機(jī)械類模擬和數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐

1、12-13學(xué)年第三學(xué)期機(jī)械類11級模擬和數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)進(jìn)度一、學(xué)時與學(xué)分學(xué)時：擬完成10個實(shí)驗(yàn)，期末現(xiàn)場考查2學(xué)時，計(jì)32個學(xué)時 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可根據(jù)該學(xué)科具體教學(xué)要求選用。 二、目的模擬和數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐是機(jī)械類電工電子系列實(shí)踐課程中的一門重要課程，它與該系電工學(xué)模擬和數(shù)字電子技術(shù)理論課程同時進(jìn)行。本課程的教學(xué)目的是通過大綱所列內(nèi)容的學(xué)習(xí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，提高學(xué)生理論的理解和設(shè)計(jì)水平及工程實(shí)踐設(shè)計(jì)能力。三、教學(xué)方式與基本要求1、以自編電子技術(shù)實(shí)踐為基本教材，每次實(shí)驗(yàn)為3學(xué)時。預(yù)習(xí)內(nèi)容為：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法、原始參數(shù)記錄表格、儀器使用、注意事項(xiàng)，認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)

2、預(yù)習(xí)報(bào)告并由任課老師課內(nèi)檢查。未完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告者原則上不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首次實(shí)驗(yàn)應(yīng)提前通知到每個學(xué)生做好預(yù)習(xí)報(bào)告，領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)器材包，并每次帶實(shí)驗(yàn)器材包前來實(shí)驗(yàn)。2、 每次實(shí)驗(yàn)必須按學(xué)號順序填寫簽到表，每組一人，在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成，在原始參數(shù)記錄表格中填寫數(shù)據(jù)或畫出波形曲線，教師應(yīng)認(rèn)真檢查簽到名單，預(yù)習(xí)報(bào)告，檢查波形、曲線、數(shù)據(jù)，完成時間，并簽名，標(biāo)注日期，作為平時操作分的考核依據(jù)。3、學(xué)生應(yīng)獨(dú)立規(guī)范地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，嚴(yán)禁抄襲，抄襲者與被抄襲者一律記不及格，按任課教師要求及時交閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告。每學(xué)期實(shí)驗(yàn)報(bào)告必需上交存檔，不得缺少或丟失。4、 學(xué)生必須遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度，如不得遲到，大聲喧嘩，任意

3、丟棄雜物，任意更換儀器或損壞儀器設(shè)備（視情節(jié)處理或賠償），做完實(shí)驗(yàn)未按要求放置儀器，整理探頭，關(guān)儀器電源，在抽屜內(nèi)外及地面丟棄雜物等，視情節(jié)記違紀(jì)一次，違紀(jì)三次者不得參加考查。5、 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，鼓勵學(xué)生設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)方法。教師應(yīng)認(rèn)真聽取學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容、方法等方面的積極建議，及時反饋，認(rèn)真總結(jié)。 6、凡在實(shí)驗(yàn)安排的時間內(nèi)，已正確完成必做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的同學(xué)可做選做內(nèi)容。未按時完成實(shí)驗(yàn)的同學(xué)進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室（416室）繼續(xù)完成必做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并由教師檢查簽字認(rèn)可。7、期末考查（設(shè)計(jì)操作，第十六周進(jìn)行）。四、教學(xué)內(nèi)容安排1、常用電子儀器使用P1（第五周）（學(xué)時）常用電子儀器的使用實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐環(huán)節(jié)

4、中極其重要的訓(xùn)練過程，本學(xué)期實(shí)驗(yàn)踐教學(xué)過程中每次實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)、波形必須使用，要求學(xué)生牢固掌握儀器的基本原理、基本使用方法、使用注意事項(xiàng)，以適應(yīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐的需要。預(yù)習(xí)要求：（1）、預(yù)習(xí)教材p85-109附錄一常用電子儀器的工作原理，熟悉各旋鈕、開關(guān)的作用及使用方法，學(xué)生務(wù)必充分預(yù)習(xí)，否則本學(xué)期實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容難以順利完成。（2）、針對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的相關(guān)部分進(jìn)行預(yù)習(xí)，如穩(wěn)壓電源輸出電壓的調(diào)整，示波器顯示波形、讀取波形幅度和周期的方法，零電平參考基線的調(diào)整，交流毫伏表讀數(shù)的方法，信號發(fā)生器輸出頻率、電壓幅度的調(diào)整等，并按要求做好預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、熟悉示波器、函數(shù)發(fā)生器、交流毫伏表和直流穩(wěn)壓電源

5、等常用電子儀器面板上各控制鍵的名稱及作用。初步了解模擬實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)及接線的具體方法。2、掌握常用電子儀器的使用方法。 (1)、電源的使用（DF1731S）。a. 、b. （2）、示波器、函數(shù)發(fā)生器和交流毫伏表的使用。a.、b.、c.、d必做，完成表1-1-1，表1-1-2；e（選做）（3）、必做。完成表1-1-3。注意事項(xiàng)：演示：（1）、表1-1-1各儀器的連接和測量方法演示； （2）、疊加在直流上的正弦電壓的測試； （2）、相位差測量的演示，介紹測量方法。 思考題：教材P3 1、2、3、4、5、6、7、8、9、2、單相可控整流電路P75（第六周）（學(xué)時）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）、了解晶閘管和單結(jié)晶體

6、管的結(jié)構(gòu)、基本特征及管腳識別方法；（2）、掌握單結(jié)晶體管的基本原理及觸發(fā)電路的調(diào)試方法；（3）、觀察并畫出單相可控整流電路中晶閘管及負(fù)載上的波形和晶閘管的控制角對整流電壓的影響。預(yù)習(xí)內(nèi)容：復(fù)習(xí)單結(jié)晶體管、可控硅、穩(wěn)壓管的工作原理和主要參數(shù)的意義。了解由單結(jié)晶體管組成的觸發(fā)電路中各元器件的作用，掌握其工作原理及測量方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：教材P78（1）、（2）、（3）、（4）、實(shí)驗(yàn)器材及儀器：單相可控整流電路電路板，示波器，萬用表等。思考題：（1）、(2)、(3) 注意事項(xiàng)：（1）、該實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是通過定量檢測各點(diǎn)波形，進(jìn)一步掌握單相可控整流電路的工作原理，波形的變化過程及數(shù)量關(guān)系。報(bào)告中要規(guī)范地繪制波形

7、并標(biāo)注測量參數(shù)值。（2）、觀察VA、VB波形必須共地，相減得VA-VB。3、模擬運(yùn)算電路（1）P35（第七周）（學(xué)時）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1)、掌握模擬電路實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)和使用方法；（2）、深入理解虛短、虛斷概念；（3）、通過實(shí)驗(yàn)理解和掌握基本模擬運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)方法。預(yù)習(xí)內(nèi)容： P35理想運(yùn)算放大器兩個重要特點(diǎn)，虛短、虛斷概念，運(yùn)放的線性運(yùn)用，相位補(bǔ)償，調(diào)零和平衡電阻的作用。由運(yùn)放構(gòu)成反向比例運(yùn)算、同向比例運(yùn)算、示波器X-Y顯示方式顯示電壓傳輸特性的方法。教材預(yù)習(xí)要求中的1）、2）、3）、6），將設(shè)計(jì)內(nèi)容過程做在預(yù)習(xí)報(bào)告中。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）、反相輸入比例運(yùn)算電路 圖2-1-2，VCC=±15V

8、 Rf=100 k R1= R2=10k 、輸入直流信號Vi=±0.5V、±2V（用于觀察非線性區(qū)情況），列表2-1-2，用萬用表測量Vo值；計(jì)算Avf。、輸入f=1kHZ正弦信號，調(diào)整輸入信號Vi=0.1V有效值,用交流電壓表測量Vo，計(jì)算Avf, 、示波器X-Y顯示方式，觀察并畫出電壓傳輸特性。、將Rf=R1=10k構(gòu)成反相器重測一遍，計(jì)算Avf。（2）、同相輸入比例運(yùn)算電路（選做），圖2-1-4 做法同上，并構(gòu)成同相器重測一遍，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表同上。注意事項(xiàng)：（1）、應(yīng)預(yù)先調(diào)整穩(wěn)壓電源輸出電壓±VCC=±10V，正確接入電路中。（注意：實(shí)驗(yàn)箱電源輸出有導(dǎo)

9、向二極管）。（2）、檢查運(yùn)放接插方向正確無誤，方可連線。（3）、輸入直流電壓由實(shí)驗(yàn)箱右上角510和1 K電位器分壓提供，后續(xù)實(shí)驗(yàn)同。思考題：P43 1、3、實(shí)驗(yàn)器材及儀器：示波器、函數(shù)發(fā)生器、交流毫伏表和直流穩(wěn)壓電源，萬用表，A7411片、導(dǎo)線等。4、模擬運(yùn)算電路（2）P35（第八周）（學(xué)時）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模哼M(jìn)一步深入理解虛短、虛斷概念；通過實(shí)驗(yàn)理解和掌握基本模擬運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)方法。預(yù)習(xí)內(nèi)容： 理想運(yùn)算放大器兩個重要特點(diǎn)，虛短、虛斷概念，運(yùn)放的線性運(yùn)用，相位補(bǔ)償，調(diào)零和平衡電阻的作用。單電源交流放大器的工作原理，加（減）法運(yùn)算、示波器X-Y顯示方式顯示電壓傳輸特性的方法。教材p43預(yù)習(xí)要求中的1）、

10、2）、4）、5）、6），將設(shè)計(jì)內(nèi)容過程做在預(yù)習(xí)報(bào)告中。（1）、單電源反相比例交流放大器、P40 圖2-1-7，VCC=+15V，用萬用表直流電壓20V檔測量電路靜態(tài)工作點(diǎn)V+、V-、Vo值，、輸入f=1kHZ, Vi=0.1V的正弦信號, 用交流電壓表測量輸出電壓Vo值，求Avf；、用示波器觀察并畫出C2兩端波形（提示：首先確定零電平參考基線。示波器輸入耦合方式再置于“DC”檔，示波器兩探頭紅夾子分別接C2兩端，黑夾子接地），分析C2兩端交、直流分量。（2）、加法器、減法器（選做）。參考電路圖2-1-5、圖2-1-6注意事項(xiàng)：（1）、運(yùn)放單電源供電時，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)箱上-V與GND相連。（負(fù)電源不接

11、）（2）、檢查運(yùn)放接插方向正確無誤，方可連線。（3）、電解電容不可反接。（4）、用示波器觀察含有直流分量的場合，首先示波器輸入耦合方式置于GND確定零電平參考基線，再置于DC耦合方式,微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置方可進(jìn)行觀察定量讀數(shù)。思考題：P43（2）、補(bǔ)充題：對用示波器觀察的C2兩端波形進(jìn)行理論分析。5、 波形產(chǎn)生電路P55（第九周）（學(xué)時）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篜55預(yù)習(xí)內(nèi)容：按教材中要求，復(fù)習(xí)P55正弦波振蕩電路工作的原理，振蕩條件，李沙育圖形測頻率的方法（課堂講解演示），預(yù)先設(shè)計(jì)電路，確定參數(shù)，計(jì)算頻率。復(fù)習(xí)P58方波發(fā)生器，占空比可調(diào)的矩形波信號發(fā)生器的工作原理和調(diào)試方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、正弦波信號發(fā)生

12、器P55、按P56 圖241連接電路。、緩慢調(diào)整電位器Rp使電路產(chǎn)生振蕩用示波器觀察穩(wěn)定的最大不失真正弦波波形。測量輸出電壓有效值Vo，周期T，計(jì)算振蕩頻率=1/T，與理論值比較并分析誤差；、緩慢調(diào)整電位器Rp使電路產(chǎn)生振蕩用示波器觀察并畫出停振、正常波形、失真波形，在輸出為穩(wěn)定的最大不失真正弦波情況下用交流電壓表測量V+、V-電壓值，測量RF、Rf的值（關(guān)閉電源測量），進(jìn)行理論分析。、李沙育圖形測頻率。（選做）、C1、C2分別并聯(lián)0.01F電容重測頻率，計(jì)算振蕩頻率。2、方波信號發(fā)生器，p58圖251（選做）、按p60實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成。用示波器觀察（Rp最大和最小時觀察的波形）并分別在同一個坐標(biāo)

13、軸上畫出Vo、Vc，及V+、V-波形；并標(biāo)注幅度、周期等參數(shù)值；、調(diào)節(jié)Rp最大和最小時觀察波形頻率變化規(guī)律，測量fmax、fmin，并與理論值比較分析誤差。3、占空比可調(diào)的矩形波信號發(fā)生器，圖253（選做）思考題：P57 2）、3）、4） P60 1)6、集成門電路P4（第十周）（學(xué)時）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）、掌握數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)和使用方法；（2）、掌握TTL集成門電路邏輯功能的測試方法；預(yù)習(xí)內(nèi)容：TTL集成門電路的使用規(guī)則及基本門電路的邏輯功能，P4 1、2、3、相關(guān)內(nèi)容；掌握數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱的使用方法，用示波器檢測函數(shù)發(fā)生器TTL脈沖輸出波形方法。所用集成塊接腳圖見P108附錄二。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：教

14、材P5（1）、（2）、（3）、1）（a）（b）、2）、（4）（選做）注意事項(xiàng):（1）、常用數(shù)字集成電路芯片多為雙列直插式,其引腳數(shù)有14、16、20、24等多種，引腳識別方法是:正面對集成電路型號,從左下角開始按逆時針方向順序遞增。 （2）、插接元件前應(yīng)首先在邏輯圖上標(biāo)注管腳號及功能符號，并檢查管腳是否完好,不可彎曲，盡可能分色連線(如:紅色-正電源,黑色-地，輸入輸出分色連線等).經(jīng)仔細(xì)檢查連線無誤后方可通電實(shí)驗(yàn)，后續(xù)試驗(yàn)操作時都應(yīng)按此要求進(jìn)行。思考題：P7 1）、2）、3）、7、用SSI設(shè)計(jì)組合邏輯電路P7（第十一周）（學(xué)時） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）、掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。（2）、進(jìn)一步熟

15、練掌握數(shù)電實(shí)驗(yàn)箱的使用方法。預(yù)習(xí)要求：（1）、復(fù)習(xí)組合邏輯電路分析和設(shè)計(jì)方法，熟悉各門電路接腳圖；（2）、按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求預(yù)先設(shè)計(jì)電路 ：設(shè)置邏輯變量列出真值表卡諾圖化簡或邏輯代數(shù)化簡最簡邏輯表達(dá)式畫出邏輯圖（并在圖上標(biāo)注集成塊相應(yīng)接腳標(biāo)號）。（3）、預(yù)先畫出數(shù)據(jù)表格供實(shí)驗(yàn)時填寫，以便老師檢查。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：P10 3、5、必做， 1、2、選做。注意事項(xiàng)：要求學(xué)生掌握如何利用手中的萬用表檢查電路。如檢查是否正確接電源、接地，接觸不良，如何利用邏輯關(guān)系檢查電路連接正確與否，以及集成塊好壞等。實(shí)驗(yàn)元件: 74LS00 3片, 74LS20 、74LS04各1片.思考題:P11 1、3補(bǔ)充題：（1）、簡述

16、組合邏輯電路分析方法；（2）、用與非門設(shè)計(jì)一個多數(shù)表決電路，即當(dāng)三個輸入端中有二個以上為1時輸出為1，否則輸出為0。8、MSI組合功能件的應(yīng)用P12（第十二周）（3學(xué)時）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）、進(jìn)一步熟練掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。（2）、熟練掌握MSI組合功能件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。預(yù)習(xí)要求：、熟練掌握MSI組合功能件74LS153、74LS138的原理及應(yīng)用，熟練運(yùn)用功能表設(shè)計(jì)邏輯電路；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、用譯碼器74LS138和與非門設(shè)計(jì)一個1位二進(jìn)制全減器。要求預(yù)先設(shè)計(jì)電路。2、用74LS153設(shè)計(jì)教材中P10 5判斷血型是否符合規(guī)定的電路。3、P15 1、2（選做）。 實(shí)驗(yàn)元件: 74LS153、74L

17、S138、74LS00、74LS20、74LS86各1片.思考題:P15 1、2實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：（1）、列出真值表卡諾圖化簡最簡邏輯表達(dá)式畫出邏輯圖（在圖上標(biāo)注集成塊相應(yīng)接腳標(biāo)號及功能符號）。（2）、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論。儀器與器材：直流穩(wěn)壓電源1臺； 數(shù)電實(shí)驗(yàn)箱1臺； 數(shù)字萬用表1只； 74LS00， 74LS20， 74LS86， 74LS153 各1片9、MSI時序功能件的應(yīng)用P18（第十三周）（學(xué)時）預(yù)習(xí)內(nèi)容：（1）、復(fù)習(xí)D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器邏輯功能，理解其功能表，擬出觸發(fā)器功能測試表。（2）、熟練掌握利用觸發(fā)器及門電路設(shè)計(jì)簡單功能電路的方法。并根據(jù)要求設(shè)計(jì)電路。要有設(shè)計(jì)過程。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

18、（1）、P22 74LS112 JK觸發(fā)器（下降沿觸發(fā)）邏輯功能的測試（完成功能測試表（164）；（2）、74LS74 D觸發(fā)器（上升沿觸發(fā)）邏輯功能的測試（完成功能測試表（165）（選做）；(3)、P23 用74LS138及74LS112或74LS74設(shè)計(jì)廣告流水燈，用單次脈沖靜態(tài)驗(yàn)證；接f=1KHz TTL脈沖，雙蹤顯示觀察并按時序?qū)?yīng)畫出Cp端、觸發(fā)器輸出端Q0、Q1、Q2、Q3波形。 (4)、用74LS74或74LS112及與非門設(shè)計(jì)一個4人智力搶答電路（P106）（選做）思考題：P24 1、2實(shí)驗(yàn)元件: 74LS112、74LS74、74LS138、74LS00各1片.10、計(jì)數(shù)器P25（第十四周）（學(xué)時）預(yù)習(xí)內(nèi)容：復(fù)習(xí)時序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。熟悉集成電路CD4518的邏輯功能表及使用方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求預(yù)先設(shè)計(jì)電路，畫出邏輯電路圖，并標(biāo)注接腳號碼和功能符號。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：P31 1、2實(shí)驗(yàn)元件: CD4518、 74LS00各一片。思考題：P31 1、2 11、期末現(xiàn)場考查：（第十五周）（2學(xué)時）五、考核