數(shù)字電子技術(shù)實驗指導.doc

電子技術(shù)實驗指導手冊實驗一 熟悉實驗儀器一、實驗目的熟悉電子元器件、數(shù)字萬用表、示波器、信號發(fā)生器和面包板。二、實驗儀器示波器、信號發(fā)生器、數(shù)字萬用表。三、實驗內(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識一極為負極。發(fā)光二極管長腳為正，短腳為負。腳一樣長的，小平面的引線是負極。將萬用表打到蜂鳴二極管檔，紅表筆接二極管的正極，黑筆接二極管的負極，此時測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)部材料不同所測得的正向壓降值也不同。l 三極管數(shù)字萬用表提供專門測量三極管的檔位-hFE，該檔位預留有相應的插孔，小功率的三極管都可以插入測試，插對相應孔后，萬用表才顯示數(shù)字，顯示數(shù)據(jù)為值。l 電容數(shù)字萬用表帶測量電容的檔位，按其檔位進行操作，可以測量其容量。注意要選擇合適的量程進行測量，如果電容的容量大于表的最大量程，則不能進行測量。2、數(shù)字萬用表的使用電阻、電容、電感、電流、電壓和二極管、三極管的測量。l 電壓的測量 1）直流電壓的測量，如電池、隨身聽電源等。首先將黑表筆插進“COM”孔，紅表筆插進“V”。把旋鈕選到比估計值大的量程（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量。如果在數(shù)值左邊出現(xiàn)“-”，則表明表筆極性與實際電源極性相反，此時紅表筆接的是負極。2）交流電壓的測量。表筆插孔與直流電壓的測量一樣，不過應該將旋鈕打到交流檔“V”處所需的量程即可。交流電壓無正負之分，測量方法跟前面相同。 無論測交流還是直流電壓，都要注意人身安全，不要隨便用手觸摸表筆的金屬部分。l 電流的測量 1）直流電流的測量。先將黑表筆插入“COM”孔。若測量大于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，就可以測量了。將萬用表串進電路中，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萬用表。 2）交流電流的測量。測量方法與1相同，不過檔位應該打到交流檔位，電流測量完畢后應將紅筆插回“V”孔，若忘記這一步而直接測電壓則萬用表或電源會報廢。l 電阻的測量 將表筆插進“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，測量中可以用手接觸電阻，但不要把手同時接觸電阻兩端，這樣會影響測量精確度的。讀數(shù)時，要保持表筆和電阻有良好的接觸；注意單位：在“200”檔時單位是“”，在“2K”到“200K”檔時單位為“K”，“2M”以上的單位是“M”。3、示波器的使用。4、函數(shù)信號發(fā)生器的使用。5、面包板的使用。實驗二 單級放大電路一、實驗目的1、掌握放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法及其對放大器性能的影響。2、學習測量放大器Q點，Au，ri，ro的方法，了解共發(fā)射極電路的特性。3、學習放大器的動態(tài)性能。二、實驗儀器示波器、信號發(fā)生器、數(shù)字萬用表。三、實驗內(nèi)容及步驟ViVs圖2.1 單級放大電路1、按圖2.1連接電路（注意接線前先測量12V電源，關(guān)斷電源后再接線），將RP調(diào)到電阻最大位置。2、接線后仔細檢查，確認無誤后接通電源。1）靜態(tài)調(diào)整調(diào)整Rp使VE2.2V，計算并填表2.1。 表2.1實測計算VBE（V）VCE（V）Rb（K）IB（A）IC（mA）2）動態(tài)研究將信號發(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。信號源頻率不變，逐漸加大幅度，觀察VO不失真時的最大值并填表2.2。表2.2RL實測計算估算Vi（mV）VO（V）AuAu3）測放大器輸入，輸出電阻l 輸入電阻測量在輸入端串接一個5K1電阻如圖1.1所示，測量VS與Vi即可依據(jù)公式計算ri。l 輸出電阻測量在輸出端接入RL=5K1作為負載，當放大器輸出不失真時（接示波器監(jiān)視），測量有負載和空載時的VO和VL，即可依據(jù)公式計算ro。將上述測量及計算結(jié)果填入表2.3中。表2.3測輸入電阻RS5K1測輸出電阻實測測算估算實測測算估算VS（mV）Vi（mV）ririVORLVLRL=5K1ro（K）ro(K） 四、實驗報告1、注明所完成的實驗內(nèi)容，簡述相應的基本結(jié)論。2、選擇在實驗中感受最深的一個實驗內(nèi)容，寫出詳細的實驗報告。實驗三 負反饋放大電路一、實驗目的1、研究負反饋對放大器性能的影響。2、掌握負反饋放大器性能的測試方法。二、實驗儀器雙蹤示波器、信號發(fā)生器、數(shù)字萬用表。三、實驗內(nèi)容及步驟1、負反饋放大器開環(huán)和閉環(huán)放大倍數(shù)的測試1）開環(huán)電路圖3.1 負反饋放大電路按圖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要求進行測量并填表。表3.1RL(K)Vi（mV）VO（mV）Au1K52）閉環(huán)電路接通RF和CF，按表3.2要求測量并填表，計算Auf。根據(jù)實測結(jié)果，驗證Auf1/F。表3.2RL(K)Vi（mV）VO（mV）Auf1K52、負反饋對失真的改善作用1）將圖3.1中電路開環(huán)，逐步加大Vi的幅度，使輸出信號出現(xiàn)失真（注意不要過分失真）記錄失真波形幅度。2）將電路閉環(huán)，觀察輸出情況，并適當增加Vi幅度，使輸出幅度接近開環(huán)時失真波形幅度。3）若RF3K不變，但RF接入V1的基極，會出現(xiàn)什么情況？實驗驗證之。4）畫出上述各步實驗的波形圖。四、實驗報告1將實驗值與理論值比較，分析誤差原因。2根據(jù)實驗內(nèi)容總結(jié)負反饋對放大電路的影響。實驗四 比例求和運算電路一、實驗目的1、掌握用集成運算放大器組成比例電路的特點及性能。2、學會上述電路的測試和分析方法。二、實驗儀器數(shù)字萬用表、示波器、信號發(fā)生器。三、實驗內(nèi)容及步驟1、電壓跟隨器按表4.1內(nèi)容實驗并測量記錄。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)容實驗并測量記錄。 表4.2直流輸入電壓Vi（mV）3010030010003000輸出電壓VO理論估算（mV）實測值（mV）誤差3、同相比例放大器 按表4.3測量并記錄。表4.3直流輸入電壓Vi（mV）301003001000輸出電壓VO理論估算（mV）實測值（mV）誤差4、差分比例放大電路按表4.4要求實驗并測量記錄。 表4.4Vi1（V）120.2Vi2（V）0.51.80.2VO（V）四、實驗報告1、總結(jié)本實驗中4種運算電路的特點及性能。2、分析理論計算與實驗結(jié)果誤差的原因。實驗五 組合邏輯電路一、實驗目的1、掌握組合邏輯電路的功能側(cè)試。2、驗證半加器和全加器的邏輯功能。3、學會二進制數(shù)的運算規(guī)律。二、實驗儀器及元器件74LS00 二輸入端四與非門 3片74LS86 二輸入端四異或門 1片三、實驗內(nèi)容及步驟1、組合邏輯電路功能測試。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及各引腳對應的編號。（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的邏輯表達式。（4）將運算結(jié)果與實驗進行比較。表5.1輸入輸出ABCY1Y20000010111111101001010102、測試用異或門(74LS86)和與非門組成的半加器邏輯功能根據(jù)半加器的邏輯表達式可知，半加器Y是A、B的異或，而進位Z是A、B相與，故半加器可用1個異或門和2個與非門組成如圖5.2所示。圖5.2 半加器 （1）在學習機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、測試全加器的邏輯功能（1）寫出圖5.3所示電路的邏輯表達式。圖5.3 全加器 （2）按圖5.3所示原理圖選擇與非門，接線并進行測試，將測試結(jié)果記入表5.3。表5.3AiBiCi-1CiSi000010100110001011101111四、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù)和圖表并對實驗結(jié)果進行分析討論。2、總結(jié)組合邏輯電路的分析方法。實驗六 編碼器、譯碼器及其應用一、實驗目的1、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用。二、實驗儀器及元器件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、實驗內(nèi)容及步驟1、驗證集成譯碼器74LS138的功能。2、試用一片74LS138和與非門設(shè)計一個三人表決器，并在實驗箱上驗證之。3、驗證集成編碼器74LS148的功能。4、試用一片74LS148和數(shù)碼管設(shè)計一個三人搶答器，并在實驗箱上驗證之。四、實驗報告1、畫出設(shè)計好的電路圖。2、根據(jù)電路圖寫出真值表。實驗七 觸發(fā)器一、實驗目的1、熟悉并驗證觸發(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試方法。二、實驗儀器及元器件74LS00 四2輸入與非門 1片74LS04 六反相器 1片74LS73 負邊沿雙JK觸發(fā)器 1片三、實驗內(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功能說明110011010100把和同時從0變換至1，重復若干次，觀察一下輸出的結(jié)果。2、測試雙JK觸發(fā)器74LS73邏輯功能 測試D復位功能取一只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時任意改變J、K及CP的狀態(tài)，觀察Q狀態(tài)。測試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、實驗報告1、畫出設(shè)計好的電路圖。2、根據(jù)電路圖寫出真值表。實驗八 計數(shù)器一、實驗目的1、熟悉集成計數(shù)器邏輯功能和各控制端作用2、掌握用同步計數(shù)器構(gòu)成任意進制計數(shù)器的工作原理。二、實驗儀器及元器件74LS163 四位二進制同步加法計數(shù)器 1片74LS20 雙4輸入與非門 1片三、實驗內(nèi)容及步驟1、測試集成計數(shù)器74LS163的功能。74LS163是（模16）四位二進制同步計數(shù)器。該計數(shù)器能同步并行預置數(shù)據(jù)，同步清零，具有清零、置數(shù)、計數(shù)和保持四種功能，并且具有進位信號輸出，可串接計數(shù)使用。要求測試74LS163的清零、置數(shù)、保持、計數(shù)等各項功能，分析、總結(jié)其特點。表8.1 74LS163功能表CTP CTT CP 功能 0 X X X 同步清零 1 0 X X 同步預置 1 1 1 1 計數(shù) 1 1 0 1 X 保持 1 1 X 0 X 保持 CO=0 1、 構(gòu)成N進制（N16）計數(shù)器。若將多個計數(shù)器級連，仍采用上面介紹的方法，則可構(gòu)成N16的任意