2024模电实验 - 合集汇总

内容介绍

视频合集

https://list.youku.com/albumlist/show/id_69092592?spm=spmA.spmB.app.SECTION~MAIN~SECTION~MAIN~5~5~5!3~5~5!2~5~5~5~5~5!2~5~A

基础题

基础1

实验介绍

1. 掌握集成运放的性能

2. 学习集成运放的使用方法

3. 学会在面包板上搭建集成运放的功能电路

调试结果

表1直流信号源作用于反向比例运算电路

VIDC（V）	0.2	-0.2	0.4	-0.4	0.6	-0.6	0.8	-0.8
VODC（V）	-0.4	0.402	-0.8	-0.4	-1.197	1.198	-1.597	1.6

将输入电压改为1kHz正弦交流信号，按照表2中输入电压的要求，调整交流信号源，分别作用于电路输入端，用示波器测量并记录输出电压。

表2交流（1kHz）电压作用于反向比例运算电路

VIrms	0.2	0.4	0.6	0.8
VOrms	0.4	0.8	1.2	1.6

4. 反向加法运算电路

将电路接成反向加法运算电路（RF=20kΩ，R1=10kΩ，R2=10kΩ，Rꞌ=3.9kΩ），按照输入电压的要求，调整简易直流信号源，分别作用于电路输入端，用电压表测量并记录输出电压。

VI1＝0.195V，VI2＝－0.989V，VO＝1.576V

基础2

实验介绍

1. 进一步学习集成运放的使用方法

2. 学会搭建和调试由集成运放组成的积分和微分电路

调试结果

1. 积分运算电路

按照图1，搭接成积分运算电路（R= Rꞌ=10kΩ，RF=1MΩ，C=0.01μF）按照表1中输入电压的要求，调整信号源，分别作用于电路输入端，用示波器测量并记录输出电压及其波形。

表1 方波作用于积分运算电路

VIp

VP-P（V）

T（ms）

0.5

1.272

2.543

2. 微分运算电路

按照图2，搭接成微分运算电路（R= Rꞌ =10kΩ，R1=510Ω，C=0.033μF，其中R1与C串联），按照表2中输入电压的要求，调整信号源，分别作用于电路输入端，用示波器测量并记录输出电压及其波形。

表2 方波作用于微分运算电路

VIp

VP-P（V）

T（ms）

0.25

4.976

9.957

基础3

实验介绍

1.学习集成运放的单电源使用。

2.掌握交流耦合单电源集成运放放大器的测试方法。

3.了解交流耦合单电源集成运放放大器的特点。

调试结果

1.按照图2，搭接电路（R=Rꞌ=100kΩ，R1=1kΩ，R2=10kΩ，C1=C3=100μF，C4=0.1μF，C2=1μF，RL=10kΩ，），并进行简单检测。

2.测试电源电压分压值和输出直流电压并记录。

3.在放大器的输入端加入频率为1kHz，峰-峰值为200mV的正弦电压信号（ADALM2000输出20mV正弦波时，失真严重），用示波器观察输出波形。

4.调节输入信号幅度，在放大器的输出波形基本不失真情况下(用示波器观察)，用示波器分别测量放大器的输入电压vi和输出电压vo，求出Av。

输入约200mV，输出约2.2V，Av=2.2/0.2=11

5.改变输入信号频率f，测量不同f情况下的电压放大倍数。

f =50Hz，输入约200mV，输出约1.89V，Av=1.89/0.2=9.45

f =100Hz，输入约200mV，输出约2.11V，Av=2.11/0.2=10.55

f =500Hz，输入约200mV，输出约2.2V，Av=2.2/0.2=11

f =10kHz，输入约200mV，输出约2.156V，Av=2.2/0.2=10.78

f =100kHz，输入约200mV，输出约1.459V，Av=2.2/0.2=7..295

基础4

实验介绍

1. 学习集成运放的单电源使用

2. 学习轨对轨集成运放的使用方法

3. 掌握单电源直接耦合放大电路的调试方法

调试结果

1. 按照图1，搭建电路，并对电路进行检测。

2. 接通ADALM2000的5V电压。

3. 按照设计要求调节信号源，并接入电路输入端。

4.用示波器观察输出波形，适当调节微调电阻，使波形符合设计要求。

基础9

实验介绍

1. 理解全波精密整流电路的工作原理

2. 对全波精密整流电路进行测试

调试结果

1.按照图2，搭建电路（RP1=1kΩ，R=2kΩ，RP1=680Ω，二极管为1N4148，运放），并对电路进行检查。

2.在电路输入端接入峰值500mV，频率1kHz的正弦信号，观测输出波形，并记录。

3.在电路输入端接入峰值100mV，频率1kHz的正弦信号，观测输出波形，并记录。

4.在电路输入端接入峰值更小，频率1kHz的正弦信号，观测输出波形，并记录。

峰值100mV，频率1kHz

5.找出电路输入电压的最小值。

峰值50mV，频率1kHz

基础12

实验介绍

1. 了解LM117集成稳压器的引脚及其使用

2. 学会用LM117集成稳压器构建稳压电源及其参数测试

调试结果

由于ADALM2000最大只能提供±5V的电压，所以本次实验采用LTM8067模块进行供电。

1. 按照图2，搭好电路，并进行电路检查。

2. 接入输入电压12V，并用电压表检测输出电压。

3. 当A＝B＝C＝“1”时，调节R2，使输出电压VO＝2V，当A＝“0”，B＝C＝“1”时，调节R3，使输出电压VO＝6V，当B＝“0”，A＝C＝“1”时，调节R4，使输出电压VO＝4V，；当C＝“0”，A＝B＝“1”时，调节R5，使输出电压VO＝3V。

4. 记录8个状态时的输出电压。

A=0;B=0;C=0

A=0;B=0;C=1

A=0;B=1;C=0

A=0;B=1;C=1

A=1;B=0;C=0

A=1;B=0;C=1

A=1;B=1;C=0

A=1;B=1;C=1

基础14

实验介绍

1. 了解单电源矩形波发生器电路原理和结构

2. 学会单电源矩形波发生器电路的搭建及其参数测试

调试结果

1. 按照图1，搭好单电源矩形波发生器电路，并对电路进行检测。

2. 接入+5V电压

3. 用示波器观测输出波形，测量矩形波周期，并与理论值比较。

根据计算公式可得T=2x(51kΩ)x(200nF)xln(1+20/56)≈6.297ms，与测量所得6.365接近。

基础17

实验介绍

1. 学习由集成运放构成键控增益放大器的工作原理

2. 学习键控增益放大器的调整测试方法

调试结果

1. 按照图1，搭建电路，并对电路进行检测。

2. 接通ADALM2000的±5V电源。

3. 根据供电电压和电路的放大倍数，调整合适的信号源电压，来观察电路输出波形。

4. 使开关从“000”~“111”，观察输出波形，记录输入电压和输出电压，求出对应的电压放大倍数。

000，输出电压约为0.6V，放大倍数为1.4V/200mV=3

001，输出电压约为0.8V，放大倍数为1.4V/200mV=4

010，输出电压约为1V，放大倍数为1.4V/200mV=5

011，输出电压约为1.2V，放大倍数为1.4V/200mV=6

100，输出电压约为1.4V，放大倍数为1.4V/200mV=7

101，输出电压约为1.6V，放大倍数为1.6V/200mV=8

110，输出电压约为1.8V，放大倍数为1.8V/200mV=9

111，输出电压为2V，放大倍数为2V/200mV=10

基础24

实验介绍

1. 利用单电源矩形波发生器设计一个运放检测仪

2. 学习运放检测仪的搭建及其调试

调试结果

1. 按照图1，搭好运放检测仪电路，并对电路进行检测。

2. 接入+5V电压。

3. 用示波器观测输出波形，同时，观察两个LED的发光情况。

4.适当调整元件参数，使两个LED交替发光，测量此时矩形波周期并记录。

设置R为200kΩ，C为4.7μF。

中等题

中等3

实验介绍

1. 利用集成运放设计放大电路

2. 学习集成运放的使用方法

3. 在面包板上搭建集成运放电路并进行测试

调试结果

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1.在面包板上搭建电路。

2. 输入电压设为1kHz正弦交流信号，调整合适的输入电压大小，调节微调电阻，用示波器测量并记录输出电压，使之满足设计要求。此信号较小，而且ADALM2000输出低幅值信号时效果较差，所以本次实验采用了ADALM2000输出高幅值信号，外部电阻分压的方式输出低幅值信号。

输入信号峰峰指为80mV，输出信号峰峰指为8V，可得放大倍数为8V/80mV=100

中等5

实验介绍

1. 学习集成运放的单电源使用。

2. 掌握交流耦合单电源集成运放放大器的设计。

3. 学习交流耦合单电源集成运放放大器的测试方法。

调试结果

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1. 按照图1，在面包板上搭接电路，进行电压测试并记录。

2. 按照图2，在面包板上搭接电路，并与图1电路相连，测试电源电压分压值和输出直流电压并记录。

3. 在放大器的输入端加入频率为1kHz，有效值合适的正弦电压信号，用示波器观察输出波形，此信号较小，而且ADALM2000输出低幅值信号时效果较差，所以本次实验采用了ADALM2000输出高幅值信号，外部电阻分压的方式输出低幅值信号。

4. 调节输入信号幅度，在放大器的输出波形基本不失真情况下(用示波器观察)，用示波器分别测量放大器的输入电压vi和输出电压vo，求出Av，使之满足设计要求。

测量可得输入电压vi为45.541mV输出电压vo为4.234V，Av为4.234V/45.541mV=93，考虑到输入信号幅度较小，ADALM2000测试效果比较差，自动计算的峰峰值较大，去掉此误差，放大倍数约为100，与设计相符。

中等11

实验介绍

1. 查阅MC1496资料，了解其内部电路结构、性能和应用电路

2. 学习MC1496调幅电路的构建、调整和测试

调试结果

1.按照图2，在面包板上搭建电路，并对电路进行检测。

2. 按照图2，接入电源电压。

3. 按照图2，接入两个信号源，调整平衡电位器，使电路输出调幅信号，如图3所示，记录你所观察到的波形图，并求得调幅系数m。

图3

m=(897.248-379.817)/(897.248+379.817)≈0.405

4. 对输出信号进行频谱分析，记录信号的频谱图。

中等13

实验介绍

1. 查阅MC1496资料，了解其内部电路结构、性能和应用电路

2. 学习MC1496 DSB调制电路的构建、调整和测试

调试结果

1.按照图2，在面包板上搭建电路，并对电路进行检测。

2. 按照图2，接入电源电压。

3. 按照图2，接入两个信号源，调整平衡电位器，使电路输出DSB 波波形，如图3所示，记录你所观察到的波形图。

4. 对输出信号进行频谱分析，记录信号的频谱图。

进阶题

进阶1

实验介绍

1. 查阅LT3080资料，了解其电路结构、性能和应用电路

2. 学习LT3080电路的构建、调整和测试

选择电路

调试结果

1.搭建电路：其中Rset为50KΩ滑动变阻器，Vout接了个500Ω的负载，2.2uF换为4.7uF。

2.连接电源，Vin接入5V电源。

3.将滑动变阻器拧到最大值，观察输出。

根据Vout = Rset•10uA可得输出电压应为50K*10uA = 0.5V，考虑误差情况，测试结果基本理想。

4.观察电源纹波

5.将滑动变阻器拧到最小值，观察输出。

参考手册介绍，SET脚接0时，外接负载不同输出电压的变化，参考下图，当负载为500Ω时，输出电压大概在1.3V-1.4V，与测试相符。

6.调节电源，Vin接入1.5V。

与手册介绍基本相符

进阶2

实验介绍

1. 查阅ADP3300资料，了解其电路结构、性能和应用电路

2. 学习ADP3300应用电路的构建、调整和测试

选择电路

调试结果

由于ADALM2000最大只能提供±5V的电压，所以本次实验采用LTM8067模块进行供电。

1. 按照所选电路，搭建电路。

2. 连接电路，测试基本输出，SD电压调节为3V，橙色为输入电压，紫色为输出电压。

3.调节输入电压到12V，观察输出。

4.调节输入电压到3V，观察输出。

5.调节输入电压到5V，观察ERR输出

6.调节输入电压到3V，观察ERR输出。

7.设置SD电压为0，观察输出。

进阶3

实验介绍

1. 查阅OP484资料，了解其电路结构、性能和应用电路

2. 学习OP484应用电路的构建、调整和测试

选择电路

本实验选择60Hz带阻滤波器设计

调试结果

1. 按照所选电路，搭建电路，并对电路进行检测。

2. 按照所选电路，接入电源电压。

3. 用ADALM2000的网络分析仪，测量电路的幅频特性曲线，并记录。

由幅频曲线可得，该电路在60Hz时衰减最大，为-22.59dB。

进阶4

实验介绍

1. 查阅AD654资料，了解其电路结构、性能和应用电路

2. 学习AD654电路的构建、调整和测试

选择电路

为便于供电与测试，本次电路设计选择单电源+5V供电，Rt设为10kΩ，Ct设为1nF。

因此设计电路的频率计算公式为Fout=Vin*10kHz

调试结果

1. 按照所选电路，搭建电路，并对电路进行检测。

2. 按照所选电路，接入电源电压。

3. 记录测试4组电压频率对应值并记录，验证与设计公式是否匹配。

输入电压1.51V，输出频率14.94kHz

输入电压1V，输出频率10kHz

输入电压510mV，输出频率5kHz

输入电压101mV，输出频率971Hz

综上可得，输出频率基本满足Fout=Vin*10kHz。

进阶6

实验介绍

查阅LTM8067资料，了解其电路结构、性能和应用电路
学习LTM8067应用电路的构建、调整和测试

调试结果

由于LTM8067是提供了一个具有完整功能的模块，所以我们使用这个模块进行实验，而不去搭建额外电路。

手册指出该芯片要正常工作需要在输出端提供一个负载

模块设计上采用一个249欧的电阻作为负载。

而M2K的电源输出能力只要50ma，假设输入电压为5V，输出电压为10V，效率为100%，输入电流为10*1000/249*10/5=80ma，远大于电源可提供的50ma，因此我们采用MICRO USB接口模块接USB电源供电测试。

电路搭建

1.调节电路使电源正输出

2.转动电位器使输出电压最大

3.转动电位器使输出电压最小

4.调节电路使电源负输出

5.转动电位器使输出电压最大

6.转动电位器使输出电压最小

进阶7

实验介绍

1. 查阅TMP01资料，了解其电路结构、性能和应用电路

2. 学习TMP01应用电路的构建、调整和测试

选择电路

根据参考电路设计了一个过热/过冷报警器。

根据手册可知，Vref输出电压为2.5V，Vsethigh=2.5/(51+5+75)*(75+5)≈1.5267V，Vsetlow=2.5/(51+5+75)*75≈1.4313V，滞后电流Ihys=2.5/(51+5+75)≈19.1μA

Tsethigh=Vsethigh/(5mV/K)-273.15 ≈ 32.19℃

Tsethigh=Vsetlow/(5mV/K)-273.15 ≈ 13.11℃

滞后温度=(19.1-7)/5 ≈ 2.417℃

所以本设计的温度报警范围为13.11℃到32.19℃，滞后温度为2.417℃

调试结果

1. 按照所选电路，在面包板上搭建电路，并对电路进行检测。

2. 按照所选电路，接入电源电压。

3. 测量室温下VPTAT的输出电压，并计算出实际温度。

根据手册计算温度T=(1.506-1.49)/0.005+25=28.2℃

4、利用手指加热芯片直到小灯亮起，测量输出电压并计算温度，观察是否满足设计。

T=(1.525-1.49)/0.005+25=32℃

进阶8

实验介绍

1. 查阅LT1054资料，了解其电路结构、性能和应用电路

2. 学习LT1054双电源倍增器电路的构建、调整和测试

选择电路

调试结果

1.在面包板上搭建电路，并对电路进行检测。

2.接入电源电压。

3. 用电压表测量输入电压和输出电压，并记录。

正输出，输入电压为10V

正输出，输入电压为5V

负输出，输入电压为10V

负输出，输入电压为5V

4. 用示波器测量输出电压纹波，并记录。

进阶9

实验介绍

1. 查阅AD592资料，了解其电路结构、性能和应用电路

2. 学习AD592应用电路的构建、调整和测试

选择电路

调试结果

1. 按照所选电路，在面包板上搭建电路，并对电路进行检测。

2. 按照所选电路，接入电源电压。

3. 分别测量室温与手指加热时的电压，并计算出温度。

室温：根据公式可知T=(0.295V)/(1mV/K)-273.15 = 21.85℃

手指加热：根据公式可知T=(0.302V)/(1mV/K)-273.15 = 28.85℃