电子学与数字技术(一)实验指导书

1、电子技术实验指导书实验一仪器使用第五周周一 34节十中午实验一二极管的应用第六周周一 34节十中午实验三单管父流放大电路第八周，周_34节十中午实验四运放的线性应用第九周，周一34节十中午实验五比较器（运放的非线性应用）第十二周周一34节十中午实验六文氏桥正弦波发生器第十三周周一34节十中午实验七TTL与非门特性和应用第十四周周一34节十中午实验八组合逻辑电路第十六周周一34节十中午第0页实验一仪器使用1、示波器校准信号的测量:被测参数标准值实测值幅值 Up-p (V)周期T (ms)频率f (Hz)2、正弦信号电压的测量:lKHz函数信号发生器输出电压U (V)10.5示波器测量电压的峰峰值

2、Up-p(V)万用表测量电压U (V)3、正弦信号频率的测量：(U=1V)函数信号发生器输出频率(Hz)505001000500010000数字万用表测量电压U (V)示波器测量电压U (V)4、示波器测量相位差：用函数信号发生器输出一个正弦波iu= sin(6280t)v,用示波器观察输入和输出波形，并计算出i】o=(利用示波器追踪的方法测量出相位差)1K0. luF2实验二二极管应用电路实验目的：理解二极管特性，熟悉示波器的使用一、实验电路1、二极管箝位和整流作用：输入端加Upp=5V交流电压，观察和记录输出电压波形并标出对应 的输出电压值。1KQDjZ°-5OWoD1KQD1K

3、Q#2、二极管门电路特性：5、/电压分别加0、0； 0、+5V； +5V、0： +5V、+5V记录输出电压和各二 极管的导通情况。UaD1rU°2图6UaUbUoDiD：000+5v+5v0+5v+5vUaUbUoDiD：000+5v+5v0+5v+5v3、稳压管特性测试及应用DWk n %图81Kdw7按图7电路接线，测试稳压管的稳压值 .按图8、9接线画出输出、输入电压波形图:实验目的:实验三单管交流放大电路及其应用1、学会放人器静态工作点的测试方法，分析静态工作点对放人器性能的影响；2、掌握放人器的动态指标（电压放人倍数、输入电阻、输出电阻）的测试方法;3、用示波器观察静态工作

4、点对输岀波形的影响实验预习题：静态关系：计算静态工作点;动态特性：设 应=01蚯，0=120 , H = rbb' + 0Sc, （Ut26mV） Au =邛（RcRl） / Hk一、实验电路将实验箱上分压式单管放人电路,接成如 图3-1所示电路。二、内容和方法1、电路参数和工作点调整未连接电路前，先测出&和丘、凡的 实际值。RRa 按图3-1连接电路，Hcc连接到+12V, 测T】管的（/ce值。观察调节Rpi时的变 化情况（缓慢调节Z!）,最终调节R星,使 t/cE 5V,记录实际调整后的"ce实测值。2、小信号放大特性测试将函数信号源的信号接到电路的输入“S端I

5、 I,（函数信号源的波形选用正弦波，信号频率在 1000Hz）o（1）、调节函数信号源的信号幅度，用双踪示波器的CH1通道观察输入血、CH2通道观察输出 "。的波形。使示波器显示稳定的"。、他波形。从中可以判断"。和他的相位关系，并测出Up-p值和 Uop-p值（在基本不失真条件下）。4 IK试形UiA2、输出波形UoA测量得：Upp= V, Upp.p=V,根据测量值：| Au|= i/op-p / Upp =o计算值：Ic =，/"be = ，I Au I = 0（ Re/ Rl）/ /"be =。两|久|比较，相对误差约为 （2）、工作点

6、变化（调节RpJ对放人特性的影响。保持示波器二踪观察a、a波形状态，并保持值基本不变。将数字万用表改为测量仏直 流电压。调节屁观察UCE值增大和减小时，相应的忌，值变化情况。UCEJ到V时，出现饱和（下限幅）失真。并画出波形。U°f I I I I（3）、Rl变化对放人特性的影响。先调节加使Se仍为5V,然后使Rl为03 （去掉5lkQ与G的连线），观察心的变化情况,记录此时的t/0P.Pl值（保持Upp值不变）。/?L= 8, UoPPl= V, |AU1| = f/oP-Pl/f/jP-P =（4）、&开路时，Re变化对放人特性的影响。A:Rc = 2kQ ,（不要调节

7、Rpi ）, Ucei= V,测得 C/op-p： = V,| Auz| = t/oP-P2/i/iP-P=;计算值： /ci = ，/'bel = ，I Auz| =0 Rli fbel = B:Rc = 2k Q ,调节 Rpi,使 Se用 5 V,测得 Uom = V,| Au3| = f/0P-Ps/f/iP-P= ；计算值：lei = ，H>e： = ，）= P Ri! /"beZ = 3、大信号特性测试恢复原电路参数：使ce = 5V。但将信号波形改变为三角波，频率不变。逐渐增大厲幅度，观察“。波形变化情况，当t/xP-P = 40 mV时，"。为

8、何形状？记录此时的对应“。、 他波形关系和&PP值。如再增大他的幅度，心波形有何变化？ IK试形U1A2、输出波形UoA4、输入电阻和输岀电阻的测试（1）输入电阻尺的测量：为了测量放大电路的输入电阻，在图3.1中在与心之间串入电阻凡 在放人器正常工作情况用万用表山档测出匕和;值，根据尺 算&（2）输出电阻的测量：在放大器正常工作情况下，测出心=8时的/和接入心后的因为/=凡+ Rl注意：测试中必须保持&前后输入信号人小不变。(mV)5(mV)Rg)Ul(V)5(V)R“g)测量值计算值测量值计算值三、预习1、复习NPN单管共射交流放人电路的有关内容。2、示波器二踪观察相

9、关波形的使用方法。3、示波器作电压幅度测试和波形时间参数测试的使用方法。实验四运放的线性应用一、实验目的：1. 进一步掌握由集成运放构成的比例、加法、减法和枳分等基本运放电路的功能;2. 了解运放在实际应用时应注意的一些问题。二、实验内容：用实验模板中给出的元器件，构成下述功能电路。图41是集成运放UA741的管脚图。它是八脚双列直插式组件，脚和脚为反相和同相输入 端，脚为输出端，脚和脚为正、负电源端，脚和脚为失调调零端，脚之间可接入一只几十KQ的电位器并将滑动触头接到负电源端。脚为空脚。1. 反相比例运算电路按卞图连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短路, 调节电位器/?,进

10、行调零和消振（即U,=0时，使U0=0）o接入正弦交流信号使S=05匕f = 100HS图4.1运放UA741管脚图用万用表交流电压档测量并用示波器观察匕和波形和相位关系，记入表4.1。8#反相比例运算电略反相求和运宜电略#1、Ui波形Uii02、转出波形UoAuQ（y）实测值理论值0.5V2.反相求和运算电路按上图连接实验电路。s采用直流信号,实验时要注意选择合适的直流信号幅度，确保集成运放工作在线性区，用万用表直流电压档测量u.ti Ui2,UQ,结果记入表4.2。表4.2久少）0.3V0.3V0.3V0V0.5V-IVU0)3.同相比例运算电路同相比例运算电路电压跟随器10(1)按图(a

11、)连接实验电路，实验步骤同实验内容1,将结果记入表4.3。1、Ik破形U1A |/(V)实测值理论值0.5V4 st11#2、.輸出波形st(l)o#1、Ik波形UiA |2转出液形UoA |/(V)实测值理论值0.5V st2-减法运算电路按卞图连接实验电路。UirUl2采用直流信号，实验时要注意选择合适的直流信号幅度，确保集成运放工作在线性区，用万用表直流电压档测量u“ u° ,结果记入表4.4。SG)3V3V3VS(V)0V4V-4V久(V)減法运算电路表445. 积分运算电路按上图连接实验电路，冷用方波信号，f约取10 KHz、50 KHz、80K/挖，%严(4 5 V)观察

12、对应的川。波形。丄、Ui液形Uiik02、输出波形UoA三、实验报告要求：1. 实验原理2. 整理实验数据，画出波形图.实验五 比较器（运放的非线性应用）实验目的：掌握电压比较器的电路构成和特点，学会测试比较器的方法。一、内容和方法:U反相输入的比较器、滞回比较器。按图5-1连接电路。他用三角波， 频率为lKHz,幅值调节到能观察到输出"。波形的状态, 用示波器同时观察对应的“。他波形关系。并从中读出 输出电压的高、低电平值&H、Ug和比较器的上、下 门限值/T-O观察对应的"。"和"P。用示波器的xY功能，直接显示心血传输特性图形。并从中读出相

13、应的Sh、Uol、U*、U“ 和对应波形中的数值是否一致？xY测试时，厲必须接到CHI （Y】），心接到CH2 （YJ）,均用DC方式，并在两通道都接地时理论计算值：Uoh=v, t/oL=V, /t-=对应波形图将光点用X位移和丫2位移调节到所需位置。选择合适的偏转因数可使图形便于读数。传输特性测试 时，可使用较低频率的信号，减小运放非理想特性对测试结果的影响。传输特性图形V9 Ut-=V （设 t/z=6V）（下同）实际测量值：0H=V, Uql=V tUt尸V, Ut=V、过零比较器。 断开图5中的凡，作 m对应波形测试和"。他传输特性图形测试，分 别读出相应的H、/OL和S。

14、理论计算值：Uoh=V, UoLV, U“= V1415#实际测量值：0H= V, Uol=V, Ut=V2、同相输入的比较器、滞回比较器。按图5-2连接电路。"i用三角波，频率为1KH乙幅值调节到能观察到输出"。波形的状态，用示波器同时观察对应的“。他波形 关系。并从中读出输出电压的高、低电平值t/0H、UOL, 和比较器的上、下门限值"t、f/T-o观察对应的和血。理论计算值：（/oh=V, t/oL=V, U=V, Uj-=V （设 t/z=6V）（卜同）#:1<<:!；!':I IIII:一 I:1<<!|：i i i i

15、i i«tt«1<*:*<t:IiiIi:<1<<i :<ii：!«:Itiii:<*:；:!：:<<:!: !i:；，i!：!:1«传输特性图形#实际测量值：（/oh=V, Uoi=V,U=V, Ut=V、过零比较器。断开图5-2中的凡，作K的同类测试。理论计算值：t/oH= V, Uoi= V, U*= V!* :i.-1j: :!1 :i : :1:.i :j:1.: 传输特性图形实际测量值：Uqh= V> Uql= V> T= V二、预习1、按图示参数（设S=6V）计算图5-1和图

16、5-2的各特征值H、Uol. Um "t-。2、计算图5-1、图5-2中Rs = g 时的特征值"oh、U°L、U“3、示波器测试对应波形和传输特性的使用方法。4、调整S值的方法。三、实验报告1、画出实验电路，求出各计算值。2、记录有关波形和测试的各种特征值并和计算值比较。16二、实验内容实验六文氏桥正弦波发生器实验目的：掌握文氏桥正弦波发生器的调试方法和主要性能指标的测试方法。一、实验电路用实验模块组成实验电路如图6- lo（1）选频网络RC串并联电路由G、R、Cl构成，C3=C1=C分别选用0.1 nF 或0.01 nF,实现频率的粗调，R2=Rl=10k Q

17、分别串接同轴电位器Rpi。调节心实 现频率的细调。=°2 兀 RC（2）起振和稳幅电路由尺5、&、屜、R7 和6、6组成。D、6和忌构成非线性 组件实现自动稳幅控制。调节 心2使振荡 器满足幅值平衡条件。1. 按图6.1连接电路，接通电源±12V,用示波器观察输出波形叫，调节心：（Rp2先顺时针旋转到底，然后再逆时针旋转），观察叫的变化。在波形稳定又不失真情况下，记录uQp,p的调节范围。C1 = C3 = O.1MF。有D1、6、忌组件时，调节心2时，使“。波形最犬不失真，同时观察此时的uf的 变化情况：18#u OP-Pniax = Vt/fP-Pniax =V

18、#2. 把非线性组件（Di> 6、RJ短接时，调节屉，观察"。的变化。t/0P-Pnnx = Vu fP-Pniax =V19#3. 调节/?p“观察叫频率变化范【韦I。（注意：张顺时针旋转到底为f最人值）/()max=.Hz ； fomin =Hz o#4. 使RC串并联电路的电容改为0.01 UF时，有Di、D：、丘组件，调节Rp：得最人不失真正弦波"ou fP-Pniax =V#三.预习复习RC正弦波振荡器的相关内容。 按标称值参数估算振荡频率b和沧。四、实验报告记录实验现彖和测试数据，由测试值周期刀、门换算出频率卜、b并与估算值比较。实验七 TTL与非门特性和

19、应用实验目的：熟悉门电路的逻辑功能和测试方法。一.集成芯片四2输入与非门74LS00外引线排列如图7-114|13| 12|11| 10|9|8|Vcc 4A 4B 4Y 3A 3B 3YD74LS001A IB 1Y 2A 2B 2Y GNDi 2丨 3 i 4|5dl 1T二、内容和方法图7数字逻辑电路的输入、输出，主要是高（“1”）、低（“0”）电平的信号，一般不要求知道这些信号的具体电压值，所以数字电路的测试方法与模拟电路有较人区别。当采用慢速变化的准静态方法测试 电路的逻辑功能时，常用简单的能区分逻辑状态的测试设备，实验箱中的“LED显示”就是这种测 试设备，与其插孔相接处的逻辑状态

20、，由相应LED的亮（“1”）、暗（“0”）表示。在信号快速变化 的动态测试中，还是用示波器观察波形的方法进行测试，但输入信号和输出信号主要是矩形波，且 其幅值变化范W由所用逻辑器件的电源电压决定。1、2输入与非门逻辑功能测试。74LS00芯片已插在一个14脚插座上（起出芯片要用蹑子、起子或专用工具，用手指起拔会使 引岀脚弯曲甚至折断！需要更换时应告知指导教师，不要自行用手指起拔芯片！），先将电源端用连 接线接到5V电源（注意极性不能接错，否则芯片会损坏！）。对其中一个门测试时，用连线把两输入端分别接到两“逻辑开关”插孔，输出端用连线接到一 个“LED显示”插孔。扳动两开关，观察对应LED亮暗，

21、即可验证其真值表是否符合“与非”逻辑 功能。对芯片上4个与非门分别检测，即可判定芯片是否完好。连接线拔岀时，应拿住插头，不能用力于导线！如发现不符合的情况，可作这些检查：（1）、如所有的与非门功能均不正常，可检查芯片是否插错、插反，电源线极性是否正确（电 源接反时，芯片会发热损坏！），所用连接线是否有内部断线的（连接线的通断检查，可将其一端接+5V电源端，另一端接某一个“LED显示”插孔，从LED是否亮来判断。）“逻辑开关”的好坏，可 另用连接线将插孔端与LED显示连接来判定。如果这些均正常，则告知指导教师，换芯片再作测试。（2）、如只有某个门不正常，除芯片有问题外，也可能是芯片插座以及相应插

22、孔间的连接问题， 应告知指导教师，将芯片换插座位置或换芯片。21A、B接“逻辑开关S Y接“LED显示S 实验结果：2、用74LS00实现或门功能F=A+B。（1）.写出用与非门实现的逻辑表达式。（2）、画出用与非门实现的逻辑图，并相应标注采用74LS00时的引出脚号。（3）、实验测试验证其真值表。（电路连接时，先关断实验箱电源，接好后再接通电源，以免连A0011B0101Y（2）、逻辑图（3）.实验验证接时因错接而造成的损坏。）（1）、表达式F= 3、74LS00 （1片）实现异或门功能F=AB。（1）、写出用与非门实现的逻辑表达式，并转化成用1片芯片可实现的形式。（2）、画岀逻辑图，并标注

23、相应的74LS00引出脚号。（3）、实验验证。（改接电路时，先关电源，再拆除原接线（芯片电源线保留），改接完成后,再通电测试。这部分做完后不要急于拆线！）A0011B0101Y（3）、实验验证（1）、表达式（2）、逻辑图F= 4、异或门对信号的控制作用。将异或电路原输入端之一（例如3端）的连接线从逻辑开关插孔拔出； 改接到“连续脉冲（H）”插孔。用示波器观察对应的输入、输出波形关系 与另一控制端（A）逻辑状态的关系。矩形波信号两路如有重迭将不利于分析，故两通道的“0”线应该上下分图7J开，使两波形互不重迭，并有足够大的高度以利分析。HiA=1 时"oA=Q 时 Uq5、与非门对信号的

24、控制作用。B_拆除异或接线，只选用74LS00中的一个与非门，观察汕、血对应波形与另一控 制端逻辑状态的关系。（做完这一测试后，关示波器电源。）图7-323A=1 时 KoA=0 时 wo A &B厂图7-46、74LS00与非门输入端.输岀端特性的测量。（任选一个与非门）（1）、输入端特性测试。输出端接“LED显示”。 、将一输入端（A）悬空或接“1”，另一输入端接电阻到公共端，如图7-4o电阻值分别取100Q、lkQ、10kQ. 100kQ（从模拟实验区取用）, 用万用表测量电阻两端相应的电压值U，并观察相应的输出状态。 、在/?=100kQ时，将另一端接“0”，测电压值J+5VA

25、 &B-AB=QR（2）、输出端特性测试。输出端去掉与LED的接线。、输出为"1”时，如图7-5,在输出端分别接lkQ、lOkQs 100kQ电 阻，测量"oh值。、输出为“0”时，如图7-6,在输出端与+5V间分别接入100kQ、10kQ、lkQ、lkQ lkQ,测量 值。图7-5丄-图7-6实验完毕,先关各种设备电源，再拆除电路连接线，整理桌面。R/kQ110100R/kQ.100101L/1Uo叔ol/V（20V 档）（2V 档）八一/1-0R/kQ.0.1110100100YUi/v三、预习1、复习TTL与非门的有关内容。2、完成内容2、（1）、（2）, 3

26、、（1）、（2）的书面作业。3、示波器二踪观察波形的使用方法。四、实验报告记录、整理实验测试内容的相关结果：逻辑式、逻辑电路图、真值表、波形关系图、测试数据，和相应的仪器使用说明。实验八组合逻辑电路实验目的：熟悉中规模组合逻辑电路、译码器和数据选择器逻辑功能的测试方法和应用一. 集成芯片二4输入与非门74LS20 8-138线译码器74LS138图8-2双4选1数据选择器74LS153图8-3二、实验内容和方法1、74LS138功能验证。将6个输入控制端（地址输入端A.A.A.和 使能控制端）接“逻辑开关”，8个 输出端V。接“LED显示”。理论上有64种状态绝合，实际测试时可分 组进行。在验

27、证S碎、功能时，可只取1种 A.A.A.状态，不选通的状态SSzS.可只选 ooo、no、loi三种。当ss2Sy为loo选通时, 的8种状态如按循坏码方式变换，只要 8次扳动"逻辑开关”，例如000、001、011、010、110、111、101.100o14| 13| 12|11|10|9|8|VcclA 2B NC 2C 2D 2YD74LS 201A IB NC 1C ID 1Y GND11 12|3|5|6IF-图8-116| 15| 141 13| 12| 出 10|9Vcc 25 Ao 2D3 26 2Di2Do2YD74LS 153IS Ai IDs ID： lDi lDo 1XGND11>2k I 5 I 6 I 7 Is图8-32、74LS153功能验证74LS153是双四选一数据选择器。对其中1组进行功能验证。输出丫接“LED显示”。7个输入 控制端接“逻辑开关”。测试选通（M）功能时，使DQQDo=llll。T = 0时，对4的1种组合，只要验证相应的 数据端（