电工电子学实验指导(下).docx

实验七 常用电子仪器的使用和电子器件的检测 一 实验目的：1.了解数字示波器、函数信号发生器、交流毫伏表和数字万用表的用途及主要指标。2.了解上述仪器的操作及使用，初步掌握用示波器观察正弦信号的波形、定量测出正弦交流信号的波形参数的方法。3.学习使用万用表检测电子元器件的方法。二 实验设备和器材：1.DS1062CA数字示波器；F20型数字合成函数信号发生器/计数器；YB2172数字交流毫伏表；2.直流稳压电源；数字万用表；电子元器件三 实验原理(电路)：在电子电路实验中，常用电子仪器是电子技术基础实验的基本设备，正确使用各种电子仪器、正确地识别和检测电子元器件，是完成单元电路制作、调整测试和故障处理最基本的技能。在电子电路基础实验中，常用的电子仪器及其相互关系如图1所示。 图1 图2四 实验内容(表格)：1.由数字信号发生器给出 f = 1 kHz，Ui = 1 V的正弦波信号，用数字式交流毫伏表测量该正弦信号的大小，并用示波器观察该信号的波形，并测试该正弦信号的周期、有效值、峰峰值。将波形及波形的相关参数记入表1。表1波形周期T有效值峰峰值vf 2.由数字信号发生器给出f = 1 kHz，Ui =10 mV的正弦信号，用示波器观察波形并测试其周期有效值，峰峰值。3.常用元器件检测练习(1)按图2给出的电位器端子号，测量l0k电位器，结果填入表2。表2 电位器测量 阻 值顺时针旋转到底 旋至中间 逆时针旋转到底 R13 Rl2 R23(2)按表3给出的项目定性测试二极管表3 二极管定性检测正向电阻反向电阻型 号阻值档位阻值档位材 料2AP9IN4148五 实验思考题：1.数字信号发生器输出的信号频率范围及幅度范围是多少？频率调整方式有几种？幅度调整方式有几种？2.如何由信号发生器给出f = 1KHz,Vi = 1V的正弦波？实验八 三极管及其单级共射放大电路 一 实验目的：1.了解晶体三极管的命名方法和主要技术指标，学习识别其类型和管脚的技能。2.学习共射极放大电路静态工作点的测量与调整，研究静态工作点对放大电路动态性能的影响。3.学习放大电路主要性能指标（电压放大倍数）的测量方法。二 实验设备和器材：1.数字示波器；数字函数信号发生器；数字交流毫伏表；数字万用表；电子学综合实验装置2.单管放大器实验板。三 实验原理(电路)：工作点稳定的分压式共射放大电路，它既有电流放大作用，又有电压放大作用。该电路信号从基极输入，集电极输出。输入电阻与相同材料的二极管正向偏置电阻相当，输出电阻较高，且输出电压与输人电压反相，故用于小信号的放大，或用于多级放大电路的中间级。实验参考电路如图1所示。图1单级共射放大电路四 实验内容(表格)：1.测量电路在线性放大状态时的静态工作点 按图1所示电路，接通直流电源前，先将Rp调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通+12V电源，调节Rp，使 Ic = 2.0 mA（即UE = 2.0 V）。用数字万用表直流电压表档测量UB、UE、Uc及用万用表档测量Rb11值，并记入表1。表1测量值计算值UB（V）UE（V）Uc（V）Rb11（k）UBE（V）UCE（V）Ic（mA）IB（A）2.测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为l kHz，Ui 10 mV的正弦信号，同时用示波器观察放大器输出电压Uo波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的Uo值，并用双踪示波器观察Uo和Ui的相位关系，记入表2。表2Rc（k）RL（k）Uo（V）AVUi / Uo波形五 实验思考题：1. 总结Rc、RL及静态工作点对放大器电压放大倍数的影响。2. 讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。实验九 三极管及其单级共射放大电路（二） 一 实验目的：1.研究静态工作点对放大电路动态性能的影响。2.学习放大电路输入电阻、输出电阻的测量方法。二 实验设备和器材：1.数字示波器；2.数字函数信号发生器；3.数字交流毫伏表；4.数字万用表；5.单管放大器实验板。三 实验原理(电路)：1基本放大电路工作点稳定的分压式共射放大电路工作点稳定的分压式共射放大电路，它既有电流放大作用，又有电压放大作用。该电路信号从基极输入，集电极输出。输入电阻与相同材料的二极管正向偏置电阻相当，输出电阻较高，且输出电压与输人电压反相，故用于小信号的放大，或用于多级放大电路的中间级。参考电路如图1所示。图1 共射极单管放大器参考电路放大电路的动态主要指标，有电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro，以及最大不失真输出电压Uomax等。 四 实验内容(表格)：1.观察静态工作点对电压放大倍数的影响置Rc = 2.4 k，RL = ，适量调节Rp，用示波器监视输出电压波形，在Uo不失真的情况下，测量数组Ic和Uo值，记入表1。表1Ic（mA）Uo（V）AV2.测量输入电阻和输出电阻置Rc = 2.4 k，RL = 2.4 k，Ic = 2.0 mA。输入f =1 kHz的正弦信号，在输出电压不失真的情况下，用交流毫伏表测出Us，Ui和UL，并记入表2。保持Us不变，断开RL，测量输出电压Uo，记入表2。表2Ri（k）Ro（k）Us（mV）Ui（mV）测量值计算值UL（V）Uo（V）测量值计算值五 实验思考题：(1)总结Rc、RL及静态工作点对放大器输入电阻和输出电阻的影响。 (2)讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。实验十 集成运算放大器的基本应用 一 实验目的：1.掌握运算放大器的正确使用方法2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法，重点掌握积分器输入、输出波形的测量和描绘方法。二 实验设备和器材：实验电子器件、直流稳压电源、直流稳压电源、数字万用表。三 实验原理(电路)：1.比例运算电路比例运算是应用最广泛的一种基本运算电路，可分为反相比例运算和同相比例运算。电路分别如图1中（a）和（b）所示。 （a）反相比例运算 （b）同相比例运算 （c）反相求和运算 （d）差分减法运算 图12.反相求和运算电路如图1（c）所示。理想条件下，图1（c）所示反相求和运算电路的输出电压与输入电压的关系式为3.差分减法运算 电路如图1（d）所示。理想条件下，图1（d）所示差分减法运算电路的输出电压与输入电压的关系式为四 实验内容(表格)：选择集成运放芯片，确定各电阻并连接电路，电阻一般选择l0lOOk，同时注意电阻R的选择应满足输入电阻平衡。调零后，加入直流信号，用万用表测量输出电压。将测量值与理论值比较，计算相对误差。1.反相比例运算按图1（a）连接电路，对电路进行调零。输入2种不同幅值的，测量，将测量结果和计算值填人表1中。2.按图（b）连接电路，对电路进行调零。输入2种不同幅值的，测量，将测量结果和计算值填入表1中。表1mVmV测量值理论值误差()反相比例5001000同相比例50010003.反相求和运算按图1（c）连接电路，对电路进行调零。按表2要求输入2组幅值不同的输入信号，分别测量输出值，并与理论值比较，计算误差，填人表24.差分减法运算 按图1（d）连接电路，对电路进行调零。按表2求输入2组幅值不同的输入信号，分别测量输出值，并与理论值比较，计算误差，填入表2。表2加、减运算计算与测试数据输入信号mV输出信号mVUi1Ui2测量值理论值误差()反相求和运算 200 300 400 100加减混合运算 400 300 200 400五 实验思考题：1.计算理论值并与实测值比较，分析误差原因。2.在上述运算电路中为什么要求两输入端所接电阻满足平衡? 实验十一 集成稳压电源 一 实验目的：1.掌握集成稳压电源的组成原理。2.了解三端集成稳压器的特点及应用方法。3.学习集成稳压电源主要性能指标的测试方法。二 实验设备和器材：1.电子学综合实验设备、数字示波器、数字万用表。三 实验原理(电路)：本实验的测试电路如下图所示四 实验内容(表格)：1.整流滤波电路测试按上图连接电路，整流电路输入电压为工频电压8V，接通工作电源，分别测试整流，滤波输出后电压及纹波电压，并观测波形，记录如下表1：表1 整流滤波电路测试方式测试交流输入电压整流器输出电压滤波器输出电压纹波电压数据波形2.集成稳压器性能测试（1）稳压器检测集成稳压器正常工作后，按下表2要求测量并记录数据。 表2 稳压器正常工作检测交流输入电压稳压器输入直流电压输出直流电压输出端纹波电压（2）稳压器的输出电阻Ro测试在稳压器正常工作的条件下，使经过整流滤波后输入到稳压电路的直流电压UL保持不变，测量电源带载和空载两种情况下的负载电流和输出电压，从而按照公式求出输出电阻Ro，并将测量与计算的数据填入下表3中：表3 输出电阻Ro测试带载输出电压无载输出电压电压变化值负载电流电流变化量输出电阻（3）稳压器的稳压系数测试使电源带载后调整输入交流电压，使稳压器的输入直流电压UL变化10%，测出对应的输出电压UO，从而按照公式求出稳压系数S,并将测量值与计算的数据填入下表4中：表4 稳压系数测试输入直流电压输入直流电压变化量输出电压输出电压变化量稳压系数变化前变化后变化前变化后S五 实验思考题：1.稳压电源的组成。2.计算理论值并与实际值比较，分析误差的原因。实验十二 集成门电路的功能测试 一 实验目的：1.了解TTL与非门主要参数的含义。2.掌握TTL门电路逻辑功能的测试方法。3.熟悉组合逻辑电路分析的步骤。4.加深对全加器、加法器电路的理解，并学会灵活运用这些电路。二 实验设备和器材：1.电子学综合实验装置、数字示波器、数字万用表2.芯片74LS00、74LS32、74LS86三 实验原理(电路)：分立逻辑门电路实现全加器,用74LS00、74LS32、74LS86组成一个全加器，见下图。四 实验内容(表格)：1.TTL门电路逻辑功能的测试 (1)在与非门(74LS00)、或门(74LS32)及异或门(74LS86)每块芯片中，任选一个门按真值表逐项验证逻辑功能，测试结果填入表1中。输出输入74LS0074LS3274LS86A BY1Y2Y3电压(V)0 00 11 01 1表1 门电路逻辑功能测试 (2)观察与非门对脉冲的控制作用：在实验板上选用74LS00的任一与非门，用连续脉冲信号作为与非门的一个输入变量，用示波器观察当另一个输入端接高电平和接低电平时，电路的输出波形填入下表2。表2AB输出波形连续脉冲012.用74LS00、74LS32、74LS86组成一个全加器，见实验原理中的全加器图，验证其真值表。表3 真值表AiBiCi-1SiCi00011011五 实验思考题：1.半加器与全加器的差别与应用场合。2.按照组合逻辑电路的分析步骤，分析测试结果。实验十三 MSI数字集成电路的功能测试及应用 一 实验目的：1.掌握译码器的工作原理和特点。2.熟悉常用译码器的逻辑功能和他们的典型应用。3.了解7段显示译码器和7段显示器（数码管）的使用和检测方法。二 实验设备和器材：1.电子学综合实验装置2.芯片74LS138、74LS20、74LS248、LG5011AH三 实验原理(电路)：1.用3线-8线译码器74LS138构成的组合逻辑电路如图1所示。图1 2.译码器74LS248和数码管组成的七段译码及显示电路如图2所示。图2 四 实验内容(表格)：1测试74LS138的逻辑功能，填下表表1 使 能控 制输 入输 出 A B C Y0 1 1 111111110 00 00 00 00 00 00 00 00 0 0 0 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1274LS138构成的组合逻辑电路见图1，测试其功能填入下表2。表2输入输出ABCY0000010100111001011101113.七段译码及显示电路见图2，验证结果填入下表3。表3 74LS248功能表十进制功能输入输出字型DCBAabcdefg0110000111-0001121-0010131-0011141-0100151-0101161-0110171-0111181-1000191-10011灭灯-0灭零1000000试灯0-1五 实验思考题：1.说明共阴极与共阳极数码管的区别。2.设计四输入多数表决电路。 实验十四 十进制计数译码及显示电路（一） 一 实验目的：1.了解十进制计数器的逻辑功能和使用。2.熟悉组成计数电路的方法。3.初步掌握分析和排除数字电路故障的一般方法。二 实验设备和器材：电子综合实验台；74LS161；74LS90；三 实验原理(电路)：74LS161计数方法，如图1、2所示。1.反馈清零法在计数过程中，若将某中间状态N1反馈到清零输入端，计数器将立即回到0000状态，开始重新计数。若为异步清零功能计数器，则实现的进制为N = N1；若为同步清零功能，则实现的进制为N = N1-1。2.反馈置数法反馈置数法有两种形式：利用预置数端或进位位输出端CO实现。（1）利用预置数端构成：当计数器计到（N-1）时，通过反馈逻辑使=0，则当第N个CP到来时，计数器输出端为Q0Q1Q2Q3 = D0D1D2D3。（2）利用进位位输出端CO构成：当反馈逻辑通过进位位输出端CO实现时，即D3D2D1D0预置为M补，M补 = M - N。74LS90计数方法图3为其组成的异步十进制计数器电路。 图1 反馈清零法（161） 图2 反馈置数法（161） 图3 异步十进制计数器电路四 实验内容(表格)：1.计数器74LSl61功能测试（计数、清零、置数、使能及进位）根据预习中设计好的测试电路连接，按表1要求验证。CP脉冲选用手动单次脉冲式1Hz正方波，输出接电平显示或用数码管显示。表1输入输出功能CLRLDENPENTCLKABCDQAn+1QBn+1QCn+1QDn+1RCO