电子线路基础实验指导书.doc

教育传播技术学院电子线路基础实验指导书二O一一年九月考核方式及成绩评定（1）考核方式：包括考勤、实验报告和期末实验考试3项（2）成绩评定：实验成绩占本课程的30%，共30分，其中考勤、实验报告共占50、实验考试占50。目录实验一 常用电子仪器的使用(一)实验二 单级交流放大电路实验三 射极输出器实验四 集成运算放大器实验五 基本门电路实验六 用TTL与非门组成其它功能逻辑门实验七 组合逻辑电路分析与设计实验八 触发器与时序逻辑电路实验一 常用电子仪器的使用一、 实验目的1、熟悉SAC-MS3模拟电路实验箱的结构和功能。2、认识常用的电子元件。3、熟悉VC890D型数字万用表的使用方法。4、学会使用数字示波器GDS-806S。3、学会使用函数信号发生器SG1651。3、学会使用SG2171交流毫伏表。二、实验设备 1、SAC-MS3模拟电路实验箱 2、数字万用表 3、SG1651函数信号发生器 4、SG2171交流毫伏表 3、GDS-806S数字存储示波器三、预习要求查阅资料：1、了解电阻、电容等电子元件的分类、外形特点、参数值的读取方法。2、了解三极管的类型和三个电极的分辨方法。3、熟悉万用表的原理。4、了解函数信号发生器、交流毫伏表的功能和工作原理。5、了解示波器的功能和工作原理。 四、实验仪器及内容1、SAC-MS3模拟电路实验箱组成：电源开关直流电源信号源单管、两级、负反馈差放集成运放功放整流滤波稳压扩展区可调电位器2、VC890D万用表组成：电源开关液晶显示器Hold保持开关：按下-数据保持旋钮开关：改变测量功能及量程V测电压电阻电流的正极插座COM测试电阻、电压、电流时的负极mA测200mA以下电流时的测试正极20A测20A以下电流时的测试正极3、SG1651函数信号发生器 组成：电源开关频率调节频率选择开关频率指示输出电压指示P-P幅度调节波形选择信号输出输出衰减：-20db，-40db4、SG2171交流毫伏表组成：电源开关零点调节显示窗口量程旋钮，开机前调到最大输入端口输出端口5、GDS-806S数字存储示波器 组成：电源开关CH1：通道1； CH2：通道2CH1幅度调节、CH1上下移动CH2幅度调节、CH2上下移动波形频率调节波形左右移动自动设定 Autoset 测量：给出波形各参数值帮助：给出任意按键的功能6、测量实验箱上电阻区某几个电阻的参数值并与箱体上所标识的值比较。测量实验台上几个电容、色环电阻的参数值，并与标称值比较。7、测量实验箱上整流区4个二极管的正、反向电阻值。9、测量实验箱上直流电压源、直流信号源的输出电压及变化范围，与标识值比较。10、测量实验箱上交流电压源输出电压，记录所用量程、测量值，与标识值比较。11、（选作）判断实验台上三极管的类型并分辨三个电极（B、E、C），画图示意测量结果。 五、实验报告记录并整理实验数据，以明了的形式反映实验结果。讨论误差原因，总结仪器使用方法。实验二 单级交流放大电路一、实验目的1、学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法，进一步理解电路元件参数对静态工作点的影响，以及调整静态工作点的方法。2、学习放大电路性能指标：电压增益AV的测量方法。1、 进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。二、实验设备 1、实验箱 2、信号发生器 3、毫伏表 4、数字万用表 5、示波器三、预习要求1、熟悉单管放大电路，掌握不失真放大的条件。2、了解负载变化对放大倍数的影响。3、理论推导电压放大倍数VO/Vi的表达式、静态工作点的计算公式四、实验内容及步骤1、测量并计算静态工作点按图2-1接线。图2-1调节电位器RP2，使VC=Ec/2 （取67伏），测静态工作点VC、VE、VB及Vb1的数值，记入表2-1中。测量或按下式计算IB 、IC ，并记入表2-1中。表2-1调整 Rp2测 量计 算Vc(V)VE(V)VB(V)Vb1(V)IC(mA)IB(A)2、改变RL，观察对放大倍数的影响负载电阻依次取RL=、RL=5.1K和RL=2K，输入接入f1KHz的正弦信号,幅度以保证输出波形不失真为准。测量Vi和V0计算电压放大倍数：Av=Vo/V1，把数据填入表2-2中。 表2-2RL(W)Vi(mV)VO(V)Av5.1K2K3、改变RC，观察其对电压放大倍数的影响 取RL=2K，按下表改变RC，测量放大倍数，将数据填入表2-3 中。 表2-3RC (W)Vi (mV)VO (V)Av 2K3K 五、实验报告1、整理实验数据，填入表中，并按要求进行计算。2、总结电路参数变化对静态工作点和电压放大倍数的影响。实验三 射极输出器一、 实验目的 1、熟悉射极输出器电路的特点。2、进一步熟悉放大器电压增益的测试方法。二、 实验设备 1、实验箱 2、信号发生器 3、毫伏表 4、数字万用表 5、示波器三、预习要求复习射极输出器电路工作原理及放大倍数的计算公式。四、实验电路射极输出器电路如图3-1所示。图3-1 射极输出器电路五、实验内容及步骤1、 测试静态工作点，将结果填写入表3-1中。表3-1VB(V)VE(V)VC(V)IB(A)IC(mA)2、 测量电压放大倍数，实验电路中的RS作为信号源内阻，输入信号的频率约为1KHz，输入信号的幅度选择应使电路输出在整个测量过程中不产生波形失真，在不接负载电阻RL=和接负载电阻RL=2K情况下将测量结果填入表3-2中。表3-2 待测参数Vs(V)Vi(V)V0=(V)AV=V0/ViAvs=V0/Vs理 论 值RL =2K时RL=时实测值（RL =2K时）实测值（RL=时）六、实验报告 1、理论计算图3-1的电压放大倍数并与实测值比较。 2、整理实验结果，结合实验一单级交流放大电路说明射极输出器的特点。实验四 集成运算放大器2一、 实验目的 1、了解运算放大器的基本使用方法。 2、应用集成运放构成的基本运算电路，测定它们的运算关系。1、 学会使用集成运放mA741。二、实验设备 1、实验箱 2、数字万用表。三、预习要求运算放大器的工作原理，以及用运算放大器组成的比例运算电路。四、实验内容及步骤1、调零：按图4-1接线，接通电源后，调节调零电位器RP，使输出V0=0（小于10mV），运放调零后，在后面的实验中均不用调零了。 图4-1 图4-22、反相比例运算：电路如图4-2所示，根据电路参数计算Av=VO/VI=？按表4-1给定的直流电压VI值计算和测量对应的V0值，把结果记入表4-1中。表4-1输入直流电压 VI（V）0.30.50.71.01.11.2理论计算值 V0（V）实际测量值 V0（V）实际放大倍数 Av 3、同相比例运算：电路如图4-3所示：根据电路参数,按给定的VI值计算和测量出V0值,把计算结果和实测数据填入表4-2中。图4-3表4-2输入直流电压 VI（V）0.30.50.71.01.11.2理论计算值 V0（V）实际测量值 V0（V）实际放大倍数 AV五、实验报告1、整理实验数据，填入表中。2、 分析总结各运算关系。3、 分析Vo理论值与测量值的关系，解释差别原因。实验五 基本门电路一实验目的 掌握常用TTL逻辑门电路的逻辑功能，熟悉其型号、外形和外引线排列。 验证基本门电路的逻辑功能；了解控制门的控制作用。二实验设备与器件 仪器或器材名称 型 号 规 格 数 量 数字电路实验箱SAC-DS4台 二-四输入与非门集成电路74LS20片 四-二输入或非门集成电路74LS02片四-二输入异或门集成电路74LS86片 与或非门集成电路74LS51片三实验用集成电路介绍 无论大规模数字集成电路的功能多么复杂，但其内部还是由基本门电路组成。主要的基本门电路包括与非门、或非门和与或非门等。因此，深刻理解它们的功能，熟练掌握它们的使用特点，对于顺利地进行后面的实验，以及今后的实践应用都是十分重要的。本实验采用74LS20四输入端二与非门，74LS02二输入端四或非门，74LS86二输入端四异或门，74LS51与或非门四种门电路，其外引脚排列如图（5-1）所示。其中，VCC为正电源电压，GND为公共接地端，NC表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。今后使用中用到的双列直插式集成电路，其电源引脚VCC大多数情况位于集成电路的左上角，接地端GND位于右下角。须注意，也有例外的情况。 (1).74LS02 (2).74LS20 Vcc 4Y 4B 4A 3Y 3B 3A Vcc 2D 2C NC 2B 2A 2Y 1Y 1A 1B 2Y 2A 2B GND 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND74LS02 四二输入或非门 74LS20 二四输入与非门功能： -(3).74LS86 (4).74LS51 Vcc 1C 1B F 1E 1D 1Y1A 2A 2B 2C 2D 2Y GND 74LS51 与或非门功能： -图（5-1）四实验内容和步骤测试与非门的逻辑功能 (1). 将74LS20插入数字电路实验箱的Ic插座，集成电路的输入端分别接到实验箱的逻辑电平控制插孔，由对应的逻辑电平控制开关置高电平1或低电平0。与非门的输出端接至LED电平显示的输入插孔， 如图（5-2）所示。当与非门输出高电平时LED亮，低电平时LED灭。表（51）输 入 端输 出 端ABCDLED逻辑状态11110111001100010000(2). 将与非门的四个输入端A、B、C、D分别置为表(1-1)中所列状态时，读出输出端的逻辑状态填入表(5-1)中。(3). 按照图(5-3)接线，输出端6接至一逻辑电平显示，输入端A接1Hz连续脉冲输出，同时连接另一逻辑电平显示，便于进行比较输入、输出的逻辑关系。输入端B接逻辑电平控制插孔，其余输入端接高电平1。(4). 检查无误，接通电源， 使输入端A按表(5-2)状态改变，将输出端6的逻辑状态填入表中。表（52）输 入 端输 出 端ABLED逻辑状态012.测试或非门的逻辑功能(1). 将74LS02插入数字电路实验箱的一14脚Ic插座， 如图（5-4）所示，任选一或非门，输入端分别接逻辑电平输出插孔，由对应的逻辑电平控制开关置高电平1或低电平“0”。与非门的输出端接至LED电平显示的输入插孔。同样当或非门输出高电平时LED亮，低电平时LED灭。(2). 把输入端A、B脚分别置为表(5-3)所列状态时，读出输出端的状态，填入表(5-3)内。(3). 按图(5-5)接线，在输入端送入1Hz连续脉冲，输入端接逻辑电平输出插孔。置输入端分别为高电平和低电平，观察输出端的对应逻辑变化，把状态填入表(54)内。表（53）ABLED逻辑状态00011011表（54）输 入 端输 出 端ABLED逻辑状态013测试异或门的逻辑功能(1). 将74LS86插入实验箱的一14脚Ic插座，任选一异或门，输入端分别接逻辑电平输出插孔，由对应的逻辑电平控制开关置高电平“1”或低电平“0”，异或门的输出端接至LED电平显示的输入插孔。同样当异或门输出高电平时LED亮，低电平时LED灭。(2). 把输入端A、B脚分别置为表(5-5)所列状态时，读出输出端的状态，填入表(5-5)内。(3).在输入端送入1Hz连续脉冲，输入端接逻辑电平输出插孔。置输入端分别为高电平和低电平，观察输出端的对应逻辑变化，把状态填入表(56)内。表（56） 输 入 端 输 出 端ABLED逻辑状态01表（55）ABLED逻辑状态000110114测试与或非门的逻辑功能(1). 将74LS51插入实验箱的一14脚Ic插座。选，输入端的第2、3、4、5引脚分别连接到四个逻辑电平的输出插孔，输出端6接电平显示输入插孔，由LED显示输出状态的变化。(2). 由逻辑开关控制，置输入端A、B、C、D分别为表（5-7）所列状态，将输出端Y显示的状态填入表（5-7）内。注意观察A=B=0及A=B=1时输出端Y的状态。表（5-7）输 入 端输 出 端ABCDLED逻辑状态0000000100100011010110101100110111101111五实验报告要求 (1). 认真预习实验指导书，写出实验原理、目的和实验步骤。 (2). 完成实验，记录表（5-1）至（5-7）的数据，是否符合逻辑关系，认真完成实验报告。实验六 用TTL与非门组成其它功能逻辑门一实验目的 掌握用与非门组成其它功能逻辑门的基本方法。二实验设备与器件 仪器或器材名称 型 号 规 格 数 量 数字电路实验箱SAC-DS4 台 四-二输入与非门集成电路 74LS00 片三、实验用集成电路介绍：本实验采用四-二输入与非门集成电路74LS00，其外引线排列如图（6-1）所示。其功能为：四实验内容和步骤基本门电路中的与非门是一种最基本的通用门电路，利用与非门可以组成其它各种功能逻辑门电路。在实践中，与非门使用最普遍，取材也最方便。所以，熟悉用与非门组成其它功能逻辑门电路，可以有效地提高实践能力和解决问题的效率。将两片74LS00插入数字电路实验箱的Ic插座，按下列各项要求分别写出用与非门组成各功能逻辑门的数学表达式，画出电路图，连接线路，将测试结果记录于表中。 (1). 用与非门组成与门电路。 (2). 用与非门组成或门电路。 (3). 用与非门组成或非门电路。(4). 用与非门组成异或门电路。 输入端 输 出 端 A B 与门 或门 或非门 异或门 0 0 0 1 1 0 1 1五实验报告要求认真预习实验指导书，写出实验原理、目的和实验步骤。写出用与非门组成以上各其它功能逻辑门的逻辑表达式，画出各电原理图，并将各实验测量结果记录于表。回答下列问题： (1).用与非门组成其它功能门电路的方法和步骤是怎样的？应掌握什么准则？(2).异或门可用五个与非门组成，是否可用四个与非门组成？试用公式推导之。实验七 组合逻辑电路分析与设计一、实验目的 掌握组合逻辑电路的实验与分析方法。 训练根据逻辑表达式或事件任务的要求进行逻辑电路的选择、设计与连接。仪器或器材名称 型 号 规 格 数 量数字电路实验箱SAC-DS41台四二输入与非门74LS001片二四输入或非门74LS201片四二输入异或门74LS861片与或非门74LS511片二实验设备与器件三、实验用集成电路介绍：本实验采用的以上所列四种集成电路，在前面实验中均已介绍。四、实验内容和步骤：分析图（72）的逻辑功能表（71） 图7-2的真值表 A B X1X2 X3 Y Z 0 0 0 1 1 1 1 0 (1).写出图（72）电路的逻辑表达式。 (2).根据逻辑表达式列出真值表，并画出卡诺图。填入表（71）和图（71）。 (3).将二输入端四与非门74LS00插入实验箱面板上的一14脚c插座，按照图（72）并参照图（61）集成电路引脚功能进行连接。其中，X、X、X、Z和Y各点分别顺序的与实验箱面板上的五只LED显示输入插孔连接。 输入端、分别连接到两个逻辑电平插孔，由逻辑开关控制和的电平。表（72）图7-2的测试结果 A B Y Z 0 0 0 1 1 1 1 0 (4).经检查无误后，通电观测。根据LED的逻辑状态，将测试结果填于表（72），并与真值表进行比较，看二者是否一致，从而得出结论该电路完成的是何逻辑功能。2.设计全加器。 设计一个全加器电路，该电路有三个输入端：被加数A，加数B，低位的进位信号Ci；有两个输出，本位和S和向高位的进位信号Co (1).用异或门、与或非门和非门实现全加器，并画出的逻辑电路图。(2). 把所选用的集成电路插入相应的Ic插座，按自己所画出的逻辑图接线。验证其逻辑功能。五实验报告要求：写出设计步骤，画出逻辑电路图，按自己所画出的逻辑图接线，测试其逻辑功能。实验八 触发器与时序逻辑电路一实验目的:：1. 掌握用与非门构成的基本R-S触发器、同步R-S触发器的逻辑功能及测试方法。2. 熟悉并验证集成J-K触发器。3. 熟悉计数器的工作原理，掌握用集成触发器设计计数器的方法。二实验设备与器件仪器或器材名称 型 号 规 格 数 量数字电路实验箱SAC-DS41 台 四二输入与非门 74LS001 片 双下降沿触发J-K触发器 74LS761 片 双上升沿触发D触发器 74LS741 片四异或门 74LS861 片三、实验用集成电路介绍： 本实验使用的集成电路74LS00、74LS86在前面的实验中已经介绍和使用过，在这儿介绍J-K触发器和D触发器。J-K触发器和D触发器型号分别为74LS76和74LS74，其外引脚排列及其功能表如下图所示。其中74LS76为双下降沿翻转的JK触发器，74LS74为双上升沿翻转的D触发器。使用时一定要注意74LS76的电源引脚VCC及接地引脚是非常规排列的。Vcc 22D 2Cp 2 2Q 2 D Cp Qn+1 0 1 * * 1 1 0 * * 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1RD 1D 1Cp 1SD 1Q 1Q GND74LS74 双上升沿触发D触发器 D触发器的功能表 其中，SD是异步置1端，RD是异步置0端。 不允许SD、RD同时为0、0。 CP J KQn+1n+1 0 1 * * * 1 0 1 0 * * * 0 1 1 1 0 0 Qn n 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 n Qn CP J KQn+1n+1 0 1 * * * 1 0 1 0 * * * 0 1 1 1 0 0 Qn n 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 n Qn 1K 1Q 1 GND 2K 2Q 2 2J 1Cp 1SD 1RD 1J Vcc 2Cp 2SD 2RD 74LS76 双下降沿触发JK触发器 JK触发器的功能表四、实验内容和步骤：1. 基本R-S触发器的组成及逻辑功能测试本实验我们使用双输入端与非门74LS00构成基本R-S触发器进行实验。自己画出用双输入端与非门74LS00构成基本R-S触发器的电路图，将74LS00插入实验箱的Ic插座，按自己设计的电路图连接电路，然后，按表（81）改变输入电平状态，将输出端状态填入表（81）中。（注意：输入端为禁止态=0时，Q、有输出为、，当输入从=0 变成=1 时，Q、状态不定。）2. 同步R-S触发器的逻辑功能测试 在基本R-S触发器的基础上再加上两个控制门和一个控制信号， 即可组成同步R-S触发器。自己画出用4个双输入端与非门74LS00构成同步R-S触发器的电路图，将74LS00插入实验箱的Ic插座，按图连接电路，然后，按表（82）改变输入电平状态，将输出端状态填入表（82）中。注意：输入端R=S=1时为禁止态。表（81） 表（82） S RQ Q011110110011CPSRQ Q010