電子技術(shù)實驗指導書

1、電子技術(shù)實驗指導書 周金海 耿玉良 編寫李玲娟 審核南京中醫(yī)藥大學 信息技術(shù)學院2005年9月編 者 說 明模擬電子技術(shù)和數(shù)字邏輯電路是計算機科學與技術(shù)專業(yè)實踐性較強的兩門專業(yè)基礎(chǔ)課。電子技術(shù)實驗指導書主要是針對這兩門課的實驗編寫的。通過實驗教學，可以幫助學生掌握電子技術(shù)的基本概念，包括工作原理、主要特性等基本知識；掌握最常用的基本電子技術(shù)的分析與設計方法；學會使用常見的電子儀器，掌握電子技術(shù)中基本調(diào)試方法，今后能夠閱讀器件產(chǎn)品手冊，分析、設計與維護應用電子產(chǎn)品。同時，為后續(xù)課程計算機組成原理、微機接口技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)等課程打下良好的基礎(chǔ)。本書編寫中，參考了清華大學科教儀器廠、江蘇楊中綠楊電子

2、儀器集團有限公司和深圳多一電子有限公司相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)資料。本書由信息技術(shù)學院應用教研室周金海和耿玉良兩位教師編寫，信息技術(shù)學院副院長李玲娟審核。南京中醫(yī)藥大學教務處給予了指導和幫助。周金海所指導的計算機03班劉俊杰、楊梅和苗留洋三位本科生參與了部分文本錄入，做了部分預實驗工作。對他們的大力支持，一并表示感謝！當今，電子技術(shù)發(fā)展速度很快，教學要不斷的創(chuàng)新。因為實驗室建設中選用了不同廠家的儀器設備，為方便實驗教學，我們編寫了這本實驗指導書，eda軟件的使用方法沒有編入其中。限于編者的水平，難免有缺點與錯誤，敬請讀者批評指正。 周金海 耿玉良 2005年9月1日目 錄第一章模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗1實驗

3、一 常用電子儀器的使用1實驗二 單管放大電路4實驗三 負反饋放大電路7實驗四 基本運算電路10實驗五 波形發(fā)生電路12實驗六 綜合實驗14第二章數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)實驗15實驗一 ttl及cmos與非門電路的測試15實驗二 簡單組合邏輯電路18實驗三 觸發(fā)器電路20實驗四 計數(shù)器電路23實驗五 脈沖波形發(fā)生電路25實驗六 綜合實驗26第三章電子技術(shù)設計型實驗27實驗一 產(chǎn)品分檔電路的設計29實驗二 流水線產(chǎn)品統(tǒng)計電路設計31實驗三 報警器的設計34實驗四 超聲波遙控電路的設計35實驗五 定時控制電路的設計37實驗六 電子密碼鎖電路的設計39第四章常用電子儀器使用說明434.1 yb43020示波器

4、434.2 yb1602函數(shù)信號發(fā)生器474.3 dy210系列數(shù)字萬用514.4 yb2172交流毫伏表604.5 yb1731a(3a) 穩(wěn)壓電源634.6 tes-1a 型電子技術(shù)學習機66附錄一 常用電子元器件簡介731電阻器732電容器783半導體二極管834半導體三極管905場效應管976集成電路98附錄二 電子電路的故障分析與排除方法108附錄三 實驗報告紙112第一章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗實驗一 常用電子儀器的使用實驗目的：一. 掌握常用電子儀器的使用方法，重點掌握示波器的使用方法。二. 初步掌握一般參數(shù)的測試方法。預習內(nèi)容：閱讀第四章常用電子儀器使用說明，熟悉常用電子儀器的使

5、用方法?；緦嶒瀮?nèi)容：一. 萬用表1. 用萬用表的直流電壓檔測量學習機上直流穩(wěn)壓電源的電壓值。注意選擇合適的量程和紅、黑表筆的接法。2. 用萬用表的歐姆檔測量學習機元件庫中電阻510歐、10千歐、82千歐、100千歐及1兆歐的電阻值, 或自選幾個測量。 3. 用數(shù)字萬用表的二極管測試檔測量學習機元件庫中的二極管。提示：數(shù)字萬用表二極管檢測檔顯示的數(shù)據(jù)是二極管的管壓降。通常，一個好的二極管在正向接法時，應顯示500毫伏至800毫伏：在反向接法時應顯示“0000.”，則表示短路，說明管子已壞。在反向接法時，如不應顯示“1”，也說明管子已壞。4. 用數(shù)字萬用表的二極管測試檔定性測量三極管，判斷三極管

6、的三個極及其好壞。以3dg6為例，三極管底面朝上e,b,c三管腳位置如圖1.1所示。提示：我們也可以用二極管測試檔判斷三極管的三個極及其好壞。 圖1.1首先用測量二極管的方法找到兩個pn結(jié)的公共腳，即為基極，并判斷出是npn型管，還是pnp型管，以及有無結(jié)損壞，然后比較兩個pn 結(jié)的正向電壓值，讀數(shù)大些的為be結(jié)，小些的是bc結(jié)5. 用萬用表測量三極管的電流放大倍數(shù)。 6. 用萬用表短路檔可用來檢驗電路的通斷。二、函數(shù)發(fā)生器以下面1為例，函數(shù)發(fā)生器的“函數(shù)選擇”鍵為（正弦波），選擇頻率范圍為1千赫茲，旋動頻率度盤使刻度在附近，然后調(diào)節(jié)“幅度調(diào)節(jié)”旋鈕至合適位置，頻率和幅度的標準示數(shù)可由示波器和

7、毫伏表顯示。按以上步驟調(diào)出下列幾種波形：1. 1千赫茲 50毫伏的正弦波2 . 250赫茲 6伏的方波3. 160赫茲 6伏的三角波三晶體管毫伏表晶體管毫伏表由220伏電網(wǎng)電壓供電，其指針所示為正弦波電壓的有效值。測量步驟如下：1. 選定量程。已知被測信號幅值時，應選擇合適的量程。通常指針不應偏轉(zhuǎn)太小，以免誤差較大。對于不知幅度的信號，則應將量程開關(guān)放大到最大，待信號接入后，逐漸減小量程，至到量程位置合適為止。2. 調(diào)零。對于選定的量程應調(diào)零，方法是將輸入線短接，待表針穩(wěn)定后調(diào)節(jié)“調(diào)零”旋鈕。使指針指在0位置。對于幅值小于0.1伏的，應在量程較大的位置將輸入線短接，然后即將量程開關(guān)調(diào)至所選位置

8、，再調(diào)零。3. 測量。對于幅值小于0.1伏的，應在量程位置接入所測信號，再將量程調(diào)到所選位置，讀出表盤示數(shù)。注意：使用時，表與被測線路必須共地。用晶體管毫伏表測量上題函數(shù)發(fā)生器輸出正弦波的幅值（有效值）。四示波器以函數(shù)發(fā)生器的輸出作為被測信號，示波器的ch1、ch2的垂直幅度旋鈕（voltsdiv）和掃描時間（timediv）旋鈕，校準微調(diào)旋鈕，使輸入、輸出波形完整的顯示在屏幕上。從屏幕上可以直接讀出波形的峰值vp-p（垂直靈敏度與格數(shù)之積）和周期（掃描速度與格數(shù)之積）。若使用數(shù)字示波器測量，波形的參數(shù)可直接在屏幕上顯示出來。按一下步驟操作：1. 按autoset鍵，幾秒后屏幕上顯示波形信號。

9、2. 按acquire鍵，再按屏幕右邊副菜單鍵選取“獲取”菜單中的“平均值”采樣方式及平均值次數(shù)為“128”后，波形會清晰。3. 按ch1 menu鍵，再按副菜單鍵選取“耦合”方式為“交流”：選取“伏格”為“粗調(diào)”；選取“探棒”為“1”。ch2 menu的調(diào)整同上。4. 按measure鍵，按第一個副菜單鍵選取“測量”菜單中的“信源”，將信源分別設為ch1、ch2;再次按第一個副菜單鍵選取“測量”菜單中的“類型”，反復按下面各副菜單鍵將類型分別定為頻率和均方根值（有效值）等參數(shù)。待數(shù)字顯示較穩(wěn)定且沒有“?”出現(xiàn)后，即可直接從屏幕中讀數(shù)。用示波器分別測量上題函數(shù)發(fā)生器輸出三種波形的周期和幅值。思

10、考題：一. 用萬用表測量電阻時，若表頭顯示“1”說明什么？二. 能用晶體管毫伏表測量直流電壓嗎？三. 為了得到純交流信號，函數(shù)發(fā)生器的直流偏置按鈕應如何放置？實驗二 單管放大電路實驗目的：一. 熟悉放大電路的基本工作原理，掌握靜態(tài)工作點q，電壓放大倍數(shù)au，輸入電阻ri、輸出電阻ro的測量方法。二. 了解電路的參數(shù)變化對q點的影響。預習內(nèi)容：一、 設三極管t的40，uceq5伏，估算電路圖2.1中的q點（ibq、icq、rb），au、ri、ro。二、 估算當其余電路參數(shù)不變，使uo波形不失真的rb的阻值范圍。三、 熟悉放大電路的q點、au、ri、ro的測量方法。基本實驗內(nèi)容：一. 三極管的測試

11、分辨三極管的e、b、c三個極，并測量它的電流放大系數(shù)。 二. 放大電路的測試將學習機上的基本放大電路單元接成如圖2.1所示電路。認真檢查以確保線路正確無誤。在函數(shù)發(fā)生器上調(diào)出電路所需要的輸入正弦波電壓信號ui，可取ui頻率為1千赫茲，幅值為7毫伏左右。1. 靜態(tài)q點測試按照“先靜態(tài)后動態(tài)”的原則，首先設置靜態(tài)工作點。接好電源后，將電路的輸入端對地短路（注意先不接入交流信號，以免將信號源短路）。調(diào)整rb。使uceq約為5伏，然后測出rb（應在不通電的條件下斷開rb的兩端才能測準），計算ibq、icq，并把數(shù)據(jù)記入表2.1中。表2.1靜態(tài)數(shù)據(jù)記錄表實測實測計算ubeq(v)uceq(v)rb(k)

12、ibq(a)icq(ma)2 測量電壓放大倍數(shù)au把函數(shù)發(fā)生器上調(diào)好的正弦信號接到電路的輸入端。用雙蹤示波器同時顯示ui與uo，在輸出波形不失真的條件下，測量出放大電路的輸入輸出電壓值，計算auuoui。表2.2 測au的記錄表實測估算實測計算ui(mv)uo(mv)auau選做實驗內(nèi)容：一. 輸出電阻ro測量輸出電阻的電路如圖2.2所示。給被測電路輸入1千赫茲正弦波，用示波器監(jiān)視其輸出波形，在不失真的情況下測量開路時的輸出電壓uoo和帶負載rl（與ro等數(shù)量級）的輸出電壓uo，用示波器或晶體管毫伏表讀數(shù)。則有：ro=(uoo-uo)/io=(uoo-uo)/uo)*rlrl =表2.3 測r

13、o的記錄表實測估算實測計算uoo(v)uo(v)ro(k)ro(k)二.輸入電阻ri測量輸入電阻的電路如圖2.3所示。在輸入回路串接與ri阻值數(shù)量級相同的一個電阻rs給被測電路輸入1千赫茲正弦波，用示波器監(jiān)視輸出波形，在不失真的情況下測量us、ui的值。則有：ri=ui/ii=（ui/(usui)）*rsrs =表2.4測ri的記錄表實測估算實測計算us(mv)ui(mv)ri(k)ri(k)實驗注意事項:一. 測量rb的阻值時，應在不通電的條件下把rb的兩端與線路斷開才能測準。二.測量放大電路的各項動態(tài)參數(shù)時，始終要用示波器監(jiān)視波形，在輸入、輸出電壓不失真的情況下，測出的各項參數(shù)才有意義。三

14、. 要注意所有的儀器須與學習機共地。思考題:一. rb為什么要由一個電位器和一個固定電阻串聯(lián)組成？電解電容兩端的靜態(tài)電壓方向與它極性應該有何關(guān)系?二.如果儀器和實驗線路不共地會出現(xiàn)什么情況？通過實驗說明。三.在測量電路電壓放大倍數(shù)時，為什么要始終監(jiān)視輸出電壓波形是否失真？在輸入電壓不變的情況下，若電路空載時輸出波形已失真，請問帶上負載后失真會消除嗎？為什么？四.利用測量q電時計算出的ibq和icq估算三極管的 ，與用數(shù)字萬用表測出的三極管的相等嗎？哪個更接近三極管工作時的 ，為什么？實驗三 負反饋放大電路實驗目的：一. 熟悉負反饋放大電路組態(tài)，了解交流負反饋對放大電路主要性能的影響。二. 掌握

15、深度負反饋條件下，電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、及上限截止頻率的測試方法。預習內(nèi)容：一. 已知所用運放lm358的aod80db，fh7赫茲，估算本次實驗中；要測試的所有參數(shù)。二. 復習ri、ro、fh的測試方法?；緦嶒瀮?nèi)容：輸入信號ui均取f=200赫茲的正弦波，建議取其峰峰值up-p約為40毫伏。可用毫伏表或萬用表測量ui的有效值，也可從示波器上直接讀出ui的峰值up-p或峰值up。一. 電壓并聯(lián)負反饋電路將學習機上運算電路單元接成如圖3.1所示電路。1. 電壓放大倍數(shù)auuf的測量。 在rl=10k，rl的條件下，分別取rf10 k、100 k，測出ui, uo，將測量值填入表3.1，計算出

16、auuf，同時用示波器觀察uo與ui的相位關(guān)系。 2. 輸入電阻rif的測量 圖3.1 電壓并聯(lián)負反饋放大電路測試條件： ri=10 k，rf=100 k，rl=，可在rl前串個電阻rs（100 左右）。測出信號源電壓us及電路的ui，u_，計算rif，再求rif（rif=rif+rl），把數(shù)據(jù)記入表3.2中。3. 觀察電壓負反饋的穩(wěn)壓作用，測量電路的輸出電阻rof測試條件: rl=10 k，rf100 k，分別取rl、10 k、100 。把有關(guān)數(shù)據(jù)記入表3.3，計算rof。4. 觀察電壓傳輸特性（uo-ui）關(guān)系曲線測試條件：rl=10 k，rf100 k。畫出坐標圖并在圖上標明轉(zhuǎn)折點的坐標

17、。電路的輸入端接示波器的x軸，即ch1通道，電路的輸出端接示波器的y軸，即ch2通道，然后使示波器工作在xy工作方式。若用tds210數(shù)字示波器，即按display鍵，再按副菜單鍵將“格式”由“yt”改為“xy”，將輸入信號不斷調(diào)大，使輸出信號在正負兩個方向上出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點。調(diào)整原點至顯示區(qū)中點，記下轉(zhuǎn)折點處的坐標值，讀數(shù)為垂直靈敏度與格數(shù)之積。表3.1測auuf的記錄表rfuiuoauuf10 k100 k表3.2 測rif的記錄表usuiu_rifrif表3.3測rif的記錄表rl10 k100 kuo(uoo)二. 電壓串聯(lián)負反饋電路將學習機上運算電路單元接成如圖3.2所示電路。1. 電壓放

18、大倍數(shù)auuf的測量。測試條件：rl=10 k，分別取rf10 k，100 k。將有關(guān)數(shù)值填入表3.4，并計算出auuf。2觀察并記錄電壓傳輸特性（uoui關(guān)系曲線） 圖3.2 電壓串聯(lián)負反饋放大電路 測試條件：r1=10 k，rf100 k。畫出坐標圖并在圖上標明轉(zhuǎn)折點的坐標。表3.4測auuf的記錄表rfuiuoauuf10 k100 k選做實驗內(nèi)容：測量電壓串聯(lián)負反饋電路的上限截止頻率fhf測試條件: rl=r=10 k，rf100 k。調(diào)整ui的幅度，使uo分別為0.4v及4v，測出兩種情況下的fhf。由函數(shù)發(fā)生器輸入200hz正弦波，用示波器監(jiān)視輸出波形，保證波形不失真。然后僅改變輸

19、入信號的頻率（分別向高頻和低頻方向改變），使輸出信號的幅值分別下降到標準幅度的0.9，0.8，0.7倍，記錄下相應的頻率。當頻率分別升高，下降到標準幅度的0.7倍時，記下的頻率就是上，下限截止頻率fh和fl，若用數(shù)字示波器，則應在粗調(diào)垂直幅度旋鈕（volts/div）后，選擇“ch1 menu”，按“伏/格”對應的副菜單鍵選擇分辨度為微調(diào)，再調(diào)節(jié)垂直幅度旋鈕，可使波形達到滿刻度。表3.5測fhf 的記錄表頻率uouo0.9uo0.8uo0.7uo0.4v4v注意：uo是中頻時的輸出電壓，uo為頻率變化時的實測電壓。實驗注意事項：一. 集成電路兩個輸入端的總電阻應平衡，即rrl/rf。二. 所有

20、測量均在無震蕩，不失真的條件下進行。三. 在觀察并記錄電壓輸送特性（uo-ui關(guān)系曲線）時，示波器的“v/div”應在校準位置。思考題：一. 在圖3.1和圖3.2所示電路中都引入了深度電壓負反饋，它們的輸出電阻趨于零，能否接10的負載電阻？為什么？二. 在圖3.2所示電路中，對于低頻段uo分別為0.4v及4v兩種情況，所測的上限截至頻率fhf是否相同？為什么？實驗四 基本運算電路實驗目的：一. 掌握運算電路的測試方法。二. 進一步熟悉基本運算電路的特點及性能。預習內(nèi)容：一. 計算圖4.1和圖4.2所示電路的運算關(guān)系和r阻值，并求出uo的植。二. 分析圖4.3所示電路在不同輸入信號情況下輸出電壓

21、的波形。在同一坐標中畫出uo與ui的波形并標出幅值。基本實驗內(nèi)容：一. 反相求和電路將學習機上運算電路單元接成如圖4.1所示電路。接入學習機上雙路直流信號源，令ui1=1v, ui2= -1.5v。其中r=r1/r2/rf, 測出uo的值。圖4.1反相求和電路 圖4.2 雙端輸入求和電路 二. 雙端輸入求和電路將學習機上運算電路單元接成如圖4.2所示電路。接入學習機上雙路直流信號源，令ui1=1v, ui2=1.5v。其中r1/rf=r2/r，測出uo的值。三.積分電路將學習機上運算電路單元接成如圖4.3所示電路。由于電路中加了電阻rf，所以實際上它只是一個近似積分電路。由函數(shù)發(fā)生器輸入ui為

22、250hz，6v的方波，分析和記錄以下兩種條件下的輸出波形，要求標出波形的周期和幅值。 圖4.3 積分電路1. r=r=10k2. r=r=1 k選做實驗內(nèi)容：積分電路一. 將積分電路的輸入端接頻率為160hz，有效值為1v的正弦波。用雙蹤示波器觀察ui, uo的波形及相位差，并測量輸出電壓的有效值。二. 改變正弦波的頻率（50 hz 300 hz），觀察ui和uo的相位關(guān)系是否變化，ui與uo的幅值比是否變化。思考題：一. 圖4.1，4.2所示電路中r的選取原則是什么，為什么？二. 說明圖4.3積分電路中rf 的作用。實驗五 波形發(fā)生電路實驗目的：通過正弦波發(fā)生器，方波發(fā)生器，三角波發(fā)生器的

23、實驗，進一步掌握它們的主要特點和分析方法，并熟練掌握各種波形電壓的測試方法。預習內(nèi)容：一 在圖5.1電路中，分別求出r=10k和r=100k時輸出電壓uo的周期。二 在圖5.2電路中，分別求出r=10k和r=100k時輸出電壓uo的周期。三 估計圖5.3電路輸出電壓的幅值為6v，周期為8ms時r3和r4的阻值。基本實驗內(nèi)容:一 正弦波發(fā)生器將學習機上“比較及波形發(fā)生電路1”單元接成如圖5.1所示電路。為滿足正弦波振蕩的相位條件，試標出運放的“”，“”輸入端。1 當r10k時，分別測出當rab=10k,rbc=0時uo的波形。2 調(diào)節(jié)rw，使之產(chǎn)生正弦波振蕩，測出振蕩頻率和幅度及rab和rbc的

24、值。3 將電阻r1k改為100k，重復2的內(nèi)容。4 將兩個二極管開路，用示波器觀察uo的幅值是否穩(wěn)定。 圖5.1 正弦波發(fā)生器 圖5.2 方波發(fā)生器二 方波發(fā)生器將學習機上“比較及波形發(fā)生電路2”單元接成如圖5.2所示電路，并分析其工作原理。1 將集成運放反相輸入端與a點斷開，把電阻r與b點斷開，然后從集成運放反相輸入端加頻率為500hz，幅值為4v的方波，用示波器觀察電路的電壓傳輸特性，畫出傳輸特性曲線并標明相關(guān)參數(shù)。2 電路如圖5.2所示，分別測出r=10 k,r=100 k時uo的周期和幅值。選作實驗內(nèi)容：三角波發(fā)生器將學習機上“比較及波形發(fā)生電路“2”單元接成如圖5.3所示電路。調(diào)整r

25、3和r4的阻值，使輸出電壓uo的幅值為6v，周期為8ms。測出r3和r4的阻值。思考題：一、 如何使圖5.2所示電路的輸出電壓占空間比可調(diào)，畫出改進電路。二、 如何改變電路參數(shù)可以使圖5.3所示電路uo的周期增大且幅值也增大。三、 在實驗中若將圖5.3中a1的同相輸入端（+）和反相輸入端（-）接反會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 為什么？實驗六 綜合實驗實驗目的：一、 利用模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)的基本知識設計實用電路，并進行組裝和調(diào)試。提高綜合應用和實驗研究的能力。二、 進一步掌握常用電子儀器的使用方法和電子電路的測試方法。預習內(nèi)容：一 任選一題完成電路設計。要求畫出電路圖，計算各元件參數(shù)，畫出波形。二 自擬實驗步

26、驟及測試方法?；緦嶒瀮?nèi)容：一、 周期電壓（tu）轉(zhuǎn)換電路要求：將周期為5ms8ms，幅值為3v的方波轉(zhuǎn)換為直流電壓（以便用直流電壓表直接讀出），實現(xiàn)t-u轉(zhuǎn)換。原理框圖如下：二、 正弦交流電壓測量電路(uif)要求：輸入信號ui為小于等于200hz，有效值是03v的正弦波，輸出信號uo為頻率正比于ui幅值的矩形波。原理圖如下：第二章 數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)實驗實驗一 ttl及cmos與非門電路的測試實驗目的:一、 學習使用電子技術(shù)學習機。(以下簡稱學習機)二、 學習用示波器測試脈沖參數(shù)。三、 掌握門電路邏輯功能、動態(tài)特性的測試。預習內(nèi)容:一、 閱讀本書第四章的第4.1，4.3，4.6節(jié)的示波器、數(shù)

27、字萬用表及電子技術(shù)學習機的使用方法。二、 預習與非門的邏輯功能。ttl門電路的輸入、輸出特性及傳輸延遲時間的定義。三、 預習本實驗所用集成電路芯片的管腳功能及引線位置。基本實驗內(nèi)容：一電子技術(shù)學習機功能測試及示波器的使用1. 測量學習機5v直流穩(wěn)壓電源輸出插口的電壓值。圖1.1測量方法：打開學習機，接通220v電源，再將數(shù)字萬用表打開。將萬用表的黑表筆接在學習機的“gnd”插口上，紅表筆測量被測點。將測量結(jié)果記錄在表1.1。注意：測量前應正確選擇萬用表的量程。表1.1 表1.2萬用表量程電壓值k1的位置輸出電壓上下 2 用電壓表測量學習機開關(guān)量輸出單元中k1插口的電平值。將結(jié)果記錄在表1.2。

28、3 檢測電平顯示的發(fā)光二極管l1亮、滅時所加的電壓值。方法：用0.5單股導線連接k1插口與l1輸入插口、改變開關(guān)狀態(tài)，觀察并記錄結(jié)果。4 測量學習機上固定頻率脈沖源中的20khz脈沖周期t、脈沖高電平vh。測量時將數(shù)字示波器“ch1”的探頭接至20khz脈沖的輸出端，接地鱷魚夾接至學習機的gnd，按以下步驟操作調(diào)整示波器：（注：不同示波器按鍵選擇有所不同，后同）(1) 按autoset鍵，幾秒鐘后屏幕上顯示出波形。(2) 按acquire鍵，再按屏幕右邊副菜單鍵選取“獲取”菜單中的“平均值”采樣方式及平均次數(shù)為“128”后，波形會清晰。(3) 按ch1 menu鍵，再按副菜單鍵選取“耦合”方式

29、為“直流”；選取“伏/格”為“粗調(diào)”；選取“探棒”為“1”。(4) 調(diào)整示波器ch1通道的位移旋鈕“position”，使波形位于屏幕中央位置。(5) 屏幕左下方“ch1 1.00v”表示通道1縱軸每大格（1cm）的電壓值，通過調(diào)整旋鈕“volts/div”可改變該值；屏幕下方中部“m 250s”表示主時基的設定值即橫軸每大格（1cm）的時間值，通過調(diào)整旋鈕“sec/div”可改變該值。在測定一個波形的參數(shù)時，波形的幅值v=volts/divd；波形的周期t=sec/divd。計算公式中“d”表示波形在屏幕中所占的格數(shù)。測量時波形的上升沿和下降沿都有振蕩，讀數(shù)時應以穩(wěn)態(tài)值為準。將測量結(jié)果記錄于

30、表1.3。 表1.3vhttw二門電路邏輯功能測試174ls00的靜態(tài)功能測試(1)測試電路見圖1.2(2)測試方法：選用一只74ls00芯片插入面板，按圖1.2的連線。圖中：k1，k2為開關(guān)量輸入，l1為輸出電平顯示。改變開關(guān)狀態(tài)，將測量結(jié)果記錄于表1.4。(3)請在實驗報告中說明74ls00的邏輯功能。 表1.4v1v2v000011011 圖1.22四2輸入與非門74ls00特性測試(1) 輸入負載特性測試。圖1.3測試電路見圖1.3。可變電阻用學習機元件庫中的電阻。改變電阻，測量vi、vo值。將測量結(jié)果填入表1.5，根據(jù)此表畫出輸入負載特性曲線。r（k）0.01.02.03.05.17

31、.58.2101215vi（v）vo（v）表1.5(2) 74ls00電壓傳輸特性測試圖1.4測試電路見圖1.4。輸入端的可變電壓取自學習機的直流信號源的“out1”輸出。將測量結(jié)果填入表1.6。根據(jù)此表畫出電壓傳輸特性曲線，在曲線上標出輸出高、低電平、轉(zhuǎn)折電壓。vi（v）0.00.30.50.80.91.01.11.21.31.41.52.03.0vo（v）表1.6圖1.5選做實驗內(nèi)容一、 門的平均傳輸時間tpd的測量。選用74ls00芯片，按圖1.5接線。 測量方法：1將20khz的連續(xù)脈沖加至門1的輸入端，同時送至示波器ch1通道顯示。將門4的輸出送至ch2通道顯示。2按autoset鍵

32、，幾秒后屏幕顯示輸入、輸出信號的波形。3分別按ch1 menu、ch2 menu鍵，再按副菜單鍵選取“耦合”方式為“直流”；選取“伏/格”為“粗調(diào)”；選取“探棒”為“1”。4按acquire鍵，按副菜單鍵選取“獲取”菜單中的“平均值”采樣方式。5調(diào)整示波器ch1、ch2通道的位移旋鈕“position”，使波形位于屏幕中央，且輸入與輸出波形基本重合。6調(diào)節(jié)ch1、ch2的“volts/div”旋鈕，使波形在屏幕上占將近四大格，然后調(diào)sec/div展開波形。圖1.6a 圖1.6b7按cursor鍵，在cursor菜單的類型處選定“時間”項，再調(diào)cursor1旋鈕，使“光標1”與輸入波形幅值的50

33、%處交合，再調(diào)cursor2旋鈕，使“光標2”與輸出波形幅值的50%處交合，屏幕右側(cè)菜單中的增量即為tplh時間。8測量tphl時，按示波器“trigger menu”鍵，將“斜率”改為下降，tplh、tphl如圖1.6示。9計算平均傳輸時間：實驗二 簡單組合邏輯電路實驗目的：一掌握組合邏輯電路的功能測試。二學習組合邏輯電路的設計方法。三學習用儀器檢測和排除電路中的故障。四學習正確規(guī)范地畫出電路原理圖。預習內(nèi)容：一預習顯示譯碼器、編碼器、多路選擇器的工作原理、邏輯功能。二根據(jù)實驗內(nèi)容的要求，用指定ssi、msi設計電路三畫出規(guī)范的電路原理圖。圖2.1基本實驗內(nèi)容：一顯示譯碼電路74ls47功能

34、測試1測量電路見圖2.1。連線方法：將學習機上的k1-k4連接到74ls47的輸入端a、b、c、d,74ls47的輸出端(g，f，e，d，c，b，a)連接到學習機的七段譯碼顯示器led6的g，f，e，d，c，b，a端。2改變開關(guān)狀態(tài)，觀察顯示器的變化，并記錄輸入與輸出的關(guān)系于表2.1。3測試結(jié)論：請在實驗報告中將實驗結(jié)果進行分析，說明芯片的功能。k4,k3,k2,k1顯示結(jié)果1 0 0 01 0 0 lk4,k3,k2,k1顯示結(jié)果0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 1表2.1二設計一個一位全減器1設計電路，用74ls0

35、0和74ls86，芯片實現(xiàn)其邏輯功能。一位全減器電路的真值表見表2.2。表2.2aibici1sici0000000111010l10l1011001010l001100011111設ai、bi、ci1分別為被減數(shù)、減數(shù)和低位來的借位，si和ci分別為該位的差和向高一位的借位。2 在學習機上完成實驗電路連接。輸入ai、bi、ci1端接k1，k2，k3，輸出si、ci接l1，l2。3 驗證實驗結(jié)果。實驗結(jié)果需經(jīng)教師檢查。三設計三個開關(guān)控制一個燈的邏輯電路設計要求：改變?nèi)齻€開關(guān)中的任何一個開關(guān)的狀態(tài)，控制燈由亮變滅或由滅變亮。試用四選一數(shù)據(jù)選擇器74ls253、74ls00實觀。(也可用其它芯片)

36、。實驗結(jié)果需經(jīng)教師檢查。選做實驗內(nèi)容：一設計一個呼叫系統(tǒng)用編碼器74lsl48和門電路，設計一個呼叫系統(tǒng)，有1一5號五個呼叫信號，分別用五個開關(guān)的輸出模擬呼叫信號，1號優(yōu)先級最高，5號最低。用數(shù)碼管顯示呼叫信號的號碼；沒有信號呼叫時顯示“0”；有多個信號呼叫時顯示優(yōu)先級最高的呼叫號。凡是有呼叫就發(fā)出呼叫聲。注：呼叫號用學習機七段led顯示器顯示，呼叫聲用蜂鳴器實現(xiàn)。實驗三 觸發(fā)器電路實驗目的：一掌握r-s、d、j-k觸發(fā)器的構(gòu)成、工作原理及測試方法。二掌握不同邏輯功能的觸發(fā)器相互轉(zhuǎn)換方法。三學會正確使用觸發(fā)器。預習內(nèi)容：一 觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)及工作原理。二 觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換方法?；緦嶒瀮?nèi)容：一

37、、 基本r-s觸發(fā)器功能測試1用與非門組成r-s觸發(fā)器，見圖3.1。測試其功能，填入表3.1。圖3.1表3.1邏輯功能 0ll110113 觀察觸發(fā)器“不定”狀態(tài)方法：可以將、同時插在負單脈沖“ ”的插口上，在、端同時加低電平，又同時變?yōu)楦唠娖?，重?5次，觀察其狀態(tài)是否相同，為什么?二、維持-阻塞型d觸發(fā)器功能測試實驗步驟如下：1將74ls74、cp、d端分別接k1、k2、k3、k4；q端接l1。2分別在、端加低電平，觀察并記錄q端的狀態(tài)。3令、端為高電平，d端分別接高、低電平，用單脈沖做cp，觀察并記錄當cp為0、1、時q端狀態(tài)的變化。4當、端為高電平，cp0（或cp1），改變d端狀態(tài)，觀

38、察q的狀態(tài)是否變化。5整理上述實驗數(shù)據(jù)，將結(jié)果填入表3.2。表3.2(注意：在靜態(tài)測試中，為了防止因開關(guān)觸點機械抖動可能造成的觸發(fā)器誤動作，應使用學習機內(nèi)的單脈沖作cp信號。)三、負邊沿j-k觸發(fā)器的功能測試自擬實驗步驟，測試其功能，將結(jié)果填入表3.3。表3.3四、觸發(fā)器的功能轉(zhuǎn)換將d觸發(fā)器和jk觸發(fā)器分別接成t 觸發(fā)器。請列出表達式；畫出電路圖。實驗方法：在觸發(fā)器時鐘cp端接入20khz脈沖，用雙蹤示波器觀察并記錄輸出端q相對于cp的波形，比較兩者的頻率關(guān)系及觸發(fā)方式。注意：、端懸空時容易引進干擾，實驗中要將其置高電平。五、分析圖3.2電路圖3.2用示波器觀察并記錄cp、q1(74ls74的

39、q端)、q2(74lsll2的q端)的波形。說明觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)條件。說明：用雙蹤示波器觀測多路信號時，應以頻率較低的信號為示波器的觸發(fā)信號，依次比較其余信號。通過該實驗，學生應學會用雙蹤示波器觀測多路信號，并正確地畫出各信號之間的相位波形圖。選做實驗內(nèi)容:一、 設計一個四選手搶答電路設計要求如下：1四選手編號分別為1、2、3、4號，各有一個按鈕發(fā)出搶答信號。2主持人另有一個按鈕可對電路清“0”，準備下一輪搶答。3電路用七段數(shù)碼顯示器顯示最先按動按鈕的選手號，并用蜂鳴器報告搶答成功，其它選手再按按鈕無效。提示：電路可用中規(guī)模集成電路雙穩(wěn)態(tài)鎖存器74ls75實現(xiàn)。實驗四 計數(shù)器電路實驗目的：一掌握計

40、數(shù)器的工作原理及測試方法。二掌握用msi集成電路設計和實現(xiàn)任意進制的計數(shù)器。三學習時序電路的調(diào)試方法。預習內(nèi)容：一異步八進制計數(shù)器的設計方法。二用74ls74組成六進制計數(shù)器，畫出原理圖。三學會正確使用計數(shù)器芯片74lsl60，熟悉和了解其應用電路?；緦嶒瀮?nèi)容：一異步八進制加法計數(shù)器異步八進制加法計數(shù)器由三個“t”觸發(fā)器組成。見圖41。1 靜態(tài)功能測試將cp端連接到學習機的單脈沖“ ”；將輸出端q1、q2、q3連到電平顯示l1、l2、l3，點動單脈沖，記錄計數(shù)器狀態(tài)。將結(jié)果填入表4.1。2 動態(tài)功能測試將cp端連接到學習機的20khz脈沖源，用示波器觀測cp與q1、q2、q3的波形，畫出波形

41、圖。畫波形圖時，請注意每個波形之間的相位關(guān)系。二異步六進制加法計數(shù)器在完成基本實驗內(nèi)容一以后不要全部拆線，將異步八進制加法計數(shù)器改為異步六進制加法計數(shù)器。自行設計電路，自擬實驗步驟。靜態(tài)測試結(jié)果需經(jīng)教師檢查。三74lsl60芯片的功能測試74lsl60芯片的邏輯符號及測試接線如圖42所示。圖中為預置數(shù)端，為清零端，s1、s2為工作方式選擇端，a、b、c、d為數(shù)據(jù)輸入端，qa、qb、qc、qd為輸出端，qcc為進位端。熟悉各引腳功能，按圖42接線，測試74lsl60的功能，將結(jié)果填入表42。四計數(shù)器芯片74lsl60的應用電路 (以下兩題自選一題)1 設計同步六十進制計數(shù)器電路。計數(shù)結(jié)果用數(shù)碼管

42、顯示。2 分析圖43電路原理，測試電路功能。兩芯片的qaqd接數(shù)碼管顯示。選做實驗內(nèi)容一設計三相六拍步進機脈沖分配電路其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖為：10011001001l001101100。完成電路接線，測試功能。實驗五 脈沖波形發(fā)生電路實驗目的：一通過實驗，進一步理解555定時器的結(jié)構(gòu)和工作原理，學會正確使用555定時器。二熟悉和掌握用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器、單穩(wěn)觸發(fā)器。預習內(nèi)容：一用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)觸發(fā)器電路的原理和連接方法。二按實驗內(nèi)容設計電路，計算電阻和電容的選擇范圍?；緦嶒瀮?nèi)容：一用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器1按圖51接線，用示波器觀察并測量vo端波形的脈寬、周期，計算其

43、頻率。2選擇電路參數(shù)，使輸出獲得頻率為5khz的脈沖。提示：選擇電阻、電容時，其值應符合學習機元件庫上所提供的電阻、電容值。若電阻值不合適，可將r1或r2改接為一個電阻和一個電位器的串聯(lián)。這種方法在今后的電路調(diào)試中會經(jīng)常用到。二 用555定時器構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器1按圖52接線，用示波器觀察、記錄vi、vc1、vo端波形。注意它們之間的相位關(guān)系。2調(diào)整電位器r2，記錄脈寬tw的最大值和最小值。三應用電路利用555定時器設計一個燈控電路，要求每按一次按鈕發(fā)光二極管亮45秒，然后自動熄滅。選做實驗內(nèi)容：一 用兩片555定時器組成救護車警鈴電路電路要求：在一開關(guān)的控制下救護車警鈴電路可連續(xù)發(fā)出高、低音重復

44、的叫聲，重復叫聲的周期為12秒，高、低音聲音清晰可辨。實驗六 綜合實驗實驗目的：一培養(yǎng)綜合運用所學的數(shù)字電路知識的能力。二檢查每個學生獨立設計電路、完成實驗操作的能力。預習內(nèi)容:一根據(jù)實驗題目的要求，預習組合電路、時序電路、脈沖發(fā)生電路的知識。二完成電路設計，正確、規(guī)范地畫出電路原理圖，并列出實驗所用器件的清單?；緦嶒瀮?nèi)容:一 設計一個霓紅燈控制電路。電路要求：1 控制兩路霓紅燈的亮、滅。一路紅燈，一路綠燈。紅燈單獨亮4秒鐘后，綠燈單獨亮4秒鐘，接著紅、綠燈同時亮4秒鐘，間歇4秒鐘(紅、綠燈都不亮)后，進入第二次循環(huán)，。2 燈亮時按每秒兩次的頻率閃爍。提示：用lcd發(fā)光管代替霓紅燈。選做實驗

45、內(nèi)容:一 設計一個汽車尾燈的控制電路電路要求：用六個發(fā)光二極管模擬六個汽車尾燈(汽車尾部每側(cè)三個燈)，用二個乒乓開關(guān)作為拐彎控制信號，一個開關(guān)用于控制右轉(zhuǎn)彎，另一個開關(guān)用于控制左轉(zhuǎn)彎。1 若二個開關(guān)同時接通，則緊急閃爍器作用，六個尾燈同時明暗閃爍；2 正常往前行駛時，六個尾燈全滅；3 右轉(zhuǎn)彎時，右邊三個燈亮滅的順序從左至右，如圖6.1所示，左邊的燈全滅；4 左轉(zhuǎn)彎時，左邊三個燈亮滅的順序從右至左，右邊的燈全滅。圖6.1第三章 電子技術(shù)設計型實驗教學目的：電子技術(shù)設計型實驗是在模擬電路與數(shù)字電路基礎(chǔ)型實驗的基礎(chǔ)上進行的綜合性的實驗訓練，其重點是電路設計。設計型實驗是電子技術(shù)實驗的重要教學環(huán)節(jié)，它

46、對提高學生的電路設計水平和實驗技能，培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識解決實際問題的能力都是非常重要的。其主要教學目是：1 提高電子電路的設計能力一般電子電路的設計工作主要包括：根據(jù)給定的功能和指標要求選擇電路的總體方案，設計各部分電路的拓撲結(jié)構(gòu)，選擇元器件的初始參數(shù)，使用cad工具進行電路性能仿真和優(yōu)化設計，在實驗室安裝與調(diào)試電路，進行電路性能指標的測試等等。通過電路設計，可以受到設計思想、設計技能、調(diào)試能力與實驗研究能力的訓練，掌握使用cad工具進行電路性能仿真和優(yōu)化設計的方法，提高自學能力以及運用基礎(chǔ)理論分析與解決實際工程問題的能力，培養(yǎng)嚴肅認真、理論聯(lián)系實際的科學作風和創(chuàng)新精神。2加強解決實際

47、工程問題的基本訓練設計型實驗一般是提出實驗目的和要求，給定電路功能和技術(shù)指標，由同學自己擬定實驗實施方案，以培養(yǎng)組織能力。通過閱讀參考資料，了解相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)、新電路和新器件，開闊眼界與思路。通過查閱元器件手冊，進一步熟悉常用電子器件的特性和使用方法，按實際需要合理選用元器件。通過認真撰寫總結(jié)報告，提高總結(jié)能力和表達能力。設計型實驗的進行步驟：電子技術(shù)設計型實驗通常要經(jīng)過電路設計、電路安裝調(diào)試與指標測試等過程。因此，對于每一個實驗任務，一般要求完成以下工作：1電路設計認真閱讀實驗指導書，深入理解實驗題目所提出的任務與要求；閱讀有關(guān)的技術(shù)資料，學習相關(guān)的基本知識；進行電路方案設計和論證；選擇和

48、設計單元電路(包括電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù))；使用cad工具進行電路性能仿真和優(yōu)化設計；畫出所設計的電路原理圖；擬定實驗步驟和測量方法，畫出必要記錄表格(備用)等。有的實驗還需要編制程序流程圖與程序。2安裝與調(diào)試完成電路的安裝和調(diào)試，直至達到設計要求為止。對于使用可編程器件設計數(shù)字系統(tǒng)方面的實驗，要完成程序的輸入、調(diào)試、下載、連接成系統(tǒng)和結(jié)果測試。在調(diào)試過程中，要認真觀察和分析實驗現(xiàn)象，做好實驗記錄，保證實驗數(shù)據(jù)完整可靠。3撰寫總結(jié)報告完成每一個設計型實驗后都必須寫出一份總結(jié)報告，撰寫總結(jié)報告既是對整個實驗過程的總結(jié)，也是一個提高的過程。主要內(nèi)容應包括：(1)題目名稱。(2)設計任務和要求。(3)初

49、始電路方案的設計。包括方案的原理圖與工作原理；單元電路的設計(電路形式的確定、各元器件主要參數(shù)的計算)；使用cad工具進行仿真的結(jié)果等?；蛘呤窃O計電路的主要流程和方法，相關(guān)程序或原理圖以及簡要的說明。(4)經(jīng)實驗調(diào)試修正后的總體電路圖，簡要說明工作原理。或者是程序源文件、流程圖等。(5)整理實驗測試數(shù)據(jù)和實驗波形，分析實驗結(jié)果，并與理論計算或仿真結(jié)果進行比較，對實驗誤差進行必要的分析討論。(6)總結(jié)分析調(diào)試中出現(xiàn)的問題，說明解決問題的方法和效果。(7)回答思考題。(8)實驗后的收獲、體會和建議。(9)主要參考文獻。說明：上述設計型實驗的進行步驟適用于本章所列各實驗，在各實驗的指導書中不再重述。

50、實驗一 產(chǎn)品分檔電路的設計實驗任務和要求：設計并制作一個按值的大小將晶體管分檔的電路。具體要求如下：1 晶體管為npn型，分為200三檔。2 測試時晶體管的基極電流約為10微安，集電極和發(fā)射極之間的電壓約為10伏。設置標有e、b、c的引腳插孔，在晶體管插入插孔后自動滿足上述工作點要求，無需人工調(diào)節(jié)。3 如果晶體管的200，則分在3檔，數(shù)碼顯示器顯示3，蜂鳴器發(fā)出連續(xù)聲響。實驗目的：1熟悉產(chǎn)品分檔電路的原理方案及各單元電路的設計方法。2掌握產(chǎn)品參數(shù)分檔類題目的基本解決方案和電路。3了解各種比較電路在參數(shù)分檔，超限報警類電路中的應用。4熟悉一些參數(shù)-電信號的轉(zhuǎn)換電路。實驗項目的簡要說明：批量生產(chǎn)的電子元件，其參數(shù)值具有一定的分散性。為了方便用戶使用，需要根據(jù)產(chǎn)品性能或某個參數(shù)值的大小，將產(chǎn)品分檔，因此常常需要設計、制作產(chǎn)品分檔電路和設備。分檔電路應能判別產(chǎn)品性能的優(yōu)劣或某個參數(shù)值的大小，據(jù)此輸出相應的驅(qū)動信號，驅(qū)動顯示器件或聲響器件來指示被測元件屬于哪一檔，同時驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，自動完成分選工作。當然也可以依據(jù)顯示器件或聲響器件的指示，手工進行分檔篩選。實現(xiàn)上述分選功能的一種參考方案如圖1.1所示。圖中的參數(shù)-電信號轉(zhuǎn)換電路把產(chǎn)品的參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(電壓、電流和頻率等)。電信號處理電路把上述電信號變換成數(shù)值與產(chǎn)品