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  1. 本教材是国家特色专业（编号：12467）建设成果系列丛书之一。全书分为五个部分：第一部分是模拟电子技术实验的基础知识；第二部分是模拟电子技术硬件实验（24个）；第三部分是在系统实验的基础知识；第四部分是模拟电子技术软件实验（5个）；第五部是分研习实验小论文（4篇）。使用者可根据专业的不同和教学时数的不同，选择和组织教学内容。本书可作为普通高等院校理工科电类和非电类以及计算机等专业本、专科模拟电子技...查看更多
  2. 特色专业是指充分体现学校办学定位，在教育目标、师资队伍、课程体系、教学条件和培养质量等方面，具有较高的办学水平和鲜明的办学特色，获得社会认同并有较高社会声誉的专业。特色专业是经过长期建设形成的，是学校办学优势和办学特色的集中体现。2010年7月，楚雄师范学院物理学（师范类）专业被批准为第六批国家特色专业建设点。这套教材就是楚雄师范学院物理与电子科学学院在建设国家特色物理学（师范类）专业过程中的部分成果展示。
    在特色专业的建设中，我们根据目前中学物理新课标及中学物理教学改革的趋势，构建课程体系和改革教学内容；整合课程内容，突出专业基本知识、基本技能以及教师职业核心能力培养；实施“5+5”课程改革计划，即“力学、热学、电磁学、光学、原子物理5门基础知识课程+5个相应中学物理课程学习”，突出专业基本知识的学习，同时熟悉中学物理课程体系。在学生实践能力的培养上，我们搭建了6个实践平台，即实验教学“8+2”模式平台、设计性实验平台、开放实验室平台、学科竞赛（如大学生电子设计大赛、物理教学技能大赛）平台、学生社团活动、大学生创新性实验计划项目以及学生参与教师科研项目平台，为培养学生的创新精神、实践能力助力。在本套教材编写过程中，我们根据学生实际，从实验课程构架情况以及对学生要求出发，以够用、适用为准则，以培养应用型人才为导向，希望能够指导学生更好地掌握相关物理学内容。
    在编写过程中，我们得到了学校各级领导和同事的大力支持，也借鉴了一些国内同行的先进经验，在此一并表示衷心感谢。
    由于时间和水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请广大师生在使用过程中提出宝贵意见，以利将来改进。



    丛书编委会
    二O一四年三月
    21世纪是信息的时代，是人才竞争的时代。为全面适应地方本科院校转为应用型的办学需要，特别是当地社会对地方本科院校应用型技术人才的急迫需求，通过“质量工程”的建设、“实践平台”的搭建，培养出具有竞争意识、创新能力的高素质应用型技术人才。为此，我们在积极探索多年“模拟电子技术”课程体系教学改革的基础上，编写了本书。本书主要用于培养学生的工程意识，提高综合运用知识的能力，启发学生的创新思想。为培养好应用型本科人才打下坚实的基础。
    模拟电子技术实验是在国家特色专业建设项目（编号：12467）的支撑下，经作者多年的教学实践，特别是在近三年结合教学改革工程项目“电子信息教学团队”、“精品课程”的基础上，为适应当前人才培养的要求，落实教育部关于拓宽学科口径、强化实验技能和工程实践训练、提高综合素质、培养创新意识的要求而编写的。它不仅适合电子信息类各专业独立设课的电工电子技术系列实验，并且通过对实验内容的有机组合，还可以作为其他相关专业的电工、电子实验教材。本书重在实践，在保证学科系统性的基础上，从培养学生实践技能出发，结合“电工（或电路分析）”、“模拟电子技术”、“EDA技术”等理论课程，以及“大学生电子设计竞赛”、“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛等培训工作，精选内容，既注意与相应理论课程的结合，又具有实践课程自身的体系和特色。为了力求本教材的完整性，将实验指导书划分为五部分：第一部分为模拟电子技术实验的基础知识；第二部分为模拟电子技术硬件实验（24个）；第三部分为在系统实验的基础知识；第四部分为模拟电子技术软件实验（5个）；第五部分为研习实验小论文（5个）。实际教学中，可根据学时选作其中的部分实验。
    本书是实践课程教材，与一般的理论课教材和实验指导书不同，其主要特点有：
    1. 课程体系新颖、内容覆盖面广。它是模拟电子技能基础和模拟电子技术实验有机结合的实践课程体系；从实验内容看，它并不是课程的简单罗列，它既包括必要的经典的内容，又反映先进电子信息最新发展的技术。
    2. 侧重综合性、设计性实验。在选排的实验中增加了大量的设计性或综合性实验，除了满足实践课程所需，还为学有余力的学生或电子爱好者提供综合实验内容或应用设计项目，强调培养和提高学生的工程设计、实验调试及综合分析能力。
    3. 软硬结合。在实验方法和手段上，既重视硬件搭接能力的基本训练，又融入了焊接技术实验；既重视传统的硬件调试和测试技术，又融入了ispPAC等仿真开发软件实验，为学生适应现代电子设计技术及后续课程的学习打下良好的基础。
    4. 实践教学内容较为完整。每个实验都包含实验目的、实验原理、实验器材、实验内容、预习要求及思考题、实验报告等内容，不但要教会学生怎样去做，更重要的是要使学生弄懂为什么这样做，并启发学生向更深层次方面去思考。
    5. 课程教学过程与考核方式使用“8+2实验教学模式”。为了进一步提高学生的实践能力与创新能力，课程中严格按照“8+2实验教学模式”实施教学。学生的教学过程及考核划分为三个模块，第一个模块为学生的考勤、实验预习、实验操作打分，其成绩占40%；第二个模块为学生完成实验报告，其成绩占40%；第三个模块为研习实验小论文或小型电子系统的设计与实现，其成绩占20%。
    6. 使用范围广。本书可作为物电类、自动化、电气工程、电子信息、计算机、科学教育、教育技术等专业学生的电子技术课程设计教材，也可作为电子设计竞赛参考书，对电子工程技术人员、电子爱好者也具有很好的参考价值。
    本书由王新春教授担任主编，由岳开华副教授和叶青老师担任副主编。全书由王新春教授审阅，在编写与修订过程中，得到了司民真教授、何永泰教授、徐卫华副教授、舒鑫柱副教授、李家旺副教授、黄文卿副教授、自兴发副教授的大力支持，在此表示感谢！
    由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请读者批评指正，以利于我们不断修正。
    为方便读者更好地使用本教材，我们提供了相关软件资源，请扫描下方二维码获取。


    编  者
    2014年5月
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  1. 第二部分
    模拟电子电路硬件实验
    实验一  信号源的调试
    一、实验目的
    （1）了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。
    （2）会用示波器测量波形的各种参数。
    （3）掌握正弦波失真调节、频率调节和幅度调节的方法。
    二、实验仪器
    （1）双踪示波器；
    （2）频率计。
    三、实验原理
    （1）MAX038是单片精密函数信号发生器（内部结构见图1.2）。芯片使用±5V电源工作，振荡器是一个交变地以恒流向电容器充放电的施张振荡器，同时产生一个三角波和矩形波。通过COSC引脚的外接电容和流入IIN的充放电电流的大小来控制输出信号频率，频率范围为0.1Hz～20MHz。流入IIN的电流由加到FADJ 和DADJ引脚上的电压来控制，通过此两脚可外接电压信号调整频率和占空比。MAX038内部提供一个2.5V的参考电压。芯片具有的正弦波形成电路是把振荡器的三角波转变成一个具有等幅的低失真的正弦波。三角波、正弦波和矩形波输入一个多路器。用两根地址线A0和A1从三个中选择波形，OUT引脚输出幅度为2V（峰峰值）的信号。三角波又被送到产生高速矩形波的比较器（由SYNC引脚输出），TTL/CMOS兼容的SYNC输出端可以保持内部振荡器的占空比为50%——无论外界信号的占空比是多少——而且可以保持与系统内其他设备的同步。内部振荡器可以与接入到PDI的外部TTL模块同步。PD0、PD1引脚分别是相位检波器的输入和输出端，本信号源没有使用。
     
     
    图1.2  MAX038的内部结构
    正弦波、三角波、方波的输出选择可以通过A0和A1控制，具体参考表1.1。实验中用“波形选择”开关选择需要波形。
    表1.1  波形选择设置
    A0 A1 波形
    × 1 正弦波
    0 0 方波
    1 0 三角波
    （2）MAX038的管脚图及管脚功能，分别如图1.3和表1.2所示。
     
    图1.3  MAX038的管脚图
    表1.2  MAX038的引脚功能
    引  脚 名  称 功  能
    1 REF 2.50V的门限参考电压
    2，6，9，11，18 GND 地
    3 A0 波形选择输入端（TTL/CMOS兼容）
    4 A1 波形选择输入端（TTL/CMOS兼容）
    5 COSC 外界振荡电容端
    7 DADJ 占空比调节端
    8 FADJ 频率调节端
    10 IIN 振荡频率控制器的电流输入端
    12 PDO 相位比较器输出端（如果不用，应接地）
    13 PDI 相位比较器输入端（如果不用，应接地）
    14 SYNC 同步输出端（TTL/CMOS兼容输出，允许内部和外部振荡器同步。如果不用，应悬空）
    15 DGND 数字接地
    16 DV+ 数字电压V+＋5V电源端，如果没有用到SYNC应悬空
    17 V+ ＋5V电源输入端
    19 OUT 正弦波，三角波，方波输出端
    20 V－ －5V电源输入端
    四、实验内容
    在实验前熟悉实验箱分布结构。此实验可用作后续实验的信号源，OUT为低频信号（小于1MHz）输出，PTP1为实验用高频信号输出端（大于1MHz，即选择PS4），PTP1和PTP2可用作扩展外接电容，以使输出波形达到理想效果。
    1. 开通电源
    参考实验电路原理图1.1，对照实验箱集成函数信号发生器实际电路部分，打开直流开关通电，按下开关，指示灯亮即可。
    2. 测试信号源的输出范围
    连接好跳线PS2（PS1、PS3、PS4断开），拨动“波形选择”开关选择输出为方波，调节电位器PRW1，测出方波的占空比（单位周期内高电平所占整个周期的比例）范围情况，调节电位器PRW2，用示波器测出方波的频率（示波器在扫描速率为1ms挡的情况下，一个周期的方波占一个格子为1kHz，也可用频率计直接测出）范围；调节电位器PRW3，测出方波的幅值（峰-峰值）范围情况，并都列表记录之。
    3. 调节观察波形
    连接好跳线PS2（PS1、PS3、PS4断开），拨动“波形选择”开关选择输出为方波，调节电位器PRW1，使方波的占空比为50%；调节电位器PRW2，使方波的频率为1kHz；调节电位器PRW3，使方波的幅值为5V（峰-峰值）。选择输出为三角波，用示波器观察OUT为三角波波形，调节电位器PRW1，测出三角波的频率范围情况，调节电位器PRW3，测出三角波的幅值（峰-峰值）范围情况，并都列表记录之。另外，调节电位器PRW1，观察三角波变为锯齿波（占空比不为50%）的情况。
    4. 调节正弦波波形
    按步骤2、3，使方波的占空比为50%；方波的频率为1kHz；调节电位器PRW3，使方波的幅值为5V（峰-峰值），拨动“波形选择”开关选择输出为正弦波，用示波器观察OUT输出的正弦波波形，调节电位器PRW1，测出正弦波的频率范围情况，调节电位器PRW3，测出正弦波的幅值（峰-峰值）范围情况，并都列表记录之。
    在断开电源情况下，分别取PS1、PS3、PS4连接，重复上述步骤。注意每次跳线只允许连接1个。
    说明：PS1、PS2、PS3、PS4相对应的电容值越小，输出频率越大，且不同的电容所对的频率段不同，每个频率段所包括的频率范围不同，故以上步骤可粗略测出频率范围，电位器PRW2用作频率细调。
    占空比、幅度要保证波形不是很明显失真，且在有效范围内。用PS4选择高频段，易用PTP2作输出，调节PRW3可观察幅度对输出波形的影响。PTP1、PTP3插孔之间可引入电容，根据需要并入电容改变可使波形平滑，减小失真。有兴趣的同学可在输出接入实验箱中电阻或并入电容接地，观察输出波形。（减小波形失真和滤波电路可参考后续实验内容）
    注：① 此实验是为了让学生了解波形相关参数及熟悉调节方法，此信号源可作为定性分析实验的信号源用，但做实验时可采用外置信号源。
    ② 通电规则：先连接好实验电路后，再加电源，在改接电路时要先断开电源再接线，然后加电，在做完每个小实验后应先关电源撤掉连线，然后整理好连线。
    ③ 一般实验内容之后都附有实验箱的相关元件分布图，在未做实验前学生可很好地对照实验内容预习。
    电源模块元件分布图和信号源模块元件分布图分别如图1.4和图1.5所示。
        
    图1.4  电源模块元件分布图
     
    图1.5  信号源模块元件分布图
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  1. 目   录
    第一部分  模拟电子技术实验的基础知识 1
    第一节  实验要求 1
    第二节  实验箱简介 2
    第三节  常用电子仪器的使用 7
    第四节  万用表测定二极管和三极管的方法 8
    第五节  放大器干扰、噪声抑制和自激振荡的消除 11
    第二部分  模拟电子电路硬件实验 13
    实验一  信号源的调试 13
    实验二  晶体管共射极单管放大器 18
    实验三  晶体管两级放大器 26
    实验四  场效应管放大器 28
    实验五  负反馈放大器 32
    实验六  射极跟随器 36
    实验七  差动放大器 39
    实验八  RC正弦波振荡器 44
    实验九  LC正弦波振荡器 46
    实验十  集成运算放大器指标测试 47
    实验十一  集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路 54
    实验十二  集成运算放大器的基本应用——波形发生器 60
    实验十三  集成运算放大器的基本应用信号处理——有源滤波器 63
    实验十四  集成运算放大器的基本应用——电压比较器 68
    实验十五  电压-频率转换电路 71
    实验十六  D/A、A/D转换器 72
    实验十七  低频功率放大器——OTL功率放大器 80
    实验十八  低频功率放大器——集成功率放大器 85
    实验十九  直流稳压电源——晶体管稳压电源 87
    实验二十  直流稳压电源——集成稳压器 93
    实验二十一  晶闸管可控整流电路 95
    实验二十二  综合应用实验——控温电路 99
    实验二十三  综合应用实验——波形变换电路 104
    实验二十四  超外差收音机的组装与调试 105
    第三部分  在系统可编程模拟电子技术的基础知识 112
    第一节  ISPPAC简介 112
    第二节  在系统可编程模拟电路的结构 113
    第三节  PAC的接口电路 117
    第四节  PAC-DESIGNER软件及开发实例 119
    第五节  参考实验 128
    第四部分  模拟电子技术软件实验 130
    实验二十五  ISPPAC10增益放大与衰减 130
    实验二十六  ISPPAC10在SINGLE-ENDED中的应用 135
    实验二十七  ISPPAC10二阶滤波器的实现 137
    实验二十八  使用ISPPAC20完成电压监控 140
    实验二十九  使用ISPPAC80低通可编程的低通滤波器 142
    第五部分  研习实验小论文 144
    多路信号源与频率测试仪的设计与制作 144
    用板式电位差计实验系统与SPSS标定电池的电动势 154
    家庭烟雾和湿度探测系统设计 161
    COMBINED APPLIED TECHNOLOGY OF MINIMUM PHASE SHIFTING FOR 
    INTEGRATED OPERATIONAL AMPLIFIER 170
    PERFORMANCE ANALYSIS OF GATED POLLING SYSTEM BASED ON ASYMMETRIC 
    TWO-QUEUE THRESHOLD SERVICES 179
    参考文献 188
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