1高级维修电工实训指导书

高等职业教育实践教学教材高级维修电工实训指导书主编：胡应占 班级： 姓名： 学号： 河南工业职业技术学院目 录绪论2一、职业资格证书简介2二、双证书制度3三、维修电工国家职业资格标准4项目一 电子电路的安装调试与维修9任务一 负反馈放大器9任务二 集成功率放大器13任务三 TTL集成逻辑门的参数测试19任务四 组合逻辑电路的设计与测试25项目二 交直流调速系统的安装、调试与维修28任务一 逻辑无环流可逆直流调速系统28任务二 晶闸管直流调速系统主要单元调试33任务三 双闭环三相异步电动机调压调速系统37项目三 单片机控制系统的安装、调试与维修45任务一 计数器实验45任务二 单片机与PC机的RS232串行通信实验48任务三 点阵式LED“09”数字显示技术50任务四 步进电机实验57项目四 PLC、变频器、触摸屏联机控制系统的安装、调试与维修60任务一 机械手的模拟控制60任务三 Y/换接起动的模拟控制65任务四 变频功能参数设置与操作67任务五 变频器报警与保护功能70任务六 外部端子基本调速72任务七 基于PLC通信方式的变频器开环调速实训74任务八 基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制系统79绪论一、职业资格证书简介 职业资格证书是劳动就业制度的一项重要内容，也是一种特殊形式的国家考试制度。它是指按照国家制定的职业技能标准或任职资格条件，通过政府认定的考核鉴定机构，对劳动者的技能水平或职业资格进行客观公正、科学规范的评价和鉴定，对合格者授予相应的国家职业资格证书。职业资格证书是表明劳动者具有从事某一职业所必备的学识和技能的证明。它是劳动者求职、任职、开业的资格凭证，是用人单位招聘、录用劳动者的主要依据，也是境外就业、对外劳务合作人员办理技能水平公证的有效证件。职业资格证书与职业劳动活动密切相联，反映特定职业的实际工作标准和规范。所谓就业准入是指根据劳动法和职业教育法的有关规定，对从事技术复杂、通用性广、涉及到国家财产、人民生命安全和消费者利益的职业（工种）的劳动者，必须经过培训，并取得职业资格证书后，方可就业上岗。实行就业准入的职业范围由劳动和社会保障部确定并向社会发布。职业介绍机构要在显著位置公告实行就业准入的职业范围；各地印制的求职登记表中要有登记职业资格证书的栏目；用人单位招聘广告栏中也应有相应职业资格要求。职业介绍机构的工作人员在工作过程中，对国家规定实行就业准入的职业，应要求求职者出示职业资格证书并进行查验，凭证推荐就业；用人单位要凭证招聘用工。从事就业准入职业的新生劳动力，就业前必须经过一到三年的职业培训，并取得职业资格证书；对招收未取得相应职业资格证书人员的用人单位，劳动监察机构应依法查处，并责令其改正；对从事个体工商经营的人员，要取得职业资格证书后工商部门才办理开业手续。劳动法第八章第六十九条规定：“国家确定职业分类，对规定的职业制定职业技能标准，实行职业资格证书制度，由经过政府批准的考核鉴定机构负责对劳动者实施职业技能考核鉴定。”职业教育法第一章第八条明确指出：“实施职业教育应当根据实际需要，同国家制定的职业分类和职业等级标准相适应，实行学历文凭、培训证书和职业资格证书制度。”这些法规确定了国家推行职业资格证书制度和开展职业技能鉴定的法律依据。开展职业技能鉴定，推行职业资格证书制度，是落实党中央、国务院提出的科教兴国战略方针的重要举措，也是我国人力资源开发的一项战略措施。这对于提高劳动者素质，促进劳动力市场的建设以及深化国有企业改革，促进经济发展都具有重要意义。我国职业资格证书分为五个等级：初级（五级）、中级（四级）、高级（三级）、技师（二级）和高级技师（一级）。职业资格分类大致有以下几种：1. 生产、运输设备操作人员目前，劳动和社会保障部依据中华人民共和国职业分类大典确定了实行就业准入的87个职业目录。分别是：车工、铣工、磨工、镗工、组合机床操作工、加工中心操作工、铸造工、锻造工、焊工、金属热处理工、冷作钣金工、涂装工、装配钳工、工具钳工、锅炉设备装配工、电机装配工、高低压电器装配工、电子仪器仪表装配工、电工仪器仪表转配工、机修钳工、摩托车维修工、精密仪器仪表维修工、锅炉设备安装工、变电设备安装工、维修电工、计算机维修工、手工木工、精细木工、音响调音员、贵金属首饰手工制作工、土石方机械操作工、砌筑工、混凝土工、钢筋工、架子工、防水工、装饰装修工、电气设备安装工、管工、汽车驾驶员、起重装卸机械操作工、化学检验工、食品检验工、纺织纤维检验工、贵金属首饰钻石宝玉石检验员、防腐蚀工、锁具修理工。2. 农林牧鱼水利业生产人员 动物疫病防治员、动物检疫检验员、沼气生产工 3. 商业、服务业人员 营业员、推销员、出版物发行员、中药购销员、鉴定估价师、医药商品购销员、中药调剂员、冷藏工、中式烹调师、中式面点师、西式烹调师、西式面点师、调酒师、营养配餐员、前厅服务员、客房服务员、保健按摩师、职业指导员、物业管理员、锅炉操作工、美容师、美发师、摄影师、眼镜验光员、眼镜定配工、家用电子产品维修工、家用电器产品维修工、钟表维修工、办公设备维修工、养老护理员、人力资源管理师、营销师、理财规划师 （四）办事人员和有关人员 秘书、公关员、计算机操作员、制图员、话务员、用户通信终端维修员、速录师。二、双证书制度双证书制度是我国目前高等职业教育的一种理想培养模式，但是我国政府、企业、高校对这种制度的实施还存在许多问题。通过对我国双证书制度现状的分析，提出三项建议，从政府、 企业、高校三个方面进行改革，建立富有中国特色的“双证书”制度。“双证书”是指学历文凭和职业资格证书制度。中共中央关于建立社会主义市场经济体制若干问题的决定指出：“要制订各种职业的资格标准和录用标准，实行学历文凭和职业资格证书制度”。国务院关于(中国教育改革和发展纲要)的实施意见进一步明确：“大力开发各种形式的职业培训。认真实行先培训后就业，先培训后上岗的制度；使城乡新增劳动力上岗前都能受到必需的职业训练，在全社会实行学历文凭和职业资格证书并重的制度”。高等职业教育实行双证书制度，即高等职业院校的毕业生应取得学历和技术等级或职业资格两种证书的制度。这是高等职业教育自身的特性和社会的需要。 几年来国家在许多法规和政策性文件中提出了实行双证书制度的要求。1996年颁布的中华人民共和国职业教育法规定“实施职业教育应当根据实际需要，同国家制定的职业分类和职业等级标准相适应，实行学历证书、培训证书和职业资格证书制度。”并明确“学历证书、培训证书按照国家有关规定，作为职业学校、职业培训机构的毕业生、结业生从业的凭证。”1998年国家教委、国家经贸委、劳动部关于实施职业教育法加快发展职业教育的若干意见中详细说明：“要逐步推行学历证书或培训证书和职业资格证书两种证书制度。接受职业学校教育的学生，经所在学校考试合格，按照国家有关规定，发给学历证书；接受职业培训的学生，经所在职业培训机构或职业学校考核合格，按照国家有关规定，发给培训证书。对职业学校或职业培训机构的毕(结)业生，要按照国家制定的职业分类和职业等级、职业技能标准，开展职业技能考核鉴定，考核合格的，按照国家有关规定，发给职业资格证书。学历证书、培训证书和职业资格证书作为从事相应职业的凭证。”以上这些，为实行双证书制度提供了法律依据和政策保证。随着社会主义市场经济的发展，社会人才市场对从业人员素质的要求越来越高，特别是对高级实用型人才的需求更讲究“适用”、“效率”和“效益”，要求应职人员职业能力强，上岗快。这就要求高等职业院校的毕业生，在校期间就要完成上岗前的职业训练，具有独立从事某种职业岗位工作的职业能力。双证书制度正是为此目的而探索的教育模式，职业资格证书是高职毕业生职业能力的证明，谁持有的职业资格证书多，谁的从业选择性就大，就业机会就多。 高等职业教育是培养面向基层生产、服务和管理第一线的高级实用型人才。双证书是实用型人才的知识、技能、能力和素质的体现和证明，特别是技术等级证书或职业资格证书是高等职业院校毕业生能够直接从事某种职业岗位的凭证。因此，实行双证书制度是高等职业教育自身的特性和实现培养目标的要求。三、维修电工国家职业资格标准1 概述。11 职业等级本职业共设五个等级，分别为：初级 (国家职业资格五级)、中级（国家职业资格四级）、高级（国家职业资格三级）、技师（国家职业资格二级）。高级技师（国家职业资格一级）。12 鉴定要求：从事或准备从事本职业的人员。13 申报条件（初级和高级技师略）1.3.1中级 （具备以下条件之一者）取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作3年以上，经本职业中级正规培训达规定标准学时数，并取得毕（结）业证书。取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作5年以上。连续从事本职业工作7年以上。取得经劳动保障行政部门审核认定的、以中级技能为培养目标的中等以上职业学校本职业（专业）毕业证书。1.3.2高级 （具备以下条件之一者）取得本职业中级职业资格证书后 ，连续从事本职业工作4年以上，经本职业高级正规培训达规定标准学时数，并取得（结）业证书。取得本职业中级职业资格证书后 ，连续从事本职业8年以上。取得高级技工学校或经劳动保障行政部门审核认定的、以高级技能为培养目标的高等职业学校本职业（专业）毕业证书。取得本职业中级职业资格证书的大专以上本专业或相关专业毕业生，连续从事本职业工作3年以上。1.3.3技师 （具备以下条件之一者）取得本职业高级职业资格证书后，连续从事本职业工作5年以上，经本职业技师正规培训达规定标准学时数，并取得毕（结）业证书。取得本职业高级职业资格证书后，连续从事本职业工作10年以上。取得本职业高级职业资格证书的高级技工学校职业（专业）毕业生和大专以上本专业或相关专业毕业生，连续从事本职业工作满2年。基础知识1.4.1 电工基础知识 (1)直流电与电磁的基本知识。 (2)交流电路的基本知识。 (3)常用变压器与异步电动机。 (4)常用低压电器。 (5)半导体二极管、晶体三极管和整流稳压电路。 (6)晶闸管基础知识。(7)电工读图的基本知识。 (8)一般生产设备的基本电气控制线路。 (9)常用电工材料。 (10)常用工具(包括专用工具)、量具和仪表。 (11)供电和用电的一般知识。 (12)防护及登高用具等使用知识。1.4.2 钳工基础知识 (1)锯削。 1)手锯。 2)锯削方法。 (2)锉削。 1)锉刀。 2)锉削方法。 (3)钻孔。 1)钻头简介。 2)钻头刃磨。 (4)手工加工螺纹。 1)内螺纹的加工工具与加工方法。2)外螺纹的加工工具与加工方法。 (5)电动机的拆装知识。 1)电动机常用轴承种类简介。 2)电动机常用轴承的拆卸。 3)电动机拆装方法。1.4.3安全文明生产与环境保护知识 (1)现场文明生产要求。 (2)环境保护知识。 (3)安全操作知识。1.4.4质量管理知识 (1)企业的质量方针。 (2)岗位的质量要求。 (3)岗位的质量保证措施与责任。1.4.5相关法律、法规知识 (1)劳动法相关知识。（2）合同法相关知识2.工作要求中级职业功能工作内容技能要求相关知识工作前准备 工具、量具及仪器、仪表能够根据工作内容正确选用仪器、仪表常用电工仪器、仪表的种类、特点及适用范围读图与分析能够读懂X62W铣床、MGBl420磨床等较复杂机械设备的电气控制原理图1.常用较复杂机械设备的电气控制线路图2.较复杂电气图的读图方法装调与维修电气故障修1.能够正确使用示波器、电桥、晶体管图示仪2.能够正确分析、检修、排除55 kW以下的交流异步电动机、60 kW以下的直流电动机及各种特种电动机的故障3.能够正确分析、检修、排除交磁电动机扩大机、X62W铣床、MGBl420磨床等机械设备控制系统的电路及电气故障1.示波器、电桥、晶体管图示仪的使用方法及注意事项2.直流电动机及各种特种电动机的构造、工作原理和使用与拆装方法3.交磁电动机扩大机的构造、原理使用方法及控制电路方面的知识4.单相晶闸管变流技术配线与安装1.能够按图样要求进行较复杂机械设备的主、控线路配电板的配线(包括选择电器元件、导线等)，以及整台设备的电气安装工作2.能够按图样要求焊接晶闸管调速器、调功器电路，并用仪器、仪表进行测试明、暗电线及电器元件的选用知识测绘能够测绘一般复杂程度机械设备的电气部分电气测绘基本方法 调试能够独立进行X62W铣床、MGBl420磨床等较复杂机械设备的通电工作，并能正确处理调试中出现的问题，经过测试、调整，最后达到控制要求较复杂机械设备电气控制调试方法 高级职业功能工作内容技能要求相关知识准备读图与分析能够读懂经济型数控系统、中高频电源、三相晶闸管控制系统等复杂机械设备控制系统和装置的电气控制原理图1.数控系统基本原理2.中高频电源电路基本原理装调与维修电气故障检修能够根据设备资料，排除B2010A龙门刨床、经济型数控、中高频电源、三相晶闸管、可编程序控制器等机械设备控制系统及装置的电气故障1.电力拖动及自动控制原理基本知识及应用知识2.经济型数控机床的构成、特点及应用知识3.中高频炉或淬火设备的工作特点及注意事项4.三相晶闸管变流技术基础配线与安装能够按图样要求安装带有80点以下开关量输入、输出的可编程序控制器的设可编程序控制器的控制原理、特点、注意事项及编程器的使用方法测绘1.能够测绘X62W铣床等较复杂机械设备的电气原理图、接线图及电气元件明细表2.能够测绘晶闸管触发电路等电子线路并绘出其原理图3.能够测绘固定板、支架、轴、套、联轴器等机电装置的零件图及简单装配图1.常用电子元器件的参数标识及常用单元电路2.机械制图及公差配合知识3.材料知识调试能够调试经济型数控系统等复杂机械设备及装置的电气控制系统，并达到说明书的电气技术要求有关机械设备电气控制系统的说明书及相关技术资料新技术应用能够结合生产应用可编程序控制器改造较简单的继电器控制系统，编制逻辑运算程序，绘出相应的电路图，并应用于生产1.逻辑代数、编码器、寄存器、触发器等数字电路的基本知识2.计算机基本知识工艺编制能够编制一般机械设备的电气修理工艺电气设备修理工艺知识及其编制方法 培 训 指 导指导操作能够指导本职业初级工、中级工进行实际操作指导操作的基本方法技师职业功能 工作内容 技能要求 相关知识 装 调 与 维 修 测绘1.能够测绘经济型数控机床等复杂机械设备的电气原理图、接线图2.能够测绘具有双面印刷线路的电子线路板，并绘出其原理图1.常用电子元器件、集成电路的功能，常用电路，以及手册的查阅方法2.机械传动、液压传动知识 调试能够调试龙门刨V5系统等复杂机械设备的电气控制系统，并达到说明书的电气控制要求1.计算机的接口电路基本知识2.常用传感器的基本知识 新技术应用能够推广、应用国内相关职业的新工艺、新技术、新材料、新设备国内相关职业“四新”技术的应用知识 工艺编制能够编制生产设备的电气系统及电气设备的大修工艺机械设备电气系统及电气设备大修工艺的编制方法 设计能够根据一般复杂程度的生产工艺要求，设计电气原理图、电气接线图 电气设计基本方法 培 训 指 导 指导操作能够指导本职业初级工、中级工、高级工进行实际操作 培训教学基本方法 理论培训 能够讲授本专业技术理论知识 管 理 质量管理1.能够在本职工作中认真贯彻各项质量标准2.能够应用全面质量管理知识，实现操过程的质量分析与控制1.相关质量标准2.质量分析与控制方法 生产管理1.能够组织有关人员协同作业2.能够协助部门领导进行生产计划、调度及人员的管理 生产管理基本知识项目一 电子电路的安装调试与维修任务一 负反馈放大器一实训目的1加深了解电压串联负反馈对放大器性能的影响。2掌握负反馈放大器性能指标的测量方法。3学习静态工作点的调试方法，训练按图接线和查线的能力，进一步熟悉仪器使用方法。 二实验原理 负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用。虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态参数，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。 负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。1图1-1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过电阻R13把输出电压Uo引回到输入端，加在晶体管V1的发射极上，在发射极电阻R5上形成反馈电压Ufo根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。 图1-1 负反馈放大器实验板电路图主要性能指标如下 (1)闭环电压放大倍数Avf其中 Av =Uo/Ui-基本放大器(无反馈)的电压放大倍数，即开环电压放大倍数。 1+AvFv-反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。 (2) 反馈系数 (3) 输入电阻 r1f =(1+AvFv)ri ri-基本放大器的输入电阻(不包括偏置电阻) (4) 输出电阻 ro-基本放大器的输出电阻。 Avo-基本放大器RL= 时的电压放大倍数。2本实验还需要测量基本放大器的动态参数，怎样实现无反馈而得到基本放大器呢? 在基本放大电路的基础上把输出部分的电压引入输入部分，构成一个反馈系统。因此在测量基本放大器的动态参数时我们可以断开反馈支路，因而去掉反馈作用，得到基本放大电路。根据上述描述，就可得到所要求的，如图1-2所示的基本放大电路。图1-2三实验设备与器件 1负反馈放大器实验电路板； 2信号源(下组件) ； 3示波器； 4数字直流电压表。 四实验内容 1测量静态工作点 按图1-1连接实验电路，取Vcc=+12V，Ui=0，用数字电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表-1中。表1-1UB(V)UE(V)UC(V)第一级第二级 2测试基本放大器的各项性能指标 将实验电路按图1-2改接，即把R13断开就可以，其它连线不动，取VCC=12V，各仪器连接方法同实验二。 (1) 测量中频电压放大倍数Av，输入电阻ri和输出电阻ro。 以f=1KHZ，US约5mV正弦信号输入放大器，用示波器监视输出波形uo，在uo不失真的情况下，用示波器观测并计算UB、Ui、UL，记入表1-2中。表1-2Us(mV)Ui(mV)UL(mV)Uo(mV)Avriro基本放大器负反馈放大器 保持Us不变，断开负载电阻RL(注意，Rf不要断开)，测量空载时的输出电压Uo，记入表4-2中。 (2) 测量通频带 接上RL，保持(1)中的US不变，然后增加和减小输入信号的频率，找出上、下限频率fh和fL，记入表1-3中。表1-3fLfhAf基本放大器负反馈放大器 3测试负反馈放大器的各项性能指标 将实验电路恢复为图1-1的负反馈放大电路。适当加大US(约10mV)，在输出波形不失真的条件下，用实验内容2中的方法测量负反馈放大器的Avf、rif和rof，记入表1-2中；测量fhf和fLf，记入表1-3中。 4观察负反馈对非线性失真的改善 (1) 实验电路改接成基本放大器形式，在输入端加入f=1KHZ的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。 (2) 再将实验电路改接成负反馈放大器形式，增大输入信号幅度，使输出电压幅度的大小与(1)相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。五实训报告 1将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值列表进行比较； 2根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。 六预习要求 1复习教材中有关负反馈放大器的内容。 2按实验电路1-1估算放大器的静态工作点(b1 =b2 =100)。 3估算基本放大器的AV，ri和ro；估算负反馈放大器的Avf、rif和rof，并验算它们之间关系。 4怎样把负反馈放大器改接成基本放大器？为什么要把Rf并接在输入和输出端？ 5如按深度负反馈估算，则闭环电压放大倍数Avf=？和测量值是否一致？为什么？ 6如输入信号存在失真，能否用负反馈来改善？ 7怎样判断放大器是否存在自激振荡？如何进行消振？任务二 集成功率放大器一实训目的1了解OTL互补对称功率放大器的调试方法。2熟悉集成功率放大器TDA2030的主要性能和使用。3熟悉功率放大器的设计，及其性能指标的测量和它的调整方法。二功率放大器的原理 （一）功率放大器的特点和分类功率放大器的作用是给某些电子设备中换能器提供一定的输出功率，如：收音机中的扬声器、继电器中的电感线圈等。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性矢量尽可能小，效量尽可能高功率放大器根据三极管的静态工作电流的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类三种。甲类功率放大器的电流ic0，三极管在信号一周内导通，电源始终不断地输送功率，在没有信号输入时（即静态），这些功率全部消耗在管子和电阻上；当有信号输入时（即动态），其中一部份转化为有用的输出功率，所以，输出功率较小，输出效率较低。（二）互补推挽功率放大器 乙类、甲乙类功率放大器虽然效率高，但它的输出波形严重失真，为了妥善解决失真和效率的矛盾，采用了互补推挽式电路，如图1-3所示。图1-3 基本互补推挽电路图1-3中，当Ui=0，T1、T2截止，Uo=0，当Ui为正半周，T2截止，T1放大，负载上有电流流过，负半周时，T1截止，T2放大，两只管子在无信号时均不工作。而有信号时，轮流导通，故称互补推挽式电路。若ui=Uimsint,输出信号的电压幅值为Uom，输出信号的电流幅值分别为Iom，三极管T1、T2的交流电压幅值和电流幅值分别为Ucem、Icm。1输出功率Po=IoU=(由图11-1，可知Ucem(max)Vcc所以 Po(max) 2直流电源供给功率Pv电路中，正、负在一周期内轮流供电，电路的对称性使正负电源供给功率相等，所以电源总供给功率为单个电源供给功率的两倍。 所以Pv(max) 3效率 当Ucem最大，Po最大，效率最大。 max 上式忽略了UCE(sat)而得到的，因此实际最大效率要比它小。4管耗由T1.T2在一个周期内轮流导通可知：两管是管耗相等，即PT1=PT2;总管耗PT=PT1-PT2=2PT1=2PT2 PT1= PT=2PT1= 甲类放大器时，静态管耗最大，乙类工作时，静态却为零；当Uom由小增大时，由于PT是Uom的二次函数，令PT对Uom的导数为零，即 由此可知Uom=时。PT达到最大；而当Uom由此继续增大时，PT反而减小。总之PT的最大值不出现在静态时，也不出现在最大输出功率时， PTmax = 最大管耗与最大输出功率关系为PTmax0.4Pomax PT1max=PT2max0.2Pomax 这是在功率放大器设计中，选择功放管的重要依据。5功率三极管其余参数的选择（1）U(BR)CEO选择在图1-3中，T1导通时T2截止，T2所承受的最大电压为（-Vcc-Uom(max)）-2Vcc，同样T2导通时，T1截止，T1所承受的最大反压为(Vcc+Uo(max)2Vcc,因此两管必须满足： |U(BR)CEO|2Vcc (2) ICM的选择由ICM=Ucem/RL可知：ICM最大值为Vcc/RL，因此两管必须满足： ICMVcc/RL (3)PCM的选择两管的PCM 必须满足： PCM0.2Pomax 实际设计选管时，各参数应留有一定裕量。（三）典型功率放大器的介绍功率放大器有双电源供电的OCL电路（无输出电容），也有单电源供电的OTL电路（无输出变压器）。图1-4带自举的单电源互补推挽电路 如图1-4单电源供电的OTL电路，图中T1级组成前置放大器。它工作在甲类，R1,R2,Re为它的偏置电路，T2和T3组成互补推挽电路输出级。通常Ui=0时，只要适当调节R2,就可以使Ic1,UB2和UB3达到所需的值，给T2,T3提供一个合适的偏置，并使k点电位Uk=Uc=Vcc/2。 当有信号Ui时，由于T1的倒相作用，在信号的负半周，T2导通,有电流流过负载RL,同时向C充电；在信号的正半周，T3导电，电容C通过负载RL放电。设下限频率为fL,电容C的大小满足C(510)/2fLRl,则可近似认为电容C对信号短路，其两端的直电压近似为：Uk=Vcc/2。因此，T2,T3管的供电电压均为Vcc/2，两管交替工作，负载RL上可得到完整的正弦波。理想情况下，UomaxVcc/2.实际在Ui负半周期时，由于Rc1的存在，造成本级推动电压UB2始终小于Vcc,因此实际Uomax=Vcc/2-iBm2Rc1-UBE2。为提高输出电压幅度使其接近Vcc/2,可采用带自举的互补推挽电路。图1-4中R3,C为自举电路，C为自举电容，有时功放输出也可用复合管。图1-5为TD203的典型应用电路。 图1-5集成功率放大电路1放大倍数的确定该电为单电源供电，根据已知条件中给定的Po,RL即可确定Vo,设计适当留有裕量。 2电源电压Vcc的确定根据放大器的工作原理，Vcc应满足：Vcc2 Uo 负载电流最大值ILM= Uo/RL 因为TD2030内的末级工作状态接近乙类，所以电源平均电流为： Icc=0.319ILM 3直流偏置电路TD2030可用正负电源供电，也可用单电源供电。当其单电源供电时，其输出端的直流电压为Vcc/2，通过反馈电阻R5使反相端的电压亦为Vcc/2。为使同相端与反相端的直流电压对称，用R1和R2对Vcc分压取得Vcc/2, 经R3加到同相端。偏置电阻一般为12k 几百k， 阻值太小，电源损耗大；阻值太大，集成块的失调电流将不可忽略。 C2为旁路电容，应保证在电源频率上C2的容抗远小于R2的值。4交流工作状态及元件参数确定该电路采用同相输入，故输入阻抗高，对信号源电压衰减小。R1,R2,R4,R5,C3组成交流负反馈，反相端与同相端直流等效电阻应相等。故有：R5=R3+R1/R2 Av=1+R5/R4 根据11-20, 11-21两式可确定R4,R5阻值。 C41/2fLCL C11/2fLR3 R6,C6均用于消除自激。 参考电阻值:R1=100K,R2=100K,R3=100K,R4=4.7K,R5=150K,R6=1。参考电容值:C=11F,C2=22F,C3=22F,C4=2200F,C5=0.1F,C6=0.1F。三实验仪器与器件1信号源(下组件)； 2示波器；3直流电压表；4数字电流毫安表；5集成功率放大器TD2030。四实验内容1静态测试（1）接通电源前先将输入端短路接地，以免感应信号使静态电流过大。（2）接通电源后，电流表的指示应很小。测量TD2030的同相端、反相端和输出端直流电压。 为使电路安全起见，也可以先降低电源电压测试，待电路正常后再将Vcc调到规定值。2动态测试（1）电压增益用示波器观察输入和输出信号波形，调节ui使uo波形处于最大不失真状态，测出此时的ui, uo大小。 Av=uo/ui 若Av偏小，可适当减小R4。(2) 输出功率输入端接f=1KHZ的正弦信号ui，输出端用示波器观察输出电压uo波形。逐渐增大ui，使输出电压达到最大不失真输出，用交流毫伏表测出负载RL上的电压UOm，则(3)效率当输出电压为最大不失真输出时，读出数字直流毫安表中的电流值，此电流即为直流电源供给的平均电流Idc(有一定误差)，由此可近似求得PE=VCCIdc，再根据上面测得的POm，则可求出(4)测量幅频特性 放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数AV与输入信号频率f之间的关系曲线。通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的1/倍，即0.707Aum所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带 fBW=fHfL放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AV。为此，可采用前述测AV的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变。五实训报告1认真阅读功率放大器的原理，参阅本课题的设计举例，根据技术要求，设计出电路。2将测试数据与理论指标进行比较，绘出特性曲线，并进行必要的误差分析。3对思考题进行研究与讨论。4简述实验心得，并提出改进方法。六思考题1加大输入信号ui时，输出波形可能会出现哪些失真？是什么原因引起的？2影响放大器低频特性fL的因素有哪些？采用什么措施使fL降低？为什么？3提高电压放大倍数Av，受到哪些因素限制？采用什么措施较好？为什么？任务三 TTL集成逻辑门的参数测试一实训目的掌握TTL集成与非门的主要参数、特性的意义及测试方法。 二实验原理TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门，本实验采用4输入双与非门74LS20，在一片集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。74LS20内部逻辑图及外部逻辑符号和引脚排列如图1-6（a）、（b）、（c）所示。图1-61与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端有一个或一个以上的低电平时，输出端为高电平；只有输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。（即有“0”得“1”，全“1”得“0”。）对与非门进行测试时，门的输入端接逻辑开关，开关向上为逻辑“1”，向下为逻辑“0”。门的输出端接电平指示器，发光管亮为逻辑“1”，不亮为逻辑“0”。基本测试方法是按真值表逐项测试，但有时按真值表逐项进行测试似嫌多余，对于有四个输入端的与非门，它有十六个最小项，实际上只要按表1-4所示的五项进行测试，便可以判断此门的逻辑功能是否正常。输入输出AnBnCnDnY11110111101111011110表1-4 2TTL与非门的主要参数：（1）低电平输出电源电流ICCL与高电平输出电源电流ICCH 图1-7与非门在不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。ICCL是指输出端空载，所有输入端全部悬空，（与非门处于导通状态），电源提供器件的电流。ICCH是指输出端空截，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，（与非门处于截止状态），电源提供器件的电流。测试电路如图1-7（a）、（b）所示。通常ICCLICCH，它们的大小标志着与非门在静态情况下的功耗大小。导通功耗：PCCL=ICCLUCC截止功耗：PCCH=ICCHUCC由于ICCL较大，一般手册中给出的功耗是指PCCL。注意：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压UCC允许在510%的电压范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。（2）低电平输入电流IiL与高电平输入电流IiHIiL是指被测输入端接地，其余输入端悬空，由被测输入端流出的电流，如图1-7（c）所示，在多级门电路中它相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因而它的大小关系到前级门的灌电流负载能力，因此希望IiL小些。IiH是指被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端空载，流入被测输入端的电流，如图1-7（d）所示，在多级门电路中它相当于前级门输出高电平时，前级门的拉电流负载，其大小关系到前级门的拉电流负载能力，希望IiH小。由于IiH较小，难以测量，所以一般免于测试此项内容。 （3）扇出系数No（a） （b）图1-8扇出系数是指门电路能驱动同类门的个数，是衡量门电路负载能力的一个参数，TTL与非门有两种不同性质的负载灌电流负载和拉电流负载，因此有两种扇出系数，低电平扇出系数NoL和高电平扇出系数NoH。低电平扇出系数NoL测试电路如图1-8（a）所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载，调节RL使IoL增大，UoL随之增高，当UoL达到UoLm（手册中规定低电平规范值0.4V）时的IoL就是允许灌入的最大负载电流IoLm，则 NOL = NoL大小主要受输出低电平时输出端允许灌入的最大负载电流IoLm的限制，如灌入的负载电流超出该值，输出低电平将显著升高，以致造成下级门电路的误动作。高电平扇出系数NoH通常IiHNoL，故常以NoL作为门的扇出系数。（4）电压传输特性与非门的输出电压Uo随输入电压Ui而变化的曲线Uo=f（Ui）称为电压传输特性，如图1-9所示。它是门电路的重要特性之一，通过它可知道与非门的一些重要参数，如输出高电平UoH、输出低电平UoL、关门电平Uoff、开门电平Uon、阈值电平UT及抗干扰容限UNL、UNH等。图1-9电压传输特性的测试方法很多，最简单的方法是逐点测试法，测试电路如图1-8（b） 所示，调节电位器RW，逐点测出输入电压Ui及输出电压Uo绘成曲线。 （5） 平均传输延迟时间tpd图1-10tpd是衡量门电路开关速度的参数，是指输出波形边沿0.5Um点相对于输入波形对应边沿0.5Um点的时间延迟，如图1-10（a）所示，门电路的导通延迟时间为tpdL，截止延迟时间为tpdH，则平均时间tpd=1/2（tpdLtpdH）。tpd 测量方法如图1-10（b）所示，此时与非门作为非门使用，它的输出信号与输入信号是反相的，将三个门（奇数个门）首尾相接将构成一个环形振荡器。由分析可知，这个电路的振荡周期T与门的平均延迟时间tpd的关系为tpd=T/6，用示波器或频率计测出振荡波形uo的周期，则可求出tpd值。（需用50100MHz的示波器或频率计进行测量） 3输入双与非门74LS20的主要参数规范如表1-5所示。4TTL集成电路使用注意事项（以TTL与非门为例）。（1） 接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。表1-5参数名称符号规范值单位测试条件导通电流IccL14mAUcc=5.5V，输入端空载，输出端空载截止电流IccH7mAUcc=5.5V，输入端接地，输出端空载低电平输入电流IiL1.8mAUcc=5.5V，被测输入端接地，其它输入端悬空，输出端空载。高电平输入电流IiH50mAUcc=5.5V，被测输入端UiH=2.4V，其它输入端接地，输出端空载。输出高电平UoH2.4VUcc=5.5V，被测输入端UiL=0.8V，其它输入端悬空，输出端IoH=400mA输出低电平UoL0.4VUcc=4.5V，输入端IoH=2.0V，输出IoL=12.8mA扇出系数No8同UoH和UoL平均传递延迟时间tpd30nsUcc=5V，输入端输入信号Uin=3V，f=2MHz，tv、tf=1015ns（2） 电源电压使用范围4.5V5.5V之间，实验中要求使用Ucc=5V。电源绝对不允许接错。（3） 闲置输入端处理方法：（a）悬空，相当于正逻辑“1”，对一般小规模电路的输入端，实验时允许悬空处理，但是输入端悬空，易受外介干扰，破坏电路逻辑功能，对于中规模以上电路或较复杂的电路，不允许悬空，（b）直接接入Ucc，或串入一适当阻值电阻（110KW）接入Ucc。（c）若前级驱动能力允许，可以与有用的输入端并联使用。（4） 输出端不允许直接接5V电源或直接接地，否则将导致器件损坏。（5） 除集电极开路输出器件和三态输出器件外，不允许几个TTL器件输出端并联使用，否则，不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。三实验设备与器件1示波器（自备）；2直流电压表、毫安表；3四输入双与非门74LS202；四实验内容实验前仔细检查集成块的标志和在实验台上的位置，特别是电源极性不得接错。1验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能取任一个与非门按图1-11连接实验电路，用逻辑开关改变输入端A、B、C、D逻辑电平，输出端接电平指标器及数字电压表。逐个测试集成块中两个门，测试结果记入表1-4中