電子學(xué)方法實(shí)驗(yàn)教案

1、電子學(xué)方法實(shí)驗(yàn)教案第1頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四24、學(xué)生不得隨意拆裝實(shí)驗(yàn)室儀器5、密切注意各實(shí)驗(yàn)室中裝備、儀器、操作臺(tái)等部位的高壓標(biāo)記，嚴(yán)禁雙手觸摸6、嚴(yán)禁帶電進(jìn)行接線、調(diào)整電路元件等操作，電路搭接與元件插拔等操作應(yīng)保證在切斷電源的條件下進(jìn)行7、在進(jìn)行接線、調(diào)整電路元件等操作時(shí)，即使在知曉電源已切斷的情況下，也必須先以單手手背先試探性地觸碰一下實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以確認(rèn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)絕對(duì)不帶電，然后方可以手指(手心一面)觸摸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(如果手背觸電，則被彈開(kāi)；而如果手心觸電，則被緊握，無(wú)法松開(kāi)) 8、電烙鐵的使用必須限制在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)規(guī)定地點(diǎn)，使用結(jié)束之后必須將烙鐵插頭拔出電源插座

2、9、電烙鐵應(yīng)仔細(xì)擺放，嚴(yán)禁將烙鐵頭接觸電源線，嚴(yán)防觸電事故發(fā)生 第2頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四3 火災(zāi)安全事故緊急預(yù)案1、平時(shí)實(shí)驗(yàn)中心各實(shí)驗(yàn)室必須保證有二扇通往大樓走廊的可開(kāi)啟房門。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，實(shí)驗(yàn)室房門必須開(kāi)啟，不得鎖死。 2、如果發(fā)現(xiàn)著火，應(yīng)盡快大聲告知老師和其他同學(xué)，但決不可自行采取滅火行動(dòng)，以免傷亡事故擴(kuò)大。 3、如果得知有著火，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)以最快速度拉斷實(shí)驗(yàn)室總電閘門。如果實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師距離實(shí)驗(yàn)室總電閘門較遠(yuǎn)，則應(yīng)該告知距離實(shí)驗(yàn)室總電閘門最近的同學(xué)，盡快拉斷實(shí)驗(yàn)室總電閘門。 4、拉斷實(shí)驗(yàn)室總電閘門后，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師盡快組織廣大同學(xué)有秩序地從實(shí)驗(yàn)室二扇通往

3、大樓走廊的房門撤離，以保障學(xué)生的生命安全。 5、學(xué)生全部撤離實(shí)驗(yàn)室后，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師盡快通知實(shí)驗(yàn)中心器材室(物理樓520室，電話65642187) 。6、實(shí)驗(yàn)中心主任、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師及實(shí)驗(yàn)中心管理人員盡快通知上海市消防中心(電話119)，以實(shí)施救助 。 7、實(shí)驗(yàn)中心全體教師、工作人員應(yīng)該盡快使用消防工具進(jìn)行滅火，盡量將火災(zāi)控制在最小范圍 。8、在整個(gè)火災(zāi)事故處理過(guò)程中，廣大同學(xué)要保持秩序，切忌慌亂，以免事故損失的擴(kuò)大。聽(tīng)從老師的指揮，協(xié)助做好事故處理工作 。第3頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四4 關(guān)于模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收的說(shuō)明： 1、學(xué)生在進(jìn)行新實(shí)驗(yàn)之前必須預(yù)

4、習(xí)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)并畫出完整的實(shí)驗(yàn)原理圖，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)原理部分主要由預(yù)習(xí)報(bào)告構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在新實(shí)驗(yàn)講解之后應(yīng)檢查學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告，作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度考核內(nèi)容之一。 2、學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)規(guī)程和實(shí)驗(yàn)步驟要求進(jìn)行，電路連線應(yīng)清晰、規(guī)范，正確安全使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，認(rèn)真填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、表格、波形圖等，實(shí)驗(yàn)教師在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，應(yīng)檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性，并抽查學(xué)生部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，杜絕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)抄寫和胡亂搭建實(shí)驗(yàn)線路現(xiàn)象。學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（元器件參數(shù)、必要的線路圖、測(cè)量數(shù)據(jù)、信號(hào)波形參數(shù)等）應(yīng)由指導(dǎo)教師簽字并作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的附件，在交實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)一并上交，學(xué)

5、生實(shí)驗(yàn)報(bào)告第二部分應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)步驟、測(cè)量方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理。 3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的第三部分主要包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論；故障現(xiàn)象分析以及思考題回答。 第4頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四5模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)考核方式：以平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末考試成績(jī)綜合評(píng)定，其中平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)占80%左右，期末考試成績(jī)占20%左右，平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)部分具體評(píng)定方法如下：1、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)紀(jì)律占平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的10%左右。主要根據(jù)學(xué)生有無(wú)遲到、早退、無(wú)故曠課現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告是否認(rèn)真、實(shí)驗(yàn)中有無(wú)大聲喧嘩、是否愛(ài)護(hù)實(shí)驗(yàn)器材等方面評(píng)定。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和過(guò)程占平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的70%左右。該部分主要根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)情

6、況評(píng)定，具體可按照下面三部分實(shí)驗(yàn)情況綜合評(píng)定：（1） 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（2） 選做實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)的提高部分。（3） 創(chuàng)造性、獨(dú)特性發(fā)揮部分。各部分視學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成情況、實(shí)驗(yàn)方案有無(wú)創(chuàng)新成分和獨(dú)特性見(jiàn)解、實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)改進(jìn)性措施等綜合評(píng)定。3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的20%左右。主要根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告理論推導(dǎo)有無(wú)錯(cuò)誤、參數(shù)計(jì)算是否正確、實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果記錄是否完整客觀、故障分析是否合理、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題回答是否正確等評(píng)定。 第5頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四6實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及常規(guī)儀器設(shè)備使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆帐静ㄆ?、信?hào)發(fā)生器、穩(wěn)壓電源、實(shí)驗(yàn)板、面包板等常規(guī)儀器和設(shè)備的工作原理、

7、使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：1、示波器基礎(chǔ)知識(shí)及使用簡(jiǎn)介： 普通示波器一般由以下五部分的組成： 垂直系統(tǒng)、水平系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、觸發(fā)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng) 垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)： 對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行比例變換，使之能在屏幕上表現(xiàn)出來(lái)。示波器可以顯示峰峰值電壓為幾毫伏到幾十伏的信號(hào)。因此必須把不同幅度的信號(hào)進(jìn)行變換以適應(yīng)屏幕的顯示范圍，這樣就可以按照標(biāo)尺刻度對(duì)波形進(jìn)行測(cè)量。為此就要求對(duì)大信號(hào)進(jìn)行衰減、對(duì)小信號(hào)進(jìn)行放大。示波器的靈敏度或衰減器控制就是為此而設(shè)置的。第6頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四7水平系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)： 為了描繪一幅圖形，我們必須要有水平和垂直兩個(gè)方向的信息。示波器描繪軌跡表明信號(hào)

8、隨時(shí)間的變化情況，因此其水平偏轉(zhuǎn)必須和時(shí)間成正比。示波器中控制水平偏轉(zhuǎn)，即X軸的系統(tǒng)稱為時(shí)基。在示波器里有一個(gè)精確的掃描發(fā)生器。它使得電子束以精確的、用戶可選擇的速度在屏幕上掃描。第7頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四8觸發(fā)系統(tǒng)：示波器如何保證在電子束掃過(guò)屏幕時(shí)每次都準(zhǔn)確地掃過(guò)相同的路徑呢？解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵在于觸發(fā)電路。如果沒(méi)有觸發(fā)電路，你在屏幕上看到的將會(huì)是具有隨機(jī)起始點(diǎn)的很多波形雜亂重疊的圖象。而觸發(fā)電路的作用就在于保證每次時(shí)基在屏幕的掃描的時(shí)候，時(shí)基掃描都從輸入信號(hào)上的一個(gè)精確確定的點(diǎn)開(kāi)始。第8頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四9觸發(fā)源：

9、它決定觸發(fā)信號(hào)從哪里獲得。在多數(shù)情況下，觸發(fā)信號(hào)來(lái)自輸入信號(hào)本身。所以如果只使用一個(gè)通道，那么觸發(fā)源就設(shè)置為該通道。如果使用多個(gè)通道，那么觸發(fā)源可以從這些通道中選取。觸發(fā)電平：觸發(fā)電平控制機(jī)構(gòu)設(shè)置選定觸發(fā)源的信號(hào)欲使觸發(fā)電路啟動(dòng)時(shí)基掃描所必須跨越的電壓電平值。觸發(fā)斜率：觸發(fā)斜率控制機(jī)構(gòu)決定觸發(fā)發(fā)生于觸發(fā)源信號(hào)的上升沿（正斜率）或者下降沿（負(fù)斜率）觸發(fā)耦合 ：以決定選定的觸發(fā)源信號(hào)送往觸發(fā)電路的耦合方式第9頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四10觸發(fā)電路的作用就是保證每次時(shí)基在屏幕上掃描的時(shí)候，都從輸入信號(hào)上與定義的觸發(fā)點(diǎn)相同的點(diǎn)開(kāi)始，這樣每一次掃描的波形就同步的，從而顯示

10、穩(wěn)定的波形，見(jiàn)圖b；沒(méi)有觸發(fā)電路在屏幕上看到的將會(huì)是具有隨機(jī)起點(diǎn)的很多波形雜亂重疊的圖象，見(jiàn)圖a 。觸發(fā)是使用示波器最麻煩的一點(diǎn)，示波器提供了許多觸發(fā)方式，可根據(jù)測(cè)量問(wèn)題加以應(yīng)用。作為數(shù)字示波器來(lái)說(shuō)，觸發(fā)實(shí)際上參與了確定波形的存儲(chǔ)起點(diǎn)。不正常觸發(fā)正常觸發(fā)ab第10頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四11Tektronix TDS 210SAVE/RECALLMEASUREACQUIREAUTOSETUTILITYCURSORDISPLAYHARDECOPYRUN/STOPPOSITIONPOSITIONPOSITION VERTICALHORIZONTALTRIGGERM

11、ATHMENUCURSOR 1CURSOR 2 CH1MENU CH2MENUHORIZONTAL MENU LEVELHOLDOFFTRIGGER MENU SET LEVEL TO 50%FORCE TRIGGERTRIGGER VIEWVOLT/DIVVOLT/DIVSEC/DIV5V2mv5V2mv5s5nsCH1CH2EXT TRIG! 300VCAT 11三、數(shù)字示波器TDS210使用簡(jiǎn)介第11頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四12水平刻度垂直刻度觸發(fā)電平刻度格線第12頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四13顯示區(qū)：顯示區(qū)除了進(jìn)行波形顯

12、示外，還包括許多有關(guān)波形和儀器控制所設(shè)定值TekTTriTrigdM Pos： -8.200uSCH1耦 合直 流帶寬限制關(guān)60MHz伏/格粗調(diào)探頭X1反相關(guān)閉Ch1 500mV M5.00uS Ch1 -160mV獲取方式，通過(guò)ACQUIRE設(shè)置觸發(fā)狀態(tài)，觸發(fā)方式通過(guò)TRIGGER設(shè)置觸發(fā)水平位置，可用HORIZONTAL POSITION設(shè)置，讀數(shù)顯示觸發(fā)水平位置與屏幕中心線的時(shí)間偏差菜單區(qū)，通過(guò)CH1或其它按鈕控制觸發(fā)電平通過(guò)TRIGGER LEVEL控制觸發(fā)電平的數(shù)據(jù)觸發(fā)類型，圖示為上升沿通過(guò)TRIGGER MENU 控制視窗時(shí)基設(shè)定值水平標(biāo)尺系數(shù)垂直標(biāo)尺系數(shù)1波形的接地基準(zhǔn)點(diǎn)第13頁(yè)

13、，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四14POSITIONPOSITION VERTICALMATHMENUCURSOR 1CURSOR 2 CH1MENU CH2MENUVOLT/DIVVOLT/DIV5V2mv5V垂直按鈕及波形輸入菜單：耦 合直 流關(guān)粗調(diào)探頭X1反相關(guān)閉帶寬限制伏/格耦合方式：直流通過(guò)輸入信號(hào)的交流和直流成分；交流阻擋輸入信號(hào)的直流成分；接地則斷開(kāi)輸入信號(hào)帶寬限制：開(kāi)20MHz限制帶寬，以減少噪音；伏/格：用于選擇垂直靈敏度。探頭：根據(jù)探極衰減系數(shù)選取其中一個(gè)值，以保證垂直標(biāo)尺讀數(shù)準(zhǔn)確反相：輸入信號(hào)要否反相控制菜單的選擇按鍵用于在垂直方向定位波形打開(kāi)或關(guān)

14、閉通道顯示并顯示通道輸入菜單顯示波形數(shù)學(xué)操作菜單，如波形加、減、FFT等選擇垂直方向標(biāo)尺系數(shù)操作FFTCH1窗口HamingFFT縮放X1第14頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四15水平控制按鈕及觸發(fā)控制按鈕：POSITIONVERTICALTRIGGERHORIZONTAL MENU LEVELHOLDOFFTRIGGER MENU SET LEVEL TO 50%FORCE TRIGGERTRIGGER VIEWSEC/DIV5s5ns調(diào)整所有通道的水平位置水平菜單主時(shí)基視窗設(shè)定觸發(fā)鈕電平釋抑500ns視窗擴(kuò)展改變水平標(biāo)尺系數(shù)這個(gè)按鈕具有雙重作用，作為邊沿觸發(fā)電平控

15、制按鈕，它設(shè)定觸發(fā)信號(hào)必須通過(guò)的振幅；作為釋抑（通過(guò)HORIZONTAL MENU 選擇觸發(fā)和釋抑）控制鈕，它設(shè)定接收下一個(gè)觸發(fā)事件之前的時(shí)間值。觸發(fā)功能菜單視頻邊沿上升自動(dòng)斜率耦合交流觸發(fā)方式觸發(fā)電平設(shè)定在觸發(fā)信號(hào)幅值的垂直中點(diǎn)強(qiáng)行觸發(fā)，不管是否有足夠的觸發(fā)信號(hào)，都會(huì)自動(dòng)獲取觸發(fā)源觀察，顯示觸發(fā)源波形第15頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四16MEASUREACQUIREAUTOSETUTILITYCURSORDISPLAYHARDECOPYRUN/STOPSAVE/RECALL儲(chǔ)存/調(diào)出獲?。河腥?、峰值檢測(cè)和平均值幾種獲取方式測(cè)量：有5種測(cè)量并且同時(shí)顯示四種測(cè)量結(jié)

16、果輔助功能自動(dòng)設(shè)置：自動(dòng)設(shè)定、調(diào)節(jié)各種控制值，以產(chǎn)生適宜觀察的輸入信號(hào)波形。有時(shí)需要輔助手工調(diào)整，特別在顯示各種調(diào)制波形時(shí)。出現(xiàn)測(cè)量光標(biāo)和光標(biāo)功能菜單選擇波形顯示方式和改變顯示對(duì)比度啟動(dòng)打印操作啟動(dòng)和停止波形獲取實(shí)例：1、將通道1的探頭連接到信號(hào)源。2、按下自動(dòng)設(shè)置按鈕。3、手動(dòng)調(diào)整垂直、水平、觸發(fā)三類控制按鈕，使波形顯示達(dá)到最佳。4、進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量：按下MEASURE按鈕顯示測(cè)量菜單，按下頂部菜單選擇信源，按下CH1進(jìn)行測(cè)量，再按下頂部菜單選擇類型，按下第一個(gè)CH1菜單以選擇頻率，按下第二個(gè)CH1菜單選擇周期，按下第三個(gè)CH1菜單選擇峰峰值。也可以多次按下CH1菜單，進(jìn)行頻率、平均值等的測(cè)量。

17、第16頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四17四、示波器探頭X1檔探頭第17頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四18Rp (9 M)和Cp位于探頭尖端內(nèi)，Rp為探頭輸入阻抗,Cp為探頭輸入電容R1 (1 M)表示示波器的輸入阻抗C1 表示示波器的輸入電容和同軸電纜等效電容以及探頭補(bǔ)償箱電容的組 合值. 對(duì)于一個(gè)6feet的電纜就存在60pF容性，加上一般示波器的20pF的輸入電容以及一些雜散，大致為90pF左右。根據(jù)1：10的分壓，探頭的輸入電容應(yīng)該為10pF左右 在使用X10檔測(cè)量時(shí)，為了精確地測(cè)量，兩個(gè)RC時(shí)間常量（RpCp和R1C1）必須相等

18、X10檔探頭第18頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四低通高通X10檔的探頭補(bǔ)償19第19頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四20低通高通第20頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四21X1檔 和 X10檔區(qū)別：1.輸入阻抗不同2.X10檔經(jīng)過(guò)衰減，輸入信號(hào)范圍更大3.X10檔經(jīng)過(guò)探頭補(bǔ)償，H對(duì)頻率不敏感選擇：1.對(duì)于內(nèi)阻較高的信號(hào)源，應(yīng)優(yōu)先選X10檔探針。2.如被測(cè)信號(hào)太小，就只好用X1檔探針。3.如被測(cè)信號(hào)頻率較高（1MHz），使用X10檔探針。第21頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四直流耦合與交流耦合

19、交流耦合22第22頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四選擇：1.只想觀測(cè)交流信號(hào)，想排除直流成分時(shí)用交流耦合。2.想觀測(cè)信號(hào)中的直流成分時(shí)，用直流耦合。3.信號(hào)頻率較低，用直流耦合。直流耦合與交流耦合23第23頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四24五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、示波器10檔探頭補(bǔ)償電容調(diào)試。2、正弦波信號(hào)測(cè)量：信號(hào)源分別產(chǎn)生頻率為1Hz、10Hz、100Hz、100KHz、1MHz、10MHz、16MHz，幅度為2.5V的正弦波，用AC、DC耦合示波器探頭1和10檔分別進(jìn)行測(cè)量，記錄示波器測(cè)量的信號(hào)頻率和對(duì)應(yīng)的幅度。3、測(cè)量矩形波信號(hào)的上升時(shí)間

20、和下降時(shí)間：信號(hào)源產(chǎn)生頻率為2KHz幅度為2.5V的方波，用示波器的DC耦合示波器探頭為10測(cè)量信號(hào)的上升時(shí)間和下降時(shí)間。4、測(cè)量直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓：直流電源分別輸出5V、15V、-15V，用示波器 探頭1測(cè)量直流電源輸出。第24頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四25實(shí)驗(yàn)二：運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路一、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本單元實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。二、預(yù)習(xí)要求：實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)運(yùn)算放大器基本使用及調(diào)試方法、運(yùn)放應(yīng)用電路及電路性能指標(biāo)的測(cè)試方法。第25頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四261.反向放大器

21、選擇 ,以減少電路失調(diào)。2.同向放大器 選擇 ,以減少電路失調(diào)。 :跟隨器第26頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四273.積分電路 選擇 ,以減少電路失調(diào)。 :大電阻，減少輸出端直流漂移4.微分電路 選擇 ,以減少電路失調(diào)。:小電阻，防止高頻干擾和自激 第27頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四28三、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、同相和反相比例運(yùn)算電路設(shè)計(jì)與測(cè)試： 放大器電壓增益分別為KV=1和10，要求測(cè)量不失真輸出動(dòng)態(tài)范圍Vopp 和放大器的幅頻特性。 直流電源電壓VCC=+8V， VSS=-8V 。 2、運(yùn)放積分電路和微分電路設(shè)計(jì)與測(cè)試： 運(yùn)放積分電

22、路：輸入一定頻率的矩形波Vipp =5V，調(diào)節(jié)積分電路時(shí)間常數(shù)，記錄不同時(shí)間常數(shù)對(duì)輸出三角波的影響。開(kāi)始選RC為5.1K和0.01uF。運(yùn)放微分電路：輸入一定頻率的三角波Vipp =5V，調(diào)節(jié)微分電路時(shí)間常數(shù)，記錄不同時(shí)間常數(shù)對(duì)輸出矩形波的影響。開(kāi)始選RC為5.1K和0.01uF。信號(hào)頻率fVippRCVopp理論Vopp實(shí)際第28頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四29四、設(shè)計(jì)及調(diào)試注意事項(xiàng)； 1、注意運(yùn)放電源不能反接：對(duì)應(yīng)左邊電路接線圖如右所示： 2、積分電路電容兩端并接電阻可以減小輸出端的直流漂移， 微分電路在輸入端串接電阻可抑制高頻干擾和自激。第29頁(yè)，共85頁(yè)，

23、2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四303、考慮運(yùn)放的負(fù)載能力和功耗（最大500mW），運(yùn)放的負(fù)載 電阻不可過(guò)小。4、電源線的接法第30頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四31面包條5、面包板的使用第31頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四32面包板第32頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四33面包板第33頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四346、電阻色環(huán)第34頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四35第35頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四36一、實(shí)驗(yàn)

24、原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本單元實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。二、預(yù)習(xí)要求：實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)測(cè)量放大器和有源濾波器設(shè)計(jì)的基本概念和和主要元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電路性能指標(biāo)的測(cè)試方法。實(shí)驗(yàn)三、測(cè)量放大器第36頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四37第37頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四381.第一級(jí)放大電路第38頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四39差模信號(hào)等效電路第39頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四40共模信號(hào)等效電路第40頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分

25、，星期四412.第二級(jí)差分放大電路因此當(dāng) 時(shí)從而 第41頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四3.第三級(jí)濾波電路 二階巴特沃斯低通濾波器 6個(gè)未知數(shù)，3個(gè)方程 取 , 以方便設(shè)計(jì) 先確定電容值，再確定電阻值 電阻可以并、串聯(lián) P64頁(yè)有設(shè)計(jì)實(shí)例42第42頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四二階巴特沃斯高通濾波器 5個(gè)未知數(shù)，3個(gè)方程 取 以方便設(shè)計(jì)43第43頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四44三、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、當(dāng)輸入信號(hào)的峰-峰值Vspp=1mV時(shí)，輸出信號(hào)的 峰-峰值 Vopp=1V。 建議第1級(jí)放大100倍，第2級(jí)放大

26、5倍，第3級(jí)放大2倍。 2、輸入阻抗Ri1M R取1M，理論Ri=2M 3、頻率特性：f（-3dB）=2Hz-1kHz 4、共模抑制比 CMRR70dB 實(shí)驗(yàn)需對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、記錄 測(cè)量方法，請(qǐng)閱讀書上P5頁(yè)部分的內(nèi)容。 閱讀書上P9頁(yè)部分內(nèi)容，教你如何布板。第44頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四45四、設(shè)計(jì)及調(diào)試注意事項(xiàng)； 1、設(shè)計(jì)時(shí)考慮電路的實(shí)際性能，從減少噪聲和提高共模抑制比的角度，一般第一級(jí)增益要大一些?？紤]運(yùn)放的負(fù)載能力，運(yùn)放負(fù)載電阻的選取不能太小。R的選取和輸入阻抗的要求及運(yùn)放的偏置電流有關(guān)。調(diào)試時(shí)可分級(jí)調(diào)試。 2、實(shí)驗(yàn)中的輸入信號(hào)Vs應(yīng)是浮空的交流信

27、號(hào)，而我們用來(lái)調(diào)試的信號(hào)源一端接地，由于信號(hào)源內(nèi)阻趨于零，又往往有直流電平輸出，故輸入端的接法可如圖2-7所示（下頁(yè)圖）。圖中C1是隔直電容，對(duì)低頻特性有影響，故不能取得太小(用474)，C2 (用474)使另一端交流接地，又不影響直流平衡。 3、 在測(cè)量濾波器的幅頻特性時(shí)，可以用示波器測(cè)量放大器的幅頻特性的方法測(cè)量，用示波器直接觀察截止頻率處的波形衰減情況。第45頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四46第46頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四474、濾波器的設(shè)計(jì)：任何高階濾波器都可由一階和二階濾波器串聯(lián)而成，設(shè)計(jì)大致分為以下幾步（1）、根據(jù)衰減要

28、求確定濾波器的階數(shù)n。（2）、選擇具體的電路形式。（3）、根據(jù)電路的傳遞函數(shù)和查表（見(jiàn)講義）后得到的濾波器的傳遞函數(shù)，建立起系數(shù)的恒等方程組。先定電容的序列值，再解方程組得到電路中其它元件的具體數(shù)值。五、提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 設(shè)計(jì)一個(gè)二階帶阻濾波器，要求f0=50Hz，Q=2.5。將帶阻濾波器與你設(shè)計(jì)的測(cè)量放大器(fH=30Hz)連接觀察自己的心電圖波形。第47頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四48六、參數(shù)測(cè)量1. 輸入阻抗Ri前提：忽略信號(hào)源內(nèi)阻 取值要適當(dāng) 不要太大，保證輸出不失真信號(hào)頻率應(yīng)選在所需工作頻率第48頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四4

29、92. 輸出阻抗Ro 取值要適當(dāng) 不要太大，保證輸出不失真信號(hào)頻率應(yīng)選在所需工作頻率第49頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四503. 輸大倍數(shù)Av第50頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四51實(shí)驗(yàn)四、晶體管輸出特性曲線測(cè)試電路一、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本實(shí)驗(yàn)講義開(kāi)始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請(qǐng)自行參閱有關(guān)部分。二、預(yù)習(xí)要求：實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)矩形波、鋸齒波、階梯波電路設(shè)計(jì)的基本概念和主要元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電路性能指標(biāo)的測(cè)試方法。三、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、矩形波的f500Hz，占空比為5%。 2、階梯波的級(jí)數(shù)能從4-10變化，V為1V。 3、鋸齒波

30、（0-7V）、階梯波從零值附近開(kāi)始。 4、各級(jí)輸出波形符合要求后接入被測(cè)三極管，觀察輸出特 性曲線。 5、分別用示波器和特性曲線儀測(cè)量 ，記錄比較。第51頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四52三極管特性曲線第52頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四53第53頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四54第54頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四55一階電路的三要素法運(yùn)放2號(hào)腳的電壓r(t)1.從 充電至2.從 放電至 解得第55頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四C2、R5越小，脈沖越窄，

31、每次充電電量越小R6越大，充電電流越小，每次充電電量越小C3越大，每次跳變電壓越小R5、R6取千歐量級(jí)56第56頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四57第57頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四58第58頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四59四、設(shè)計(jì)提示：1、R1、R2、R3、R4取值決定矩形波的振蕩周期，公式 為： T=（R1+R2）C1ln（1+2R3/R4） 而R1、R2的取值決定矩形波的占空比。2、R5、C2構(gòu)成微分電路，其取值與尖脈沖的高度和寬度有 關(guān)也會(huì)影響后面階梯波的形狀，R6、C3取值與階梯波臺(tái)階 大小有關(guān)。3

32、、D3、D7主要考慮鋸齒波、階梯波從零值附近開(kāi)始而設(shè)置 的補(bǔ)償電壓，R11、R12是二極管限流電阻。4、R9、R10的取值決定鋸齒波上升和下降的快慢。5、R13的取值應(yīng)使被測(cè)三極管工作在放大區(qū)。第59頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四606、各電阻、電容的值的確定可以先定電容的序列值，再依據(jù) 相關(guān)公式計(jì)算電阻的值。7、注意示波器的接地端接機(jī)殼，直流電源的公共端不與示 波器的接地端相連，避免被測(cè)三極管C、E短路。五、提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、改進(jìn)電路，使示波器顯示的輸出特性曲線無(wú)回掃線。 2、自行設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)輸出特性曲線顯示更符合平時(shí)的習(xí)慣， 即X軸應(yīng)顯示Vce而不是-Vce。

33、第60頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四61實(shí)驗(yàn)五、綜合實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)單元共安排4個(gè)實(shí)驗(yàn)題目供同學(xué)們選做，實(shí)驗(yàn)題目如下：實(shí)驗(yàn)一：計(jì)數(shù)型控制器設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)二：智力競(jìng)賽搶答計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)三：數(shù)字信號(hào)三位數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)四：直流數(shù)字電壓表 器件資料：第61頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四62器件列表注意：發(fā)的數(shù)字器件都是5V TTL電平標(biāo)準(zhǔn)！型號(hào)說(shuō)明74LS002輸入與非門74LS04非門74LS14施密特非門74LS204輸入與非門74LS74觸發(fā)器74LS75鎖存器74LS934位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS123單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS161可預(yù)置數(shù)

34、的4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS194可預(yù)置數(shù)的4位移位寄存器74LS2494-7譯碼器74LS390雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器NE555/LM555定時(shí)器DAC0832DA轉(zhuǎn)換器第62頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四63實(shí)驗(yàn)一：計(jì)數(shù)型控制器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：試設(shè)計(jì)一控制器，要求控制器在開(kāi)機(jī)T秒后啟動(dòng)某節(jié)拍分配器開(kāi)始工作，而在節(jié)拍分配器運(yùn)轉(zhuǎn)N秒后自行停止，以后不斷重復(fù)執(zhí)行。T和N值可根據(jù)一組開(kāi)關(guān)的預(yù)置值進(jìn)行選擇，節(jié)拍分配器的輸出要求按下列程序工作：第63頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四64計(jì)數(shù)型控制器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1、彩燈的循環(huán)顯示可移位寄存器74LS194實(shí)現(xiàn)，

35、設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)74LS194左移、右移和置數(shù)端子的控制?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)可用74LS93實(shí)現(xiàn)。2、起停控制可通過(guò)兩個(gè)計(jì)數(shù)器控制D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的閘門控制。第64頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四65第65頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四66振蕩電路 第66頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四67復(fù)位電路 第67頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四68置數(shù)第68頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四69組合邏輯1第69頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四70

36、組合邏輯2如果沒(méi)有組合邏輯2，則狀態(tài)1、2、4下的LED點(diǎn)亮滿足設(shè)計(jì)要求。但狀態(tài)3的輸出不滿足條件。如果沒(méi)有組合邏輯2，在狀態(tài)3下，LED的點(diǎn)亮順序?yàn)槎蟮捻樞驗(yàn)閾?jù)此設(shè)計(jì)組合邏輯2第70頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四71LED驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓約2V，亮度適中需要5-10mA電流。74系列IO口高電平輸出5V。據(jù)此計(jì)算限流電阻大小。排組第71頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四72搭建和調(diào)試步驟第72頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四73實(shí)驗(yàn)二：智力競(jìng)賽搶答計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：搶答電路能允許三組同學(xué)同時(shí)參加競(jìng)賽

37、，在宣布了題目后，只要三組同學(xué)要求答題（通過(guò)開(kāi)關(guān)）的時(shí)間差在100ns以上，電路應(yīng)能予以判別，一旦某組搶到了答題權(quán)利，其他兩組的搶答權(quán)利既自動(dòng)取消。電路能給出誰(shuí)首先搶到了答題權(quán)利的閃光顯示信號(hào)。搶答所用時(shí)間由計(jì)時(shí)電路告知，要求計(jì)時(shí)電路顯示時(shí)間精確到秒，最大顯示時(shí)間為90秒。一旦時(shí)間大于等于三分鐘，電路自動(dòng)停止計(jì)數(shù)，并取消所有同學(xué)的搶答權(quán)利。計(jì)時(shí)和搶答電路既受裁判控制，也受智力競(jìng)賽搶答獲勝者控制。 智力競(jìng)賽搶答計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1、搶答器可以用鎖存器或觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，也可以直接用與非門互鎖實(shí)現(xiàn)。2、計(jì)時(shí)系統(tǒng)可用計(jì)數(shù)器390和譯碼器249實(shí)現(xiàn)。第73頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四74搶答判決第74頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期四7