電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書主編：郭艷清中原工學(xué)院電子信息學(xué)院電工電子教研室二零零九年九月前 言為適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革的需要，根據(jù)非電專業(yè)電子技術(shù)課程的教學(xué)基本要求，考慮所選設(shè)備的特點(diǎn)，我們重新組織編寫了電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。本書是電路與電子技術(shù)課程的配套實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。主要內(nèi)容包括:共九個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中綜合性實(shí)驗(yàn)一個(gè)。本書是在原電工電子教研室編寫的電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的基礎(chǔ)上整合修改而成，并參考部分重點(diǎn)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。其內(nèi)容的選擇主要考慮本院學(xué)生的實(shí)際，既實(shí)現(xiàn)對學(xué)生基本技能的訓(xùn)練，又體現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，還符合教學(xué)的先進(jìn)性、實(shí)用性。本書力求做到內(nèi)容豐富、取材得當(dāng)，先進(jìn)實(shí)用。使用本書在滿足

2、教學(xué)基本要求的基礎(chǔ)上，必將有利于提高非電專業(yè)學(xué)生綜合應(yīng)用電子技術(shù)的能力。參編本書實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教師有：郭艷清、李偉峰、馬艷霞、李曉荃、王鳳歌、王永林、王燕、王璦琿和武超等，郭艷清和申旭老師對全書進(jìn)行了審定，實(shí)驗(yàn)室的薛立、韓建勛和方向前老師對實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定等提出了許多改進(jìn)意見。由于編寫時(shí)間倉促，疏漏與不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。 編 者二零零九年九月目 錄前 言2目 錄3第一章 概 述4第二章 實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)5電工電子實(shí)驗(yàn)須知5基本實(shí)驗(yàn)技能和要求6第三章 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目8實(shí)驗(yàn)一 直流網(wǎng)絡(luò)定理8實(shí)驗(yàn)二 日光燈交流電路的研究13實(shí)驗(yàn)三 低頻電壓放大器21實(shí)驗(yàn)四 集成與非門與組合邏輯電路33實(shí)驗(yàn)五&

3、#160; 觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用37第四章 參考文獻(xiàn)43第一章 概 述電工學(xué)課程是工科院校本科非電專業(yè)學(xué)生的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。電工學(xué)實(shí)驗(yàn)是電工學(xué)課程重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能幫助學(xué)生鞏固和加深理解所學(xué)的知識，更重要的是要訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)知識，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，運(yùn)用新的技術(shù)打下良好基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書是我院電路與電子技術(shù)課程的配套教學(xué)用書。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要包含九個(gè)常規(guī)實(shí)驗(yàn)和一個(gè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。常規(guī)性實(shí)驗(yàn)的選取的主要依據(jù)是教學(xué)大綱。通過一些基礎(chǔ)性的驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生鞏固所學(xué)基本知識，掌握基本儀器的使用，培養(yǎng)學(xué)生的搭接電路、調(diào)試電路、

4、分析故障的基本能力。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)根據(jù)非電學(xué)生的實(shí)際，增加一些較深、較寬的學(xué)習(xí)內(nèi)容，使學(xué)生了解和掌握課堂上沒有講解的知識，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力和對實(shí)驗(yàn)的綜合分析能力。第二章 實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)電工電子實(shí)驗(yàn)須知 一、實(shí)驗(yàn)的目的和要求 實(shí)驗(yàn)是電工電子課程重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)的目的不僅要鞏固和加深理所學(xué)的知識，更重要的是要訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)會(huì)獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，樹立工程實(shí)際觀點(diǎn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。 對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的具體要求是： 1能正確使用常用的電工儀表、電工設(shè)備及常用的電子儀器。 2能按電路圖正確接線和查線。 3學(xué)習(xí)查閱手冊，對常用的電子元器件具有使用的基本知識。 4能準(zhǔn)確讀取實(shí)驗(yàn)

5、數(shù)據(jù)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，測繪波形曲線。 5能整理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獨(dú)立寫出內(nèi)容完整的、條理清楚的、整潔的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 二、實(shí)驗(yàn)課前學(xué)生應(yīng)作的準(zhǔn)備工作 1認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解有關(guān)原理， 熟悉實(shí)驗(yàn)電路、內(nèi)容步驟及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。 2完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中有關(guān)預(yù)習(xí)要求的內(nèi)容。 3做好數(shù)據(jù)記錄表格等準(zhǔn)備工作。 三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告的要求 一律用學(xué)校規(guī)定的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的具體內(nèi)容為： 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2實(shí)驗(yàn)原理電路圖及主要儀器設(shè)備的型號規(guī)格。 3課前完成的預(yù)習(xí)內(nèi)容：包括指導(dǎo)書所要求的理論計(jì)算、回答問題、設(shè)計(jì)記錄表格等。 4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原始記錄，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并按指導(dǎo)書要求加

6、以必要處理。 5實(shí)驗(yàn)總結(jié)：完成指導(dǎo)書要求的總結(jié)、問題討論及心得體會(huì)，如有曲線應(yīng)用坐標(biāo)紙作出。 四、實(shí)驗(yàn)規(guī)則 1嚴(yán)禁帶電接線、拆線或改接線路。 2接線完畢后，要認(rèn)真復(fù)查，確信無誤后，經(jīng)教師同意，方可接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 3實(shí)驗(yàn)過程中如果發(fā)生事故，應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場，報(bào)告指導(dǎo)教師。 4實(shí)驗(yàn)完畢后，先由本人檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否符合要求，然后再請教師檢查，經(jīng)教師認(rèn)可后才可拆線，并將實(shí)驗(yàn)器材整理好。 5室內(nèi)儀器設(shè)備不準(zhǔn)任意調(diào)換，非本次實(shí)驗(yàn)所用的儀器設(shè)備，未經(jīng)教師允許不得動(dòng)用。沒有弄懂儀表、儀器及設(shè)備的使用方法前，不得貿(mào)然使用。若損壞儀器設(shè)備，必須立即報(bào)告教師，作書面檢查，責(zé)任事故要酌情賠償。 6實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)

7、肅認(rèn)真，保持安靜、整潔的學(xué)習(xí)環(huán)境?；緦?shí)驗(yàn)技能和要求 我們要求通過本課程的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)同學(xué)掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能，希望同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中注意培養(yǎng)和訓(xùn)練。 一、安全操作訓(xùn)練和科學(xué)作風(fēng)： 1接線：最后接電源部分（拆線時(shí)應(yīng)先拆電源部分），接完線后仔細(xì)復(fù)查。嚴(yán)禁帶電拆、接線。遇有事故應(yīng)立即斷開電源，并向教師報(bào)告情況，檢查原因。勿亂拆線路。 2接完電路后，開始實(shí)驗(yàn)前應(yīng)作好準(zhǔn)備工作，例如： a調(diào)壓器或三端變阻器的可動(dòng)端應(yīng)放在無輸出電壓位置上或放在線路中電流為最小的位置上。 b電壓表、電流表或其他測量儀器（如萬用表，數(shù)字繁用表）的量程應(yīng)放在經(jīng)過估算的一檔或放在最大量程檔上。 3合電源閘前要得到教師和同組人的允許。每次開

8、始操作前應(yīng)與同組人打好招呼，互相密切配合，加負(fù)荷或變電路參數(shù)時(shí)應(yīng)監(jiān)視各儀表，若有異常現(xiàn)象，如冒煙、烤糊味，指針到極限位置，指針打彎等，應(yīng)立即斷電檢查。 4注意各種儀表儀器的保護(hù)措施。如電流表的短路開關(guān)（防止電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流沖擊）；有些儀器作保險(xiǎn)絲作過載保護(hù)，不得隨便更換；監(jiān)視儀表過載指示燈，過載跳閘機(jī)構(gòu)等等。 5預(yù)操作習(xí)慣（在實(shí)驗(yàn)前先操作和觀察一下），其目的在于： a看看電路運(yùn)行及儀表指示是否正常。 b看看所測電量數(shù)據(jù)變化趨勢，以便確定實(shí)驗(yàn)曲線取點(diǎn)。 c找出變化特殊點(diǎn)，作為取數(shù)據(jù)時(shí)的重點(diǎn)。 d熟悉操作步驟。 二、實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練： 1接線能力： a合理安排儀表元件的位置，接線該長則長，該短則短，達(dá)到

9、接線清楚，容易檢查，操作方便的目的。 b接線要牢固可靠。 c先接電路的主回路，再接并聯(lián)支路。有些電路（如電機(jī)控制），主回路電流大用粗導(dǎo)線，控制電流小用細(xì)導(dǎo)線。 2合理讀取數(shù)據(jù)點(diǎn)：應(yīng)通過預(yù)操作，掌握被測曲線趨勢和找出特殊點(diǎn)；凡變化急劇的地方取點(diǎn)密，變化緩慢得取點(diǎn)疏。使取點(diǎn)盡量少而又能真實(shí)反映客觀情況。 3正確，準(zhǔn)確地讀取電表指示 a合理選擇量程，應(yīng)力求使指針偏轉(zhuǎn)大于2/3滿量程時(shí)較為合適，同一量程中，指針偏轉(zhuǎn)越大越準(zhǔn)確。 b在電表量程與表面分度一致，可以直讀。不一致時(shí)可讀分度數(shù)，即記下指針指示的格數(shù)，再進(jìn)行換算，并注意讀出足夠的有效數(shù)字，不要少讀或多讀。 4配合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效數(shù)字，選擇曲線坐標(biāo)比

10、例尺，避免夸大或淹沒了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差。 三、使用設(shè)備的一般方法： 1了解設(shè)備的名稱，用途，銘牌規(guī)格，額定值及面板旋鈕情況。 2著重搞清楚設(shè)備使極限值。 a著重搞清楚設(shè)備：要注意其最大允許的輸出值，如調(diào)壓器、穩(wěn)壓電源有最大輸出電流限制；電機(jī)有最大功率輸出限制；信號有最大輸出功率及最大信號電流限制。 b量測儀表儀器，要注意最大允許的輸入量。如電流表、電壓表和功率表要注意最大的電流值或電壓值。萬用表、數(shù)字萬用表、數(shù)字頻率計(jì)、示波器等的輸入端都規(guī)定有最大允許的輸入值，不得超過，否則損壞設(shè)備。多量程儀表（如萬用表）要正確使用量程，千萬不可用歐姆表測電壓，或用電流檔測電壓。 3了解設(shè)備面板上各旋鈕的作用。

11、使用時(shí)應(yīng)放在正確位置。禁止無意識亂拔動(dòng)旋鈕。 4正式使用設(shè)備時(shí)設(shè)法判斷是否正常。有自校的可通過自校信號對設(shè)備進(jìn)行檢查。如示波器有自校正弦波或方波；頻率計(jì)有自校標(biāo)準(zhǔn)頻率。第三章 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)一 直流網(wǎng)絡(luò)定理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深對疊加原理的內(nèi)容和適用范圍的理解；2、用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證戴維寧定理的正確性；3、學(xué)習(xí)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電路參數(shù)的測量方法。二、實(shí)驗(yàn)屬性：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及器材 電工實(shí)驗(yàn)裝置：DG012T、DY031T、DG051T四、實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)前些預(yù)習(xí)報(bào)告，憑預(yù)習(xí)報(bào)告參加實(shí)驗(yàn)。預(yù)習(xí)疊加原理和戴維寧定理。實(shí)驗(yàn)中聽從安排，正確使用儀表，記錄測量數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)后根據(jù)要求認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

12、五、實(shí)驗(yàn)原理1、疊加原理線性電路中，任一電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)，在該處產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。2、戴維寧定理一個(gè)含獨(dú)立電源、線性電阻和受控源的二端網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，可以用一個(gè)電壓源和電阻的串聯(lián)組合等效置換，如圖1-1所示。此電壓源的電壓等于二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，電阻等于二端網(wǎng)絡(luò)的全部獨(dú)立電源置零后的等效電阻R0。圖1-1對于已知的線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，其等效電阻R0可以從原網(wǎng)絡(luò)計(jì)算得出，也可以通過實(shí)驗(yàn)手段測出。下面介紹幾種測量方法。方法一：由戴維寧定理和諾頓定理可知： 因此，只要測出線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc和短路電流ISC，Ro就可得出，這種方法最簡單。但是，對于

13、不允許將外部電路直接短路的網(wǎng)絡(luò)，不能采用此法。方法二：測出線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc以后，在端口處接一負(fù)載電阻RL，然后在測出負(fù)載電阻的端電壓URL，因?yàn)椋?則等效電阻為： 方法三：令線性有源二端網(wǎng)絡(luò)中的所有獨(dú)立電源置零，然后在斷口處加一給定電壓U，測得流入端電流I（如圖1-2a所示），則：圖1-2a 圖1-2b也可以在端口處接入電流源I，測得端口電壓U（如圖1-2b所示），則： 圖1-3六、實(shí)驗(yàn)步驟1、疊加原理實(shí)驗(yàn)電路如圖1-3。（1）把K2擲向短路線一邊，K1擲向電源一邊，使US1單獨(dú)作用，測量各電流、電壓，并記錄在表1-1中；（2）把K1擲向短路線一邊，K2擲向電源一邊，使US2單

14、獨(dú)作用，測量各電流、電壓，并記錄在表1-1中；兩電源共同作用時(shí)，測量各電流、電壓，并記錄在表1-1中。表1-1I1(mA)I2(mA)I3(mA)Uab(V)Ubc(V)Ubd(V)US1單獨(dú)作用US2單獨(dú)作用US1、US2共同作用驗(yàn)證疊加原理2、戴維寧定理（1）、線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的外部特性按圖1-4接線，改變電阻RL值，測量對應(yīng)的電流和電壓值，數(shù)據(jù)填在表1-2內(nèi)。根據(jù)測量結(jié)果，求出對應(yīng)于戴維寧等效參數(shù)Uoc，ISC。圖1-4 表1-2RL()0100200300500700800I(mA)U(V)（2）求等效電阻Ro 利用原理及說明介紹的3種方法求R0，并將結(jié)果填入表1-3中，方法（1）、方

15、法（2）數(shù)據(jù)在表1-2中取，方法（3）實(shí)驗(yàn)線路如圖1-5所示。圖1-5表1-3方法方法（1）方法（2）方法（3）公式Ro=Uoc/ISC公式R0=(UOC/UrL-1)RL(RL=500)公式Ro=U/IU(V)=I(mA)=Ro(K)Ro的平均值（3）戴維寧等效電路 根據(jù)測量結(jié)果，利用圖1-6構(gòu)成戴維寧等效電路。測得其外特性U=f (I)。將數(shù)據(jù)填在表1-4中。圖1-6表1-4RL()0100200300500700800I(mA)U(V)七、報(bào)告要求1、用表1-1的數(shù)據(jù)驗(yàn)證疊加原理。2、按圖1-3給定參數(shù)，計(jì)算表1-1中所列各項(xiàng)并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。3、完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2的要求，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（

16、1）和（3）的測量結(jié)果，在同一座標(biāo)紙上作他們的外特性曲線，并作分析比較實(shí)驗(yàn)二 日光燈交流電路的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)功率表的使用；2、學(xué)習(xí)通過U、I、P的測量計(jì)算交流電路的參數(shù)；3、學(xué)會(huì)如何提高功率因數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)屬性：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及器材 電工實(shí)驗(yàn)裝置：DG032T、DY02T、DG051T四、實(shí)驗(yàn)要求1、實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真預(yù)習(xí)關(guān)于交流電路的連接方法；2、實(shí)驗(yàn)前要熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的工作原理；3、測電壓、電流時(shí)，一定要注意表的檔位選擇，測量類型、量程都要對應(yīng)；4、功率表電流線圈的電流、電壓線圈的電壓都不可超過所選的額定值；5、自耦調(diào)壓器輸入輸出端不可接反；6、注意安全，線路接好后，須經(jīng)指導(dǎo)

17、老師檢查無誤后，再接通電源。7、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要對功率表的接線情況用圖形說明，說明功率因數(shù)提高的原因和意義，說明電容是否能提高功率因數(shù)。五、實(shí)驗(yàn)原理日光燈結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示，K閉合時(shí)，日光燈管不導(dǎo)電，全部電壓加在啟輝器兩觸片之間，使啟輝器中氖氣擊穿，產(chǎn)生氣體放電，此放電產(chǎn)生的一定熱量使雙金屬片受熱膨脹與固定片接通，于是有電流通過日光燈管兩端的燈絲和鎮(zhèn)流器。短時(shí)間后雙金屬片冷卻收縮與固定片斷開，電路中電流突然減小；根據(jù)電磁感應(yīng)定律，這時(shí)鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生一定的感應(yīng)電動(dòng)勢，使日光燈管兩端電壓產(chǎn)生400至500V高壓，燈管氣體電離，產(chǎn)生放電，日光燈點(diǎn)燃發(fā)亮。日光燈點(diǎn)燃后，燈管兩端電壓降為100V左右，這時(shí)由

18、于鎮(zhèn)流器的限流作用，燈管中的電流不會(huì)過大。同時(shí)并聯(lián)在燈管兩端的啟輝器，也因電壓降低而不能放電，其觸片保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。日光燈工作后，燈管相當(dāng)于一電阻R，鎮(zhèn)流器可等效為電阻RL和電感L的串聯(lián)，啟輝器斷開，所以整個(gè)電流等效為一個(gè)R、L串聯(lián)電路，其電路模型如圖2-2所示。圖2-1 圖2-2六、實(shí)驗(yàn)步驟1、測量交流參數(shù)對照實(shí)驗(yàn)板如圖2-3接線（不接電容C）。圖2-3調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器輸出，使U=220V，進(jìn)行測試，填表2-1。表2-1U（V）測量值P(W)I1（mA）U1（V）U2（V）2202、提高功率因數(shù)按照表2-2的電容值并聯(lián)電容C，令U=220V不變，將測試結(jié)果填入表2-2中。表2-2C測量值計(jì)算值P

19、(W)I1(mA)I2(mA)IC(mA)cos1f2.88f4.7f七、報(bào)告要求1、 若直接測量鎮(zhèn)流器功率，功率表如何接線，作圖說明。2、 說明功率因數(shù)提高的原因和意義。3、 串聯(lián)電容能否提高功率因數(shù)。實(shí)驗(yàn)三 低頻電壓放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的測試及調(diào)整方法。2、 觀察負(fù)載對電壓放大倍數(shù)的影響。 3、學(xué)習(xí)輸入電阻、輸出電阻的測量方法。 4、觀察靜態(tài)工作點(diǎn)的改變對非線性失真的影響。 5、進(jìn)一步熟悉毫伏表、示波器及信號發(fā)生器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)屬性：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及器材 1、實(shí)驗(yàn)箱(臺) 2、示波器 3、毫伏表 4、數(shù)字萬用表三、預(yù)習(xí)要求 1. 復(fù)習(xí)放大器的工作原理，估

20、算放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，根據(jù)微變等效電路計(jì)算放大電路的輸入電阻、輸出電阻，空載和有負(fù)載時(shí)的電壓放大倍數(shù)。2. 預(yù)習(xí)放大電路的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測試方法，ri和ro的測量方法和原理。3了解飽和失真和截止失真的形成原因及改變方法。4預(yù)習(xí)信號發(fā)生器及示波器的使用。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 實(shí)驗(yàn)前校準(zhǔn)示波器，檢查信號源。1、測量并計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) 按圖51接線。圖51 將輸入端對地短路，調(diào)節(jié)電位器Rb2(在面板上標(biāo)為W1，下同)使Vc=Ec/2，測靜態(tài)工作點(diǎn)Vc、VE、VB。及VRb1的數(shù)值，記入表51中。 按下式計(jì)算IB、Ic，并記入表51中。 表5-1調(diào)整Rb2測 量計(jì) 算VC(V)VE(V)VB(V)VRb1(

21、V)IC(mA)IB(µA)62、測量電壓放大倍數(shù)及觀察輸入，輸出電壓相位關(guān)系。 在實(shí)驗(yàn)步驟1的基礎(chǔ)上，把輸入與地?cái)嚅_，接入f=1KHZ、V1=5mV的正弦信號，負(fù)載電阻分別為RL=2K和RL =，用毫伏表測量輸出電壓的值，用示波器觀察輸入電壓和輸出電壓波形，并比較輸入電壓和輸出電壓的地位，畫于表52中，在不失真的情況下計(jì)算電壓放大倍數(shù)：AV=VO/V1，把數(shù)據(jù)填入表53中：表52電壓波 形V1VO表53RL()V1(mV)V0(V)Av2K3、觀察負(fù)載電阻對放大倍數(shù)的影響。 在實(shí)驗(yàn)步驟2基礎(chǔ)上，把負(fù)載電阻2K換成5.1K，重新測定放大倍數(shù)，將數(shù)據(jù)填入表54中。 表54 RL()Vi

22、 (V)V0(V)AV5.1K4. 按圖52接線。（1）、測量電壓參數(shù)，計(jì)算輸入電阻和輸出電阻。 輸入端接入f = 1KHz、Vi=5mV的正弦信號。 分別測出電阻R1兩端對地信號電壓Vi及Vi，按下式計(jì)算出輸入電阻ri ：圖52 測出負(fù)載電阻RL開路時(shí)的輸出電壓V，和接入RL(2K)時(shí)的輸出電壓V0，然后按下式計(jì)算出輸出電阻r0：將測量數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表55中。 表55a 表55b Vi(mV)Vi(mV)ri ()V(V)V0 (V)r0 () （2）、觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對放大器輸出波形的影響，將觀察結(jié)果分別填入表5-6中。 輸入信號不變，用示波器觀察正常工作時(shí)輸出電壓V0的波形井描畫下來。

23、 逐漸減小Rb2的阻值，觀察輸出電壓的變化，在輸出電壓波形出現(xiàn)明顯失真時(shí)，把失真的波形描畫下來，并說明是哪種失真。如果Rb2=0后，仍不出現(xiàn)失真，可以加大輸入信號Vi ，或?qū)bl由100K改為I0K，直到出現(xiàn)明顯失真波形。 逐漸增大Rb2的阻值，觀察輸出電壓的變化，在輸出電壓波形出現(xiàn)明顯失真時(shí)，把失真波形描畫下來，并說明是哪種失真。如果Rb2=1M后，仍不出現(xiàn)失真，可以加大輸入信號Vi，直到出現(xiàn)明顯失真波形。 表56阻值波 形何種失真正常Rb2減小Rb2增大六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入表中，并按要求進(jìn)行計(jì)算。2、總結(jié)電路參數(shù)變化對靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)的影響。3、討論靜態(tài)工作點(diǎn)變化對

24、放大器輸出波形的影響。實(shí)驗(yàn)四 集成與非門與組合邏輯電路一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解與非門引腳排列。2.學(xué)習(xí)與非門邏輯功能測試。3.掌握用與非門設(shè)計(jì)組合邏輯電路的方法與測試方法。二. 實(shí)驗(yàn)屬性：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)三. 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及器材1. 數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱+5V電源，單脈沖源，連續(xù)脈沖源，邏輯電平開關(guān)，LED顯示；2. 集成電路器件集成2輸入與非門74LS00（CC4011）；集成4輸入與非門74LS20（CC4012，T063） 集成非門74LS04（4069）；圖8-1 與非門引腳圖7400: 7420: 7404 四. 實(shí)驗(yàn)要求1. 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)1） 熟悉基本邏輯關(guān)系，了解與非門輸入端空腳的處理方法。2） 預(yù)習(xí)

25、組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)步驟。3） 填寫原始記錄表中的預(yù)測值。2. 實(shí)驗(yàn)要求1）了解試驗(yàn)臺數(shù)字電路部分結(jié)構(gòu)。2）實(shí)驗(yàn)前完成預(yù)習(xí)及預(yù)習(xí)報(bào)告，3）按實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并填表，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。4）實(shí)驗(yàn)中要注意，集成電路工作時(shí)，將+5V電源及地線引入相應(yīng)管腳。五. 實(shí)驗(yàn)原理1組合邏輯電路的分析過程，一般分為如下三步進(jìn)行：1）由邏輯圖寫出輸出端的邏輯表達(dá)式；2）列出真值表；3）根據(jù)對真值表進(jìn)行分析，確定電路功能。2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程，一般分為如下四步進(jìn)行：圖8-2 組合邏輯電路設(shè)計(jì)方框圖&&&ABCFD圖8-3設(shè)計(jì)過程中，"最簡"是指電

26、路所用器件最少，器件的種類最少，而且器件之間的連線也最少。若用與非門設(shè)計(jì)電路圖，將最簡的與或表達(dá)式兩次求反即可。下例邏輯圖為8-3。例如：F=ABC+CD=六. 實(shí)驗(yàn)步驟一）、非門邏輯功能的測試1、基本邏輯功能測試?yán)脭?shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱上的電源、邏輯開關(guān)、電平指示燈對74LS00芯片的與非門進(jìn)行檢測。首先將實(shí)驗(yàn)箱上的+5V電源及地線（GND）用插接線正確接入74LS00芯片的相應(yīng)腳，再任選74LS00芯片中的一個(gè)與非門，按圖8-4接線，即A、B輸入端各接到一個(gè)邏輯開關(guān)的插孔實(shí)現(xiàn)高、低電平的輸入，Y輸出端接到電平指示燈插孔顯示輸出端是高電平還是低電平，按與非門真值表檢測功能。完成表8-1，若符合 邏

27、輯，則證明該門邏輯功能正常。表8-1 真值表A B Y 0 0   0 1   1 0   1 1    圖8-42）與非門的“封鎖”控制作用 將與非門的任一輸入端接“電位模擬信號”，其余輸入端中任取一個(gè)接單脈沖，剩余輸入端懸空。a. 接通電源，將模擬信號為“1”時(shí)，不斷輸入單脈沖，觀察輸出端Y的電平。b. 將模擬信號為“0”時(shí)，重復(fù)上述步驟。c. 畫出圖8-5中兩種不同狀態(tài)的波形，并總結(jié)出與非門作“封鎖”的控制作用。表82 真值表tttVAVBVy一圖8-5 控制門輸入端輸出端波形圖A B Y1 Y2 0 0     0

28、1     1 0     1 1     圖86           二）、分析組合邏輯電路的邏輯功能利用提供的二片74LS00集成芯片，邏輯開關(guān)用作輸入器件，電平指示燈作為輸出器件，搭接成圖8-6電路，按表8-2真值表要求輸入高、低電平，記錄輸出端Y1 、Y2的狀態(tài)。 提示：a、使用多塊芯片接線時(shí)，注意每塊芯片都要接電源和地線。      b、改接線路前，要先關(guān)電

29、源。三）、設(shè)計(jì)題： 1）、設(shè)在舉重比賽中，有A、B、C、D四個(gè)裁判，其中A為主裁判。當(dāng)三名以上裁判且必須有在內(nèi)按電鈕認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員上舉杠鈴合格后，顯示燈才亮，指示本次舉重成功，否則顯示燈不亮，舉重不成功。試用最少二輸入端與非門設(shè)計(jì)判斷舉重是否成功的邏輯電路。（設(shè)裁判認(rèn)為合格為“1”，舉重成功為“1”）2）、試用實(shí)驗(yàn)給定的兩片74LS00或74LS20芯片按所設(shè)計(jì)的邏輯電路圖接線，并檢查結(jié)果是否正確。七、報(bào)告要求1）整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并填表，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。2）總結(jié)組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)五  觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握集成J-K觸發(fā)器和D觸發(fā)器的邏輯

30、功能，學(xué)習(xí)用觸發(fā)器組成計(jì)數(shù)器。2. 掌握集成計(jì)數(shù)器74LS290的邏輯功能和使用方法。3. 學(xué)習(xí)中規(guī)模集成顯示譯碼器和數(shù)碼顯示器配套使用的方法。二、實(shí)驗(yàn)屬性：綜合性實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和器材數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱1臺；直流穩(wěn)壓電源1臺；信號發(fā)生器1臺；74LS112、74LS74、74LS290；譯碼顯示電路板等。四、實(shí)驗(yàn)要求1預(yù)習(xí)有關(guān)觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器的內(nèi)容。2預(yù)習(xí)有關(guān)譯碼器的工作原理。3繪出各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的詳細(xì)線路圖。4擬出各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所需的測試記錄表格。五、實(shí)驗(yàn)原理1觸發(fā)器常見的集成觸發(fā)器有D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，觸發(fā)器受時(shí)鐘脈沖觸發(fā)的方式有維持阻塞型和主從型。維持阻塞型又稱邊沿觸發(fā)方式，觸發(fā)狀態(tài)

31、的轉(zhuǎn)換發(fā)生在時(shí)鐘脈沖的上升或下降沿。而主從型觸發(fā)方式狀態(tài)的轉(zhuǎn)換分兩個(gè)階段，在CP=1期間完成數(shù)據(jù)存入，在CP從1變?yōu)?時(shí)完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 JK觸發(fā)器：在輸入信號為雙端的情況下，JK觸發(fā)器是功能完善、使用靈活和通用性較強(qiáng)的一種觸發(fā)器。本實(shí)驗(yàn)采用74LS112雙JK觸發(fā)器，是下降邊沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。引腳如圖9.1所示。圖9.1  74LS112雙JK觸發(fā)器外引線排列JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程為：J和K是數(shù)據(jù)輸入端，是觸發(fā)器狀態(tài)更新的依據(jù)，若J、K有兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入端時(shí)，組成“與”的關(guān)系。后沿觸發(fā)JK觸發(fā)器的功能如表9.1所示。JK觸發(fā)器常被用作緩沖存儲(chǔ)器，移位寄存器和計(jì)數(shù)器。表9.1

32、0; 74LS112雙JK觸發(fā)器邏輯功能表輸                入輸      出CPJK01×××1010×××0100×××不定不定11001110101101011111 D觸發(fā)器：在輸入信號為單端的情況下，常使用D觸發(fā)器。其輸出狀態(tài)的更新發(fā)生在CP脈沖的上升沿，故又稱為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)

33、器，觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時(shí)鐘到來時(shí)D端的狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)采用74LS74雙D觸發(fā)器，它是上升邊沿觸發(fā)的D觸發(fā)器。引腳如圖9.2所示。圖9.2  74LS74雙D觸發(fā)器外引線排列D觸發(fā)器的狀態(tài)方程為：D觸發(fā)器的應(yīng)用很廣，可用作數(shù)字信號的寄存、移位寄存、分頻和波形發(fā)生等。2計(jì)數(shù)器是一個(gè)用以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能的時(shí)序部件，它不僅可用來計(jì)脈沖數(shù)，還常用作數(shù)字系統(tǒng)的定時(shí)、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算以及其它特定的邏輯功能。計(jì)數(shù)器種類很多。按構(gòu)成計(jì)數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用一個(gè)時(shí)鐘脈沖源來分，有同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。根據(jù)計(jì)數(shù)體制的不同，分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。根據(jù)計(jì)數(shù)的增減趨勢，又分為加法、減

34、法和可逆計(jì)數(shù)器。還有可預(yù)置數(shù)和可編程序功能計(jì)數(shù)器等等。目前，無論是TTL還是CMOS集成電路，都有品種較齊全的中規(guī)模集成計(jì)數(shù)電路。使用者只要借助于器件手冊提供的功能表和工作波形圖以及引出端的排列，就能正確地運(yùn)用這些器件。圖9.3所示為二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器74LS290的外引線排列。圖9.3  計(jì)數(shù)器74LS290的外引線排列74LS290其內(nèi)部是由四個(gè)下降沿觸發(fā)的J-K觸發(fā)器組成的兩個(gè)獨(dú)立計(jì)數(shù)器。一個(gè)是二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，CP0為時(shí)鐘脈沖輸入端，Q0為輸出端；另一個(gè)是異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，CP1為時(shí)鐘脈沖輸入端，Q3 Q2 Q1為輸出端。R0A、R0B稱為異步復(fù)位（清零）端，S9A、S9B

35、稱異步置9端。其功能如表9.3所示。表9.3  74LS290異步計(jì)數(shù)器邏輯功能表輸            入輸         出復(fù) 位 端置  9  端Q3Q2Q1Q0R0AR0BS9AS9B110×000011×00000××1110010×0× 計(jì)    

36、60;    數(shù)×0×00××0×00×3譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示還用于數(shù)據(jù)分配、存貯器尋址和組合控制信號等。不同的功能可選用不同種類的譯碼器。（1） 七段發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，圖9.4為共陰管和共陽管的電路以及共陽LED七段數(shù)碼管外引線排列。                &

37、#160;    (a)                                            (b)圖9.4 

38、共陰管和共陽管的電路以及共陽LED七段數(shù)碼管外引線排列(a) 共陰管和共陽管的電路      (b)  共陽LED七段數(shù)碼管外引線排列一個(gè)LED數(shù)碼管可用來顯示一位09十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。小型數(shù)碼管（0.5吋和0.36吋）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）顏色不同略有差別，通常約為2-2.5V，每個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流在5-10mA。LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所表示的十進(jìn)制數(shù)字就需要有一個(gè)專門的譯碼器，有些譯碼器不但要完成譯碼功能，還帶有驅(qū)動(dòng)電路，以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管工作。（2）  BCD碼七段譯碼驅(qū)動(dòng)器

39、，此類譯碼器有共陽和共陰兩類。型號有74LS47（共陽）、74LS48（共陰）、CC4511（共陰）等。本實(shí)驗(yàn)采用共陽接法的74LS247 BCD七段顯示譯碼器，圖9.5為74LS247的外引線排列。表9.4為74LS247 BCD七段顯示譯碼器功能表。 圖9.5  74LS247的外引線排列表9.4  74LS247 BCD七段顯示譯碼器功能表十進(jìn)制功  能輸      入      端輸   出   端字形A3

40、A2 A1 A0a  b  c  d  e  f  g滅燈××0× × × ×1  1  1  1  1  1  1全滅試燈××1× × × ×0  0  0  0  0  0  0801110  0  0  00  0  0  0

41、0; 0  0  1011×10  0  0  11  0  0  1  1  1  1121×10  0  1  00  0  1  0  0  1  0231×10  0  1  10  0  0  0  1  1  0341×10  1  0&

42、#160; 01  0  0  1  1  0  0451×10  1  0  10  1  0  0  1  0  0561×10  1  1  00  1  0  0  0  0  0671×10  1  1  10  0  0  1  1  1