚副主任: 赵端阳朱新芬编委: (按姓氏笔画为序)王洁王荃冯志林成杏梅刘均刘文程刘勤贤杜丰杜树旺吴艳何文秀应亚萍张建奇陈伟杰郑利君赵建锋郝平姚晶晶徐欧官郭伟青曹平鲍卫兵蔡铁峰潘建电子信息技术和计算机软件等技术的快速发展，深刻地影响着人们的生产、生活、学习和思想观念。当前，以工业4.0、两化深度融合、智能制造和互联网 为代表的新一代产业和技术革命，把信息时代的发展推进到一个对于国家经济和社会发展影响更为深远的新阶段。在新的产业和技术革命的背景下，社会对于高校人才的培养模式、教学改革以及高校的转型发展都提出了新的要求。2015年，浙江省启动应用型高校示范学校建设。通过面向应用型高校的转型建设增强学生的就业创业和实践能力，提高学校服务区域经济社会发展和创新驱动发展的能力。通过坚持“面向需求、产教融合、开放办学、共同发展”的高校发展理念，围绕一流的应用型大学建设和一流的应用型人才培养目标，我们做了一系列的探索和实践，取得了明显实效。作为应用型高校转型建设的重要举措之一和应用型人才培养的主要载体，本套规划教材着眼于应用型、工程型人才的培养和实践能力的提高，是在应用型高校建设中一系列人才培养工作的探索和实践的总结和提炼。在学校和学院领导的直接指导和关怀下，编委会依据社会对于电子信息和计算机学科人才素质和能力的需求，充分汲取国内外相关教材的优势和特点，组织具有丰富教学与实践经验的双师型高校教师成立编委会，编写了这套教材。本套系列教材具有以下几个特点: (1) 教材具有创新性。本系列教材内容体现了基本技术和近年来新技术的结合，注重技术方法、仿真例子和实际应用案例的结合。(2) 教材注重应用性。避免复杂的理论推导，通俗易懂，便于学习、参考和应用。注重理论和实践的结合，加强应用型知识的讲解。(3) 教材具有示范性。教材中体现的应用型教学理念、知识体系和实施方案，在电子信息类和计算机类人才的培养以及应用型高校相关专业人才的培养中具有广泛的辐射性和示范性。(4) 教材具有多样性。本系列教材既包括基本理论和技术方法的课程，也包括相应的实验和技能课程，以及大型综合实践性学科竞赛方面的课程。注重课程之间的交叉和衔接，从不同角度培养学生的应用和实践能力。(5) 本套教材的编著者具有丰富的教学和实践经验。他们大多是从事一线教学和指导的、具有丰富经验的双师型高校教师。他们多年的教学心得为本教材的高质量出版提供了有力保障。本套系列教材的出版得到了浙江省教育厅相关部门、浙江工业大学教务处和之江学院领导以及清华大学出版社的大力支持和广大骨干教师的积极参与，得到了学校教学改革和重点教材建设项目的资助，在此一并表示衷心的感谢。希望本套教材的出版能够在转变教学思想，推动教学改革，更新知识体系，增强学生实践能力，培养应用型人才等方面发挥重要作用，并且为应用型高校的转型建设提供课程支撑。由于电子信息技术和计算机技术的发展日新月异，以及各方面条件的限制，本套教材难免存在不足之处，敬请专家和广大师生批评指正。
高等学校电子信息类创新与应用型规划教材编审委员会2016年10月电工电子实验课程是自动化专业、通信工程专业、电子信息专业的基础课程，通过本课程一系列实验的学习，既可巩固学生的相关理论知识、培养学生的动手能力，又可培养学生的分析问题和解决问题的能力，为学习专业课程、课程设计、大型实验与毕业实习工作奠定坚实的基础。该教材以电工电子技术理论为依据，实验项目的设计可操作性强，内容具有基础性、广泛性和系统性的特点，是一本集应用性、创造性及实践性为一体的实验教材。本书共分为5章。第1章为电工电子实验基础知识，主要包括常用电工仪表及电子仪器的使用，实验技术基本知识，安全用电的常识等内容。第2章为电路原理实验，主要包括基尔霍夫定律的研究，戴维南定理的研究，一阶、二阶电路的研究，单相、三相交流电路的研究，日光灯电路的研究和变压器的研究等内容。第3章为模拟电子技术实验，主要包括晶体管的认识与测量、单相整流和滤波电路、单管放大电路、射极跟随器、场效应管放大器、低频功率放大器、差动放大器、负反馈放大器、RC振荡器和集成运放等内容。第4章为数字电子技术实验，主要包括集成门电路的功能与参数测试，译码器的测试与应用，数据选择器的测试与应用，组合逻辑电路的设计，触发器及应用，移位寄存器、计数器、时序逻辑电路的设计，555定时器的应用，抢答器和电子秒表的实现等内容。第5章为高频电子线路实验，主要包括小信号调谐放大器、LC电容反馈式振荡器、石英晶体振荡器、压控振荡器、调幅与检波和调频与鉴频等内容。附录包括仿真软件Multisim简介，常用电子元器件的型号与技术参数，芯片的引脚图等信息。本教材的建设以三本院校“应用型专业技术人才培养”为目标，以重视学生动手实践能力培养为方向，以注重理论知识的实际应用为根本，把电工、电子技术基础所涉及的实验内容组织在一起，具有很好的连贯性、系统性。在教材建设中吸收国内同类教材的优点并加以消化，以达到由理论到实验验证，由验证到仿真设计，由仿真设计到实施，由简单到复杂，由单个知识点到各知识点的整合应用，由一门课到整个电类基础知识的综合应用的目的。本书和现有教材相比主要有以下特色。1. 重系统性，符合认知规律 本教材结构严谨，章节划分合理,层次分明。本书对每一门实验课程，单独列一章，以醒目的标题标识本章内容，按教学计划中相应理论课程学习的先后顺序来安排章节，体现了系统性。本书中一个实验项目从简单的验证到设计仿真再到实施，一门实验课从一个个知识点到综合知识点，循序渐进，课程间也是呈一步步递进关系，符合认知规律。2. 重实用性，体现求真意识在各课实验项目设置时，考虑了学科知识点在实际生活、学习与工作中的具体相关应用，以此来安排对应的项目，体现了知识来源于实践，又服务于实践中的原则，使学生在学习时 “知其然”也“知其所以然”，改变学生被动接受知识的习惯，养成其主动学习的意识。 3. 重适用性，提高实践能力本教材既适用于全部实验独立设课的自动化、通信、电子专业，也适用于设有少量课时的机电、测控专业。在学时分配上，电路实验、模电实验、数电实验均为24学时，高频电子线路实验为12学时，当然少课时的专业可根据情况选取适当经典内容。通过本教材的一系列实验项目的锻炼，可以使学生提高专业基础技能与良好的动手能力。4. 重开放性，培养学科兴趣通过电路原理实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、高频电子线路实验一系列的实验项目操作，为学生的课外科技立项、参加电子设计竞赛、自立制作电子产品打开了大门，使其成为可能。本教材可一直陪伴学生左右，作为基本工具书，使学生提高学习兴趣与积极性。本书由朱新芬、黄文彪共同编写。其中朱新芬编写了第1、4、5章和附录并统稿，黄文彪编写了第2、3章，王洁、王荃、郑利君、施竞文、朱向军、林荣华、寿平光参与了内容的选择与指导工作。本书在编写过程中得到了领导、同事及兄弟院校老师的支持和帮助，在此表示由衷的感谢。另外本书在编写过程中，参阅了相关同类教材和资料，在此向其编者表示谢意。本书在出版过程中，得到了张聚教授和赵端阳副教授的支持和帮助，在此表示诚挚的感谢。由于作者水平有限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请各位专家、同仁和读者不吝赐教和批评指正。
编者2016年5月

评论

第5章高频电子线路实验高频电子技术是通信和无线电技术的重要专业基础课，它涉及许多专业理论知识和实践知识。伴随着无线电通信的进程，高频电子技术的发展已有百余年的历史，传统的高频技术主要由信号发生(正弦信号发生，非正弦信号发生，波形变换、载波发生)、信号调制(调幅、调频)、信号发送和接收(选频、变频、中频选频放大、检波、鉴频)等组成。实验注意事项如下。(1) 本实验系统接通电源前请确保电源插座接地良好。(2) 每次安装实验模块之前应确保主机箱右侧的交流开关处于断开状态。(3) 安装实验模块时，模块右边的双刀双掷开关要拨上，将模板四角的螺孔和母版上的铜支柱对齐，然后用黑色接线柱固定。确保4个接线柱拧紧，以免造成实验模块与电源或者地接触不良。经仔细查后方可通电实验。(4) 各实验模块上的双刀双掷开关、拨码开关、复位开关、自锁开关、手调电位器和旋转编码器均为磨损件，请不要频繁按动或旋转。(5) 请勿直接用手触摸芯片、电解电容等元件，以免造成损坏。(6) 各模块中的3362电位器(蓝色正方形封装)是出厂前调试使用的。出厂后的各实验模块功能已调至状态，无须另行调节这些电位器，否则将会对实验结果造成影响。(7) 在关闭各模块电源之后，方可进行连线。连线时在保证接触良好的前提下应尽量轻插轻放，检查无误后方可通电实验。拆线时若遇到连线与孔连接过紧的情况，应用手捏住线端的金属外壳轻轻摇晃，直至连线与孔松脱，切勿旋转及用蛮力强行拔出。(8)  实验前，应首先熟悉实验模块的电路原理以及所需使用仪器的性能和使用方法。(9) 按动开关或转动电位器以及调节电感线圈磁芯时，切勿用力过猛，以免造成元件损坏。(10) 做综合实验时，应通过联调确保各部分电路处于工作状态。5.1高频小信号调谐放大器实验1. 实验目的(1) 熟悉仪器仪表的使用方法。(2) 熟悉高频电路实验箱和②号实验线路板。(3) 掌握小信号调谐放大器的基本工作原理。(4) 掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。2. 实验原理1) 单调谐放大器小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图5.1所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1两部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fs=12MHz。基极偏置电阻W3、R22、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻，可改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。图5.1单调谐小信号放大电路表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0、谐振电压放大倍数Avo，放大器的通频带BW及选择性(通常用矩形系数Kv0.1来表示)等。放大器各项性能指标及测量方法如下。(1) 谐振频率。放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图5.1所示电路(也是以下各项指标所对应电路)，f0的表达式为f0=12πLCΣ式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；CΣ为调谐回路的总电容，CΣ的表达式为CΣ=C P21Coe P22Cie式中，Coe为晶体管的输出电容；Cie为晶体管的输入电容；P1为初级线圈抽头系数；P2为次级线圈抽头系数。谐振频率f0的测量方法是: 用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T1的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f0。(2) 电压放大倍数。放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数Avo称为调谐放大器的电压放大倍数。Avo的表达式为Avo=－v0vi=－p1p2yfegΣ=－p1p2yfep21goe p22gie G式中，gΣ为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是yfe本身也是一个复数，所以谐振时输出电压Vo与输入电压Vi相位差不是180°而是为180° Φfe。Avo的测量方法是: 在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图5.1中输出信号Vo及输入信号Vi的大小，则电压放大倍数Avo由下式计算: Avo=Vo/Vi或Avo=20lg(Vo/Vi)dB(3) 通频带。由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，电压放大倍数Av下降到谐振电压放大倍数Avo的0.707倍时，所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW，其表达式为BW＝2Δf0.7=f0/QL式中，QL为谐振回路的有载品质因数。分析表明，放大器的谐振电压放大倍数Avo与通频带BW的关系为Avo·BW=|yfe|2πCΣ上式说明，当晶体管选定即yfe确定，且回路总电容CΣ为定值时，谐振电压放大倍数Avo与通频带BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。图5.2谐振曲线通频带BW的测量方法是: 通过测量放大器的谐振曲线来求通频带，测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是: 先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f0及电压放大倍数Avo然后改变高频信号发生器的频率(保持其输出电压VS不变)，并测出对应的电压放大倍数Av。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图5.2所示，可得: BW=fH-fL=2Δf0.7通频带越宽，放大器的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频带，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用yfe较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量CΣ。如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。(4) 选择性——矩形系数。调谐放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数KV0.1来表示，如图5.2谐振曲线，矩形系数KV0.1为电压放大倍数下降到0.1Avo时对应的频率偏移与电压放大倍数下降到0.707Avo时对应的频率偏移之比，即KV0.1＝2Δf0.1/2Δf0.7=2Δf0.1/BW上式表明，矩形系数KV0.1越小，谐振曲线的形状越接近矩形，选择性越好，反之亦然。一般单级调谐放大器的选择性较差(矩形系数KV0.1远大于1)，为提高放大器的选择性，通常采用多级单调谐回路的谐振放大器。可以通过测量调谐放大器的谐振曲线来求矩形系数KV0.1。2) 双调谐放大器双调谐放大器具有频带较宽、选择性较好的优点，其电路如图5.3所示。双调谐回路谐振放大器是将单调谐回路放大器的单调谐回路改用双调谐回路，其原理基本相同。图5.3双调谐小信号放大电路(1) 电压增益为Avo=－vovi=－p1p2yfe2g(2) 通频带为BW=2Δf0.7=2f0/QL(3) 选择性——矩形系数KV0.1=2Δf0.1/2Δf0.7=4100－13. 预习内容(1) 复习谐振回路的工作原理。(2) 了解谐振放大器的电压放大倍数、通频带及选择性。(3) 能根据实验电路中的电感量、回路总电容计算回路中心频率f0。4. 实验设备与器件(1) 高频实验箱 (②号实验板)1台;(2) 双踪示波器1台；(3) 万用表1只；(4) 频谱仪1台；(5) 信号发生器1台。5. 实验内容与步骤1) 单调谐小信号放大器单元电路实验(1) 根据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的各测试点及可调器件(具体指出)。(2) 打开小信号调谐放大器的电源开关，并观察工作指示灯是否点亮，红灯为＋12V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯。(以后实验步骤中不再强调打开实验模块电源开关步骤。)(3) 调整晶体管的静态工作点: 在不加输入信号时用万用表(直流电压测量挡)测量电阻R4两端的电压(即VBQ)和R5两端的电压(即VEQ)，调整可调电阻W3，使VEQ=4.8V，记下此时的VBQ、VEQ，并计算出此时的IEQ=VEQ/R5。(4) 用频谱仪调测回路谐振曲线。① 短接频谱仪的输出端与输入端，进行归一化调零；② 按图5.4所示搭建好测试电路，将频谱仪的跟踪源输出端通过高频信号连接线接到单调谐小信号放大电路的输入端J4口，再将电路的输出端J1口通过信号线接入频谱仪的射频信号输入端;图5.4高频小信号调谐放大器幅频特性测试连接框图③ 调节频谱仪，显示电路的谐振曲线如图5.2所示,调变压器T1的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在谐振频率点f0=12MHz;④ 测量并记录f0与BW的值。(5) 用逐点法调测回路频率特性。① 调节信号发生器，使其输出频率为12MHz、峰|峰值约为100ｍV的正弦高频信号。② 将信号输入到②号板的J4口，在TH1处用示波器观察信号。③ 将示波器另一探头连接在调谐放大器的输出端即TH2上，调节示波器直到能观察到输出信号的波形，再调节T1中周磁芯使示波器上的信号幅度，此时放大器即被调谐到输入信号的频率点f0=12MHz上,回路谐振。④ 测量电压增益Avo: 在调谐放大器对输入信号已经谐振的情况下，用示波器探头在TH1和TH2分别观测输入和输出信号的幅度大小，则Avo即为输出信号与输入信号幅度之比。⑤ 测量放大器通频带: 通过调节放大器输入信号的频率，使信号频率在谐振频率附近变化(以20kHz或500kHz为步进间隔来变化)，并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，测量数据记录在表5.1中，然后就可以在“幅度|频率”坐标轴上标示出放大器的通频带特性。表5.1输出信号幅度记录表f(MHz)12Vo(V)(6) 测量放大器的选择性。描述放大器选择性的主要的一个指标就是矩形系数，这里用Kv0.1和Kv0.01来表示: Kv0.1=2Δf0.12Δf0.7，Kv0.01=2Δf0.012Δf0.7式中，2Δf0.7为放大器的通频带；2Δf0.1和2Δf0.01分别为相对放大倍数下降至0.1和0.01倍处的带宽。用第(5)步中的方法，就可以测出2Δf0.7、2Δf0.1和2Δf0.01的大小，从而得到Kv0.1和Kv0.01的值。注意: 对高频电路而言，随着频率升高，电路分布参数的影响将越来越大，而我们在理论计算中是没有考虑到这些分布参数的，所以实际测试结果与理论分析可能存在一定的偏差；另外，为了使测试结果准确，应使仪器的接地尽可能良好。2) 双调谐小信号放大器的测试方法双调谐小信号放大器的测试方法、测试步骤与单调谐放大电路基本相同，只是在以下两个方面稍做改动: 其一是输入信号的频率改为465kHz(峰|峰值200ｍV)；其二是在谐振回路的调试时，对双调谐回路的两个中周要反复调试才能终使谐振回路谐振在输入信号的频点上。具体方法是，连接好测试电路并打开信号源及放大器电源之后，首先调试放大电路的级中周，让示波器上被测信号幅度尽可能大；然后调试第二级中周，也是让示波器上被测信号的幅度尽可能大，这之后再重复级和第二级中周，直到输出信号的幅度达到，这样，放大器就已经谐振到输入信号的频点上了。按单调谐实验的步骤做双调谐实验，并将两种调谐电路进行比较。6. 实验报告要求(1) 写明实验目的。(2) 画出实验电路的直流和交流等效电路。(3) 计算直流工作点，与实验实测结果比较。(4) 整理实验数据，并画出幅频特性曲线。(5) 高频小信号放大器的主要技术指标有哪些？单调谐放大器的电压增益与哪些因素有关？回路的谐振频率和哪些参数有关？如何判断谐振回路处于谐振状态？5.2电容反馈式LC振荡器1. 实验目的(1) 掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理、起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。(2) 通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。(3) 研究外界条件(温度、电源电压、负载变化)对振荡器频率稳定度的影响。2. 实验原理1) 概述不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。按照产生的波形，振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原理，振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器，就是利用正反馈原理构成的振荡器，是目前应用广泛的一类振荡器。所谓负阻式振荡器，就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器，在这种电路中，负阻所起的作用，是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡电路有变压器反馈式振荡电路、电感三点式振荡电路、电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。同时为了提高振荡器的稳定度，通过对电容三点式振荡器的改进可以得到克拉泼振荡器和西勒振荡器两种改进型的电容反馈振荡器。LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。LC振荡器是指振荡回路是由LC元件组成的。从交流等效电路可知: 由LC振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈LC振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈LC振荡器或电容三点式振荡器。在几种基本高频振荡回路中，电容反馈LC振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时，其振荡频率可高达几百MHz～GHz。2) LC振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即振幅起振平衡条件和相位平衡条件。相位平衡条件: A F=2nπ(n=0，1，2，…)其中A是放大电路的移相，F是反馈网络的移相。振幅起振条件AF1。其中A是放大电路的增益，F是反馈系数。幅值平衡条件AF=1。3) LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式Δf0/f0来表示(f０为所选择的测试频率；Δf０为振荡频率的频率误差，Δf０＝f02－f01；f02和f01为不同时刻的f０)。频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。图5.5西勒振荡器交流等效电路
4) LC振荡器的调整和参数选择本实验采用改进型电容三点振荡电路(西勒电路)为例，交流等效电路如图5.5所示。(1) 静态工作点的调整。合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏，有一定的影响，偏置电路一般采用分压式电路。当振荡器稳定工作时，振荡管工作在非线性状态，通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅，则将使振荡回路的等效Q值降低，输出波形变差，频率稳定度降低。因此，一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区，靠近截止区。(2) 振荡频率f0的计算。f0=12πL(C CT)式中CT为C1、C2和C3的串联值，一般C1C3,C2C3，故CT≈C3，所以，振荡频率主要由L、C和C3决定。(3) 反馈系数F的选择。F=C1C2反馈系数F不宜过大或过小，一般经验数据F≈0.1～0.5。5) 实验电路说明实验电路如图5.6所示。将开关S2的1拨下，2拨上，S1全部断开，由晶体管Q3和C13、C16、C10、CC1、L2构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器——西勒振荡器。电容CC1可用来改变振荡频率,本振荡器的频率约为4.5MHz(计算振荡频率可调范围)，反馈系数由C13、C16决定。振荡器输出通过耦合电容C3(10pF)加到由Q2组成的射极跟随器的输入端，因C3容量很小，再加上射极跟随器的输入阻抗很高，可以减小负载对振荡器的影响。射极跟随器输出信号耦合到由Q1组成的调谐放大器，再经变压器耦合从J1输出。3. 预习要求(1) 复习LC振荡器的工作原理。(2) 分析图5.6所示电路的工作原理及各元件的作用,并计算晶体管Q3的静态工作电流IC的值(设晶体管的β值为50)。(3) 根据实验电路中的L、 C参数 ,计算振荡器的频率为多少。4. 实验仪器(1) 高频实验箱(③号实验板)1台；(2) 双踪示波器1台;(3) 万用表1只。5. 实验内容与步骤(1) 熟悉振荡器模块元件及其作用。根据图5.6在实验板上找到振荡器各元件的位置并熟悉各元件的作用。(2) 研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。① 将开关S2的1拨下，2拨上，S1全部断开，构成LC振荡器。② 改变上偏置电位器RA1，用万用表直流电压挡测TP4点对地电位VE，记下发射极电流IEO=VER10填入表5.2中，将示波器接于J1口，测量对应点的振荡幅度Vpp(峰|峰值)填入表5.2中，记下停振时的静态工作点电流值。表5.2静态工作点对振荡幅度的影响IEO(mA)0.81.01.52.02.53.03.54.04.54.8VPP(V)(3) 测量振荡器输出频率范围。将示波器接于J1处，用无感起子调可变电容CC1，取频率值和小值对应电容CC1的小值(3pF)和值(25pF)，用示波器观察波形，并观察输出频率的变化，填于表5.3中。表5.3振荡器输出频率范围CC1(pF)f(MHz)Vpp(V)325(4) 分别用5000pF和100pF的电容并联在C16两端，改变反馈系数，观察振荡器输出电压的大小。① 计算反馈系数；② 用示波器记下振荡幅度值；③ 分析原因。6. 实验报告要求(1) 分析静态工作点、反馈系数F对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响，并用所学理论加以分析。