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实验九 单管交流电压放大电路一、实验目的1学习放大器静态工作点的调试方法以及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量方法。2观察改变放大器某些元件参数对静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。3学习示波器、信号发生器、交流毫伏表等常用仪器的使用方法。二、实验原理图9.1 单管共射电压放大器RPuiRCRE1100+ Ucc（12V）RB1TRLuOC110C2uit0tuO051kKW680KKW5k1KW10KW5k1KWRE21k8CE10R5k1USUiUoABRB224k图9.1为常用的单管共射极放大电路。其偏置电路采用了RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极上接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加上输入信号ui后，在其输出端便可得到一个与ui相位相反、幅值增大了的输出信号uo，从而实现了电压放大。晶体管为非线性元件，要使放大器不产生非线性失真，就必须建立一个合适的静态工作点，使晶体管工作在放大区，如图9.2所示。Q点合适时，输入大小合适的信号，输出波形不失真。若IB过小，Q2点过低，晶体管进入截止区，输出波形产生截止失真；当 IB 过大， Q1点过高，则晶体管将进入饱和区，输出波形产生饱和失真，如图9.3所示。但要注意，即使Q点合适，若输入信号过大，则饱和截止失真会同时出现。 改变电路参数UCC、RC、RB1、RB2都会引起静态工作点的变化，通常多采用调节RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，可使静态工作点提高。 调整放大器到合适的静态工作点，加入输入信号ui。在输出电压不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值，则电压放大倍数Au = U o / U i 。 为了测量放大器的输入电阻，在图9.1所示电路的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作情况下，用交流毫伏表测出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得： 在放大器正常工作情况下，用交流毫伏表测出放大器空载时的输出电压UO和接入负载后的输出电压UOL，则根据，可得：。t000ic / mAuCE / VuCE / VtUCE(u o)(ic)(Ic)UCCUCE/RCIB=20 (A)406080Q1Q2(b)Q2Q1iB / mAiB / mA(ib)(IB)802040206020000ttuBE / V(ui)tUBE(a)图9.2 单管共射放大电路Q点合适的工作状态QQtib0Q1Q2IB2IBiCIB1tib0uCE00uCEt0uCEt图9.3 单级共射放大电路中Q点偏高或偏低时失真的状态uotuot饱和失真截止失真三、实验仪器和设备 1. 双踪示波器 1台2. 低频信号发生器 1台3. 数字万用表 1块4. 交流毫伏表 1台5. 模拟电路实验箱 1台6. 导线 若干四、预习要求1共射放大电路的工作原理。2共射放大电路静态工作点的估算及测试，动态性能指标的计算及测试。3截止失真、饱和失真的原因、失真波形、消除失真常采用的办法。4示波器、信号发生器、交流毫伏表等常用仪器的使用方法（见附录）。五、实验内容及步骤1. 在模拟电路实验箱上找出相关的实验模块。按图9.1接线，直流电源 UCC = 12V，输入端短路（ui = 0）。2调整并测量静态工作点调整电位器RP，同时用万用表的直流电压档测量VE ，使VE = 2.3V左右，然后测量VB、VC，将结果填入表9.1中。3测量放大电路的空载电压放大倍数放大器空载，将低频信号发生器产生的10mV、1kHz正弦交流信号，送至放大器的输入端（B点）。用毫伏表测量输入电压Ui、输出电压Uo，计算空载电压放大倍数Ao = Uo / Ui ，用示波器观察输入信号和输出信号的波形，并将测量、观察的结果记入表9.1中。4测量放大电路的有载电压放大倍数保持步骤3.的测试条件，给放大器接入负载RL = 5.1k。用毫伏表测量输入电压Ui、输出电压UoL，计算有载电压放大倍数AU = UoL / Ui ，用示波器观察输入信号和输出信号的波形，并将测量、观察的结果记入表9.1中。5测量放大电路的输入电阻（选做）在放大器的输入端串接电阻R = 5.1k，将低频信号发生器的输出由B点移至A点。增大低频信号发生器的输出幅度，用毫伏表测量，使其保持Ui = 10mV，然后测量US，将结果记入表9.2中，根据，计算输入电阻。（注意：不能用毫伏表直接测量UR，因为毫伏表的接“地端”必须和被测电路有共同的接“地”点。）6测量放大电路的输出电阻（选做）将步骤3.和步骤4.中测得的Uo、UoL，再记入表9.2中，根据，计算输出电阻。7观察改变静态工作点对输出波形的影响放大器空载，输入信号保持10mV不变，增大和减小RP，用示波器观察输出波形的变化，用万用表分别测量对应的VB、VC、VE ，并将测量、观察的结果记入表9.1中。表9.1测量数据电路状态输入Ui（mV）VB（V）VC（V）VE（V）输出Uo（V）AU输出波形静态动态RP合适（空载）10RP合适（有载）10RP较大（空载）10RP较小（空载）10表9.2测输入电阻测输出电阻Ui（mV）US（mV）ri（）Uo（V）UoL（V）ro（）六、实验报告要求1整理测试、计算数据，填入相应表格，并画出波形。2由实验结果分析放大器负载电阻RL对放大倍数的影响。3由实验结果分析静态工作点对输出波形失真的影响。实验十 差分放大电路一、实验目的1加深理解差分放大电路的工作原理。2掌握差分放大电路零点调整方法和静态工作点的测试方法。3掌握差分放大电路差模电压放大倍数和共模电压放大倍数的测量方法。二、实验原理如图10.1所示的差分放大电路是由两个元器件参数相同的基本共射极放大电路组成的，具有放大差模信号、抑制共模信号的作用。调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui = 0时，双端输出电压Uo = 0。R1、R2、RE、T3构成恒流源，可以抑制零点漂移，稳定静态工作点。其静态值可用下面公式估算： ， Ui2Ui1+UCC12VR213kR162kRE3kRB510RB510Rp 330RC10kRC10k-UEE-12VT1T2T3UC1UC2+ Uo -图10.1 差分放大电路B1B2当输入差模信号时，差分放大电路对其具有放大作用。差模电压放大倍数Ad由输出方式决定，而与输入方式无关。双端输出：单端输出： ， 当输入共模信号时，差分放大电路对其具有抑制作用。若为单端输出，则有共模电压放大倍数 ；若为双端输出，在理想情况下有AC = 0。差分放大电路的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。共模抑制比是一个全面衡量差分放大电路对差模信号（有用信号）的放大能力和对共模信号的抑制能力的综合指标，其定义为 或 显然，共模抑制比越大，差分放大电路分辨所需要的差模信号的能力越强，而受共模信号的影响越小，零点漂移越小，抗共模干扰能力越强。提高共模抑制比的手段，一是尽可能使电路参数对称，二是尽可能加大电阻RE。三、实验仪器和设备 1. 低频信号发生器 1台 2. 数字万用表 1块 3. 交流毫伏表 1台4. 双踪示波器 1台5. 模拟电路实验箱 1台6. 导线 若干四、预习要求1差分放大电路的结构和工作特点。2差分放大电路的输入、输出方式。3怎样获得单端、双端差模输入信号？怎样获得共模信号？4差分放大电路的差模电压放大倍数、共模电压放大倍数、共模抑制比。五、实验内容及步骤1调零并测量静态工作点（1）按图10.1接线，并将输入端短路接地，UCC、UEE分别接入+12V、-12V直流电源电压。调节调零电位器RP，同时用万用表监测双端输出Uo，使Uo = 0。（2）测量晶体管T1、T2、T3各极对地电位，并将测量结果填入表10.1。表10.1对地电位VC1VB1VE1VC2VB2VE2VC3VB3VE3测量值（V）2测量差模电压放大倍数在实验箱上找到DC直流信号源，将输出OUT1调为+0.1V，OUT2调为-0.1V，然后分别接至放大电路的Ui1和Ui2。用万用表分别测量UC1、UC2、Uo，将结果填入表10.2，并计算差模电压放大倍数Ad1、Ad2、Ad。表10.2Ui1Ui2UC1(V)UC2(V)Uo(V)Ad1Ad2Ad+0.1V-0.1V3测量共模电压放大倍数将输入端B1、B2短接，DC信号源输出OUT1调至+0.1V，并接至Ui1和Ui2。用万用表分别测量UC1、UC2、Uo，将结果填入表10.3，并计算共模电压放大倍数AC1、AC2、AC。表10.3Ui1Ui2UC1(V)UC2(V)Uo(V)AC1AC2AC+0.1V+0.1V4. 计算共模抑制比利用表10.2和表10.3中的结果，计算共模抑制比 = 。5单端输入（不对称输入）差分放大电路测量（1）将B2接地，成为单端输入的差分放大电路。从B1端输入+0.1V直流信号，用万用表测量UC1、UC2、Uo，将结果填入表10.4，并计算电压放大倍数AU1、AU2、AU。表10.4测量、计算值输入信号电压值放大倍数UC1(V)UC2(V)Uo(V)AU1AU2AU直流+0.1V正弦交流50mV、1kHz（2）从函数信号发生器输出50mV、1kHz的正弦交流信号，接至B1端，用毫伏表测量UC1、UC2、Uo，将结果填入表10.4，并计算电压放大倍数AU1、AU2、AU。输入交流信号时，用示波器监测uC1、uC2波形。若有失真，可减小输入信号，使uC1、uC2波形都不失真。六、实验报告要求1整理测量数据、计算对应的电压放大倍数，并填入相应的表格。2根据电路参数，计算各种接法的电压放大倍数，并与测量计算出的数值进行比较。3比较双端输入时，Ui1与UC1、Ui2与UC2的相位关系；单端输入时，Ui与UC1、UC2的相位关系。实验十一 基本运算放大电路一、实验目的1掌握用集成运算放大器组成比例、加法、减法、积分等运算电路。2学会比例、加法、减法、积分等运算电路的测试及分析方法。二、实验原理集成运算放大器是一个集成化的高放大倍数的直接耦合放大电器。接入深度负反馈后可构成各种信号运算电路，如比例、加法、减法、积分、微分等数学运算。1 反相比例运算电路，如图11.1所示，；2同相比例运算电路，如图11.2所示，； 3反相加法运算电路，如图11.3所示，；4减法运算电路，如图11.4所示，；5积分运算电路，如图11.5所示，。+uouiR1 /10kR2 /10kRF /100k图11.2 同相比例运算电路+uouiR1 /10kR210kRF /100k图11.1 反相比例运算电路RF /100kR1 /10kR2 /10kUoUi2Ui1图11.4 减法运算电路RF /100kR1 /10kR2 /10kUi2UoUi1R3 /10k图11.3 反相加法运算电路R1 /10kR2 /10kUoUiCF /470图11.5 积分运算电路S三、实验仪器和设备 1. 数字万用表1块 2. 示波器 1台 3. 低频信号发生器 1台 4. 模拟电路实验箱 1台5. 导线 若干四、预习要求1复习比例、加法、减法、积分等运算电路的组成、特点及性能。2自己设计一运算电路，实现uo = ui的运算关系。3自己设计一个同相加法运算电路。五、实验内容及步骤1反相比例运算在模拟电路实验箱上找到相应的集成运算放大器及电阻，接好集成运放的正负电源和调零电位器，按图11.1接好线路。将输入端接地（ui = 0），调整调零电位器，使Uo=0。输入信号Ui由实验箱上的直流电源提供，按表11.1所示数值调整好后，接至运放输入端。用万用表测量输出电压Uo， 并记入表11.1中。表11.1Ui （V）0.20.40.60.81UO （V）实测值计算值2同相比例运算按图11.2接好线路，按表11.2所示内容测量并记录。表11.2Ui （V）0.10.30.50.70.9UO （V）实测值计算值3反相加法运算按图11.3接好线路，按表11.3所示内容测量并记录。表11.3Ui1 （V）-0.30.30.5Ui2 （V）0.20.20.4UO（V）实测值UO（V）计算值4减法运算按图11.4接好线路，按表11.4所示内容测量并记录。表11.4Ui1 （V）10.80.2Ui2 （V）0.50.3-0.2UO （V）实测值UO （V）计算值5积分电路按图11.5接好电路，开关S闭合。调好直流输入电压Ui = 0.5V，接入实验电路。断开开关S（开关S用一导线代替，拔出连线一端即为断开），每隔10秒钟记录一次UO ，将结果记入表11.5 。表11.5T（秒）0102030405060708090UO （V）实测值UO （V）计算值6按照自己设计的电路接线，实现uo = ui的运算关系。输入不同数值的信号，测量输出电压的数值。自己设计表格，记录测量数据，验证你的设计的正确性。（选做）7按照自己设计的电路接线，实现同相加法运算关系。输入不同数值的信号，测量输出电压的数值。自己设计表格，记录测量数据，验证你的设计的正确性。（选做）六、注意事项1运算放大器接入15伏电源，将正电源的负极和负电源的正极连接后，与实验电路的接地端相连。2运算放大器输出端不能接地。3ui = 0是将运算电路的输入端接地，不能将信号源的输出端接地！4测任何电压时，数字电压表的黑测线始终接实验电路的接地端。七、实验报告要求1. 整理所测数据与理论值相比较。2. 绘出积分电路的输入、输出波形。3. 判断以上各电路的反馈类型。实验十二 整流滤波与稳压电路一、实验目的1熟悉单相半波、桥式整流电路结构及工作原理。2了解电容滤波与形滤波的作用。3学习三端集成稳压电路的使用方法。4学习直流稳压电源的组成原理及测试方法。二、实验原理3RLC1C2Ru2220VD1D4图12.1 直流稳压电源电路1 2UoW7805D2D3 直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图12.1所示，它能将输入的220V（50Hz）交流电压变换为稳定的直流电压输出到负载上去。在这里，输入变压器不仅将输入的市电变换成整流电路适用的电压，而且还起到了将强、弱电隔离的作用，所以又称隔离变压器。 1. 整流：整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变成单向脉动的直流电。常用的单相整流电路分为半波整流和桥式整流。单相半波整流的输出电压平均值U0 = 0.45U2 ； 单相桥式整流的输出电压平均值U0 = 0.9U2 。 2滤波：整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压，为将脉动电压的交流分量减小，通常加入滤波电路。常用的滤波电路有：电容滤波、电感滤波和型滤波。电容滤波电路简单，滤波效果好，是一种应用最多的滤波电路。选择合适的电容滤波，其输出电压与变压器二次侧电压之间的关系如下。 单相半波整流电容滤波：U0 = U2 ；单相桥式整流电容滤波：U0 = 1.2U2 ； 空载：U0 = 1.414 U2 。电容滤波的外特性较差，当电容C一定时，负载电阻RL减小，会使时间常数减小，输出电压平均值U0随之下降。3稳压：稳压电路的种类很多，常用的稳压电路有稳压管稳压电路，串联稳压电路和集成稳压电路。三端集成稳压器使用简单，稳压效果好。常用的有W7800系列（输出正电压）和W7900系列（输出负电压）。三、实验仪器和设备1. 数字万用表 1块2. 双踪示波器 1台3模拟电路实验箱 1台4直流电流表 1块5导线 若干四、预习要求1. 复习整流、滤波、稳压电路的工作原理。 2. 在单相桥式整流电路中，如果（1）D3断开，（2）D3被击穿短路，（3）D3极性接反，试分别说明其后果如何？3. 滤波电容的大小对输出电压及波形有何影响？4三端集成稳压器选择W7805时，输出电压应为多少？五、实验内容及步骤1单相半波整流滤波电路（1）在实验箱上找到相应的实验模块，按图12.2接线。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量U2、UO，并用示波器观察u2、uO的波形。将结果记入表12.1。（2）断开电源，按图12.3接入电容器。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量U2、UO，并用示波器观察u2、uO的波形。将结果记入表12.1。C470+uORLu215V220V 图12.3 单相半波整流电容滤波电路uORLu215V220V 图12.2 单相半波整流电路2单相桥式整流滤波电路（1）按图12.4接线。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量U2、UO，并用示波器观察u2、uO的波形。将结果记入表12.1。（2）断开电源，按图12.5接入电容器。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量U2、UO，并用示波器观察u2、uO的波形。将结果记入表12.1。（3）断开电源，按图12.6接成桥式整流RC形滤波电路。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量U2、UO，并用示波器观察u2、uO的波形。将结果记入表12.1。D3D4D2D1u215VuORL220V 图12.4 单相桥式整流电路C470+D3D4D2D1u215VuORL220V 图12.5 单相桥式整流电容滤波电路R200C2470+D3D4D2D1u215VuORL220V 图12.5 单相桥式整流RC形滤波电路C110+表12.1电路形式U2（V）UO（V）（实测值）UO（V）（计算值）RL（）IL（mA）u2波形uO波形单相半波无滤波2k单相半波C滤波2k单相桥式无滤波2k单相桥式C滤波2k单相桥式形滤波2k3. 集成稳压器测试（选做）在实验箱上找到相应模块，按图12.6接线，在负载侧串入电流表。改变负载电阻RL，测量输出电压、电流，填入表12.2中，绘出外特性曲线。 RL10uF470uFRu212V220VD1D4图12.2 整流、滤波、稳压电路1 2100300W7805a buo3D2D3 表12.2输出电流（mA）0406080100输出电压（V）六、注意事项1. 变压器二次侧电压U2为交流电压有效值，用万用表交流电压档测量；输出直流电压U0为平均值，用万用表直流电压档测量；2. 观察不同滤波电路的输出波形时，应固定垂直灵敏度旋钮V/DIV；3. 注意二极管的极性，切勿接反。七、实验报告要求1整理数据，将实测值与理论计算值相比较，如有误差，分析其原因。2桥式整流电路中，若其中任一二极管接反，会出现什么后果？若四个二极管全接反了，行不行？实验十三 集成门电路逻辑功能转换及测试一、实验目的1学习检查和使用集成与非门的方法。2掌握基本门电路的逻辑功能及测试方法。3学会利用与非门组成其它逻辑门电路。4. 观察门电路对数字信号传输的控制作用。二、实验原理TTL与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门电路。利用逻辑代数的基本运算法则，可以用与非的逻辑关系实现“与”、“非”、“或”、“或非”、“异或”、“同或”等逻辑运算，既可以用与非门组成其它逻辑门电路。例如当只使用一个输入端，其余输入端悬空（相当于接1），或者将几个输入端并在一起接输入信号时，如图13.1所示，具有非门的功能。常用基本逻辑门电路的逻辑表达式、符号、逻辑功能、逻辑功能转换及用作控制门时，控制信号、输入输出信号间的关系如表13.1所示。 表13.1逻辑门逻辑式逻辑符号逻辑功能逻辑功能转换信号控制与非门&有0出1全1出0控制信号为1开门，输入输出同相与门Y = AB&有0出0全1出1控制信号为1开门，输入输出反相或门Y = A+B1有1出1全0出0控制信号为0开门，输入输出同相或非门1有1出0全0出1控制信号为0开门，输入输出反相异或门=1相异出1相同出0控制信号为1，输入输出反相控制信号为0，输入输出同相同或门=1相同出1相异出0控制信号为0，输入输出反相控制信号为1，输入输出同相用与非门可以组成控制门。逻辑门对数字信号有控制作用，就是利用逻辑门的逻辑功能在门的一端加上控制信号（1或0），由控制信号决定门电路的打开或关闭。当门电路处于打开状态时，数字信号被传输，当门电路处于关闭状态时，数字信号被封锁。如图13.2所示，A为控制端，B为信号输入端。当A=0时，无论B端信号如何，输出端F=1，相当于关门。当A=1时，输出端F的状态才随输入信号B变化而改变，相当于开门。AB控制端图13.2 与非门组成控制门YA1YAY图13.1 与非门组成非门（a）(b)三、实验仪器和设备1数字万用表 1块2双踪示波器 1台374LS00二输入四与非门 1片474LS86二输入四异或门 1片5数字电路实验箱 1台四、预习要求1复习与非门的逻辑功能。画出用与非门构成与门、或门、或非门、异或门、同或门的逻辑图。2熟悉集成与非门、异或门的管脚功能。3集成与非门有多个输入端，对不使用的输入端应如何处理？4复习逻辑代数的运算法则，能熟练地进行逻辑函数化简。五、实验内容及步骤1与非门逻辑功能测试141312111098UCC4B4A4Y3B3A3Y12345671A1B1Y2A2B2Y地74LS00图12.3 74LS00的管脚排列（1）74LS00二输入四与非门的管脚排列如图13.3所示。找到74LS00组件的“1”号标识位，将其插入实验箱上的14脚插座板上。注意组件管脚的序号要与插座板上的序号一致。按图13.3所示，分清楚“电源”、“地”、“输入”、“输出”的管脚序号。（2）取一根导线，一端接“地”，另一端接与非门的一个输入端，其余输入端悬空，输出端接发光二极管LED，此时发光二极管亮；若将接地导线断开，则发光二极管不亮，说明此输入端完好。用同样方法检查另外几个输入端。不好的输入端要做出记号，实验过程中不要用它。（3）按表13.2中输入A、B的组合方式，测试与非门的逻辑功能。输入端A、B所需要的“0”、“1”电平由输出电平板提供，输出端Y可用万用表直接测量，也可接LED判断逻辑状态。将结果记入表13.2中。表13.2 输入输出YAB对地电位逻辑状态000110112与门逻辑功能测试用74LS00组成与门电路，按表13.3的组合进行测试，并将结果记入表13.3。表13.3输入输出Y AB对地电位逻辑状态000110113或门逻辑功能测试用74LS00组成或门电路，按表13.4的组合进行测试，并将结果记入表13.4。表13.4 输入输出Y AB对地电位逻辑状态000110114或非门逻辑功能测试用74LS00组成或非门电路，按表13.5的组合进行测试，并将结果记入表13.5。表13.5输入输出Y AB对地电位逻辑状态000110115异或门逻辑功能测试74LS86二输入四异或门的管脚排列如图13.4所示。找到74LS86组件的“1”号标识位，将其插入实验箱上的14脚插座板上。按表13.6的组合进行测试，并将结果记入表13.6。141312111098UCC4A4B4Y3A3B3Y12345671A1B1Y2A2B2Y地=1=1=1=174LS86图12.4 74LS86的管脚排列表13.6输入输出Y AB对地电位逻辑状态000110116同或门逻辑功能测试（选做）用74LS00、74LS86组成同或门电路，按表13.7的组合进行测试，并将结果记入表13.7。表13.7输入输出Y AB对地电位逻辑状态000110117与非门控制功能测试Y“1”CPBACH1CH2Y“0”CPBACH1CH2图13.4 与非门控制功能测试接线选74LS00的一个与非门，将与非门的一个输入端接脉冲信号（f = 1kHz），另一输入端接电平开关。如图13.4所示，用双踪示波器分别观察，当电平开关输出为“1”和“0”时的输入、输出波形，自己设计表格，将波形分别记录下来。8与门控制功能测试（选做）用74LS00组成与门，将与门的一个输入端接脉冲信号（f = 1kHz），另一输入端接电平开关。用双踪示波器分别观察，当电平开关输出为“1”和“0”时的输入、输出波形，自己设计表格，将波形分别记录下来。9或门控制功能测试（选做）用74LS00组成或门，将或门的一个输入端接脉冲信号（f = 1kHz），另一输入端接电平开关。用双踪示波器分别观察，当电平开关输出为“1”和“0”时的输入、输出波形，自己设计表格，将波形分别记录下来。六、注意事项1仔细核对各管脚功能，不能接错。2输出端不能接地。七、实验报告要求1写出用与非门组成与门、或门、或非门、异或门、同或门的逻辑表达式，并分别画出逻辑电路图。 2整理数据，填写相应的表格，画出相应的波形。3与非门在什么情况下输出高电平，什么情况下输出低电平？4如果与非门一个输入端接连续脉冲信号，其余输入端是什么状态时允许脉冲通过？通过时，输入和输出波形有何异同？如果换成与门、或门、或非门呢？实验十四 集成触发器及其应用一、实验目的1掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能。2掌握集成触发器的使用方法和逻辑功能的测试方法。3熟悉触发器之间的相互转换方法。二、实验原理触发器是构成时序逻辑电路的基本逻辑单元。它有“0”和“1”两个稳定状态，只有在触发信号的作用下，才能从原来的稳定状态翻转为新的稳定状态。因此。触发器是一种具有记忆功能的电路，可作为二进制存储单元使用。触发器种类很多，按其功能可分为基本RS触发器、JK触发器和D触发器等，按电路的触发方式又可分为电平触发器和边沿触发器等。 基本RS触发器是各种触发器中最基本的组成部分，它能储存一位二进制信息，但有一定约束条件。如图14.1所示，用与非门组成的基本RS触发器的R、S不能同时为“0”，否则当R、S端的“0”电平同时撤消后，触发器的状态不定。因此R = S = 0的情况不允许出现。 边沿触发型JK触发器和D触发器抗干扰性能好，应用广泛。图14.2所示为JK触发器和D触发器的逻辑符号。图中RD是直接置“0”端，SD是直接置“1”端，当RD或SD 加“0”信号时，触发器状态不受时钟脉冲CP及控制输入端状态的影响。 图14.2 边沿触发的 JK触发器和D触发器符号 SD J CP K RD Q Q （a）Q Q SD D CP RD（b） 在RD = SD =1时，触发器输出的状态取决于输入的状态，但触发器翻转的时间受时钟脉冲CP的控制。若CP端有小圆圈，则表示该触发器在CP脉冲的下降沿翻转，若CP端没有小圆圈，则表示该触发器在CP脉冲的上升沿翻转。若JK和D有两个以上的输入端时，则各输入端子间是“与”的关系。表14.1所示为基本RS、JK、D触发器的状态表。QQG1G2SDRD SD RD QQ （a） （b） 图14.1 基本RS触发器的组成和符号三、实验仪器和设备174LS00集成与非门 1片 274LS112双JK触发器 1片374LS74双D触发器 1片4数字万用表 1台5数字实验箱 1台6双踪示波器 1台7函数发生器 1台 表14.1触发器逻辑符号RDSDQn+10 1 01 0 11 1 Qn0 0 不定逻辑状态表基本RS触发器 SD RD QQJK触发器 SD RD QQJKCQn+1JK0 1 01 0 11 1 Qn0 0 QnD触发器 SD RD QQCDQn+1D0 01 1四、预习要求1复习基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能。2熟悉集成与非门74LS00、JK触发器74LS112和D触发器74LS74的管脚功能。3触发器有多个输入端时，对不使用的输入端应如何处理？4如何使JK触发器和D触发器清零？5复习触发器之间的转换。五、实验内容及步骤1由基本与非门组成的基本RS触发器逻辑功能测试按图14.1（a），用74LS00的两个与非门组成一个基本RS触发器。输入端R、S接实验机逻辑开关，输出端接电平显示（发光二极管）。改变输入状态，按表14.2的要求测试，并将结果记入表14.2。表14.2功能11011001010100012JK触发器逻辑功能测试选用74LS112双JK触发器，其管脚排列如图14.3所示。1Q1Q2Q2Q161514131211101J地2K12345671CP1Rd1KUCC2CP2Rd2J74LS73图14.3 74LS112的管脚排列892Sd1Sd（1）清除功能测试将JK触发器的J、K、CP端悬空，按表14.3中所示端的状态，用万用表测试、端的电位，并转换成逻辑状态填入表14.3中。表14.3CPJK触发器状态01（2）逻辑功能测试从CP端输入单脉冲，按表14.4所示，改变J、K的状态，测试其逻辑功能，并将结果记入表14.4中。表14.4JKQnQn+1功能0001010110011101将JK触发器接成计数状态（即J = K = 1），给CP端加连续脉冲（连续脉冲对外接电容470F），Q接发光二极管以观察触发器输出状态的变化。连续脉冲的外接电容改为4.7F，J、K仍为“1”，用示波器观察CP、Q的波形，并记录下来。分析触发器的状态更新是否发生在CP脉冲的下降沿。3D触发器逻辑功能测试选用74LS74双D触发器，其管脚排列如图14.4所示。1Q2Q2Q141312111098UCC2Rd2D2CK2Sd12345671D1Rd1CK1Sd1Q地74LS74图14.4 74LS74的管脚排列（1） 预置、清除功能测试触发器D、CP端开路，按表14.5中所示、端的状态，用万用表测试、端的电位，并转换成逻辑状态填入表14.5中。表14.5DCP触发器状态0110（2）逻辑功能测试将触发器先置为“1”态（利用预置端置“1”），使CP为“0”，然后使D为“0”，观察触发器是否翻转为“0”。D仍为“0”，给CP加一个脉冲，用万用表测试Q端电位，观察触发器是否翻转为“0”。若触发器翻转为“0”，继续在CP加正脉冲，看触发器是否继续翻转，并将测试结果填入表14.6中。在触发器为“0”态下，改变D为“1”，按表14.6所示要求重复步骤、，并将结果填入表14.6中。表14.6DCPQnQn+1功能001010010010114触发器之间的转换（选做）将JK触发器的J、K端连在一起构成T触发器，CP端加连续脉冲（外接电容用4.7F）。用双踪示波器同时观察CP端和Q端波形，并记录下来。将步骤中所得T触发器的T端置“1”，即得T触发器，CP端加连续脉冲（外接电容用4.7F）。用双踪示波器同时观察CP端和Q端波形，并记录下来。将D触发器的输入端D和端相连构成T触发器，CP端加连续脉冲（外接电容用4.7F）。用双踪示波器同时观察CP端和Q端波形，并记录下来。六、注意事项1仔细核对各管脚功能，不能接错。2输出端不能接地。3表格中“”代表任何状态，“Qn”代表原态，“Qn+1”代表新态。七、实验报告要求1将测试结果整理后填入各表，并按要求画出相应的波形。2阐述触发器输出状态“不变”和“不定”的含义。3通过实验总结基本RS触发器，D触发器，JK触发器的逻辑功能。4D触发器和JK触发器的触发方式有何不同?实验十五 计数器及其应用一、实验目的1学习用集成触发器构成计数器的方法。2掌握中规模集成技术器的使用方法及功能测试方法。3掌握计数器的级联方法。二、实验