006電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書

1、電子技術(shù)（電工學(xué)）實驗指導(dǎo)書主編：郭艷清中原工學(xué)院電子信息學(xué)院電工電子教研室二零零六年一月前 言為適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革的需要，根據(jù)非電專業(yè)電子技術(shù)課程的教學(xué)基本要求，考慮所選設(shè)備的特點，我們重新組織編寫了電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書。本書是電工學(xué)（）電子技術(shù)課程的配套實驗指導(dǎo)書。主要內(nèi)容包括:常規(guī)性實驗八個，綜合設(shè)計性實驗四個，附錄三個。本書在原電工電子教研室編寫的電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書的基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫，并參考部分重點大學(xué)的實驗指導(dǎo)。其內(nèi)容的選擇主要考慮本院學(xué)生的實際，既實現(xiàn)對學(xué)生基本技能的訓(xùn)練，又體現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，還符合教學(xué)的先進(jìn)性、實用性。本書力求做到內(nèi)容豐富、取材得當(dāng)，先進(jìn)實用。使用本書在滿足教學(xué)基本要

2、求的基礎(chǔ)上，將有利于提高非電專業(yè)學(xué)生綜合應(yīng)用電子技術(shù)的能力。本書中，實驗一、二由王燕編寫，實驗三、四由李偉峰編寫，實驗五、六由馬艷霞編寫，實驗七、八由李曉荃編寫，實驗九十二，附錄等由郭艷清編寫，并對全書進(jìn)行審定。韓建勛對實驗參數(shù)的確定等提出改進(jìn)意見。電工電子教研室和實驗室的老師對本書的編寫給予了關(guān)懷和支持，在此向他們表示熱忱的謝意。由于編寫時間倉促，疏漏與不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。 編 者二零零四年十月目 錄前 言0目 錄2第一章 概 述3第二章 實驗要求及注意事項4電工電子實驗須知4基本實驗技能和要求5第三章 實驗項目7實驗一 示波器的使用7實驗二 低頻電壓放大器9實驗三 負(fù)反饋放

3、大電路13實驗四 差動放大器16實驗五 運算放大器組成的基本運算電路18實驗六 整流、濾波、穩(wěn)壓電路23實驗七 集成與非門與組合邏輯電路27實驗八 計數(shù)器及時序電路32實驗九集成運算放大器的基本應(yīng)用之二37信號發(fā)生電路37實驗十觸發(fā)器、計數(shù)器及其應(yīng)用41實驗十一 555集成定時器及其應(yīng)用48實驗十二 七人智力搶答器52第四章 主要儀器設(shè)備簡介57附錄1： 示波器使用說明書57附錄2：函數(shù)發(fā)生器和交流毫伏表簡介69附錄3：部分集成電路型號及外引線排列圖74第五章 參考文獻(xiàn)76第一章 概 述電工學(xué)課程是工科院校本科非電類學(xué)生的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。電工學(xué)實驗是電工學(xué)課程重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。電工學(xué)實驗教

4、學(xué)不僅能幫助學(xué)生鞏固和加深理解所學(xué)的知識，更重要的是要訓(xùn)練學(xué)生的實驗技能，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)知識，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，運用新的技術(shù)打下良好基礎(chǔ)。電工學(xué)中的電子技術(shù)部分，教學(xué)內(nèi)容涉及面較廣，知識相對較難理解。必須通過實驗教學(xué)的配合，才可達(dá)到較好的教學(xué)效果。本實驗指導(dǎo)書是我院電工學(xué)（下）電子技術(shù)課程的配套教學(xué)用書。實驗項目主要包含八個常規(guī)實驗和四個綜合設(shè)計性實驗。常規(guī)性實驗的選取的主要依據(jù)是教學(xué)大綱。通過一些基礎(chǔ)性的驗證性的實驗，使學(xué)生鞏固所學(xué)基本知識，掌握基本儀器的使用，培養(yǎng)學(xué)生的搭接電路、調(diào)試電路、分析故障的基本能力。綜合設(shè)計性實驗根據(jù)非電學(xué)生的實際，增加一些較深

5、、較寬的學(xué)習(xí)內(nèi)容，使學(xué)生了解和掌握課堂上沒有講解的知識，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力和對實驗的綜合分析能力。附錄為讀者提供了常用儀器使用說明和部分集成電路型號及外引線排列圖。使本指導(dǎo)書自成一體系，方便讀者。第二章 實驗要求及注意事項電工電子實驗須知 一、實驗的目的和要求 實驗是電工電子課程重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，實驗的目的不僅要鞏固和加深理所學(xué)的知識，更重要的是要訓(xùn)練實驗技能，學(xué)會獨立進(jìn)行實驗，樹立工程實際觀點和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。 對學(xué)生實驗技能訓(xùn)練的具體要求是： 1能正確使用常用的電工儀表、電工設(shè)備及常用的電子儀器。 2能按電路圖正確接線和查線。 3學(xué)習(xí)查閱手冊，對常用的電子元器件具有使

6、用的基本知識。 4能準(zhǔn)確讀取實驗數(shù)據(jù)，觀察實驗現(xiàn)象，測繪波形曲線。 5能整理分析實驗數(shù)據(jù)，獨立寫出內(nèi)容完整的、條理清楚的、整潔的實驗報告。 二、實驗課前學(xué)生應(yīng)作的準(zhǔn)備工作 1認(rèn)真閱讀實驗指導(dǎo)書，明確實驗?zāi)康?，理解有關(guān)原理， 熟悉實驗電路、內(nèi)容步驟及實驗中的注意事項。 2完成實驗指導(dǎo)書中有關(guān)預(yù)習(xí)要求的內(nèi)容。 3做好數(shù)據(jù)記錄表格等準(zhǔn)備工作。 三、實驗總結(jié)報告的要求 一律用學(xué)校規(guī)定的實驗報告紙認(rèn)真書寫實驗報告。實驗報告的具體內(nèi)容為： 1實驗?zāi)康?2實驗原理電路圖及主要儀器設(shè)備的型號規(guī)格。 3課前完成的預(yù)習(xí)內(nèi)容：包括指導(dǎo)書所要求的理論計算、回答問題、設(shè)計記錄表格等。 4實驗數(shù)據(jù)及處理：根據(jù)實驗原始記錄

7、，整理實驗數(shù)據(jù)，并按指導(dǎo)書要求加以必要處理。 5實驗總結(jié)：完成指導(dǎo)書要求的總結(jié)、問題討論及心得體會，如有曲線應(yīng)用坐標(biāo)紙作出。 四、實驗規(guī)則 1嚴(yán)禁帶電接線、拆線或改接線路。 2接線完畢后，要認(rèn)真復(fù)查，確信無誤后，經(jīng)教師同意，方可接通電源進(jìn)行實驗。 3實驗過程中如果發(fā)生事故，應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場，報告指導(dǎo)教師。 4實驗完比后，先由本人檢查實驗數(shù)據(jù)是否符合要求，然后再請教師檢查，經(jīng)教師認(rèn)可后才可拆線，并將實驗器材整理好。 5室內(nèi)儀器設(shè)備不準(zhǔn)任意調(diào)換，非本次實驗所用的儀器設(shè)備，未經(jīng)教師允許不得動用。沒有弄懂儀表、儀器及設(shè)備的使用方法前，不得貿(mào)然使用。若損壞儀器設(shè)備，必須立即報告教師，作書面檢查，

8、責(zé)任事故要酌情賠償。 6實驗要嚴(yán)肅認(rèn)真，保持安靜、整潔的學(xué)習(xí)環(huán)境?；緦嶒灱寄芎鸵?我們要求通過本課程的實驗，培養(yǎng)同學(xué)掌握實驗的基本技能，希望同學(xué)在實驗中注意培養(yǎng)和訓(xùn)練。 一、安全操作訓(xùn)練和科學(xué)作風(fēng)： 1接線：最后接電源部分（拆線時應(yīng)先拆電源部分），接完線后仔細(xì)復(fù)查。嚴(yán)禁帶電拆、接線。遇有事故應(yīng)立即斷開電源，并向教師報告情況，檢查原因。勿亂拆線路。 2接完電路后，開始實驗前應(yīng)作好準(zhǔn)備工作，例如： a調(diào)壓器或三端變阻器的可動端應(yīng)放在無輸出電壓位置上或放在線路中電流為最小的位置上。 b電壓表、電流表或其他測量儀器（如萬用表，數(shù)字繁用表）的量程應(yīng)放在經(jīng)過估算的一檔或放在最大量程檔上。 3合電源閘前

9、要得到教師和同組人的允許。每次開始操作前應(yīng)與同組人打好招呼，互相相密切配合，加負(fù)荷或變電路參數(shù)時應(yīng)監(jiān)視各儀表，若有異?，F(xiàn)象，如冒煙、烤糊味，指針到極限位置，指針打彎等，應(yīng)立即斷電檢查。 4注意各種儀表儀器的保護措施。如電流表的短路開關(guān)（防止電動機起動電流沖擊）；有些儀器作保險絲作過載保護，不得隨便更換；監(jiān)視儀表過載指示燈，過載跳閘機構(gòu)等等。 5預(yù)操作習(xí)慣（在實驗前先操作和觀察一下），其目的在于： a看看電路運行及儀表指示是否正常。 b看看所測電量數(shù)據(jù)變化趨勢，以便確定實驗曲線取點。 c找出變化特殊點，作為取數(shù)據(jù)時的重點。 d熟悉操作步驟。 二、實驗技能訓(xùn)練： 1接線能力： a合理安排儀表元件的

10、位置，接線該長則長，該短則短，達(dá)到接線清楚，容易檢查，操作方便的目的。 b接線要牢固可靠。 c先接電路的主回路，再接并聯(lián)支路。有些電路（如電機控制），主回路電流大用粗導(dǎo)線，控制電流小用細(xì)導(dǎo)線。 2合理讀取數(shù)據(jù)點：應(yīng)通過預(yù)操作，掌握被測曲線趨勢和找出特殊點；凡變化急劇的地方取點密，變化緩慢得取點疏。使取點盡量少而又能真實反映客觀情況。 3正確，準(zhǔn)確地讀取電表指示 a合理選擇量程，應(yīng)力求使指針偏轉(zhuǎn)大于2/3滿量程時較為合適，同一量程中，指針偏轉(zhuǎn)越大越準(zhǔn)確。 b在電表量程與表面分度一致，可以直讀。不一致時可讀分度數(shù)，即記下指針指示的格數(shù)，再進(jìn)行換算，并注意讀出足夠的有效數(shù)字，不要少讀或多讀。 4配合

11、實驗結(jié)果的有效數(shù)字，選擇曲線坐標(biāo)比例尺，避免夸大或淹沒了實驗結(jié)果的誤差。 三、使用設(shè)備的一般方法： 1了解設(shè)備的名稱，用途，銘牌規(guī)格，額定值及面板旋鈕情況。 2著重搞清楚設(shè)備使極限值。 a著重搞清楚設(shè)備：要注意其最大允許的輸出值，如調(diào)壓器、穩(wěn)壓電源有最大輸出電流限制；電機有最大功率輸出限制；信號有最大輸出功率及最大信號電流限制。 b量測儀表儀器，要注意最大允許的輸入量。如電流表、電壓表和功率表要注意最大的電流值或電壓值。萬用表、數(shù)字繁用表、數(shù)字頻率計、示波器等的輸入端都規(guī)定有最大允許的輸入值，不得超過，否則損壞設(shè)備。多量程儀表（如萬用表）要正確使用量程，千萬不可用歐姆表測電壓，或用電流檔測電壓

12、。 3了解設(shè)備面板上各旋鈕的作用。使用時應(yīng)放在正確位置。禁止無意識亂拔動旋鈕。 4正式使用設(shè)備時設(shè)法判斷否正常。有自校的可通過自校信號對設(shè)備進(jìn)行檢查。如示波器有自校正弦波或方波；頻率計有自校標(biāo)準(zhǔn)頻率。第三章 實驗項目實驗一 示波器的使用一、實驗?zāi)康?l、學(xué)習(xí)示波器的基本使用方法，掌握示波器主要旋鈕的使用。2、學(xué)習(xí)用示波器觀察、測量信號的波形、周期及幅度。二、實驗屬性 驗證性實驗。三、實驗儀器設(shè)備及器材 1、電工實驗裝置：DY053T 2、示波器 3、毫伏表四、實驗要求 熟悉示波器、信號發(fā)生器和交流毫伏表的使用方法。五、實驗原理及說明 示波器種類很多，根據(jù)不同的使用方法與結(jié)構(gòu)有許多種類型，例如：

13、單蹤、雙蹤、四蹤示波器，普通示波器，超低頻、高頻示波器等等。 示波器不僅可以在電測量方面被廣泛應(yīng)用，配上不同的傳感器溫度等等也廣泛使用。 1、正弦信號的測量 正弦波的主要參數(shù)為周期或頻率，用示波器可以觀察其幅值(或峰峰值)。通過示波器掃描時間系數(shù)選擇開關(guān)(TIMEDIV)，也就是掃描時間選擇開關(guān)的位置，可計算出其周期。通過Y軸衰減器開關(guān)(VOLTSDIV)選擇開關(guān)的位置可以計算出峰峰值或有效值。 2、方波信號的測量 方波脈沖信號的主要波形參數(shù)為周期，脈沖寬度以及幅值。同樣，根據(jù)示波器的掃描時間與輸入電壓選擇開關(guān)測量其上述參數(shù)。六、實驗步驟本實驗用YB4320F普通示波器，測量正弦波與方波的信號

14、。關(guān)于示波器的具體使用方法，請認(rèn)真閱讀附錄一，附錄二，熟練掌握示波器、函數(shù)發(fā)生器及交流毫伏表的使用。 1、正弦波圖1-1 正弦波主要參數(shù)如圖1-1所示。圖中UP-P為峰-峰值，T為周期。由函數(shù)發(fā)生器輸出1V（有效值）頻率為100Hz、1KHz的正弦波信號分別進(jìn)行測量，將測量結(jié)果按標(biāo)尺畫出，并標(biāo)明掃描時間開關(guān)與電壓衰減器開關(guān)的位置。 2、方波 由函數(shù)發(fā)生器輸出3V的方波信號，頻率分別為1KHz、2KHz的信號，主要參數(shù)如圖12所示。圖中P為脈寬、U為幅值、T為周期。圖1-2 實驗內(nèi)容同上。七、報告要求 1、按示波器的標(biāo)尺繪出觀察的波形。 2、根據(jù)兩主要旋鈕的位置，計算周期與幅值。 實驗二 低頻電

15、壓放大器一、實驗?zāi)康?、 掌握靜態(tài)工作點的測試及調(diào)整方法。2、 觀察負(fù)載對電壓放大倍數(shù)的影響。 3、學(xué)習(xí)輸入電阻、輸出電阻的測量方法。 4、觀察靜態(tài)工作點的改變對非線性失真的影響。 5、進(jìn)一步熟悉毫伏表、示波器及信號發(fā)生器的使用方法。二、實驗屬性 驗證性實驗。三、實驗儀器設(shè)備及器材 1、實驗箱(臺) 2、示波器 3、毫伏表 4、數(shù)字萬用表三、預(yù)習(xí)要求 1. 復(fù)習(xí)放大器的工作原理.估算放大電路的靜態(tài)工作點,根據(jù)微變等效電路計算放大電路的輸入電阻,輸出電阻和空載和負(fù)載時的電壓放大倍數(shù).2. 預(yù)習(xí)放大電路的動態(tài)和靜態(tài)測試方法,ri,ro的測量方法和原理.3了解飽和失真和截止失真的形成原因及改變方法。

16、4預(yù)習(xí)信號發(fā)生器及示波器的使用。五、實驗內(nèi)容及步驟 實驗前校準(zhǔn)示波器，檢查信號源。1、測量并計算靜態(tài)工作點圖21 按圖21接線。接通電源，不接信號源，調(diào)節(jié)電位器Rb2(在面板上標(biāo)為W1，下同)使Vc=Ec/2，測靜態(tài)工作點Vc、VE、VB。及Vb1的數(shù)值，記入表21中。 按下式計算IB、Ic，并記入表21中。 IB = IC= 表2-1調(diào)整Rb2測 量計 算VC(V)VE(V)VB(V)Vb1(V)IC(mA)IB(A)2、測量電壓放大倍數(shù)及觀察輸入，輸出電壓相位關(guān)系。 在實驗步驟1的基礎(chǔ)上，接入f=1KHZ、V1=5mV的正弦信號，負(fù)載電阻分別為RL=2K和RL =，用毫伏表測量輸出電壓的值

17、，用示波器觀察輸入電壓和輸出電壓波形，并比較輸入電壓和輸出電壓的地位，畫于表23中，在不失真的情況下計算電壓放大倍數(shù)：AV=VO/V1,把數(shù)據(jù)填入表22中： 表22RL()V1(mV)VO(V)AV2K 表23電壓波 形V1VO3、觀察負(fù)載電阻對放大倍數(shù)的影響。 在實驗步驟2基礎(chǔ)上，把負(fù)載電阻2K換成5.1K，重新測定放大倍數(shù)，將數(shù)據(jù)填入表24中。 表24 RL()Vi(V)VO(V)AV5.1K4. 按圖22接線。 圖22（1）、測量電壓參數(shù)，計算輸入電阻和輸出電阻。 輸入端接入f = 1KHz、Vi=5mV的正弦信號。 分別測出電阻R1兩端對地信號電壓Vi及Vi，按下式計算出輸入電阻ri

18、： 根據(jù)表2-2測出的負(fù)載電阻RL開路時的輸出電壓V，和接入RL(2K)時的輸出電壓V0，然后按下式計算出輸出電阻r0：將測量數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果填入表25中。 表25 Vi(mV)Vi(mV)ri()V(V)Vo (V)ro ()（2）、觀察靜態(tài)工作點對放大器輸出波形的影響，將觀察結(jié)果分別填入表26中。 輸入信號不變，用示波器觀察正常工作時輸出電壓Vo的波形井描畫下來。 逐漸減小Rb2的阻值，觀察輸出電壓的變化，在輸出電壓波形出現(xiàn)明顯失真時，把失真的波形描畫下來，并說明是哪種失真。如果Rb2調(diào)到最小后，仍不出現(xiàn)失真，可以加大輸入信號Vi ，直到出現(xiàn)明顯失真波形。 逐漸增大Rb2的阻值，觀察輸出電壓

19、的變化，在輸出電壓波形出現(xiàn)明顯失真時，把失真波形描畫下來，并說明是哪種失真。如果Rb2調(diào)到最大后，仍不出現(xiàn)失真，可以加大輸入信號Vi，直到出現(xiàn)明顯失真波形。 表26阻值波 形何種失真正常Rb2減小Rb2增大六、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù)，填入表中，并按要求進(jìn)行計算。2、總結(jié)電路參數(shù)變化對靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù)的影響。3、討論靜態(tài)工作點變化對放大器輸出波形的影響。實驗三 負(fù)反饋放大電路一、 實驗?zāi)康? 熟悉負(fù)反饋放大電路性能指標(biāo)的測試方法。2 通過實驗加深理解負(fù)反饋對放大電路性能的影響。二、 實驗屬性（驗證性）三、 實驗儀器設(shè)備及器材1、智能模擬實驗臺2、數(shù)字萬用表四、預(yù)習(xí)要求1熟悉單管放大電路

20、，掌握不失真放大電路的調(diào)整方法。2熟悉兩級阻容耦合放大電路靜態(tài)工作點的調(diào)整方法。3了解負(fù)反饋對放大電路性能的影響。五、實驗電路及原理電路如圖3-1所示,利用a、a點連接與否，可使放大器處于負(fù)反饋工作狀態(tài)。圖3-1+RL5.1K51k+12V22+ViRp1680k22+20k10kRP2220k20k10k+1002k1kT23kT11001k100Vo222+aaRA RB 實驗注意事項：1、 避免將輸出信號的地引回到放大器的輸入級。2、 分別使用測量儀器，避免互相干擾。六、實驗內(nèi)容及步驟1調(diào)整靜態(tài)工作點連接a、a點，使放大器處于反饋工作狀態(tài)。經(jīng)檢查無誤后接通電源。調(diào)整RP1、RP2（記錄當(dāng)

21、前有效值），使VC1（67V）VC2（67V），測量各級靜態(tài)工作點，填入表3-1中。斷開電路測量并記錄偏置電阻值。表3-1待測參數(shù)VC1VB1VE1VC2VB2VE2RARB計算值測量值相對誤差2 觀察負(fù)反饋對放大倍數(shù)的影響。 從信號源輸出Vi頻率為1KHZ幅度小于2mV（保證輸出波形不失真）的正弦波。 輸出端不接負(fù)載，分別測量電路在無反饋（僅將a、a斷開，不考慮反饋電阻影響）與有反饋工作時（a與a連接）空載下的輸出電壓VO，同時用示波器觀察輸出波形，注意波形是否失真。若失真，減少Vi并計算電路在無反饋與有反饋時的電壓放大倍數(shù)AV，記入表3-2中。表3-2 待測參數(shù)工作方式Vi( mV)VO(

22、 V)AV(測量)AV(理論)無反饋RL=RL=5.1K有反饋RL=RL=5.1K3 *（選作）觀察負(fù)反饋對放大倍數(shù)穩(wěn)定性的影響。RL=5.1K，改變電源電壓將EC從12V變到10V。分別測量電路在無反饋與有反饋工作狀態(tài)時的輸出電壓，注意波形是否失真，并計算電壓放大倍數(shù)，穩(wěn)定度。記入3-3中。 表3-3 待測參數(shù)工作方式EC12VEC10VVO( V)AVVO( V)AV無反饋有反饋4. *（選作）觀察負(fù)反饋對波形失真的影響 電路無反饋，EC12V，RL=2K，逐漸加大信號源的幅度，用示波器觀察輸出波形出現(xiàn)臨界失真，用毫伏表測量Vi、 VO和VOP-P值，記入表3-4中。 電路接入反饋（a與a

23、連接），其它參數(shù)不變，用毫伏表測量Vi、 VO和VOP-P值，記入表3-4中。 逐漸加大信號源幅度，用示波器觀察輸出波形出現(xiàn)臨界失真，用毫伏表測量Vi、 VO和VOP-P值，記入表3-4中。表3-4 待測參數(shù)工作方式Vi( mV)VO( V)VOP-P( V)無反饋臨界臨界有反饋同無反饋臨界臨界5.* （選作）幅頻特性測量（對寬帶的影響）在上述實驗基礎(chǔ)上，不接負(fù)載，EC12V，分別在有、無反饋的情況下調(diào)信號源使f改變（保持Vi不變）測量VO，且在0.707 VO處多測幾點，找出上、下限頻率。數(shù)據(jù)記入表3-5和表3-6中。表3-5 頻率 方式F(KHZ)無反饋VO( V)0.707 VOmaxV

24、Omax0.707 VOmaxAV表3-6 頻率 方式F(KHZ)有反饋VO( V)0.707 VOmaxVOmax0.707 VOmaxAV七、實驗報告1整理實驗數(shù)據(jù)，填入表中并按要求進(jìn)行計算。2總結(jié)負(fù)反饋對放大器性能的影響。實驗四 差動放大器一、 實驗?zāi)康? 學(xué)習(xí)差動放大器零點調(diào)整及靜態(tài)測試。2 進(jìn)一步理解差模放大倍數(shù)的意義及測試方法。3 了解差動放大器對共模信號的抑制能力，測試共模抑制比。二、 實驗屬性（驗證性）三、 實驗儀器設(shè)備及器材1智能模擬實驗臺2.數(shù)字萬用表四、預(yù)習(xí)要求1.按實驗電路給定的參數(shù),且設(shè)三管的均為60, VBE0V估算電路的靜態(tài)工作點,單端輸出及雙端輸出的差模電壓放大

25、倍數(shù)。2. 單端輸入,單端輸出及雙端輸出是應(yīng)如何連接電路?五、實驗原理差動放大器是一種零點漂移十分微小的直流放大器電路,它常作為多極直流放大器的前置級,用以放大極微小的直流信號或緩慢變化的交流信號。如果輸入信號接在A、B兩點,這時差動放大器工作于雙端輸入狀態(tài), 如果輸入信號接在A點與地之間而B點接地,這時差動放大器工作于單端輸入狀態(tài),同理把輸入信號接在B點與地之間而A點接地,差動放大器也處于單端輸入狀態(tài)。六、實驗步驟1按圖4-1接線，1點接2點。圖4-110k10k51051010k6.8kT362k36k-12V+12V3110k10kRP470Vi2B+-VoT1T2Vi1A22靜態(tài)測試用

26、萬用表調(diào)零，令Vi1 Vi20，A、B點與地短接，調(diào)節(jié)RP使VO0。3電路的靜態(tài)工作點測量兩管靜態(tài)工作點，并計算有關(guān)參數(shù)，填入表4-1中。表中電壓單位為V，電流單位為mA。 表4-1測量值計算值VT1VT2VT1VT2VC1VB1VE1VC2VB2VE2IB1IC11IB2IC224 差模電壓放大倍數(shù)由A、B端輸入差模信號，VAB=0.2V，即VA=0.1V，VB=-0.1V，分別測出VC1、VC2、VO記入下表，計算差動放大器的差模電壓增益AVd5. 共模電壓放大倍數(shù)將A、B相連接入信號VA=VB=0.4V，測量VC1、VC2、VO計算差動放大器的AVC，并計算共模抑制比KCMR 。6. 帶

27、恒流源的差動放大器電路改接成帶恒流源的差動放大器電路1點接3點，重復(fù)上述實驗內(nèi)容。并將實驗數(shù)據(jù)填入表4-2中。表4-2典型差動放大電路（R10K）恒流源差動放大器差模共模差模共模ViA=( ),B=( )AB=( )A=( ),B=( )AB=( )Vc1( mV)Vc2( mV)Vo(V)AdVC1/ V1AVdVO/ V1AVCVO/ ViKCMRAVd / AVC七、實驗報告1整理實驗數(shù)據(jù)，依據(jù)電路參數(shù)估算典型差動放大器與具有恒流源兩種情況下的工作點及差模放大倍數(shù)，可取12100左右。2總結(jié)兩種情況下的優(yōu)缺點。實驗五 運算放大器組成的基本運算電路一、實驗?zāi)康?、了解運算放大器的基本使用方

28、法。2、應(yīng)用集成運放構(gòu)成的基本運算電路3、學(xué)會使用線性組件uA741。4、掌握加法運算、減法運算電路的基本工作原理及測試方法。5、學(xué)會用運算放大器組成積分電路。二、實驗屬性：驗證性三、實驗設(shè)備1、實驗臺 2、數(shù)字萬用表 3、示波器 4、計時表四、實驗內(nèi)容及步驟 1、調(diào)零：按圖51接線，接通電源后，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RW使輸出0V。運放調(diào)零后，在后面的實驗中如果誤差較大，需要重新調(diào)零。 圖5-12、反相比例運算： 電路如圖5-2所示，根據(jù)電路參數(shù)計算AV=Vo/Vi，并按照表6-1給定的Vi計算和測量對應(yīng)的Vo值，并把結(jié)果記入表5-1中。表5-1Vi(V) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0

29、.8理論計算值Vo(V)實際測量值 Vo(V)實際放大倍數(shù) Av3、同相比例運算 電路如圖5-3所示，根據(jù)電路參數(shù)計算AV=Vo/Vi，并按照表5-2給定的Vi計算和測量對應(yīng)的Vo值，并把結(jié)果記入表5-2中。表5-2Vi(V) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8理論計算值Vo(V)實際測量值 Vo(V)實際放大倍數(shù) Av 圖5-2 圖5-34、加法運算 電路如圖5-4所示，按照表5-3給定的Vi1和Vi2計算和測量對應(yīng)的Vo值，并把結(jié)果記入表5-3中。表5-3輸入信號 Vi1 (V) 0 0.3 0.5 0.6 -0.6 -0.5輸入信號 Vi2 (V) 0.3 0.2 0.3 0

30、.3 0.4 0.5理論計算值Vo(V)實際測量值 Vo(V)實際放大倍數(shù) Av5、減法運算 電路如圖5-5所示，按照表5-4給定的Vi1和Vi2計算和測量對應(yīng)的Vo值，并把結(jié)果記入表5-4中。 圖5-4 圖5-5表5-4輸入信號 Vi1 (V) 1.0 0.7 0.8 0.7 0.3 -0.2輸入信號 Vi2 (V) 1.21.0 0.6 -0.4 -0.5 0.4理論計算值Vo(V)實際測量值 Vo(V)實際放大倍數(shù) Av6、積分運算 電路如圖5-6所示，用計時表計時，用數(shù)字萬用表測量輸出，同時注意Vi 電壓變換極性，要將電容兩端電壓放掉（將K接通），注意連接電容的極性。將所測值填入表5-

31、5中。 圖5-6表5-5Vi (V) 計時（S） 10 20 30 40 50 60Vo(V)0.5 -0.5五、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù)，填入表中。2、分析各運算關(guān)系。實驗六 整流、濾波、穩(wěn)壓電路、實驗?zāi)康?、掌握橋式整流的特點。2、了解穩(wěn)壓電路的組成和穩(wěn)壓作用。3、熟悉集成三端可調(diào)穩(wěn)壓器的使用。二、實驗屬性：驗證性三、實驗設(shè)備1、實驗臺 2、示波器 3、數(shù)字萬用表四、預(yù)習(xí)要求1、二極管全波整流的工作原理及整流輸出波形。2、整流電路分別接電容、穩(wěn)壓管時的工作原理及輸出波形。3、熟悉集成三端可調(diào)穩(wěn)壓器的工作原理。五、實驗內(nèi)容與步驟 首先校準(zhǔn)示波器。1、橋式整流： 按圖6-1接線，在輸入端接入交

32、流14V電壓（用交流毫伏表測出實際值），調(diào)節(jié)W2使I0= 50mA時，測出Vo，同時用示波器的DC檔觀察輸入波形并記入表6-1中。圖6-1表6-1Vi(V)V。(V)I0 (mA)V。波形橋式整流電路2、加電容濾波 上述實驗電路不動，在橋式整流后面加電容濾波，如圖6-2接線，測量接電容的情況下輸入電壓Vo及輸出電流I0 ，同時用示波器的DC檔觀察輸入波形并記入表6-2中表6-2Vi(V)V。(V)I0 (mA)V。波形橋式整流帶電容濾波電路 圖6-23、加穩(wěn)壓二極管 在電容后面加電阻和穩(wěn)壓二極管電路，如圖6-3接線，在接通交流14V電源后，調(diào)整W2使I0 分別為10mA、15mA、20 mA時

33、，測出VAO和V O,并用示波器的DC檔觀測波形，記入表6-3中。 圖6-3表6-3I0 (mA)Vi(V)VAO (V)V。(V)VAO波形V。波形1015204、可調(diào)三端集成穩(wěn)壓電源（串聯(lián)穩(wěn)壓電源） 按照圖6-4接線圖6-4 1）輸入端接通交流14V電源，測出輸出電壓調(diào)節(jié)范圍，記入表6-4中。表6-4W1maxW2maxVi(V)Vo(V) 2) 當(dāng)輸入端接通交流14V電壓后，把W1調(diào)到適當(dāng)位置（如使輸出Vo=10V）。調(diào)節(jié)W2改變負(fù)載，使I0分別為20mA、50mA、100mA時，測出Vo的值，記入表6-5中。78表6-5I0（mA）2050100Vo（V） 3）輸入端接通交流16V電壓

34、，調(diào)節(jié)W1使輸出Vo=10V；再調(diào)節(jié)W2使I0=100mA時。然后僅改變輸入端交流電壓為14V及18V(用數(shù)字萬用表分別測量14V、16V、18V的實際值填在（ ）內(nèi)，測出Vo的值，記入表6-6中。表6-6Vi(V)14V( )16V( )18V( )Vo(V)六、實驗報告1、總結(jié)橋式整流的特點。2、說明濾波電容C的作用。3、總結(jié)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用和可調(diào)三端穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓作用。實驗七 集成與非門與組合邏輯電路一. 實驗?zāi)康?.了解與非門引腳排列。2.學(xué)習(xí)與非門邏輯功能測試。3.掌握用與非門設(shè)計組合邏輯電路的方法與測試方法。二. 實驗屬性（驗證性）三. 實驗儀器設(shè)備及器材1. 數(shù)字實驗箱+5V電

35、源，單脈沖源，連續(xù)脈沖源，邏輯電平開關(guān)，LED顯示；2. 集成電路器件集成4輸入與非門74LS20（CC4012，T063） 集成2輸入與非門74LS00（CC4011）；集成非門74LS04（4069）；圖8-1 與非門引腳圖7420: 7400: 7404 四. 實驗要求1實驗預(yù)習(xí)1） 熟悉基本邏輯關(guān)系，了解與非門輸入端空腳的處理方法。2） 預(yù)習(xí)組合邏輯電路的分析與設(shè)計步驟。3） 填寫原始記錄表中的預(yù)測值。2. 實驗要求1）了解試驗臺數(shù)字電路部分結(jié)構(gòu)。2）實驗前完成預(yù)習(xí)及預(yù)習(xí)報告，3）按實驗步驟完成實驗內(nèi)容，記錄實驗數(shù)據(jù)并填表，對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。4）實驗中要注意，集成電路工作時，將+5V

36、電源及地線引入相應(yīng)管腳。五. 實驗原理1組合邏輯電路的分析過程，一般分為如下三步進(jìn)行：1）由邏輯圖寫出輸出端的邏輯表達(dá)式；2）列出真值表；3）根據(jù)對真值表進(jìn)行分析，確定電路功能。2組合邏輯電路的設(shè)計過程，一般分為如下四步進(jìn)行：圖8-2 組合邏輯電路設(shè)計方框圖&ABCFD圖8-3設(shè)計過程中，最簡是指電路所用器件最少，器件的種類最少，而且器件之間的連線也最少。若用與非門設(shè)計電路圖，將最簡的與或表達(dá)式兩次求反即可。下例邏輯圖為8-3。例如：F=ABC+CD=六. 實驗步驟一）、非門邏輯功能的測試1、基本邏輯功能測試?yán)脭?shù)字電路實驗箱上的電源、邏輯開關(guān)、電平指示燈對74LS00芯片的與非門進(jìn)行檢測。首

37、先將實驗箱上的+5V電源及地線（GND）用插接線正確接入74LS00芯片的相應(yīng)腳，再任選74LS00芯片中的一個與非門，按圖8-2接線，即A、B輸入端各接到一個邏輯開關(guān)的插孔實現(xiàn)高、低電平的輸入，Y輸出端接到電平指示燈插孔顯示輸出端是高電平還是低電平，按與非門真值表檢測功能。完成表8-1，若符合 邏輯，則證明該門邏輯功能正常。表81 真值表A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 圖82 2）與非門的“封鎖”控制作用 將與非門的任一輸入端接“電位模擬信號”，其余輸入端中任取一個接單脈沖，剩余輸入端懸空。a. 接通電源，將模擬信號為“1”時，不斷輸入單脈沖，觀察輸出端Y的電平。b. 將模擬信號

38、為“0”時，重復(fù)上述步驟。c. 畫出圖8-4中兩種不同狀態(tài)的波形，并總結(jié)出與非門作“封鎖”的控制作用。tttVAVBVy一圖8-4 控制門輸入端輸出端波形圖二）、分析組合邏輯電路的邏輯功能 利用提供的二片74LS00集成芯片，邏輯開關(guān)用作輸入器件，電平指示燈作為輸出器件，搭接成圖8-3電路，按表8-2真值表要求輸入高、低電平，記錄輸出端Y1 、Y2的狀態(tài)。 A B Y1 Y2 0 0 0 1 1 0 1 1 圖83 表82 真值表提示：a、使用多塊芯片接線時，注意每塊芯片都要接電源和地線。 b、改接線路前，要先關(guān)電源。三）、設(shè)計題： 1）、設(shè)在舉重比賽中，有A、B、C、D四個裁判，其中A為主裁

39、判。當(dāng)三名以上裁判且必須有在內(nèi)按電鈕認(rèn)為運動員上舉杠鈴合格后，顯示燈才亮，指示本次舉重成功，否則顯示燈不亮，舉重不成功。試用最少二輸入端與非門設(shè)計判斷舉重是否成功的邏輯電路。（設(shè)裁判認(rèn)為合格為“1”，舉重成功為“1”）2）、試用實驗給定的74LS00或74LS20芯片按所設(shè)計的邏輯電路圖接線，并檢查結(jié)果是否正確。*四）、與非門組成方波發(fā)生器圖8-6為一方波發(fā)生器，當(dāng)接通集成電路電源后，輸出端產(chǎn)生一方波信號。按圖8-6，選用7404插接電路，用示波器觀察輸出波形Y，調(diào)節(jié)電位器W，可以得到一個頻率可調(diào)的方波信號。定性畫出兩組不同頻率的信號波形。510K W470K R10.033F C47K R2

40、11Y1圖8-6七、實驗報告1）整理實驗數(shù)據(jù)并填表，對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。2）總結(jié)組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法。實驗八 計數(shù)器及時序電路一、實驗?zāi)康?.了解J-K觸發(fā)器，譯碼器和八段數(shù)碼管的外形及引腳排列。2.驗證并熟悉J-K觸發(fā)器的邏輯功能。3.用主從J-K觸發(fā)器或D觸發(fā)器組成二十進(jìn)制加法計數(shù)器，加深對計數(shù)器工作原理的理解。4.了解譯碼器顯示電路如何與二十進(jìn)制計數(shù)器單元配合使用進(jìn)行譯碼和顯示，學(xué)習(xí)用發(fā)光二極管和數(shù)碼管顯示十進(jìn)制計數(shù)狀態(tài)。二、實驗屬性（驗證性）三、實驗儀器設(shè)備及器材1. 數(shù)字實驗箱+5V電源，單脈沖源，連續(xù)脈沖源，邏輯電平開關(guān)，LED顯示，面包板數(shù)碼管等；2. 萬用表 3示波器

41、4集成電路器件雙D觸發(fā)器74LS74（CC4013） 雙J-K觸發(fā)器74LS76（CC4027）8段譯碼顯示器7447g f 公陰 a be d 公陰 c habcdefgh圖8-1觸發(fā)器引腳圖四、 實驗要求1實驗預(yù)習(xí)4） 了解試驗臺數(shù)字電路部分結(jié)構(gòu)。5） 了解雙D觸發(fā)器74LS74、雙J-K觸發(fā)器74LS112的邏輯功能和外引腳排列圖。6） 復(fù)習(xí)計數(shù)器工作原理，試分別畫出二十進(jìn)制計數(shù)器在前沿和后沿觸發(fā)時的工作波形圖。2思考題某一工序，要求第一秒電磁閥接通，第二秒電磁閥斷開，第三到第四秒內(nèi)電機接通，第五秒后電機停止。第六秒重復(fù)上述過程。a. 設(shè)計一個五進(jìn)制同步加法計數(shù)器，畫出其狀態(tài)表與工作波形

42、圖。b. 用與非門設(shè)計邏輯電路使它與五進(jìn)制加法計數(shù)器結(jié)合能滿足上述時序控制的要求。表1CP二進(jìn)制進(jìn)位十進(jìn)制Q1 Q2 Q3C012345五、實驗原理計數(shù)器是數(shù)字電路的主要部件之一，可分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。本實驗用四個J-K觸發(fā)器（或D）組成二十進(jìn)制異步計數(shù)器，以加深對計數(shù)器工作原理的理解。在同步計數(shù)器里，所用觸發(fā)器共用一個時鐘脈沖源，而且時鐘脈沖作為計數(shù)脈沖輸入。在計數(shù)脈沖作用下，各級觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)，若計數(shù)脈沖不是同時加到各觸發(fā)器的CP（CLK）端，則為異步計數(shù)器。計數(shù)器與邏輯電路結(jié)合可以用來作為時序控制。六、 實驗步驟1. J-K觸發(fā)器邏輯功能的測試1） 置位及復(fù)位功能測試：將集成J-

43、K觸發(fā)器J、K、CP端懸空，用“發(fā)光二極管電位顯示”測試在不同的RD和SD的情況下Q端的電平。說明RD和SD的置位及復(fù)位功能。2） 將集成J-K觸發(fā)器中J、K中輸入端接“電位模擬”信號，其余輸入端均懸空，SD端和RD端各接高電平控制，CP（CLK）端接單脈沖源，先將J端、K端和Q端依次置于表3所列狀態(tài)，然后在CP（CLK）端輸入單脈沖，用發(fā)光二極管電位顯示，測量CP（CLK）由0變1及由1變0后Q端的狀態(tài)Q及Q。數(shù)據(jù)填入表3。表3JKQnCP上升沿 QCP下降沿Q10010101000111012二十進(jìn)制加法計數(shù)器（選做一個）（1）用JK觸發(fā)器組成的二十進(jìn)制計數(shù)器單元電路a按圖92所示電路接線

44、，構(gòu)成計數(shù)器。b將計數(shù)器的Q1、Q2、Q3、Q4一一對應(yīng)接到譯碼顯示器7447對應(yīng)輸入端A、B、C、D，接通電源，清零，然后將CP脈沖接至單脈沖源，觀察數(shù)碼管顯示狀態(tài)，并記錄表4。 Q3 J3FF3Q3 Q2 J2FF2Q2 Q1 J1FF1Q1 Q0 J0FF0Q0Q3Q0CPRD 圖92異步十進(jìn)制加法計數(shù)器Q1Q2K3K2K1K0RDRDRDRD表4計數(shù)脈沖二進(jìn)制數(shù)碼十進(jìn)制數(shù)碼Q4 Q3 Q2 Q10123456789c將計數(shù)器的Q1、Q2、Q3、Q4輸出端分別接發(fā)光二極管電位顯示，觀察在輸入單脈沖CP（CLK）時，各觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。d用示波器觀察輸出波形：用1KHZ連續(xù)脈沖取代單脈沖源

45、，分別觀察Q1Q4的波形，并記錄之。從表格與波形記錄比較分析之。（2）用D觸發(fā)器組成的二十進(jìn)制計數(shù)器單元電路。按圖93所示電路接線。重復(fù)上述步驟。 Q4 D4FF4Q4 Q3 D3FF3Q3 Q2 D2FF2Q2 Q1 D1FF1Q1Q4Q1CPRD 圖93異步十進(jìn)制加法計數(shù)器Q2Q3RDRDRDRD*3、時序控制電路（1）按思考題所提的要求，用3個J-K觸發(fā)器接成五進(jìn)制計數(shù)器，觀察計數(shù)情況是否正確。（2）將上述五進(jìn)制計數(shù)器與邏輯電路連接，以發(fā)光二極管分別代表電磁閥及電動機，觀察電路是否滿足要求。七實驗報告 1）總結(jié)J-K觸發(fā)器邏輯功能。2）列出所接二十進(jìn)制加法計數(shù)器驅(qū)動方程、時鐘方程。3）畫出所接計數(shù)器輸出信號Q1、Q2、Q3、Q4波形圖。實驗九 集成運算放大器的基本應(yīng)用之二信號發(fā)生電路一、實驗?zāi)康?. 學(xué)習(xí)用集成運算放大器組成正弦波發(fā)生器及方波、三角波發(fā)生器，熟悉其工作原理。2. 了解負(fù)反饋對放大倍數(shù)的影響及對改善波形失真的作用。二、實驗屬性：綜合性三、實驗原理在工程實際中，信號產(chǎn)生電路獲得了廣泛的應(yīng)用，除大家比較熟悉的正弦波信號外，還有各種非正弦信號，如方波、三角