數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).doc

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)實(shí)驗(yàn)一 熟悉實(shí)驗(yàn)儀器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜る娮釉骷?、?shù)字萬(wàn)用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器和面包板。二、實(shí)驗(yàn)儀器示波器、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn)用表。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、熟悉電子元器件l 電阻l 二極管普通二極管有色標(biāo)識(shí)一極為負(fù)極。發(fā)光二極管長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)。腳一樣長(zhǎng)的，小平面的引線是負(fù)極。將萬(wàn)用表打到蜂鳴二極管檔，紅表筆接二極管的正極，黑筆接二極管的負(fù)極，此時(shí)測(cè)量的是二極管的正向?qū)ㄗ柚?，也就是二極管的正向壓降值。不同的二極管根據(jù)它內(nèi)部材料不同所測(cè)得的正向壓降值也不同。l 三極管數(shù)字萬(wàn)用表提供專門測(cè)量三極管的檔位-hFE，該檔位預(yù)留有相應(yīng)的插孔，小功率的三極管都可以插入測(cè)試，插對(duì)相應(yīng)孔后，萬(wàn)用表才顯示數(shù)字，顯示數(shù)據(jù)為值。l 電容數(shù)字萬(wàn)用表帶測(cè)量電容的檔位，按其檔位進(jìn)行操作，可以測(cè)量其容量。注意要選擇合適的量程進(jìn)行測(cè)量，如果電容的容量大于表的最大量程，則不能進(jìn)行測(cè)量。2、數(shù)字萬(wàn)用表的使用電阻、電容、電感、電流、電壓和二極管、三極管的測(cè)量。l 電壓的測(cè)量 1）直流電壓的測(cè)量，如電池、隨身聽電源等。首先將黑表筆插進(jìn)“COM”孔，紅表筆插進(jìn)“V”。把旋鈕選到比估計(jì)值大的量程（注意：表盤上的數(shù)值均為最大量程，“V”表示直流電壓檔，“V”表示交流電壓檔，“A”是電流檔），接著把表筆接電源或電池兩端；保持接觸穩(wěn)定。數(shù)值可以直接從顯示屏上讀取，若顯示為“1.”，則表明量程太小，那么就要加大量程后再測(cè)量。如果在數(shù)值左邊出現(xiàn)“-”，則表明表筆極性與實(shí)際電源極性相反，此時(shí)紅表筆接的是負(fù)極。2）交流電壓的測(cè)量。表筆插孔與直流電壓的測(cè)量一樣，不過(guò)應(yīng)該將旋鈕打到交流檔“V”處所需的量程即可。交流電壓無(wú)正負(fù)之分，測(cè)量方法跟前面相同。 無(wú)論測(cè)交流還是直流電壓，都要注意人身安全，不要隨便用手觸摸表筆的金屬部分。l 電流的測(cè)量 1）直流電流的測(cè)量。先將黑表筆插入“COM”孔。若測(cè)量大于200mA的電流，則要將紅表筆插入“10A”插孔并將旋鈕打到直流 “10A”檔；若測(cè)量小于200mA的電流，則將紅表筆插入 “200mA”插孔，將旋鈕打到直流200mA以內(nèi)的合適量程。調(diào)整好后，就可以測(cè)量了。將萬(wàn)用表串進(jìn)電路中，保持穩(wěn)定，即可讀數(shù)。若顯示為“1.”，那么就要加大量程；如果在數(shù)值左邊出現(xiàn)“-”，則表明電流從黑表筆流進(jìn)萬(wàn)用表。 2）交流電流的測(cè)量。測(cè)量方法與1相同，不過(guò)檔位應(yīng)該打到交流檔位，電流測(cè)量完畢后應(yīng)將紅筆插回“V”孔，若忘記這一步而直接測(cè)電壓則萬(wàn)用表或電源會(huì)報(bào)廢。l 電阻的測(cè)量 將表筆插進(jìn)“COM”和“V”孔中，把旋鈕打旋到“”中所需的量程，用表筆接在電阻兩端金屬部位，測(cè)量中可以用手接觸電阻，但不要把手同時(shí)接觸電阻兩端，這樣會(huì)影響測(cè)量精確度的。讀數(shù)時(shí)，要保持表筆和電阻有良好的接觸；注意單位：在“200”檔時(shí)單位是“”，在“2K”到“200K”檔時(shí)單位為“K”，“2M”以上的單位是“M”。3、示波器的使用。4、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用。5、面包板的使用。實(shí)驗(yàn)二 單級(jí)放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法及其對(duì)放大器性能的影響。2、學(xué)習(xí)測(cè)量放大器Q點(diǎn)，Au，ri，ro的方法，了解共發(fā)射極電路的特性。3、學(xué)習(xí)放大器的動(dòng)態(tài)性能。二、實(shí)驗(yàn)儀器示波器、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn)用表。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟ViVs圖2.1 單級(jí)放大電路1、按圖2.1連接電路（注意接線前先測(cè)量12V電源，關(guān)斷電源后再接線），將RP調(diào)到電阻最大位置。2、接線后仔細(xì)檢查，確認(rèn)無(wú)誤后接通電源。1）靜態(tài)調(diào)整調(diào)整Rp使VE2.2V，計(jì)算并填表2.1。 表2.1實(shí)測(cè)計(jì)算VBE（V）VCE（V）Rb（K）IB（A）IC（mA）2）動(dòng)態(tài)研究將信號(hào)發(fā)生器調(diào)到f1KHz，幅值為3mv，接到放大器輸入端Vi，觀察Vi和VO端波形、并比較相位。信號(hào)源頻率不變，逐漸加大幅度，觀察VO不失真時(shí)的最大值并填表2.2。表2.2RL實(shí)測(cè)計(jì)算估算Vi（mV）VO（V）AuAu3）測(cè)放大器輸入，輸出電阻l 輸入電阻測(cè)量在輸入端串接一個(gè)5K1電阻如圖1.1所示，測(cè)量VS與Vi即可依據(jù)公式計(jì)算ri。l 輸出電阻測(cè)量在輸出端接入RL=5K1作為負(fù)載，當(dāng)放大器輸出不失真時(shí)（接示波器監(jiān)視），測(cè)量有負(fù)載和空載時(shí)的VO和VL，即可依據(jù)公式計(jì)算ro。將上述測(cè)量及計(jì)算結(jié)果填入表2.3中。表2.3測(cè)輸入電阻RS5K1測(cè)輸出電阻實(shí)測(cè)測(cè)算估算實(shí)測(cè)測(cè)算估算VS（mV）Vi（mV）ririVORLVLRL=5K1ro（K）ro(K） 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、注明所完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，簡(jiǎn)述相應(yīng)的基本結(jié)論。2、選擇在實(shí)驗(yàn)中感受最深的一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，寫出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)三 負(fù)反饋放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、研究負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。2、掌握負(fù)反饋放大器性能的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器雙蹤示波器、信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn)用表。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、負(fù)反饋放大器開環(huán)和閉環(huán)放大倍數(shù)的測(cè)試1）開環(huán)電路圖3.1 負(fù)反饋放大電路按圖3.1接線，RF和CF先不接入。輸入端接入f1kHz的正弦波。調(diào)整接線和參數(shù)使輸出不失真。按表3.1要求進(jìn)行測(cè)量并填表。表3.1RL(K)Vi（mV）VO（mV）Au1K52）閉環(huán)電路接通RF和CF，按表3.2要求測(cè)量并填表，計(jì)算Auf。根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，驗(yàn)證Auf1/F。表3.2RL(K)Vi（mV）VO（mV）Auf1K52、負(fù)反饋對(duì)失真的改善作用1）將圖3.1中電路開環(huán)，逐步加大Vi的幅度，使輸出信號(hào)出現(xiàn)失真（注意不要過(guò)分失真）記錄失真波形幅度。2）將電路閉環(huán)，觀察輸出情況，并適當(dāng)增加Vi幅度，使輸出幅度接近開環(huán)時(shí)失真波形幅度。3）若RF3K不變，但RF接入V1的基極，會(huì)出現(xiàn)什么情況？實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之。4）畫出上述各步實(shí)驗(yàn)的波形圖。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1將實(shí)驗(yàn)值與理論值比較，分析誤差原因。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容總結(jié)負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響。實(shí)驗(yàn)四 比例求和運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用集成運(yùn)算放大器組成比例電路的特點(diǎn)及性能。2、學(xué)會(huì)上述電路的測(cè)試和分析方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)字萬(wàn)用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、電壓跟隨器按表4.1內(nèi)容實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄。表4.1Vi（V）-2-0.50+0.51VO（V）RL=RL=5K12、反相比例放大器按表4.2內(nèi)容實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄。 表4.2直流輸入電壓Vi（mV）3010030010003000輸出電壓VO理論估算（mV）實(shí)測(cè)值（mV）誤差3、同相比例放大器 按表4.3測(cè)量并記錄。表4.3直流輸入電壓Vi（mV）301003001000輸出電壓VO理論估算（mV）實(shí)測(cè)值（mV）誤差4、差分比例放大電路按表4.4要求實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄。 表4.4Vi1（V）120.2Vi2（V）0.51.80.2VO（V）四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、總結(jié)本實(shí)驗(yàn)中4種運(yùn)算電路的特點(diǎn)及性能。2、分析理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的原因。實(shí)驗(yàn)五 組合邏輯電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握組合邏輯電路的功能側(cè)試。2、驗(yàn)證半加器和全加器的邏輯功能。3、學(xué)會(huì)二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)儀器及元器件74LS00 二輸入端四與非門 3片74LS86 二輸入端四異或門 1片三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、組合邏輯電路功能測(cè)試。圖5.1 組合邏輯電路（1）用2片74LS00組成圖5.1所示邏輯電路，為便于接線和檢查，在圖中要注明芯片編號(hào)及各引腳對(duì)應(yīng)的編號(hào)。（2）圖中A、B、C接電平開關(guān)，Y1、Y2接發(fā)光二極管。（3）按表5.1要求，改變A、B、C的狀態(tài)填表并寫出Y1、Y2的邏輯表達(dá)式。（4）將運(yùn)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。表5.1輸入輸出ABCY1Y20000010111111101001010102、測(cè)試用異或門(74LS86)和與非門組成的半加器邏輯功能根據(jù)半加器的邏輯表達(dá)式可知，半加器Y是A、B的異或，而進(jìn)位Z是A、B相與，故半加器可用1個(gè)異或門和2個(gè)與非門組成如圖5.2所示。圖5.2 半加器 （1）在學(xué)習(xí)機(jī)上用異或門和與門接成以上電路。A、B接電平開關(guān)S。Y、Z接電平顯示。（2）按表5.2要求改變A、B狀態(tài)，并填表。表5.2輸入端A0101B0011輸出端YZ3、測(cè)試全加器的邏輯功能（1）寫出圖5.3所示電路的邏輯表達(dá)式。圖5.3 全加器 （2）按圖5.3所示原理圖選擇與非門，接線并進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果記入表5.3。表5.3AiBiCi-1CiSi000010100110001011101111四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖表并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。2、總結(jié)組合邏輯電路的分析方法。實(shí)驗(yàn)六 編碼器、譯碼器及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉集成譯碼器和集成編碼器。2、了解集成譯碼器和集成編碼器的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器及元器件74LS138 3-8線譯碼器 1片74LS148 8-3線優(yōu)先編碼器 1片74LS04 六反相器 1片74LS20 雙4輸入與非門 1片三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、驗(yàn)證集成譯碼器74LS138的功能。2、試用一片74LS138和與非門設(shè)計(jì)一個(gè)三人表決器，并在實(shí)驗(yàn)箱上驗(yàn)證之。3、驗(yàn)證集成編碼器74LS148的功能。4、試用一片74LS148和數(shù)碼管設(shè)計(jì)一個(gè)三人搶答器，并在實(shí)驗(yàn)箱上驗(yàn)證之。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、畫出設(shè)計(jì)好的電路圖。2、根據(jù)電路圖寫出真值表。實(shí)驗(yàn)七 觸發(fā)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉并驗(yàn)證觸發(fā)器的邏輯功能。2、掌握RS和JK觸發(fā)器的使用方法和邏輯功能的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及元器件74LS00 四2輸入與非門 1片74LS04 六反相器 1片74LS73 負(fù)邊沿雙JK觸發(fā)器 1片三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟圖7.1 基本RS觸發(fā)器 圖7.2 JK觸發(fā)器1、測(cè)試基本RS觸發(fā)器的功能按圖7.1所示，用與非門構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，輸入端R、S接邏輯開關(guān)，輸出端Q、接發(fā)光二極管，按表7.1要求測(cè)試邏輯功能并記錄數(shù)據(jù)。表7.1 基本RS觸發(fā)器的邏輯功能Q功能說(shuō)明110011010100把和同時(shí)從0變換至1，重復(fù)若干次，觀察一下輸出的結(jié)果。2、測(cè)試雙JK觸發(fā)器74LS73邏輯功能 測(cè)試D復(fù)位功能取一只JK觸發(fā)器，D、J、K端接電平開關(guān)，CP端接單次脈沖按鈕開關(guān)，Q端接指示燈，在D=0時(shí)任意改變J、K及CP的狀態(tài)，觀察Q狀態(tài)。測(cè)試JK觸發(fā)器的邏輯功能在D=1，=1的情況下，按表7.2要求改變J、K、CP狀態(tài)，觀察Q狀態(tài)變化，觀察觸發(fā)器狀態(tài)更新是否發(fā)生在CP脈沖的下降沿(即CP由10)。表7.2 JK觸發(fā)器的邏輯功能JK CPQnQn+1功能說(shuō)明001001011001101001111001013、觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換 將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)化成D觸發(fā)器。 將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)化成T觸發(fā)器。 將JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)化成T觸發(fā)器。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、畫出設(shè)計(jì)好的電路圖。2、根據(jù)電路圖寫出真值表。實(shí)驗(yàn)八 計(jì)數(shù)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉集成計(jì)數(shù)器邏輯功能和各控制端作用2、掌握用同步計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)儀器及元器件74LS163 四位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器 1片74LS20 雙4輸入與非門 1片三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、測(cè)試集成計(jì)數(shù)器74LS163的功能。74LS163是（模16）四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器。該計(jì)數(shù)器能同步并行預(yù)置數(shù)據(jù)，同步清零，具有清零、置數(shù)、計(jì)數(shù)和保持四種功能，并且具有進(jìn)位信號(hào)輸出，可串接計(jì)數(shù)使用。要求測(cè)試74LS163的清零、置數(shù)、保持、計(jì)數(shù)等各項(xiàng)功能，分析、總結(jié)其特點(diǎn)。表8.1 74LS163功能表CTP CTT CP 功能 0 X X X 同步清零 1 0 X X 同步預(yù)置 1 1 1 1 計(jì)數(shù) 1 1 0 1 X 保持 1 1 X 0 X 保持 CO=0 1、 構(gòu)成N進(jìn)制（N16）計(jì)數(shù)器。若將多個(gè)計(jì)數(shù)器級(jí)連，仍采用上面介紹的方法，則可構(gòu)成N16的任意