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文档简介

指导书(桂林航专) 实验一门电路逻辑功能及测试 一、实验目的 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件74LS00二输入端四与非门2片74LS20四输入端双与非门1片74LS86二输入端四异或门1片74LS04六反相器1片 三、预习要求 1、复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。 2、熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。 3、了解双踪示波器使用方法。 四、实验内容实验前按学习机使用说明先检查学习机电源是否正常。 然后选择实验用的集成电路,按自己设计的实验接线图接好连线,特别注意V及地线不能接错。 线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。 实验中改动接线须先断开电源,接好线后再通电实验。 1、测试门电路逻辑功能 (1)、选用双四输入与非门74LS20一只,插入面包板,按图1.1接线、输入端接S1S4(电平开关输出插口),输出端接电平显示发光二极管(D1D8任意一个) (2)、将电平开关按表1.1置位,分别测输出电压及逻辑状态。 表1.1输入输出1234Y电压(V)H H H H L H H H L L H H L L L H L L L L、异或门逻辑功能测试&12456YVV714图1.1 (1)、选二输入四异或门电路74LS86,按图1.2接线,输入端 1、 2、 4、5接电平开关,输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。 (2)、将电平开关按表1.2置位,将结果填入表中。 表1.2输入输出A B Y Y电压(V)L L L L H L L L H H L L H H H L H H H H L HLH 3、逻辑电路的逻辑关系 (1)、用74LS 00、按图1.3,1.4接线,将输入输出逻辑关系分别填入表1. 3、表1.4中,表1.3输入输出A BY L L LH HLH H表1.4输入输出A BY ZLLLH HLH H (2)、写出上面两个电路逻辑表达式 4、逻辑门传输延迟时间的测量。 用六反相器(非门)按图1.5接线,输入80KHz连续脉冲,用双踪示波器测输入,输出相位差,计算每个门的平均传输延迟时间的pd t值。 5、利用与非门控制输出。 用一片74LS00按图1.6接线,S接任一电平开关,用示波器观察S对输出脉冲的控制作用。 6、用与非门组成其它门电路并测试验证。 (1)、组成或非门用一片二输入端四与非门组成或非门BABAY?画出电路图,测试并填表1.5表1.5表1.6输入输出A BY A BY001101010011 (2)、组成异或门(a)将异或门表达式转化为与非门表达式。 (b)画出逻辑电路图。 (c)测试并填表1.6。 0101 五、实验报告SY&123&456Y&13图1. 61、按各步骤要求填表并画逻辑图。 2、回答问题 (1)怎样判断门电路逻辑功能是否正常? (2)与非门一个输入接连续脉冲,其余端什么状态时允许脉冲通过?什么状态时禁止脉冲通过? (3)异或门又称可控反相门,为什么?实验二组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算) 一、实验目的 1、掌握组合逻辑电路的功能测试。 2、验证半加器和全加器的逻辑功能。 3、学会二进制数的运算规律。 二、实验仪器及材料器件74LS00二输入端四与非门3片74LS86二输入端四异或门1片74LS54四组输入与或非门1片 三、预习要求 1、预习组合逻辑电路的分析方法。 2、预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理。 3、预习二进制数的运算。 四、实验内容 1、组合逻辑电路功能测试 (1)、用2片74LS00组成图2.1所示逻辑电路。 为便于接线和检查,在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。 (2)、图中A、B、C接电平开关,Y 1、Y2接发光管电平显示。 (3)、按表2.1要求,改变A、B、C的状态填表并写出Y 1、Y2逻辑表达式。 (4)将运算结果与实验比较。 表2.1输入输出ABC Y1Y 20001111000111001011100102、测试用异或门(74LS86)和与非门组成的半加器的逻辑功能。 根据半加器的逻辑表达式可知,半加器Y是A、B的异或,而进位Z是A、B相与,故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图2.2。 (1)、在学习机上用异或门和与门接成以上电路。 A、B接电平开关S、Y、Z接电平显示。 (2)、按表2.2要求改变A、B状态,填表。 表2.2输入端A0101B0011输出端Y Z 3、测试全加器的逻辑功能。 (1)、写出图2.3电路的逻辑表达式。 (2)、根据逻辑表达式列真值表。 (3)、根据真值表画逻辑函数S1C1的卡诺图。 AB4512213YZ=1&63图2.2Bi、Ci-1Ai0001111001Si=Bi、Ci-1Ai0001111001Ci= (4)、填写表2.3各点状态心表2.3Ai BiCi-1Y ZX1X2X3Si Ci000010100110001011101111 (5)、按原理图选择与非门并接线进行测试,将测试结果记入表2.4,并与上表进行比较看逻辑功能是否一致。 4、测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能。 全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成。 在实验中,常用一块双异或门、一个与或非门和一个与非门实现。 (1)、画出用异或门、与或非门和非门实现全加器的逻辑电路图,写出逻辑表达式。 (2)、找出异或门、与或非门和与门器件按自己画出的图接线。 接线时注意与或非门中不用的与门输入端接地。 (3)、当输入端Ai、Bi及Ci-1为下列情况时,用万用表测量Si和Ci的电位并将其转为逻辑状态填入下表。 表2.4Ai BiCi-1Ci Si000010100110001011101111输入端Ai00001111Bi00110011Ci-101010101输出端Si Ci 五、实验报告 1、实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。 2、总结组合逻辑电路的分析方法。 实验三触发器(一)RS,D,JK 一、实验目的 1、熟悉并掌握RS、D、JK触发器的构成,工作原理和功能测试方法。 2、学会正确使用触发器集成芯片。 3、了解不同逻辑功能FF相互转换的方法。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件74LS00二输入端四与非门双D触发器双JK触发器1片1片1片74LS7474LS112 三、实验内容 1、基本RSFF功能测试两个TTL与非门首尾相接构成的基本RSFF的电路如图3.1所示。 (1)试按下面的顺序在dS,dR端加信号0111?dSSSS1101?dRRd?RR d d?d观察并记录FF的Q、Q端的状态,将结果填入下表3.1中,并说明在上述各种输入状态下FF执行的是什么功能?dd表3.1dS dRQ Q逻辑功能01111101 (2)dS端接低电平,S端接高电平,dR端加脉冲。 R端加脉冲。 (3) (4)连接Rd、Sd,并加脉冲。 dd记录并观察 (2)、 (3)、 (4)三种情况下,Q,Q端的状态。 从中你能否总结出基本RSFF的Q或Q端的状态改变和输入端dSdR的关系。 (5)当dS、dR都接低电平时,观察Q、Q端的状态,当dS、dR同时由低电平跳为高电平时,注意观察Q、Q端的状态,重复35次看Q、Q端的状态是否相同,以正确理解“不定”状态的含义。 2、维持一阻塞型D触发器功能测试双D型正边沿维持一阻塞型触发器74LS74的逻辑符号如图3.2所示。 图中dS、dR端为异步置1端,置0端(或称异步置位,复位端)。 CP为时钟脉冲端。 试按下面步骤做实验 (1)分别在dS、 (2)令dS、R端为高电平,D端分别接高,低电平,用点动脉dR端加低电平,观察并记录Q、Q端的状态。 d13图3.1基本RSFF电路QQdSdR2456&cpd SdRQQD图3.2DFF逻辑符号冲作为CP,观察并记录当CP为O、 1、时Q端状态的变化。 (3)当dS=dR= 1、CP=0(或CP=1),改变D端信号,观察Q端的状态是否变化?上述实验数据,将结果填入下表3.2中。 (4)令dS=dR=1,将D和Q端相连,CP加连续脉冲,用双踪示波器观察并记录Q相对于CP的波形。 表3.2dS dRCP DQn Qn+101X X0110X X 0111001111013、负边沿JK触发器功能测试双JK负边沿触发器74LS112芯片的逻辑符号如图3.3所示。 自拟实验步骤,测试其功能,并将结果填入表3.3中。 观察QCP波形,和DFF的D和Q端相连时观察到的Q端的波形相比较,有何异同点? 4、触发器功能转换 (1)将D触发器和JK触发器转换成T触发器,列出表达式,画出实验电路图。 (2)接入连续脉冲,观察各触发器CP及Q端波形,比较两者关系。 (3)自拟实验数据表并填写之。 表3.3dS dRCP JK Qn01X X X X10X X X X110X0111X0CPJKQQdR图3.3JKFF逻辑符号11X0111X11 四、实验报告 1、实验数据并填表。 2、写出实验内容 3、4的实验步骤及表达式。 3、画出实验4的电路图及相应表格。 4、总结各类触发器特点。 实验四三态输出触发器及锁存器 一、实验目的 1、掌握三态触发器和锁存器的功能及使用方法。 2、学会用三态触发器和锁存器构成的功能电路。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件CD4040三态输出四RS触发器一片74LS75四位D锁存器一片 三、实验内容 1、锁存器功能及应用图4.1为74LS75四D锁存器,每两个D锁存器由一个锁存信号G控制,当G为高电平时,输出端Q随输入端D信号的状态变化,当G由高变为低时,Q锁存在G端由高变低前Q的电平上。 Q1Q4Q2Q3QQ QQ (1)验证图4.1锁存器功能,并列出功能状态表。 (2)用74LS75组成数据锁存器按图27.2接线,1D4D接逻辑开关作为数据输入端,G1,2和G3,4接到一起作为锁存选通信号ST,1Q4Q分别接到7段译码器的AD端,数据输出由数码管显示。 设逻辑电平H为“1”,L为“0”ST=1,输入0001,0011,0111,观察数码管显示。 ST=0,输入不同数据,观察输出变化。 23671341615109STABCD译码器sV12ST=1随变ST=0锁存74LS75VA逻辑电平1D2D3D4DG1,2G3,41Q2Q3Q4QGND图4.21S1R2S2R3S3R4S4R16VQ1Q2Q3Q4Vss1234567891011121314154043图4. 32、三态输出触发器功能及应用4043为三态RS触发器,其包含有4个RS触发器单元,输出端均用CMOS传输门对输出状态施加控制。 当传输门截止时,电路输出呈“三态”,即高阻状态。 管脚排列见图4.3。 (1)、三态输出RS触发器功能测试验证RS触发器功能,并列出功能表。 注意(a)、不用的输入端必须接地,输出端可悬空。 (b)、注意判别高阻状态,参考方法输出端为高阻状态时用万用表电压档测量电压为零,用电阻档测量电阻为无穷大。 (2)、用三态触发器4043构成总线数据锁存器图4.4是4043和一个四2输入端与非门4081(数据选通器)及一片4069(做缓冲器)构成的总线数据锁存器。 (A)、分析电路的工作原理。 (提示ST为选通端,R为复位端,EN为三态功能控制端)。 (B)、写出输出端Q与输入端A、控制端ST、EN的逻辑关系。 (C)、按图接线,测试电路功能,验证 (1)的分析。 注意4043的R和EN端不能悬空,可接到逻辑开关上。 四、思考和选做 1、图4.2中,输出端Q与输入端A的相位是否一致?如果想使输出端与输入端完全一致,应如何改动电路? 2、如果将输入端A接不同频率脉冲信号,输出结果如何?试试看。 五、实验报告 1、总结三态输出触发器的特点。 2、并画出4043和74LS75的逻辑功能表。 3、比较图4.2和图4.4锁存器的异同,总结锁存器的组成、功能及应用。 平显示)数据输入接逻辑电平数据输出(接电+512534687910111213141543671243671129105113122111STREN408140434069589Q1Q2Q3Q41A1B2A2B3A3B4A4B1S1R2S2R3S3R4S4R1Q2Q3Q4QUss141614图4.4实验五时序电路测试及研究 一、实验目的 1、掌握常用时序电路分析、设计及测试方法。 2、训练独立进行实验的技能。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件74LS73双JK触发器2片74LS175四D触发器1片74LS10三输入端三与非门1片74LS00二输入端四与非门1片 三、实验内容 1、异步二进制计数器 (1)、按图5.1接线。 (2)、由CP端输入单脉冲,测试并记录Q1Q4端状态及波形。 (3)试将异步二进制加法计数改为减法计数,参考加法计数器,要求实验并记录。 2、异步二一十进制加法计数器 (1)、按图5.2接线。 QA、QB、QC、QD4个输出端分别接发光二极管显示,CP端接连续脉冲或单脉冲。 (2)、在CP端接连续脉冲,观察CP、QA、QB、QC及QD的波形。 (3)、画出CP、QA、QB、QC及QD的波形CR 3、自循环移位寄存器环形计数器。 (1)、按图5.3接线,将A、B、C、D置为1000,用单脉冲计数,记录各触发器状态。 改为连续脉冲计数,并将其中一个状态为“0”的触发器位置为“1”(模拟干扰信号作用的结果),观察计数器能否正常工作。 分析原因。 (2)、按图5.4接线,与非门用74LS10三输入端三与非门重复上述实验,对比实验结果,总结关于自启动的体会。 四、实验报告 1、画出实验内容的波形及记录表格。 2、总结时序电路特点。 实验六集成计数器及寄存器 一、实验目的 1、熟悉集成计数器逻辑功能和各控制端作用。 2、掌握计数器使用方法。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件74LS90十进制计数器2片74LS00二输入端四与非门1片 三、实验内容及步骤 1、集成计数器74LS90功能测试。 74LS90是二一五一十进制异步计数器。 逻辑简图为图6.1所示74LS90具有下述功能直接置0(R0 (1)R0 (2)=1),直接置9(S9 (1)S9 (2)=1)二进制计数(CP1输入QA输出)五进制计数(CP2输入QDQCQB输出)十进制计数(两种接法如图6.2A、B所示)按芯片引脚图分别测试上述功能,并填入表6. 1、表6. 2、表6.3中。 2、计数器级连分别用2片74LS90计数器级连成二一五混合进制、十进制计数器。 (1)画出连线电路图。 (2)按图接线,并将输出端接到数码显示器的相应输入端,用单脉冲作为输入脉冲验证设计是否正确。 (3)画出四位十进制计数器连接图并总结多级计数级连规律。 R0 (1)R0 (2)模二模五QAQBQC QDA(CP1)B(CP2)S9 (1)S9 (2)图6.174LS90逻辑图表6.1功能表R0R0S9S9)输出QD QC QB QAH HL X HH X L X XHHX L X LL X L X L X X L X LLX表6.2二一五混合制计数输出QA QD QCQB0123456789表6.3十进制计数输出QDQCQB QA 01234567893、任意进制计数器设计方法采用脉冲反馈法(称复位法或置位法),可用74LS90组成任意模(M)计数器.图6。 3是用74LS90实现模7计数器的两种方案,图(A)采用复位法,即计数计到M异步清0,图(B)采用置位法,即计数计到M1异步置0。 当实现十以上进制的计数器时可将多片级连使用。 图6.4是45进制计数的一种方案,输出为8421BCD码。 (1)按图6.4接线,并将输出接到显示器上验证。 (2)设计一个六十进制计数器并接线验证。 (3)记录上述实验各级同步波形。 四、实验报告 1、实验内容和各实验数据。 2、画出实验内容 1、2所要求的电路图及波形图。 3、总结计数器使特点。 实验七译码器和数据选择器 一、实验目的 1、熟悉集成译码器。 2、了解集成译码器应用。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件74LS13924线译码器1片74LS153双4选1数据选择器1片74LS00二输入端四与非门1片 三、实验内容 1、译码器功能测试将74LS139译码器按图7.1接线,按表7.1输入电平分别置位,填输出状态表表7.112345678910111213141516接电平开关接电平显示1G1A1B2G2A2BVCC1Y01Y11Y21Y3GND2Y02Y12Y22Y3图7.1输入输出性能G选择B AY0Y1Y2Y3HLLLLX LLHHXLHLH 2、译码器转换将双24线译码器转换为38线译码器。 (1)画出转换电路图。 (2)在学习机上接线并验证设计是否正确。 (3)设计并填写该3-8线译码器功能表,画出输入、输出波形。 3、数据选择器的测试及应用 (1)、将双4选1数据选择器74LS153参照图7.2接线,测试其功能并填写功能表。 (2)、将学习机脉冲信号源中固定连续脉冲4个不同频率的信号接到数据选择器4个输入端,将选择端置位,使输出端可分别观察到4种不同频率脉冲信号。 (3)、分析上述实验结果并总结数据选择器作用。 四、实验报告 1、画出实验要求的波形图。 2、画出实验内容 2、3的接线图。 3、总结译码器和数据选择的使用体会。 812345679101112131415161GB1C32GA2C3+5V1C21C11C01YGND2C22C12C02Y图7.2逻辑电平200KHz示波器100KHz50KHz25KHz74LS153表7.2选择端数据输入端输出控制输出B AC0C1C2C3G YX X X XX XHLLLXX XLLLHXX XLLHXLX XLLHXHX XLHLXXL XLHLXXH XLHHXXX LLHHXXX HL实验八波形产生及单稳态触发器 一、实验目的 1、熟悉多谐振荡器的电路特点及振荡频率估算方法。 2、掌握单稳态触发器的使用。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、元器件74LS00二输入端四与非门1片六反相器六反相器CD40691片1片1只74LS04电位器10K? 三、实验内容 1、多谐振荡器23111CD4069410022KR2R130KR3C0.1u图8.1 (1)、由CMOS门构成多谐振荡器,电路取值一般应满足R1=(210)R2周期T2.2R2C在学习机上按图8.1接成,并测试频率范围。 若C不变,要想输出1KHZ频率波形。 计算R2的值并验证,分析误差。 若要实现10KHZ100KHZ频率范围,选用上述电路并自行设计参数,接线实验并测试。 (2)、由TTL门电路构成多谐振荡器按图8.2接线,用示波器测量频率变化范围。 观测A、B、V0各点波形并记录。 验 2、单稳态触发器 (1)、用一片74LS00接成如图8.3所示电路,输入脉冲用上面实验中由CMOS门电路构成的多谐振荡器所产生的脉冲。 (2)、选三个频率(易于观察)记录A、B、C各点波形。 (3)、若要改变输出波形宽度(例如增加)应如何改变A12345B6C1uFxx4LS00&图8.3电路参数?用实验验证。 四、实验报告 1、实验数据及波形。 2、画出振荡器与单稳态触发器联调实验电路图。 3、写出实验中各电路脉宽估算值,并与实验结果对照分析。 实验九555时基电路 一、实验目的 1、掌握555时基电路的结构和工作原理,学会对此芯片的正确使用。 2、学会分析和测试用555时基电路构成的多谐振荡器,单稳态触发器,R-S触发器等三种典型电路。 二、实验仪器及材料 1、示波器 2、器件NE556,(或LM556,5G556等)双时基电路1片二极管1N41482只电位器22K,1K2只电阻、电容若干扬声器一支 三、实验内容 1、555时基电路功能测试本实验所用的555时基电路芯片为NE556,同一芯片上集成了二个各自独立的555时基电路,图中各管脚的功能简述如下TH高电平触发端当TH端电平大于2/3VCC,输出端OUT呈低电平,DIS端导通,TR低电平触发端当TR端电平小于1/3VCC时,OUT端呈现高电平,DIS端关断。 R复位端0?R,OUT端输出低电平,DIS端导通。 VC控制电压端VC接不同的电压值可以改变THTR的触发电平值。 DIS放电端其导通或关断为RC回路提供了放电或充电的通路。 OUT输出端表9.1TH TRR OUTDIS XXLL导通CCV32?CCV31?HL导通CCV32?CCV31?H原状态原状态CCV32?CCV31?HH关断芯片的功效如表9.1所示,管脚如图9.1所示,功能简图如图9.2所示。 (1)、按图9.3接线,可调电压取自电位器分压器。 (2)按表9.1逐项测试其功能并记录。 2、555时基电路构成的多谐振荡器电路如图9.4所示。 1R1TR2TR2R VOUTDISRTRVCGNDTH+5V+5V1K22KS1D1(LED)0.1u2K图9.3测试接线图OUTVOUTDISRTRVCGNDTH+5V图9.4多谐振荡器电路VC2C1R1R2 (1)、按图接线。 图中元件参数如下?K033RC115.01?1.0?K5C2R2F?F? (2)、用示波器观察并测量OUT端波形的频率。 和理论估算值比较,算出频率的相对误差值。 THGNDVC+-+-VOUT5K比较100放电FF反相放大A1A2QsTRR5K5K&112图9.2时基电路功能简图 (3)、若将电阻值改为 (4)、根据上述电路的原理,充电回路的支路的R1R2C1,放回电路的支路是R2C1,将电路略作修改,增加一个电位器Rw和两个引导二极管,构成图9.5所示的占空比可调的多谐振荡器。 15K?R1?、10K?R2?,电容C不变,上述的数据有何变化?其占空比q为2R1R1R?q?改变Rw的位置,可调节q值。 合理选择元件参数(电位器选用22K?),使电路的占空比调试电路,测出所用元件的数值,估算电路的误差。 3、555构成的单稳态触发器2.0q?,调试正脉冲宽度为0.2ms。 VOUTDISRTRVCGNDTH+5V图9.5占空比可调的多谐振荡器电路C2C1R1R2Rp22KV RTR实验如图9.6所示。 (1)、按图9.6接线,图中时,用双踪示波器观察OUT端相对于V1的波形,并测出输出脉冲的宽度Tw。 (2)、调节V1的频率,分析并记录观察到的OUT端波形的变化。 (3)、若想使S10Tw?,怎样调整电路?测出此时各有关的参数值。 4、555时基电路构成的RS触发器实验如图9.7所示。 ?K10R,VF01.011?C是频率约为KHZ10左右的方波 (1)、先令VC端悬空,调节R,S入电平值,观察V0的状态在什么时刻由0变1,或由1变0?测出V0的状态切换时,R,S平值。 (2)、若要保持V0端的状态不变,用实验法测定R,S端应在什么电平范围内?端的输端的电实验数据,列成真值表的形式。 和RSFF比较,逻辑电平、功能等有何异同。 (3)、若在VC端加直流电压V?分别为2V,4V时,测出此时vcV?,并令vc VOUTRTRTHGNDVC+5V图9.7RS触发器电路VOUTV1+5VRS V0状态保持和切换时R,S端应加的电压值多少?试用实验法测定。 5、应用电路图9.8所示用556的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。 (1)、参考实验内容2确定图9.8中未定元件参数。 (2)、按图接线,注意扬声器先不接。 (3)、用示波器观察输出波形并记录。 (4)、接上扬声器,调整参数到声响效果满意。 D100uVOUT1R1TR1GND VC17DIS1TH1R2DIS2OUT2TH2TR2VC211+5V10K22K0.1u5.1K0.01u8?C123456891012131410K100u+图9.8用时基电路组成警铃电路 6、时基电路使用说明556定时器的电源电压范围较宽,可在5+16V范围内使用(若为CMOS的555芯片则电压范围在+3V+18V内)电路的输出有缓冲器,因而有较强的带负载能力,双极性定时器最大的灌电流和拉电流都在200mA左右,因而可直接推动TTL或CMOS电路中的各种电路,包括能直接推动蜂鸣器等器件。 本实验所使用的电源电压V5V?。 四、实验报告 1、按实验内容各步要求实验数据。 2、画出实验内容3和5中的相应波形图。 3、画出实验内容5最终调试满意的电路图并标出各元件参数。 4、总结时基电路基本电路及使用方法。 模拟电路部分实验一晶体管共射极单管放大 一、实验目的 1、掌握单管放大电路的静态和动态测试方法,及其对放大器性能的影响; 2、巩固单管放大电路的基本工作原理。 二、实验仪器 1、示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 三、预习要求 1、三极管及单管放大器工作原理; 2、放大器动态及静态测量方法。 四、实验内容及步骤 1、装接电路如图1.1所示R15.1KR251C110uFRb224KRb151KRp680KV1Re1100Re21.8KCe10uFRc5.1kRL5.1KVC210uFVoGND(+12V)Vi图1.1单管放大电路 (1)、用万用表判断实验箱上三极管V1的极性及好坏,放大倍数以及电解电容C的极性和好坏。 记录Ic为0.5Ma,1mA,1.5mA时的值。 (2)、按图1.1所示连接电路(注意接线前先测量+12V电源,关断电源后再接线),将Rp调到电阻最大位置。 (3)、接线后仔细检查,确认无误后接通电源。 2、静态调整调整Rp使VE=2.2V,计算并填表1.1实测实测计算Vbe(V)Vce(V)Rb(K)Ib(uA)Ic(mA)表1. 13、动态研究 (1)、将信号发生器调到f=1KHz,幅值为3mV,接到放大器输入端Vi。 观察Vi和Vo段波形,并比较相位。 (2)、信号源频率不变,逐渐加大幅度,观察Vo不失真时的最大值并填表1.2。 实测实测计算估算Vi(mV)Vo(V)Av Av表1.2 (3)、保持Vi=5mV不变,放大器接入负载RL,在改变Rc数值情况下测量,并计算结果填表1.3。 给定参数实测实测计算估算Rc RLVi(mV)Vo(V)Av Av2K5.1K2K2.2K5.1K5.1K5.1K2.2K表1.3 (4)、保持Vi=5mV不变,增大和减小Rp,观察Vo波形变化,测量并填表1.4。 Rp值Vb VcVe输出波形情况最大合适最小表1.4注意若失真观察不明显可增大或减小Vi幅值重测。 4、测放大器输入、输出电阻。 (1)、输入电阻测量在输入端串接一个5.1K电阻如图1.2,测量Vs和Vi,即可计算ri。 图1.2输入电阻测量 (2)、输出电阻测量图1.3输出电阻测量在输出端接入可调电阻作为负载,选择合适的RL值使放大器输出不失真(接示波器监视),测量有负载和空载时的Vo,即可计算ro。 将上述测量及计算结果填入表1.5中测输入电阻Rs=5.1K测输出电阻实测测算估算实测测算估算表1.5 五、实验报告 1、注明你所完成的实验内容和思考题,简述相应的基本结论。 2、选择你在实验中感受最深的一个实验内容,写出较详细的报告。 要求你能够使一个懂得电子电路原理但没看过实验指导书的人可以看懂你的实验报告,并相信你实验中得出的结论。 实验二晶体管两级放大电路 一、实验目的 1、掌握如何合理设置静态工作点; 2、学会放大器频率特性测试方法; 3、了解放大器的失真及消除方法。 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、数字万用表 3、信号发生器Rs5.1KriViroVo 三、预习要求 1、复习教材多级放大电路的内容及频率响应特性的测量方法。 2、分析图2.1两级交流放大电路,初步估计测试内容的变化范围。 四、实验内容实验电路见图2.1R15.1KR251C110uFRb151KRp680KV1Rc15.1kVC210uFVi2GND(+12V)ViRb2-147K100K2RpVi3Rb2-220KV2Rc23KC310uFRe1KCe10uFRL3KVi4图2.1两级交流放大电路 1、静态工作点 (1)、按图接线,注意接线尽可能短。 (2)、静态工作点设置要求第二级在输出波形不失真的前提下幅值尽管大,第一级为增加信噪比尽可能低。 (3)、在输入端加上1KHz幅度为1mV的交流信号(一般采用实验箱上加衰减的办法,即信号源用一个较大的信号。 例如100mV,在实验板上经1001衰减电阻降为1mV),调整工作点使输出信号不失真。 注意如发现有寄生振荡,可采用以下措施消除重新布线,尽可能走线短;可在三级管eb间加几p到几百p的电容;信号源与放大器用屏蔽线连接。 2、按表2.1要求测量并计算,注意测静态工作点时应断开输入信号。 ?静态工作点输入/输出电压(mV)电压放大倍数第一级第二级第一级第二级整体Vc1Vb1Ve1Vc2Vb2Vc2Vi VoAo2Av1Av2Av空载负载表2. 13、接入负载电阻RL=3K,按表2.1测量并计算,比较实验内容2,3的结果。 4、测量两级放大器的频率特性将放大器的负载断开,先将输入信号频率调到1KHz,幅度调到使输出幅度最大而不失真;?保持输入信号幅度不变,改变频率,按表2.2测量并记录;接上负载,重复上述实验。 ?f(Hz)501002505001000250050001000020000Vo RL=RL=3K表2.2 五、实验报告 1、实验数据,分析实验结果。 2、画出实验电路的频率特性简图,标出fH和fL。 3、写出增加频率范围的方法。 实验三负反馈放大电路 一、实验目的 1、研究负反馈对放大器性能的影响。 2、掌握反馈放大器性能的测试方法。 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、音频信号发生器 3、数字万用表 三、预习要求 1、认真阅读实验内容要求,估计待测量内容的变化趋势。 2、图3.1电路中的晶体管值为120,计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。 四、实验内容 1、负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试 (1)、开环电路R15.1KR251C110uFR351KV1R55.1kVC210uFGND(+12V)ViR847KR920KV2R103KC410uFR111KC510uFRL1.5KVoR424KR6100R71.8KC310uFCF10uFRF3K图3.1反馈放大电路?按图接线,RF先不接入;?输入端接入Vi=1mV f=1KHz的正弦波(注意输入1mV信号采用输入端衰减法见实验二)。 调整接线参数使输出不失真且无振荡(参考实验二的方法);按表3.1要求进行测量并填表;根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻ro。 (2)、闭环电路接通RF按实验一的要求调整电路;按表3.1要求测量并填表,计算Avf;根据实测结果,验证Avf1/F。 ?RL(K)Vi(mV)Vo(mV)Av(Avf)开环11.5K1闭环11.5K1表3. 12、负反馈对失真的改善作用 (1)、将图3.1电路开环,逐步加大Vi的幅度,使输出信号出现失真(注意不要过份失真),记录失真波形幅度。 (2)、将电路闭环,观察输出情况,并适当增加Vi幅度,使输出幅度接近开环时失真波形幅度。 (3)、若RF=3K不变,但RF接入V1的基级,会出现什么情况?实验验证之。 (4)、画出上述各步实验的波形图。 3、测放大器频率特性 (1)、将图3.1电路先开环,选择Vi适当幅度(频率1KHz)使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。 (2)、保持输入信号幅度不变逐步增加频率,直到波形减小为原来的70%,此时信号频率即为放大器fH。 (3)、条件同上,但逐渐减小频率,测得fL。 (4)、将电路闭环,重复13步骤,并将结果填入表3.2。 fH(Hz)fL(Hz)开环闭环表3.2 五、实验报告 1、将实验值与理论值比较,分析误差原因。 2、根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。 实验四射极跟随器 一、实验目的 1、掌握射极跟随器的特性及测量方法。 2、进一步学习放大器各项参数测量方法。 二、实验仪器 1、示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 三、预习要求 1、根据教材有关章节内容,熟悉射极跟随器原理及特点。 2、根据图4.1元器件参数,估算静态工作点。 画出交直流负载线。 R15.1KC110uFRb51KRp100KVVC210uFGND(+12V)ViRe1100Re21.8KABVo图4.1射极跟随器电路图 四、实验内容与步骤 1、按图4.1电路接线 2、直流工作点的调整将电源+12V接上,在B点加f=1KHz正弦波信号,输出端用示波器监视,反复调整Rp及信号源输出幅度,使输出幅度在示波器屏幕上得到一个最大不失真波形,然后断开输入信号,用万用表测量晶体管各对地的电位,即为该放大器静态工作点,将所测数据填入表4.1。 Ve(V)Vbe(V)Vc(V)Ie=Ve/Re表4. 13、测量电压放大倍数Av接入负载RL=1K,在B点f=1KHz信号,调输入信号幅度(此时偏置电位器Rp4不能再旋动),用示波器观察,在输出最大不失真情况下测Vi,VL值,将所测数据填入表4.2。 Vi(V)VL(mV)Av=VL/Vi表4. 24、测量输出电阻Ro在B点加f=1KHz正弦波信号,Vi=100mV左右,接上负载RL=2.2K时,用示波器观察输出波形,测空载输出电压Vo(RL=),有负载输出电压VL(RL=2.2K)的值。 则将所得数据填入表4.3中Vo(mV)VL(mV)表4. 35、测量放大器输入电阻Ri(采用换算法)在输入端串入5.1K电阻,A点加入f=1KHz的正弦波信号,用示波器观察输出波形,用毫伏表分别测A、B点对地电位Vs,Vi。 则将测量数据填入表4.4Vs(V)Vi(V)表4. 46、测射极跟随器的跟随特性并测量输出电压峰峰值Vopp接入负载RL=2.2K,在B点加入f=1KHz的正弦波信号,逐渐增大输入信号幅度Vi,用示波器监视输出端,在波形不失真时,测量所对应得VL值,计算出Av,并用示波器测量输出电压的峰峰值Vopp,与电压表读测的对应输出电压有效值比较,将所测数据填入表4.51234Vi VLVopp Av 五、实验报告 1、绘出实验原理图,标明实验的元件参数值 2、实验数据及说明实验中出现的各种现象,得出有关的结论;画出必要的波形及曲线。 3、将实验结果与理论计算比较,分析产生误差的原因。 实验五差动放大电路 一、实验目的 1、熟悉差动放大器工作原理。 2、掌握差动放大器的基本测试方法。 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、数字万用表 3、信号源 三、预习要求 1、计算图5.1的静态工作点(设rbe=3K,=100)及电压放大倍数。 2、在图5.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。 四、实验内容及步骤实验电路如图5.1所示V1V2Rc10KRc10KR510R510Rp1K1Rp330V3Re3KR213KR162KV(12V)Vi1Vi2VoVc1Vc 21、测量静态工作点 (1)、调零将输入端短路并接地,接通直流电源,调节电位器Rp1使双端输出电压Vo=0 (2)、测量静态工作点测量2V 1、2V 2、2V3各极对地电压填入表5.1中对地电压Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3测量值表5. 12、测量差模电压放大倍数在输入端加入直流电压信号Vid=0.1V按表5.2要求测量并记录,由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。 注意先调好DC信号的OUT1和OUT2,使其分别为+0.1V和-0.1V再接入Vi1和Vi 23、测量共模电压放大倍数将输入端b1和b2短接,接到信号源的输入端,信号源另一端接地。 DC信号分先后接OUT1和OUT2,分别测量并填入表5.2。 由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。 进一步算出共模抑制比CMRR=|Ad/Ac|输入信号差模输入共模输入共模抑制比测量值计算值测量值计算值计算值Vc1V Vc2VVo双V Ad1Ad2Ad双Vc1VVc2VVo双VAc1Ac2Ac双CMRR Vi1=-0.1V Vi2=-0.1V 4、在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验 (1)、在图5.1中将b2接地,组成单端输入差动放大器,从b1端输入直流信号Vi=0.1V,测量单端及双端输出,填表5.3记录电压值,计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数,并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。 输入信号电压值放大倍数Av Vc1Vc2Vo直流+0.1V直流-0.1V正弦信号(50mV、1KHz) (2)、从b1端加入正弦波信号Vi=0.05V,f=1000Hz分别测量、记录单端及双端输出电压,填入表5.3计算单端及双端的差模放大倍数。 (注意输入交流信号时,用示波器监视Vc 1、Vc2波形,若有失真现象时,可减小输入电压值,使Vc 1、Vc2都不失真为止。 ) 五、实验报告1.根据实测数据计算图5.1电路的静态工作点,与预习结果相比较。 2.实验数据,计算各种接法的Ad,并于理论计算相比较。 3.计算实验步骤3中Ac和CMRR值。 4.总结差放电路的性能和特点。 实验六比例求和运算电路 一、实验目的 1、掌握用集

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