课程目标与意义
- 验证理论: 通过搭建实际电路,验证《电路原理》和《模拟电子技术》课程中的基本定律、定理和分析方法。
- 掌握仪器: 熟练掌握常用电子测量仪器(如万用表、示波器、信号发生器、直流稳压电源等)的使用方法。
- 培养技能: 学习电路的搭建、焊接、调试、故障排查等基本技能。
- 建立概念: 建立对电压、电流、功率、频率、相位等物理量的直观感性认识。
- 分析问题: 学会分析实验现象,处理实验数据,并撰写规范的实验报告。
核心实验项目(通常按难度递增顺序)
第一部分:电路基础实验
这部分实验主要围绕《电路原理》展开,侧重于基本测量和定律验证。

-
常用电子仪器的使用
- 学习使用万用表(测电压、电流、电阻)、直流稳压电源(提供稳定电压)、函数信号发生器(产生正弦波、方波、三角波等)、示波器(观察波形、测量幅度、频率、相位差)。
- 目的: 这是所有实验的基础,必须熟练掌握。
-
基尔霍夫定律的验证
- 搭建一个简单的直流电路,用万用表测量各支路电流和节点电压,验证基尔霍夫电流定律和电压定律。
- 目的: 理解电路中能量守恒和电荷守恒的基本规律。
-
叠加定理与戴维南定理的验证
- 在含有多个电源的线性电路中,验证叠加定理;通过测量开路电压和短路电流,验证戴维南定理,并求出等效电路。
- 目的: 掌握电路的等效化简方法,是电路分析的核心技能。
-
交流电路参数的测量
(图片来源网络,侵删)- 搭建RC或RL串联电路,用示波器同时观察电源电压和电阻(或电感)两端电压的波形,测量它们之间的相位差,并计算电路的阻抗、功率因数等。
- 目的: 理解正弦稳态电路中各物理量的关系,特别是相位的概念。
第二部分:模拟电子技术实验
这部分实验围绕《模拟电子技术》展开,核心是半导体器件及其应用电路。
-
常用半导体器件的测试
- 使用万用表二极管档或电阻档,判断二极管的极性和好坏;判断三极管的类型(NPN/PNP)、管脚(b, c, e)和好坏。
- 目的: 学会识别和检测最基础的元器件。
-
单管放大电路(共射极放大电路)
- 这是模电实验中最经典、最重要的一个实验。
- 静态工作点测量与调整: 测量无信号输入时,三极管的 $V{BEQ}$, $V{CEQ}$, $I{BQ}$, $I{CQ}$。
- 动态性能测试: 输入一个低频正弦信号,用示波器观察输入和输出波形,测量电压放大倍数 $A_v$,并观察饱和失真、截止失真现象。
- 测量输入电阻 $R_i$ 和输出电阻 $R_o$。
- 目的: 深刻理解放大电路的工作原理,掌握静态工作点对动态性能的影响,学会分析非线性失真。
- 这是模电实验中最经典、最重要的一个实验。
-
负反馈放大电路
(图片来源网络,侵删)- 在单管放大电路的基础上,引入负反馈网络(如电压串联负反馈)。
- 测量引入负反馈前后的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
- 观察负反馈对通频带、非线性失真的改善作用。
- 目的: 理解负反馈对放大电路性能的四大影响:提高增益稳定性、减小非线性失真、展宽通频带、改变输入/输出电阻。
- 在单管放大电路的基础上,引入负反馈网络(如电压串联负反馈)。
-
集成运算放大器的线性应用
- 使用运放(如 μA741, OP07, LM358)搭建基本运算电路。
- 反相比例放大器
- 同相比例放大器
- 加法器
- 减法器(差分放大器)
- 积分器和微分器
- 目的: 掌握运放“虚短”和“虚断”的分析方法,理解运放构成的精密运算电路。
- 使用运放(如 μA741, OP07, LM358)搭建基本运算电路。
-
波形发生电路
- 使用运放或专用芯片(如555定时器)搭建振荡电路。
- RC桥式正弦波振荡器:测量输出波形的频率和幅度,并学习起振条件的调整。
- 方波-三角波发生器:观察并测量两种波形的频率和幅度关系。
- 目的: 理解自激振荡的条件,学会产生特定波形的方法。
- 使用运放或专用芯片(如555定时器)搭建振荡电路。
-
直流稳压电源
- 搭建一个完整的直流稳压电源电路,包括:
- 变压器降压
- 整流桥(二极管):将交流变为脉动直流。
- 滤波电容:平滑脉动直流。
- 稳压电路(如三端稳压器 78xx系列):输出稳定的直流电压。
- 目的: 了解从交流电到稳定直流电的完整变换过程,是工程应用中非常实用的内容。
- 搭建一个完整的直流稳压电源电路,包括:
实验流程与关键环节
一个完整的实验通常包括以下步骤:
-
实验前预习(最重要!)
- 阅读教材和指导书: 理解实验目的、原理和电路图。
- 理论计算: 对电路的静态工作点、放大倍数等关键参数进行估算,做到心中有数。
- 拟定实验步骤: 想好先测什么、后测什么,如何操作仪器。
- 画好数据记录表格: 提前准备好记录本,避免手忙脚乱。
-
实验操作
- 安全第一: 接线前务必断开电源!检查无误后再通电。
- 布局合理: 元器件和导线摆放整齐,便于检查和测量。
- 先静态后动态: 先调整好静态工作点,再加交流信号进行动态测试。
- 仔细观察: 密切关注仪器仪表的读数和示波器上的波形,特别是异常现象(如失真、振荡、自激)。
- 记录原始数据: 记录下所有测量的原始数据,即使它和你预想的不一样,异常数据往往包含着重要信息。
-
实验后处理
- 数据处理: 对原始数据进行整理、计算(如计算放大倍数、输入/输出电阻)。
- 误差分析: 将测量结果与理论估算值进行比较,分析误差来源(如仪器精度、元件误差、读数误差、理论模型近似等)。
- 回答思考题: 指导书上的思考题是检验你是否真正理解实验的试金石。
- 撰写实验报告: 一份好的实验报告应包括:实验目的、原理、仪器、电路图、数据记录与处理、结果分析、思考题回答等。
学习建议与常见问题
学习建议
- 多动手,少空想: “纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,电子技术是实践性极强的学科。
- 善用仿真软件: 在动手搭电路前,可以先使用 Multisim、LTspice、Proteus 等软件进行仿真,这可以帮助你验证理论、熟悉电路、预测结果,大大提高实验效率。
- 学会“读图”和“识图”: 能看懂电路图,明白每个元件的作用和信号的流向。
- 培养“故障排查”能力: 电路不工作是常态,学会系统性地排查故障(先查电源,再查静态,最后查动态)是工程师的核心素养。
- 做好实验报告: 写报告的过程本身就是一次复盘和总结,能加深你的理解。
常见问题与解决方法
- 问题1:示波器上看不到波形或波形失真。
