電工電子綜合實踐報告

1、四川大學網絡教育學院電工電子綜合實踐校外學習中心： 廣東奧鵬教育中心 學 生 姓 名： 陳曉宇 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 層 次： 專 升 本 年 級： 2016年春 學 號： 8888888 實 驗 時 間： 2017年03月07 實驗題目1、 L、C元件上電流電壓的相位關系。2、 電路功率因素的提高。3、 虛擬一階RC電路。4、 用數字電橋測交流參數。5、 差動放大電路。6、 負反饋電路。7、 算術運算電路。8、 整流、濾波和穩(wěn)壓電路。9、 編碼器和譯碼器。10、 數據選擇器。11、 觸發(fā)器。12、 計數器。實驗目的1、 在正弦電壓激勵下研究L、C元件上電流，電壓的大小和它們的相位關系

2、，以及輸入信號的頻率對它們的影響，學習示波器、函數發(fā)生器以及數字相位儀的使用。2、 明確交流電路中電流、電壓和功率之間的關系，了解提高感性交流電路功率因數的方法及電路現象，學習功率表的使用方式，了解日光燈工作原理及線路連接。3、 在Electronics workbench Multisim電子電路仿真軟件中，對一階電路輸入方波信號，用示波器測量其輸入，輸出之間的波形，以驗證RC電路的充放電原理，并熟悉示波器的使用。4、 用TH2080型LCR數字交流電橋測量RLC的各種參數，了解電阻、電容、電感的特性。5、 加深對差動放大電路工作原理的理解，學習差動放大電路靜態(tài)工作點的測量方法。解差動放大電

3、路零漂產生的原因及抑制零漂的方法。學習差動放大電路差模、共模放大倍數和共模抑制比的測量方法。6、 加深對負反饋放大電路放大特性的理解。學習負反饋放大電路靜態(tài)工作點的測試及調整方法。研究電壓串聯負反饋電路、電流負反饋偏置電路、電壓負反饋偏置電路的反饋作用的實現過程，學習判斷反饋電路的組態(tài)。觀察輸出電壓波形，測定電路的電壓放大倍數。7、 了解集成運放開環(huán)放大倍數和最大輸出電壓的測試方法，掌握比例運算、加法運算、減法運算、積分運算電路的調整，微分運算電路的連接與測試。了解集成運算放大器非線性應用的特點。8、 了解橋式整流電路的原理，以及輸入、輸出電壓間的數量關系。認識濾波器的作用，理解變壓器參數的選

4、擇方法。了解串聯穩(wěn)壓電路和并聯穩(wěn)壓電路的工作原理。了解保護電路的限流保護作用和工作原理。了解集成穩(wěn)壓塊的性能及其測試方法。9、 掌握二進制編碼器的邏輯功能及編碼方法。掌握譯碼器的邏輯功能，了解常用集成譯碼器件的使用方法。掌握譯碼器、編碼器的工作原理和特點。熟悉常用譯碼器、編碼器的邏輯功能及典型應用。10、 掌握數據選擇器基本電路的構成及電路原理。學習并掌握數據選擇器邏輯功能及其測試方法。掌握應用數據選擇器組成其它邏輯電路的方法。11、 掌握觸發(fā)器邏輯功能和測試方法。測試與非門構成的RS觸發(fā)器的邏輯功能。測試JK觸發(fā)器的邏輯功能。測試D觸發(fā)器的邏輯功能。12、了解中規(guī)模集成計數器74LS90，7

5、4LS161的功能，學習其使用方法。掌握將十進制計數器變換成N進制計數器的方法。了解同步，異步計數器的分頻功能，學會調整同步，異步計數器的分頻數。儀器儀表目錄1、 交流電流表、交流電壓表、數字相位計。2、單相調壓器、交流電壓表、電流表、單、三相功率表、十進電容器及熒光燈元件。3、脈沖信號發(fā)生器、虛擬示波器、動態(tài)電路實驗板。4、FB2020型電橋綜合實驗平臺、待測元件盒、交流檢流計。5、交流毫伏表、示波器（自備）、數字直流電壓表、晶體三極管。6、模擬實驗箱，函數信號發(fā)生器，雙蹤示波器，交流伏安表，數字萬用表。7、示波器、數字萬用表。8、MaxplusII,FPGA實驗箱。9、數字邏輯電路實驗箱、

6、數字邏輯電路實驗箱擴展板、數字萬用表、芯片。10、計算機、ElectronicsWorkbenchMultisim2001電子線路仿真軟件。11、四2輸入正與非門74LS00、雙D觸發(fā)器74LS74。12、適配器、2JK觸發(fā)器、LED顯示器、四位計數器。實驗報告一 L、C元件上電流電壓的相位關系一、實驗線路、實驗原理和操作步驟 操作步驟：1、調節(jié)ZH-12實驗臺上的交流電源，使其輸出交流電源電壓值為220V。2、按電路圖接線，先自行檢查接線是否正確，并經教師檢查無誤后通電3、用示波器觀察電感兩端電壓uL和電阻兩端uR的波形,由于電阻上電壓與電流同相位，因此從觀察相位的角度出發(fā)，電阻上電壓的波形

7、與電流的波形是相同的，而在數值上要除以“R”。仔細調節(jié)示波器，觀察屏幕上顯示的波形，并將結果記錄操作步驟：1、調節(jié)ZH-12實驗臺上的交流電源，使其輸出交流電源電壓值為24V。2、按圖電路圖接線，先自行檢查接線是否正確，并經教師檢查無誤后通電。3、用示波器的觀察電容兩端電壓uC和電阻兩端電壓uR的波形，（原理同上）。仔細調節(jié)示波器，觀察屏幕上顯示的波形二、實驗結果：1、在電感電路中，電感元件電流強度跟電壓成正比，即IU.用 1/（XL）作為比例恒量，寫成等式，就得到I=U/（XL）這就是純電感電路中歐姆定律的表達式。電壓超前電路90。分析：當交流電通過線圈時，在線圈中產生感應電動勢。根據電磁感

8、應定律，感應電動勢為（負號說明自感電動勢的實際方向總是阻礙電流的變化）。當電感兩端有自感電動勢，則在電感兩端必有電壓，且電壓u與自感電動勢e相平衡。在電動勢、電壓、電流三者參考方向一致的情況下，則設圖所示的電感中，有正弦電流通過，則電感兩端電壓為：波形與相量圖如下：2、在交流電容電路中對電容器來說，其兩端極板上電荷隨時間的變化率，就是流過連接于電容導線中的電流，而極板上儲存的電荷由公式q=Cu決定，于是就有：也可寫成：設：電容器兩端電壓由上式可知：，即 實驗和理論均可證明，電容器的電容C越大，交流電頻率越高，則越小，也就是對電流的阻礙作用越小，電容對電流的“阻力”稱做容抗，用Xc代表。 波形與

9、相量圖如下：結論：電壓與電流的關系為：實驗報告二 電路功率因素的提高 一、實驗原理: 供電系統(tǒng)由電源通過輸電線路向負載供電。負載通常有電阻負載，也有電感性負載。由于電感性負載有較大的感抗，因而功率較低。 若電源向負載傳送的功率，當功率P和供電電壓U一定時，功率因數越低，線路電流I就越大，從而增加了線路電壓降和線路功率損耗，若線路總電阻為R，則線路電壓降和線路功率損耗分別為；負載電感進行能量交換，電源向負載提供有功功率的能力必然下降，從而降低了電源容量的利用率。因此，從提高供電系統(tǒng)的經濟效益和供電質量，必須采取措施提高電感性負載額功率因數。 通常提高電感性負載功率因數的方法是在負載兩端并聯適當數

10、量的電容器，使負載的總無功功率減小，在傳送的有功功率P不變時，使得功率因數提高，線路電流減小。當并聯電容器時，總無功功率為Q為0，此時功率因數=1，線路電流I最小。若繼續(xù)并聯電容器，將導致功率因數下降，線路電流增大，這種現象稱為過補償。負載功率因數可以用三表法測量電源電壓U、負載電流I和功率P，用公式計算。（a） (b)圖2-12-1 日光燈電路原理圖二、實驗內容1按實驗電路圖2-12-2聯接線路。2將開關K1閉合，電容支路開關K2斷開 ，通電并觀察日光燈的起輝過程，待燈管點亮后，將開關K1斷開，測出實驗數據表中C=0時的各項測量數據，記入表2-12-1內。3合上開關K2，改變電容C的數值，將

11、測量的數據均記入表2-12-1內。（注：每次改變電容之前，應先將開關K1閉合，待改變電容之后，再將開關K1斷開） 圖2-12-2 日光燈電路實驗電路圖 按照書上電路圖組成實驗電路，按下按鈕開關，調節(jié)自耦變壓器的輸出電壓為220V，記錄功率表、功率因數表、電壓表、電流表的讀數，接入電容，從小到大增加電容容值，記錄不同電容值時的功率表、功率因數表、電壓表和電流表的讀數，記入表中。三、實驗數據及處理P(W)U(V)Uc(V)I(A)036.38220219.9 168.8110.6 0.350 L0.470.4736.54220219.2 168.5111.5 0.321 L0.51136.8722

12、0219.6 168.4111.4 0.297 L0.561.4736.99220219.4 167.8112.3 0.273 L0.652.237.27220218.6 167.3112.0 0.231 L0.742.6737.26220219.0 167.3112.4 0.211 L0.823.237.23220218.4 167.8112.6 0.199 L0.873.6737.74220219.2 167.4112.3 0.187 L0.944.337.74220218.4 165.6113.5 0.182 L0.964.7737.79220219.1 167.5111.9 0.185

13、 L0.945.338.59220219.9 170.2111.8 0.192 L0.91結論 在日光燈電路中，在一定范圍內，電容值越大，視在功率越少，有電源電壓且電路的有功功率一定時，隨電路的功率因素提高，它占用電源的容量S就降低，負載電流明顯降低。實驗報告三 虛擬一階RC電路一、實驗原理: 1. 動態(tài)網絡的過渡過程是十分短暫的單次變化過程。要用普通示波器觀察過渡過程和測量有關的參數，就必須使這種單次變化的過程重復出現。為此，我們利用信號發(fā)生器輸出的方波來模擬階躍激勵信號，即利用方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應的正階躍激勵信號；利用方波的下降沿作為零輸入響應的負階躍激勵信號。只要選擇方波的重復

14、周期遠大于電路的時間常數，那么電路在這樣的方波序列脈沖信號的激勵下，它的響應就和直流電接通與斷開的過渡過程是基本相同的。2.圖3-1（b）所示的 RC 一階電路的零輸入響應和零狀態(tài)響應分別按指數規(guī)律衰減和增長，其變化的快慢決定于電路的時間常數。3. 時間常數的測定方法 用示波器測量零輸入響應的波形如圖3-1(a)所示。根據一階微分方程的求解得知ucUme-t/RCUme-t/。當t時，Uc()0.368Um。此時所對應的時間就等于。亦可用零狀態(tài)響應波形增加到0.632 Um所對應的時間測得，如圖3-1(c)所示。 (a) 零輸入響應 (b) RC一階電路 (c) 零狀態(tài)響應圖 3-14. 微分

15、電路和積分電路是RC一階電路中較典型的電路， 它對電路元件參數和輸入信號的周期有著特定的要求。一個簡單的 RC串聯電路， 在方波序列脈沖的重復激勵下， 當滿足RC條件時，即稱為積分電路。因為此時電路的輸出信號電壓與輸入信號電壓的積分成正比。利用積分電路可以將方波轉變成三角波。從輸入輸出波形來看，上述兩個電路均起著波形變換的作用，請在實驗過程仔細觀察與記錄。實驗線路板采用HE-14實驗掛箱的“一階、二階動態(tài)電路”，如圖3-3所示，請認清R、C元件的布局及其標稱值，各開關的通斷位置等等。二、實驗內容 1. 從電路板上選R10K，C6800pF組成如圖3-2(b)所示的RC充放電電路。ui為脈沖信號

16、發(fā)生器輸出的Um3V、f1KHz的方波電壓信號，并通過兩根同軸電纜線，將激勵源ui和響應uc的信號分別連至虛擬示波器接口箱的兩個輸入口CH1和CH2。這時可在示波器的屏幕上觀察到激勵與響應的變化規(guī)律，請測算出時間常數，并用方格紙按1:1 的比例描繪波形。少量地改變電容值或電阻值，定性地觀察對響應的影響，記錄觀察到的現象。2. 令R10K，C0.01F，觀察并描繪響應的波形。繼續(xù)增大C 之值，定性地觀察對響應的影響。 3. 令C0.01F，R100，組成如圖3-2(a)所示的微分電路。在同樣的方波激勵信號（Um3V，f1KHz）作用下，觀測并描繪激勵與響應的波形。 圖3-3 動態(tài)電路、選頻電路實

17、驗板三、實驗結論輸入為頻率為50Hz的方波，經過微分電路后，輸出為變化很陡峭的曲線。當第一個方波電壓加在微分電路的兩端（輸入端）時，電容C上的電壓開始因充電而增加。而流過電容C的電流則隨著充電電壓的上升而下降。電流經過微分電路（R、C）的規(guī)律可用下面的公式來表達i = (V/R)e-(t/CR) i-充電電流（A）；v-輸入信號電壓（V）； R-電路電阻值（歐姆）； C-電路電容值（F）； e-自然對數常數（2.71828）； t-信號電壓作用時間（秒）； CR-R、C常數（R*C） 由此我們可以看出輸出部分即電阻上的電壓為i*R，結合上面的計算，我們可以得出輸出電壓曲線計算公式為：iR =

18、Ve-(t/CR)積分電路可將矩形脈沖波轉換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉換為拋物波。電路原理很簡單，都是基于電容的沖放電原理，這里就不詳細說了，這里要提的是電路的時間常數R*C，構成積分電路的條件是電路的時間常數必須要大于或等于10倍于輸入波形的寬度。 輸出信號與輸入信號的積分成正比的電路，稱為積分電路。原理：Uo=Uc=(1/C)icdt,因Ui=UR+Uo,當t=to時，Uc=Oo.隨后C充電，由于RCTk,充電很慢，所以認為Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故Uo=(1/c)icdt=(1/RC)icdt這就是輸出Uo正比于輸入Ui的積分（icdt）RC電路的積分條件：RCTk實

19、驗報告四 用數字電橋測交流參數 一、實驗原理圖1是交流電橋的原理線路，它與直流單臂電橋原理相似。在交流電橋中，四個橋臂一般是由交流電路元件如電阻、電感、電容組成；電橋的電源通常是正弦交流電源；交流平衡指示儀的種類很多，適用于不同頻率范圍。頻率為200Hz以下時可采用諧振式檢流計；音頻范圍內可采用耳機作為平衡指示器；音頻或更高的頻率時也可采用電子指零儀器；也有用電子示波器或交流毫伏表作為平衡指示器的。本實驗采用高靈敏度的交流檢流計，檢流計指針指零（或達到最小）時，電橋達到平衡。 圖1一、交流電橋的平衡條件本實驗在正弦穩(wěn)態(tài)的條件下討論交流電橋的基本原理。在交流電橋中，四個橋臂由阻抗元件組成，在電橋

20、的一個對角線CD上接入交流檢流計，另一對角線AB上接入交流電源。當調節(jié)電橋參數，使交流檢流計中無電流通過時（即），CD兩點的電位相等，電橋達到平衡，這時有：（1）即： （2）兩式相除有：（3）當電橋平衡時，由此可得： （4）所以 （5）上式就是交流電橋的平衡條件，它說明：當交流電橋達到平衡時，相對橋臂的阻抗的乘積相等。由圖1可知，若第二橋臂由被測阻抗構成，則：（6）當其它橋臂的參數已知時，就可決定被測阻抗Zx的值。二、實驗結論交流電橋的平衡條件我們在正弦穩(wěn)態(tài)的條件下討論交流電橋的基本原理。在交流電橋中，四個橋臂由阻抗元件組成，在電橋的一個對角線cd上接入交流指零儀，另一對角線ab上接入交流電源

21、。當調節(jié)電橋參數，使交流指零儀中無電流通過時（即I0=0），cd兩點的電位相等，電橋達到平衡，這時有Uac=Uad Ucb=Udb即： I1Z1=I4Z4 I2Z2=I3Z3兩式相除有： 當電橋平衡時，I0=0，由此可得： I1=I2， I3=I4所以 Z1Z3=Z2Z4 上式就是交流電橋的平衡條件，它說明：當交流電橋達到平衡時，相對橋臂的阻抗的乘積相等。由圖4-13-1可知，若第一橋臂由被測阻抗Zx構成，則：當其他橋臂的參數已知時，就可決定被測阻抗Zx的值。實驗報告五 差動放大電路1、 實驗原理 圖51是差動放大器的基本結構。它由兩個元件參數相同的基本共射放大電路組成。當K接入左邊時，構成典

22、型的差動放大器。調零電位器RP用來調節(jié)V1、V2管的靜態(tài)工作點，使得輸入信號Ui=0時，雙端輸出電壓Uo=0。RE為兩管共用的發(fā)射極電阻，它對差模信號無負反饋作用，因而不影響差模電壓放大倍數，但對共模信號有較強的負反饋作用，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。圖51 當K接入右邊時，構成具有恒流源的差動放大器，用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻RE，可以進一步提高差動放大器抑制共模信號的能力。 1靜態(tài)工作點的估算 典型電路 恒流源電路 2差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數 當差動放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時，差模電壓放大倍數Ad由輸出端方式決定，而與輸入方式無關。Ad= =DUo

23、 bRCDUi RB1rBo (1b)RP12 雙端輸出 RE=，RP在中心位置Ad1 = = Ad Ad2 = = AdDUo 1 DUC2 1DUi 2 DUi 2單端輸出 當輸入共模信號時，若為單端輸出，則有AC1 = AC2 = = DUC1 bRc RcDU1 RB1rbe(1b)( RP2RE) 2RE12 AC = =0DUoDUi 若為雙端輸出，在理想情況下實際上由于元件不可能完全對稱，因此AC也不絕對等于零。 3共模抑制比CMRR 為了表征差動放大器對有用信號(差模信號)的放大作用和對共模信號的抑制能力，通常用一個綜合指標來衡量，即共模抑制比 或 差動放大器的輸入信號可采用直

24、流信號也可用交流信號。本實驗由信號源提供頻率f=1KHz的正弦信號為輸入信號。二、實驗內容1、測量靜態(tài)工作點按計劃連接電路調零：將Vi1和Vi2接地，接通直流電源，調節(jié)Rp使雙端輸出電壓Vo=0測量V1,V2,V3的對地電壓對地電壓Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3測量值（V）6.346.370.750.000.00-7.95-0.62-0.62-8.602、測量差模電壓放大倍數與共模電壓放大倍數： 將輸入端接入+0.1V，-0.1V的直流電壓信號；將輸入端B1,B2短接，一端接入輸入端記錄相應數據并計算共模抑制比差模輸入測量值計算值信號Vc1Vc2V0雙Ad1Ad2Ad雙

25、+0.1V3.828.925.0238.289.250.2-0.1V共模輸入測量值計算值信號Vc1Vc2V0雙Ad1Ad2Ad雙+0.1V5.407.281.8854-72.8-18.8-0.1V5.407.291.8854-72.9-18.9共模抑制比Ad=50.2 Ac=18.8 則其比為2.67差模Ad1=Vc1/UI=38.2 Ad2=Vc2/UI=-89.2 Ad雙=Vo雙/UI=50.2共模+0.1V： Ad1=Vc1/UI=54 Ad2=Vc2/UI=-72.8 Ad雙=Vo雙/UI=-18.8Ad1=Vc1/UI=54 Ad2=Vc2/UI=-72.9 Ad雙=Vo雙/UI=-

26、18.93.單端輸入的差分放大電路B2接地組成單端輸入差分放大器，b1端接入+0.1V,-0.1V測量單端雙端輸出的電壓值電壓值單端Av雙端Av信號Vc1Vc2V0直流+0.1V4.498.213.72-1-2直流-0.1V6.426.25-0.17-1-2三、實驗結論 輸入阻抗較高,抗干擾能力強是對雙極性晶體管電路而言的.輸入阻抗越高，抗干擾能力就強。 共模抑制比高（對差模信號有放大作用，對共模信號沒有放大作用）通常情況下，差動放大器用來放大微弱電信號的。實驗報告六 負反饋電路一、實驗原理1.下圖為帶有電壓串聯負反饋的兩極阻容耦合放大器電路，在電路中通過Rr把輸出電壓Uo引回到輸入端，家在晶

27、體管T1的發(fā)射極上，在發(fā)射極電阻Rf1上形成反饋電壓Uf。主要性能指標如下：（1）閉環(huán)電壓放大倍數Ar=Av/1+AvFv ,Av為開環(huán)放大倍數。 圖1為帶有電壓串聯負反饋的兩極阻容耦合放大器（2） 反饋系數 Fv=RF1/Rf+RF1（3） 輸入電阻 R1f=(1+AvFv)Rf Rf 為基本放大器的輸入電阻（4） 輸出電阻 Rof=Ro/(1+AvoFv) Ro 為基本放大器的輸出電阻 Avo為基本放大器Rl=時的電壓放大倍數。2. 本實驗還需測量放大器的動態(tài)參數，即去掉圖1的反饋作用，得到基本放大器電路如下圖2 圖2基本放大器二、實驗內容1. 靜態(tài)工作點的測量條件：Ucc=12V,Ui=

28、0V用直流電壓表測第一級，第二級的靜態(tài)工作點。Us(V)UE(V)Uc(V)Ic(mA)第一級2.812.147.332.00第二級2.722.057.352.00 表312.測量基本放大器的各項性能指標實驗將圖2改接，即把Rf斷開后風別并在RF1和RL上。 測量中頻電壓放大倍數Av，輸入輸出電阻Ri和Ro。（b） 條件;f=1KH,Us=5mV的正弦信號，用示波器監(jiān)視輸出波形，在輸出波形不失真的情況下用交流毫伏表測量Us,Ui,UL計入32表 基本放大器Us(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvRf(K)Ro(K)5.00.50.250.485001.112.208負反饋放大器Us(m

29、V)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvfRif(K)Rof(K)5.02.30.140.20878.521.028 表32（2） 保持Us不變，斷開負載電阻RL，測量空載時的輸出電壓Uo計入32表3、 實驗結論1、負反饋在電子電路中的作用：改善放大器的動態(tài)指標，如穩(wěn)定放大倍數，改變輸入輸出電阻，減小非線性失真和展寬通頻帶，但同時也會使放大器的放大倍數降低。2、與基本放大電路實驗時相比，其輸入電阻變大，使電路在采集原始信號時其真度提高，其輸出電阻減小式電路攜帶負載的能力提高；同時其帶寬增加；電路的的穩(wěn)定性也有所增加；但是其放大倍數明顯變低。實驗報告七 算術運算電路一、實驗內容1、選擇集成運算放

30、大器 選用集成運算放大器時，應先查閱有關產品手冊，了解以下主要參數：運放的開環(huán)電壓增益Auo，運放的開環(huán)帶寬BWo，運放的輸入失調電壓UIO、輸入失調電壓溫漂UIO/T，輸入失調電流IIo、輸入失調電流溫漂IIO/T，輸入偏置電流IIB，運放的差模輸入電阻Rid和輸出電阻Ro等。 為了減小比例放大電路的閉環(huán)電壓增益誤差，提高放大電路的工作穩(wěn)定性，應盡量選用輸入失調參數小，開環(huán)電壓增益和差模輸入電阻大，輸出電阻小的集成運放。 為了減小比例放大電路的動態(tài)誤差，（主要是頻率失真與相位失真），集成運算放大器的增益帶寬積AuBW和轉換速率SR還應滿足以下關系： AuBW AufBWf SR 2fmaxU

31、Omax上式中，fmax 是輸入信號的最高工作頻率。 UOmax 是集成運算放大器的最大輸出電壓。（1） 計算最佳反饋電阻 按以下公式計算最佳反饋電阻： = 為了保證放大電路工作時，不超過集成運算放大器所允許的最大輸出電流IOmax，Rf 值的選取還必須滿足：。 如果算出來的Rf太小，不滿足上式時，應另外選擇一個最大輸出電流IOmax較大且能滿足式（1）中要求的運算放大器。在放大倍數要求不高的情況下，可以選用比最佳反饋電阻值大的Rf。 （3）計算輸入電阻R1 由上式計算出來的R1必須大于或等于設計要求規(guī)定的閉環(huán)輸入電阻Rif。否則應改變Rf的值，或另選差模輸入電阻高的集成運算放大器。 （4）計

32、算平衡電阻RP RP=R1/Rf（5）計算輸入失調溫漂電壓 要求UI 100UI，這樣才能使溫漂引起的誤差小于1%。若UI不滿足要求，應另外選擇漂移小的集成運算放大器。 2、反相比例放大電路的調試與性能測試（1） 消除自激振蕩按照所設計的電路和計算的參數，選擇元件，安裝電路，弄清集成運放的電源端，調零端、輸入與輸出端。根據所用運放的型號和Auo的大小，考慮是否需要相位補償。若需要相位補償，應從使用手冊中查出相應的補償電路及其元件參數。當完成相位補償后，將放大電路的輸入端接地，檢查無誤后，接通電源。用示波器觀察其輸出端是否有振蕩波形。若有振蕩波形，應適當地調整補償電路的參數，直至完全消除自激振蕩

33、為止。在觀察輸出波形時，應把噪聲波形和自激振蕩波形區(qū)分開來。噪聲波形是一個頻率不定，幅值不定的波形，自激振蕩波形是一個頻率和幅度固定的周期波形。（2） 調零把輸入端接地，用直流電壓表測量輸出電壓，檢查輸出電壓UO是否等于零，若UO不等于零，應仔細調節(jié)運放的調零電位器，使輸出電壓為零。（3） 在輸入端加入UI=0.1V的直流信號,用直流電壓表測量輸出電壓。將測量值與計算值進行比較，看是否滿足設計要求。 （4）觀察輸出波形在輸入端加入f=1000Hz，Uim=1V的交流信號，用示波器觀察輸出波形，若輸出波形出現“平頂形”失真，表明運放已進入飽和區(qū)工作，此時應提高電源電壓，以消除“平頂形”失真。 R

34、1 Rf 1同相比例放大電路的特點 由運算放大器組成的同相輸入比例 R1 741 Uo 放大電路如圖2所示。 UI 同相放大器的電壓放大倍數為： Rf 圖2 同相同相放大器的輸入電阻為： 比例放大器Rif=R1/Rf+Rid（1+Auo F） 其中：Rid是運放的差模輸入電阻，Auo是集成運放的開環(huán)電壓增益，F=R1/(R1+Rf）為反饋系數。輸出電阻：Ro0 放大器同相端的直流平衡電阻為：RP = Rf / R1。 （9）放大器的閉環(huán)帶寬為： （10）最佳反饋電阻 2同相比例放大電路的設計要求設計一個同相比例放大電路，性能指標和已知條件如下：閉環(huán)電壓放大倍數Auf，閉環(huán)帶寬BWf，閉環(huán)輸入電

35、阻Rif，最小輸入信號UImin，最大輸出電壓UOmax，負載電阻RL，工作溫度范圍。設計步驟：（1） 選擇集成運算放大器 在設計同相放大器時，對于所選用的集成運算放大器，除了要滿足反相比例放大電路設計中所提出的各項要求外，集成運放共模輸入電壓的最大值還必須滿足實際共模輸入信號的最大值。并且要求集成運放具有很高的共模抑制比。當要求共模誤差電壓小于UOC時，集成運放的共模抑制比必須滿足： 式中：UIC是運放輸入端的實際共模輸入信號。UOC是運放的共模誤差電壓。實驗報告八 整流、濾波和穩(wěn)壓電路一、實驗原理 整流電路的任務是利用二極管的單向導電性，把正、負交變的50Hz電網電壓變成單方向脈動的直流電

36、壓。整流電路只是將交流電變換為單方向的脈動電壓和電流，由于后者含有較大的交流成分，通常還需在整流電路的輸出端接入濾波電路，以濾除交流分量，從而得到平滑的直流電壓。由波形可知： 1.開關S打開時，電容兩端電壓為變壓器付邊的最大值。2 .開關S閉合，即為電容濾波電阻負載，當變壓器付邊電壓大于電容上電壓時，電容充電，輸出電壓升高，當時電容放電，輸出下降。如此充電快，放電慢的不斷反復，在負載上將得到比較平滑的輸出電壓。當負載電阻越大時，放電越慢，紋波電壓越小，負載電阻小時，放電快，紋波大，而且輸出電壓低。為此有三種情況下的輸出電壓估算值：1)電容濾波，負載開路時。2)無電容濾波，電阻負載時，輸出電壓平

37、均值為：。3)電容濾波，電阻負載時通常用下式進行估算，通常按估算。為確保二極管安全工作，要求：不同電子設備要求其電源電壓的平滑程度不同，為此可采用不同的濾波電路。常見的有電容濾波、電感濾波和復式濾波電路(兩個或兩個以上濾波元件組成)。二、線性串聯型穩(wěn)壓電路整流濾波后的電壓是不穩(wěn)壓的，在電網電壓或負載變化時，該電壓都會產生變化，而且紋波電壓又大。所以，整流濾波后，還須經過穩(wěn)壓電路，才能使輸出電壓在一定的范圍內穩(wěn)定不變。1.穩(wěn)壓電路(電源)的主要性能指標輸出的穩(wěn)定電壓值Vo，最大輸出電流Imax，輸出紋波電壓V，穩(wěn)壓系數(電壓調整率)，該值越小，穩(wěn)定性越好。輸出電阻(內阻)，內阻越小越好。3、 結

38、論1、單相半波整流電路 在交流電一個周期內，二極管半個周期導通半個周期截止，以后周期重復上述過程。2.單相橋式整流電路 在交流輸入電壓的正負半周，都有同一個方向的電流流過負載。3.單相橋式整流電容濾波電路 在交流電一個周期內，電容器C充放電各兩次。經電容器濾波后，輸出電壓就比較平滑了，交流成分大大減少，而且輸出電壓平均值得到提高。實驗報告九 編碼器和譯碼器 一、實驗原理： （1） 10- 4線優(yōu)先編碼器74HC14774HC147外引線排列如圖1所示，邏輯符號如圖2所示。 圖1 74HC147外引腳排列圖 圖2 74HC147邏輯符號如圖74HC147有9路輸入信號，4位BCD碼輸出，因輸出端

39、帶圈，所以輸入輸出均為低電平有效。他將09十個十進制數編成4位BCD碼，可把輸入端的9路輸入信號和隱含的不變信號按優(yōu)先級進行編碼，且優(yōu)先級別高的排斥級別低的。當輸入端都無效時，隱含著對0路信號進行編碼（輸出采用反碼輸出）。74HC147的功能見表1。表1 10- 4線優(yōu)先編碼器74HC147輸 入輸 出HHHHHHHHHHHHHLLHHLLHLHHHLHHHLLLLHHHHLLHLHHHHHLHL LHHHHHHLHHLHHHHHHHHLLLHHHHHHHHHLHLHHHHHHHHHHHL（2） 8-3線優(yōu)先編碼器74LS14874LS148是8-3線優(yōu)先編碼器邏輯符號如圖3，外引線排列如圖4

40、所示。共有8個輸入信號，且輸入低電平有效。三位代碼輸出端（反碼輸出）。 圖3 邏輯符號如圖 圖4外引線排列圖其中，為選通輸入端，YS為選通輸出端，為優(yōu)先擴展輸出端。74LS148功能見表2。表2 74LS148功能表輸 入輸 出11111101111111111110000000100100101001101001001110110100111110001001111110101001111111100100111111111101（3） 3-8線二進制譯碼器74LS13874LS138是3-8線二進制譯碼器，其邏輯符號如圖5，外引線排列如圖6所示。 圖5 74LS138邏輯符號圖 圖6 外引

41、線排列圖74LS138譯碼器有3個使能端，當時允許譯碼，否則禁止譯碼。A2、A1、A3為3個地址輸入端。為8個輸出端。74LS138其功能見表3.表3 74LS138其功能見表輸 入輸 出1111111111111111110111111111000000111111110000110111111100010110111111000111110111110010011110111100101111110111001101111110110011111111110（4） 7段顯示譯碼器74LS47 74LS47是驅動共陽極的數碼管的譯碼器。其邏輯符號如圖7，外引線排列如圖8所示。 圖7 邏輯符號圖 圖8外引線排列如圖74LS47輸出低電平有效，即輸出為0時，對應字段點亮；輸出為1時，對應字段熄滅。A、B、C、D接收二進制碼輸入，的輸出分別驅動7段譯碼器的af段。其功能見表4。表4 74LS47功能表功能及數字輸 入輸 出顯示字形數碼DCBAabcdefg滅燈01111111滅燈試燈0100000008滅零10000011111111滅零01100001000000101100011100111112100101000001023100111000011034101001100110045101011010010056101101110000067891