跪求模电实验放过我இ௰இ
吐槽
模电实验是个坑，调试半天蛋真疼。（原谅我的粗言秽语……）
仪器使用
接地的目的：
- 提供基准零点位，保证电路正常稳定工作
- 防止外界磁场外泄，同时防止内部电磁场外泄
- 机壳屏蔽需要
- 避免触电事故
共地：
- 对于不平衡的仪器（单端输入，单端输出），必须将仪器的地与电路的地接在一起，防止引入干扰，避免产生较大误差
模拟万用表
技术指标：
- 直流电压档的输入阻抗：20KΩ/V
注意事项：
- 测量电阻时，每次更换量程都有调零（两表笔短接）
数字万用表
技术指标：
- 直流电压档的输入阻抗：10MΩ
- 交流电压档的输入阻抗：2MΩ，频率范围：20~5k（实验室）或45~1kHz
直流稳压电源
函数信号发生器
示波器
自动设置（Autoset）不适用：输入信号频率小于 20Hz，幅度小于 30mV。此时要设置边缘触发，并设置频率低的通道为触发信号源，再调节 采样速率（TIME/DIV）、垂直灵敏度（VULTS/DIV）、触发电平（LEVEL）
耦合：链接：Coupling AC/DC/GND-示波器耦合差別在哪
- 接地耦合：将输入接地，用于一开始将波形调到中间
- 直流耦合：含交直流分量
- 交流耦合：仅含交流分量
注意事项：
- 示波器要与电路接地（即只能测对地电压）
- 光标测量时要选择被测信号的通道作为信源
交流毫伏表
只能测交流，不能测直流
注意事项：
- 交流毫伏表要与电路接地（即只能测对地电压）
失真度测量仪
元器件的识别、测量、检测
电阻 R
色环电阻的识别：
- 先找起始端：
- 误差色环离其他色环较远
- 有黑、橙、黄、白的为起始端
- 按各颜色对应数字读出阻值。无论是四环还是五环，最后面两个都是 倍数和误差，前面的是有效数字。
- 口诀：棕一红二橙是三，四黄五绿六为蓝，七紫八灰九对白，黑是零，金五银十表误差。
电阻值的测量：
- 不允许双手抓着电阻两端测量，会将人体电阻并联
电阻的最大功率：若无标识，为 $\dfrac{1}{4}\rm{ W}$
电容 C
瓷片电容的识别：104，前两位为有效数字，后一位为倍数，单位为 pF，即 $10 \times 10^4 \rm{pF} = 0.1 \rm{uF}$。耐压值若无标注，则为 63V
电解电容的识别：
- 容值：一般有表明，直接读即可。
- 极性：长正短负。若引脚一样长，可根据“正时漏电电阻大，反接时漏电电阻小”，用模拟万用表测（注意黑笔为正，红笔为负）
电容的测量：插到数字万用表的 Cx 插座内，然后用电容档
电容的检测：
- 先将电容短接，防止电容内的电荷放电，烧坏电表
- 用模拟万用表的 电阻 X1k 或 X10k 档测量，指针先快速向右后缓慢向左，最终指向 $\infty$，即为正常，最终的读数为漏电电阻值
电位器 Rp
电位器的检测：
- 先测最外边两脚的电阻，应为标称值
- 然后测中间和外面的电阻，转动转轴，阻值应变化
二极管
极性识别：
- LED：长正短负
- 稳压管：有白色圆环一端为负
极性测量：
- 用模拟万用表的 电阻 X1k 或 X10k 档测量二极管，正向电阻 几十~几百欧（锗）或几百~几千欧（硅），反向电阻为几十千~几百兆欧（硅锗）
- 用数字万用表的二极管档测量，正向有响声，显示压降 0.5~0.7V（硅）或 0.1~0.3V（锗），反向无响声，显示溢出符号“1” （注：不能用数字万用表电阻档测量，因为数字万用表电阻档的电流太小，不满足非线性元件的测试条件）
- 稳压管：用模拟万用表的 电阻 X1k 档测，显示和二极管一样；用模拟万用表的 电阻 X10k 档测，反向阻值不为 $\infty$ 但仍比正向大（因为 X1K 的电池为 1.5V，X10K 的电池为 9或15V）
稳压管稳压值的测量：接好电路后逐步调大电源，直到稳压管两端的电压不变，即为稳压值
发光二极管的使用：要串联一个电阻，电阻阻值的大小如下：
- 作为电源指示灯：$R = \frac{V-V_F}{I_F}$，$I_F$ 为导通电流，一般取 1~2mA
- 与 TTL 器件连接：$R = 470 Ω$
数码管
共阴共阳判断：3脚或8脚为公共端，只需判断公共端与其他脚之间的二极管的正负极
三极管
判断管型以及 ebc：
- 模拟万用表：
- 判断b级和管型：b 与 ec 间构成二极管。故先假设某一脚为 b，然后红表笔接该脚，黑表笔接另两脚，测该脚与其他两脚的电阻，然后反转红黑表笔再测一次。若反转前均为低阻，反转后均为高阻（或反过来），则该脚为 b，否则假设另一只脚。然后根据红黑表笔的接法判断管型
- 判断ec：用模拟万用表的 电阻 X1k 或 X10k 档测量未知的两端，然后反转表笔再测一次。在测出阻值小的那次中，对NPN，黑表为c，对PNP，黑表为e（bc 的反偏电阻小于 eb 的反偏电阻）
- 数字万用表：
- 判断b级和管型：同模拟万用表类似，不过用的是二极管档。导通时，NPN管为0.5~0.7V，PNP管为0.15~0.3V
- 判断ec：
- 正向压降 Vbe 大于 Vbc，则可用二极管档测
- 用 $h_{FE}$ 插孔，正确插入时 $h_{FE}$ 显示的值较高，反插时值较低
判断好坏：方法和判断 b级一样
电子测量
测量线的选择和检测
- 电源连线：连接电源
- 开路 BNC 线：连接 BNC 插座与电路
- BNC 直通线：连接两个 BNC 插座
- 示波器探头：连接示波器，有金属外套的屏蔽线
- 电表表笔
检测一般是测量电阻，包括正负极线两端的电阻，以及正负极线之间的电阻，看它有没有断路或短路。
对称输入与不对称输入
对称输入仪器：万用表电压档，可测任两点电压
不对称输入仪器：交流毫伏表、示波器，必须与电路共地（因为这些仪器一个输入端与仪器外壳相连）
直接测量和间接测量
直接测量：顾名思义
间接测量：通过计算得出
必须直接测量的情况：模拟万用表测 $U_{be}$ （间接测量会分压）
必须间接测量的情况：不对称输入的仪器（直接测量会有干扰误差）
放大电路的指标测量
输入电阻
具体方法如下图。注意要点：
- 用毫伏表测 R 两端的电压时要用间接测量
- R 的取值太大会引起干扰，太小会使 Vi、Vs 相近而加大误差，最佳取值应与 Ri 相近
输出电阻
频率特性
通频带：三点法：测 1kHz、$f_H$、$f_L$ 的位置，即先测 1kHz 的 Vo，则调频率，找到 0.707Vo 的位置
幅频特性：
- 逐点法：顾名思义
- 扫频法：用扫频仪测（自动改变频率+计算 Av）
失真度
用失真度测量仪
单极放大电路的设计
这里主要讨论的是分压式电流负反馈偏置放大电路的设计（如图）
设计静态工作点
先确定静态工作点 $I_{CQ}, V_{CEQ}$ （$I_{BQ} = I_{CQ}/(1+\beta)$），先想好你要多大范围内的 $I_{CQ}, U_{CEQ}$，比如对于 9013，它的输出特性曲线为：
对于小信号， $I_{CQ}$ 大概是 0.1~1 mA（锗）0.2~2 mA（硅），$V_{CEQ}$ 一般取 1~3 V
如果对输入电阻有要求，则根据 $R_i \approx r_{be} = r_{bb’} + \beta \dfrac{26}{I_{CQ}}$ 来确定 $I_{CQ}$ （$r_{bb’}$ 在低频时取 300Ω，高频时取 50Ω）
如果对输入的动态范围有要求，那么还要有 $V_{CEQ} \geq V_{om} + V_{CE(sat)}$ （一般比较难截止，主要是防饱和）
选取电源
电源电压 $V_{CC}$ 主要是防止出现截止失真，因此要满足：$V_{CC} \geq 2(V_{om} + V_{CE(sat)}) + V_{EQ}$ （注：$V_{om}$ 是最大输出不失真峰电压，$V_{CE(sat)}$ 是三极管饱和压降）
选择电阻
分压式电流负反馈偏置放大电路中，$R_{B1}, R_{B2}$ 主要是用来钳位（固定 B极电压），并且要想达到效果，要使 $R_{B1}$ 上的电流 $I_1 » I_{BQ}$，$V_{BQ} » V_{BEQ}$。硅管一般 $I_1 = (5\text{~}10) I_{BQ}$，锗则是 $I_1 = (10\text{~}20) I_{BQ}$。而 $V_{BQ} = (\frac{1}{5} \text{~} \frac{1}{3}) V_{CC}$ ，并且 $V_{BQ}$ 取大一些，则 $R_{E1}, R_{E2}$ 也要取大一些，会让负反馈较深，电路更稳定，但也会使三极管容易饱和。根据这些可以求出$R_{B1}, R_{B2}$
射极电阻就容易求了：$R_E = \dfrac{V_{BQ} - V_{BE}}{I_{CQ}}$
集电极电阻要满足放大倍数 $A_v = -\dfrac{\beta}{r_{be}+(1+\beta) R_{E1}} (R_C \parallel R_L)$，同时也要满足 $V_{CEQ}=V_{CC} - I_C \cdot (R_C + R_E)$
选择电容
耦合电容应满足：
旁路电容应满足： 其中，$f_L$ 为下限频率
指标核算
计算：
调试
要调试得快，就必须对各个量之间得影响了如指掌，比如：
下面总结遇到各种情况应该调哪个：
-
放大倍数不够：
减小 $R_{E1}$ ，副作用是输入电阻减小
增大 $R_C$，副作用是 $U_{BEW}$ 减小
-
输入阻抗 $R_o$ 过小：
增大 $R_{E1}$
减小 $I_C$
-
$U_{CEQ}$ 过小 （过大则反过来）
减小 $R_{E1}$
增大 $R_C$
-
$f_L$ 过高：
增大耦合电容和旁路电容
-
$f_H$ 过低：
在负载端增加 $C_o$
集成运放的设计
如何选择运放
- 带宽增益积 $A_v BW$ = 常数，故若已知放大倍数和带宽，要找一个 带宽增益积 大的运放
- 转换速率 $S_R = \dfrac{\Delta V_o}{\Delta t}$，若工作频率一定，则要求最大输出电压幅值$V_{om} \leq \dfrac{S_R}{2 \pi f_{\rm{max}}}$，若输出电压幅度一定，则最高工作频率 $f_{\rm{max}} \leq \dfrac{S_R}{ 2 \pi V_{om}}$。若不满足 $S_R \geq 2 \pi f_{\rm{max}} V_{\rm{omax}}$，则会失真成三角波
单双电源
单电源：正极接 +Vcc 负极接地
- 交流输出范围为：$\frac{1}{2} V_{cc}$
- 需要加直流偏置，使同相端的电压为 $\frac{1}{2} V_{cc}$
- Rf 大小应当与偏置电路的交流等效电阻 相等
双电源：正极接 +Vcc 负极接 -Vcc
- 交流输出范围为：$V_{cc}$
- 同相端需要通过一个电阻 R 接地，R 的大小 同 Rf
如何选择：
- 看运放支持哪个，一般两个都支持
- 看放大的是什么信号，若是交流，则单双均可，若是直流，则只能双电源（因为单电源的话，0输入时输出为 0.5Vcc）