實(shí)驗(yàn)報(bào)告范例1

1、實(shí)驗(yàn)一： TTL 門電路外部特性的實(shí)驗(yàn)研究、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)掌握 TTL 與非門電路主要的外部特性參數(shù)意義，掌握其測(cè)試原理。2)掌握 TTL 基本門電路的使用方法。(3 )理解ViL和ViH的物理意義。4)理解 0 和 1 的物理意義。二、實(shí)驗(yàn)原理電壓傳輸特性電壓傳輸特性是研究輸出電壓 Uo對(duì)輸入電壓Ui變化的響應(yīng)。 通過研究門電路的電壓傳輸特性，還可以從曲線中直接讀出幾個(gè)門電路的重要參數(shù)：閥值電壓Ut:指?jìng)鬏斕匦郧€的轉(zhuǎn)折區(qū)所對(duì)應(yīng)的輸入電壓，也稱門檻電壓。Ut是決定與非門電路工作狀態(tài)的關(guān)鍵值。Ui Ut時(shí)，門輸出低電平Uol , UiV Ut時(shí)門輸出高電平UOH。 關(guān)門電壓Uoff:在保證輸出為

2、額定高電平90%條件下，允許的最大輸入低電平值。 開門電壓Uon :在保證輸出為額定低電平時(shí)，所允許的最小輸入高電平值。 低電平噪聲容限 Unl :在保證輸出高電平不低于額定值的90%的前提下，允許疊加在輸入低電平的噪聲。Unl = Uoff- Uil。 高電平噪聲容限 Unh :在保證輸出低電平的前提下，允許疊加在輸入高電平的噪聲。Unh =Uih Uon。噪聲容限是用來說明門電路抗干擾能力的參數(shù)，噪聲容限越大，則抗干擾能力 越強(qiáng)。電壓傳輸特性曲線測(cè)試電路如圖1所示。圖中輸入電壓 UI變化范圍為0V4.6V，輸出端接直流電壓表。調(diào)節(jié)10k?的可變電阻Rw變輸入電壓 UI，即可得到相應(yīng)的 UO

3、。測(cè)試時(shí)可用示波器 X-Y 方式直接測(cè)試出特性曲線，也可以采用逐點(diǎn)測(cè)試法，在方格紙上描繪出曲線。測(cè) 得的UO=f ( UI)的曲線如圖2所示。a b圖1測(cè)試電路圖2電壓傳輸特性曲線從電壓傳輸曲線可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）AB段為截止區(qū)，輸入電壓 Ui 0.6V，與之相對(duì)應(yīng)的輸出電壓 Uo=3.6V，Uo的邏 輯表現(xiàn)為“ 1”（2）BC段為線性區(qū)，輸入電壓在 0.6VUt。在常規(guī)的使用中，應(yīng)該避免輸入電壓0.6V-1.3V間以造成輸出邏輯的不確定。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法3.1實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備（1）參數(shù)手冊(cè)的理解閱讀74LS04數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解引腳關(guān)系及供電電壓等相關(guān)參數(shù)。例：14號(hào)腳為電源引腳圖10 74

4、LS04引腳關(guān)系表1 74LS04參數(shù)手冊(cè)的非門分布非門號(hào)輸入引腳號(hào)輸出引腳號(hào)1122343564985111061312表2 74LS04參數(shù)手冊(cè)的相關(guān)參數(shù)值參數(shù)名參數(shù)意義最小值典型值最大值單位VCC供電電壓4.755.05.25VIoh咼電平輸出電流-0.4mAIOL低電平輸出電流8mAVlH輸入高電平P 2.0VVIL輸入低電平0.8VVOH輸出高電平2.73.5VVol輸出低電平0.350.5VGND地0V理解非門的功能一一取反；輸入“ 0”時(shí)，輸出“ 1 ”，輸入“ 1”時(shí)，輸出“ 0”。把概 念和我們要測(cè)量的電參數(shù)聯(lián)系起來，實(shí)驗(yàn)中的“0”和“ 1”賦予什么樣的電壓，得到的“0”和“

5、1”又是幾伏的電壓，都可以從參數(shù)手冊(cè)中得知。從表2,知這里的輸入的低電平（0）,最大是0.8V，輸入的高電平（1）最小是2V;輸出的低電平（0） 般為0.35V，最大為 0.5V，輸出的高電平（1）一般為3.5V，最小為2.7V。芯片輸入電壓為 5V，最大不能超過 5.25V。（2）電路圖理解及電路板焊接指示Page146以及Page154/156關(guān)于非門實(shí)驗(yàn)的原仔細(xì)閱讀數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)與能力訓(xùn)練 理圖和實(shí)物圖。I 世電圖11實(shí)驗(yàn)板非門部分電路圖及實(shí)物圖電路圖理解仔細(xì)查看數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)與能力訓(xùn)練Page5-8關(guān)于電路原理圖閱讀部分內(nèi)容。知道每種電子元件都有一個(gè)符號(hào)，如電阻就是用R,電容用C,

6、電感用L。而且電子元件的標(biāo)識(shí)有一個(gè)字母加一串?dāng)?shù)字組成，例如圖11中，電阻R71, R72，電容C12，C22,芯片IC12，插座J18, J19, J20, J21, J23等等。此外，還有相應(yīng)元件值的標(biāo)注，比如圖 11中 電位器VR1的阻值是22K。粗略閱讀數(shù)電實(shí)驗(yàn)原理圖右半部分清單和功能測(cè)試步驟，找到本次實(shí)驗(yàn)區(qū)域的原理圖。比如本次是非門實(shí)驗(yàn)，用的芯片是74LS04，所以從原理圖中看到IC12是芯片的插座，就是到時(shí)候要放入 74LS04的位置。查看74LS04周圍部分的電路連接。知道輸入電壓的位置，非門輸入輸出的連接關(guān)系等等。比如IC12左右兩排引腳分別和兩個(gè)插座J19，J18相連，就說明實(shí)

7、際上 J18的2腳對(duì)應(yīng)IC12的16腳，J18的3腳對(duì)應(yīng)IC12的15腳，如果需要測(cè)試IC12的16腳，就可以通過測(cè)試J18的2腳。再比如，IC12的15腳通過導(dǎo)線和0歐姆的R69相連，再連到了 J23的1腳，而J23的2腳與電位器VR1相連，因此如果用短路片連通J23的1腳和2腳，就意味著IC12的15腳通過R69,通過J23，連接了 VR1。在保證安全操作前提下，可以用短片或者跳線，實(shí)現(xiàn)任意需要的連接。電路板焊接指示本次實(shí)驗(yàn)要用到的區(qū)域是實(shí)驗(yàn)板的 H 區(qū)，因此需要根據(jù)原理圖，對(duì)照實(shí)驗(yàn)電路板絲網(wǎng) 圖，根據(jù)元件標(biāo)號(hào)，焊接該區(qū)域。本次實(shí)驗(yàn)必須用到的部分都需要焊接好，比如電源部分J32那片區(qū)域的電

8、路，IC12附近的電路（包括J18、J19）, J23周圍的電路。焊接時(shí)要特別注意電容、二極管的極性，不要搞反。（ 3 ）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)電路板上電之前，要仔細(xì)檢查電路焊接是否正確，要檢查連接關(guān)系，防止虛焊漏焊，不然 有可能引起短路和斷路。此外電容，二極管的極性不能搞反，否則一上電，容易爆。電路的供電電壓不能超過芯片能夠承受的最大電壓，否則容易燒壞芯片。還有該連接的短片，比如J23的11腳和12腳，J18的1腳和2腳，要確保連接好，否則電路將無法正常 工作。芯片插入插座過程中用力要均勻，否則容易壓壞芯片的引腳，或者引起接觸不良。為了保 證連接，可以用萬用表測(cè)量 J18，J19和IC12的相應(yīng)腳是否

9、都連通。輸入信號(hào)的電壓要選擇合適的值，一般與電路實(shí)際的輸入動(dòng)態(tài)范圍相同，太大除了會(huì)影響 測(cè)量結(jié)果以外，還可能會(huì)損壞器件；太小了不能完全反映電路的傳輸特性。調(diào)節(jié)電位器，最好用小螺絲刀，調(diào)節(jié)的幅度要小，否則容易導(dǎo)致記錄的數(shù)據(jù)不足，畫出來 的曲線與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。要盡量多記錄一些數(shù)據(jù)值。最后，要注意的是電路板設(shè)計(jì)的比較靈活，你可用短片，或者短路線插接的方式實(shí)現(xiàn)你想 要得到的電路， 所謂殊途同歸，所以思維不要有局限。在保證安全操作的前提下，你可 以用不同的連接方式實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)功能，比如使用的非門可以自己任意選擇，并不一定要用 這里非門 6。3.2 實(shí)驗(yàn)具體步驟本次實(shí)驗(yàn)所用芯片是 74LS04，實(shí)驗(yàn)所用功能

10、區(qū)域?yàn)閷?shí)驗(yàn)板的H區(qū)，以下是本次實(shí)驗(yàn)電路板使用詳細(xì)步驟。1）本次實(shí)驗(yàn)用74LS04，在實(shí)驗(yàn)開始前，請(qǐng)將該芯片放入H區(qū)的IC12插口中。因?yàn)椴蹇跒?16個(gè)引腳，而實(shí)際74LS04是14個(gè)引腳，所以插入時(shí)芯片缺口對(duì)準(zhǔn)插座缺口，留出最后兩個(gè) 腳。因此，現(xiàn)在是芯片1腳對(duì)IC12 （看原理圖上標(biāo)號(hào)）的 1腳，芯片7腳對(duì)IC12的7腳，芯片8腳對(duì)IC12的10腳，芯片14腳對(duì)IC12的16腳。從原理圖看，J18插座的1號(hào) 腳連了 VCC，所以為了給芯片連接 VCC,需要在J18插座的1腳與2腳插短路片。為了給 芯片的7號(hào)腳接地（看原理圖），需要在J23插座的11腳和12腳插上短路片。圖12部分電路圖（放大的

11、圖）2） 調(diào)整本次實(shí)驗(yàn)要用到的儀器：直流電源。根據(jù)74LS04手冊(cè)知道，它的供電電壓為5V，所以調(diào)節(jié)電源的輸入電壓為 5V。勿必不能超過5.25V。3） 接通輸入電壓到 H區(qū)，使電路工作。H區(qū)電源輸入：J32插口。電源正極（紅接線）接 J32 插座3腳（VCC），電源負(fù)極（黑接線）接 J32插座1腳（GND）。開啟電源，可以看到 D22紅燈亮，說明電路板已經(jīng)安全上電工作。4）測(cè)電壓傳輸特性曲線圖1是它的測(cè)試電路。對(duì)應(yīng)到實(shí)際的電路板，看原理圖有 22K的滑動(dòng)電阻，可以代替測(cè)試電路中的10K，而且實(shí)際板子中沒有用 1K的電阻（不用沒關(guān)系）?？磮D 1,首先是將滑動(dòng)變 阻器接到非門輸入端。從圖 10知

12、道，實(shí)際74LS04中有6個(gè)非門，可以選擇任意一個(gè)實(shí)驗(yàn)。這 里我們只選擇其中一個(gè)非門 6，從表1知，非門6輸入為13腳，非門6輸出為12腳。連接電位器VR1 （即滑動(dòng)變阻器22k）至9非門輸入端13腳。從原理圖知，只要將 J23 插座的1號(hào)腳和2號(hào)腳插上短路片即可。調(diào)節(jié)電位器VR1，用萬用表電壓檔檢測(cè) J18的3腳（即芯片的13腳，非門6的輸入電壓），當(dāng)電位器 VR1順時(shí)針調(diào)節(jié)，接入有效電阻變小，輸入電壓變小；逆時(shí)針調(diào)節(jié)，接入有效電阻變大，輸入電壓變大。順時(shí)針旋到底是0K，逆時(shí)針旋到底是22K。記錄輸入輸出電壓。在調(diào)節(jié)電位器過程中，用萬用表的電壓檔檢測(cè)J18的3腳（非門6輸入電壓），以及J18

13、的4腳（非門6輸出電壓），采用逐點(diǎn)測(cè)試法，將數(shù)據(jù)記錄 入表3中，在毫米坐標(biāo)紙上畫出曲線圖，標(biāo)明曲線參數(shù)。注：調(diào)節(jié)過程可以參照?qǐng)D2中，記錄某些特殊輸入電壓下的輸出電壓。表3 74LS04電壓傳輸特性數(shù)據(jù)記錄表VI/V0.0010.2410.6480.9501.0551.0851.1011.1271.7111.9662.2153.1124.863VO/V3.3283.3273.3253.1402.2321.9450.1390.1360.1340.1340.1340.1340.134曲線：見所附實(shí)驗(yàn)表四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證與分析將得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及芯片相關(guān)參數(shù)和74LS04參數(shù)手冊(cè)中定義的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)（即表2），驗(yàn)證得到的結(jié)果是否正確，如果有出入，則分析造成該種結(jié)果的原因。74LSB4N五、實(shí)驗(yàn)器材(1) 實(shí)驗(yàn)板(2) 示波器(3) 臺(tái)式萬用