機械類模擬和數(shù)字電子技術實踐

1、12-13學年第三學期機械類11級模擬和數(shù)字電子技術實踐教學計劃與教學進度一、學時與學分學時：擬完成10個實驗，期末現(xiàn)場考查2學時，計32個學時 實驗內容可根據(jù)該學科具體教學要求選用。 二、目的模擬和數(shù)字電子技術實踐是機械類電工電子系列實踐課程中的一門重要課程，它與該系電工學模擬和數(shù)字電子技術理論課程同時進行。本課程的教學目的是通過大綱所列內容的學習與實踐環(huán)節(jié)的訓練，提高學生理論的理解和設計水平及工程實踐設計能力。三、教學方式與基本要求1、以自編電子技術實踐為基本教材，每次實驗為3學時。預習內容為：實驗目的、實驗原理及實驗電路，實驗內容及方法、原始參數(shù)記錄表格、儀器使用、注意事項，認真撰寫實驗

2、預習報告并由任課老師課內檢查。未完成實驗預習報告者原則上不得進行實驗。首次實驗應提前通知到每個學生做好預習報告，領取實驗器材包，并每次帶實驗器材包前來實驗。2、 每次實驗必須按學號順序填寫簽到表，每組一人，在教師指導下由學生獨立完成，在原始參數(shù)記錄表格中填寫數(shù)據(jù)或畫出波形曲線，教師應認真檢查簽到名單，預習報告，檢查波形、曲線、數(shù)據(jù)，完成時間，并簽名，標注日期，作為平時操作分的考核依據(jù)。3、學生應獨立規(guī)范地完成實驗報告，嚴禁抄襲，抄襲者與被抄襲者一律記不及格，按任課教師要求及時交閱實驗報告。每學期實驗報告必需上交存檔，不得缺少或丟失。4、 學生必須遵守實驗室的規(guī)章制度，如不得遲到，大聲喧嘩，任意

3、丟棄雜物，任意更換儀器或損壞儀器設備（視情節(jié)處理或賠償），做完實驗未按要求放置儀器，整理探頭，關儀器電源，在抽屜內外及地面丟棄雜物等，視情節(jié)記違紀一次，違紀三次者不得參加考查。5、 培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神，鼓勵學生設計新的實驗電路、實驗方法。教師應認真聽取學生對教學內容、方法等方面的積極建議，及時反饋，認真總結。 6、凡在實驗安排的時間內，已正確完成必做的實驗內容的同學可做選做內容。未按時完成實驗的同學進入開放實驗室（416室）繼續(xù)完成必做實驗內容，并由教師檢查簽字認可。7、期末考查（設計操作，第十六周進行）。四、教學內容安排1、常用電子儀器使用P1（第五周）（學時）常用電子儀器的使用實驗是實踐環(huán)節(jié)

4、中極其重要的訓練過程，本學期實驗踐教學過程中每次實驗測量數(shù)據(jù)、波形必須使用，要求學生牢固掌握儀器的基本原理、基本使用方法、使用注意事項，以適應科學實驗和工程實踐的需要。預習要求：（1）、預習教材p85-109附錄一常用電子儀器的工作原理，熟悉各旋鈕、開關的作用及使用方法，學生務必充分預習，否則本學期實踐教學內容難以順利完成。（2）、針對實驗內容的相關部分進行預習，如穩(wěn)壓電源輸出電壓的調整，示波器顯示波形、讀取波形幅度和周期的方法，零電平參考基線的調整，交流毫伏表讀數(shù)的方法，信號發(fā)生器輸出頻率、電壓幅度的調整等，并按要求做好預習報告。實驗內容：1、熟悉示波器、函數(shù)發(fā)生器、交流毫伏表和直流穩(wěn)壓電源

5、等常用電子儀器面板上各控制鍵的名稱及作用。初步了解模擬實驗箱的結構及接線的具體方法。2、掌握常用電子儀器的使用方法。 (1)、電源的使用（DF1731S）。a. 、b. （2）、示波器、函數(shù)發(fā)生器和交流毫伏表的使用。a.、b.、c.、d必做，完成表1-1-1，表1-1-2；e（選做）（3）、必做。完成表1-1-3。注意事項：演示：（1）、表1-1-1各儀器的連接和測量方法演示； （2）、疊加在直流上的正弦電壓的測試； （2）、相位差測量的演示，介紹測量方法。 思考題：教材P3 1、2、3、4、5、6、7、8、9、2、單相可控整流電路P75（第六周）（學時）實驗目的：（1）、了解晶閘管和單結晶體

6、管的結構、基本特征及管腳識別方法；（2）、掌握單結晶體管的基本原理及觸發(fā)電路的調試方法；（3）、觀察并畫出單相可控整流電路中晶閘管及負載上的波形和晶閘管的控制角對整流電壓的影響。預習內容：復習單結晶體管、可控硅、穩(wěn)壓管的工作原理和主要參數(shù)的意義。了解由單結晶體管組成的觸發(fā)電路中各元器件的作用，掌握其工作原理及測量方法。實驗內容：教材P78（1）、（2）、（3）、（4）、實驗器材及儀器：單相可控整流電路電路板，示波器，萬用表等。思考題：（1）、(2)、(3) 注意事項：（1）、該實驗關鍵是通過定量檢測各點波形，進一步掌握單相可控整流電路的工作原理，波形的變化過程及數(shù)量關系。報告中要規(guī)范地繪制波形

7、并標注測量參數(shù)值。（2）、觀察VA、VB波形必須共地，相減得VA-VB。3、模擬運算電路（1）P35（第七周）（學時）實驗目的：(1)、掌握模擬電路實驗箱的結構和使用方法；（2）、深入理解虛短、虛斷概念；（3）、通過實驗理解和掌握基本模擬運算電路的設計方法。預習內容： P35理想運算放大器兩個重要特點，虛短、虛斷概念，運放的線性運用，相位補償，調零和平衡電阻的作用。由運放構成反向比例運算、同向比例運算、示波器X-Y顯示方式顯示電壓傳輸特性的方法。教材預習要求中的1）、2）、3）、6），將設計內容過程做在預習報告中。實驗內容：（1）、反相輸入比例運算電路 圖2-1-2，VCC=±15V

8、 Rf=100 k R1= R2=10k 、輸入直流信號Vi=±0.5V、±2V（用于觀察非線性區(qū)情況），列表2-1-2，用萬用表測量Vo值；計算Avf。、輸入f=1kHZ正弦信號，調整輸入信號Vi=0.1V有效值,用交流電壓表測量Vo，計算Avf, 、示波器X-Y顯示方式，觀察并畫出電壓傳輸特性。、將Rf=R1=10k構成反相器重測一遍，計算Avf。（2）、同相輸入比例運算電路（選做），圖2-1-4 做法同上，并構成同相器重測一遍，實驗數(shù)據(jù)表同上。注意事項：（1）、應預先調整穩(wěn)壓電源輸出電壓±VCC=±10V，正確接入電路中。（注意：實驗箱電源輸出有導

9、向二極管）。（2）、檢查運放接插方向正確無誤，方可連線。（3）、輸入直流電壓由實驗箱右上角510和1 K電位器分壓提供，后續(xù)實驗同。思考題：P43 1、3、實驗器材及儀器：示波器、函數(shù)發(fā)生器、交流毫伏表和直流穩(wěn)壓電源，萬用表，A7411片、導線等。4、模擬運算電路（2）P35（第八周）（學時）實驗目的：進一步深入理解虛短、虛斷概念；通過實驗理解和掌握基本模擬運算電路的設計方法。預習內容： 理想運算放大器兩個重要特點，虛短、虛斷概念，運放的線性運用，相位補償，調零和平衡電阻的作用。單電源交流放大器的工作原理，加（減）法運算、示波器X-Y顯示方式顯示電壓傳輸特性的方法。教材p43預習要求中的1）、

10、2）、4）、5）、6），將設計內容過程做在預習報告中。（1）、單電源反相比例交流放大器、P40 圖2-1-7，VCC=+15V，用萬用表直流電壓20V檔測量電路靜態(tài)工作點V+、V-、Vo值，、輸入f=1kHZ, Vi=0.1V的正弦信號, 用交流電壓表測量輸出電壓Vo值，求Avf；、用示波器觀察并畫出C2兩端波形（提示：首先確定零電平參考基線。示波器輸入耦合方式再置于“DC”檔，示波器兩探頭紅夾子分別接C2兩端，黑夾子接地），分析C2兩端交、直流分量。（2）、加法器、減法器（選做）。參考電路圖2-1-5、圖2-1-6注意事項：（1）、運放單電源供電時，應將實驗箱上-V與GND相連。（負電源不接

11、）（2）、檢查運放接插方向正確無誤，方可連線。（3）、電解電容不可反接。（4）、用示波器觀察含有直流分量的場合，首先示波器輸入耦合方式置于GND確定零電平參考基線，再置于DC耦合方式,微調旋鈕置于校準位置方可進行觀察定量讀數(shù)。思考題：P43（2）、補充題：對用示波器觀察的C2兩端波形進行理論分析。5、 波形產生電路P55（第九周）（學時）實驗目的：P55預習內容：按教材中要求，復習P55正弦波振蕩電路工作的原理，振蕩條件，李沙育圖形測頻率的方法（課堂講解演示），預先設計電路，確定參數(shù)，計算頻率。復習P58方波發(fā)生器，占空比可調的矩形波信號發(fā)生器的工作原理和調試方法。實驗內容：1、正弦波信號發(fā)生

12、器P55、按P56 圖241連接電路。、緩慢調整電位器Rp使電路產生振蕩用示波器觀察穩(wěn)定的最大不失真正弦波波形。測量輸出電壓有效值Vo，周期T，計算振蕩頻率=1/T，與理論值比較并分析誤差；、緩慢調整電位器Rp使電路產生振蕩用示波器觀察并畫出停振、正常波形、失真波形，在輸出為穩(wěn)定的最大不失真正弦波情況下用交流電壓表測量V+、V-電壓值，測量RF、Rf的值（關閉電源測量），進行理論分析。、李沙育圖形測頻率。（選做）、C1、C2分別并聯(lián)0.01F電容重測頻率，計算振蕩頻率。2、方波信號發(fā)生器，p58圖251（選做）、按p60實驗內容完成。用示波器觀察（Rp最大和最小時觀察的波形）并分別在同一個坐標

13、軸上畫出Vo、Vc，及V+、V-波形；并標注幅度、周期等參數(shù)值；、調節(jié)Rp最大和最小時觀察波形頻率變化規(guī)律，測量fmax、fmin，并與理論值比較分析誤差。3、占空比可調的矩形波信號發(fā)生器，圖253（選做）思考題：P57 2）、3）、4） P60 1)6、集成門電路P4（第十周）（學時）實驗目的：（1）、掌握數(shù)字電路實驗箱的結構和使用方法；（2）、掌握TTL集成門電路邏輯功能的測試方法；預習內容：TTL集成門電路的使用規(guī)則及基本門電路的邏輯功能，P4 1、2、3、相關內容；掌握數(shù)字電路實驗箱的使用方法，用示波器檢測函數(shù)發(fā)生器TTL脈沖輸出波形方法。所用集成塊接腳圖見P108附錄二。實驗內容：教

14、材P5（1）、（2）、（3）、1）（a）（b）、2）、（4）（選做）注意事項:（1）、常用數(shù)字集成電路芯片多為雙列直插式,其引腳數(shù)有14、16、20、24等多種，引腳識別方法是:正面對集成電路型號,從左下角開始按逆時針方向順序遞增。 （2）、插接元件前應首先在邏輯圖上標注管腳號及功能符號，并檢查管腳是否完好,不可彎曲，盡可能分色連線(如:紅色-正電源,黑色-地，輸入輸出分色連線等).經仔細檢查連線無誤后方可通電實驗，后續(xù)試驗操作時都應按此要求進行。思考題：P7 1）、2）、3）、7、用SSI設計組合邏輯電路P7（第十一周）（學時） 實驗目的：（1）、掌握組合邏輯電路的設計方法。（2）、進一步熟

15、練掌握數(shù)電實驗箱的使用方法。預習要求：（1）、復習組合邏輯電路分析和設計方法，熟悉各門電路接腳圖；（2）、按實驗內容要求預先設計電路 ：設置邏輯變量列出真值表卡諾圖化簡或邏輯代數(shù)化簡最簡邏輯表達式畫出邏輯圖（并在圖上標注集成塊相應接腳標號）。（3）、預先畫出數(shù)據(jù)表格供實驗時填寫，以便老師檢查。實驗內容：P10 3、5、必做， 1、2、選做。注意事項：要求學生掌握如何利用手中的萬用表檢查電路。如檢查是否正確接電源、接地，接觸不良，如何利用邏輯關系檢查電路連接正確與否，以及集成塊好壞等。實驗元件: 74LS00 3片, 74LS20 、74LS04各1片.思考題:P11 1、3補充題：（1）、簡述

16、組合邏輯電路分析方法；（2）、用與非門設計一個多數(shù)表決電路，即當三個輸入端中有二個以上為1時輸出為1，否則輸出為0。8、MSI組合功能件的應用P12（第十二周）（3學時）實驗目的：（1）、進一步熟練掌握組合邏輯電路的設計方法。（2）、熟練掌握MSI組合功能件的設計與應用。預習要求：、熟練掌握MSI組合功能件74LS153、74LS138的原理及應用，熟練運用功能表設計邏輯電路；實驗內容：1、用譯碼器74LS138和與非門設計一個1位二進制全減器。要求預先設計電路。2、用74LS153設計教材中P10 5判斷血型是否符合規(guī)定的電路。3、P15 1、2（選做）。 實驗元件: 74LS153、74L

17、S138、74LS00、74LS20、74LS86各1片.思考題:P15 1、2實驗報告要求：（1）、列出真值表卡諾圖化簡最簡邏輯表達式畫出邏輯圖（在圖上標注集成塊相應接腳標號及功能符號）。（2）、對實驗結果進行討論。儀器與器材：直流穩(wěn)壓電源1臺； 數(shù)電實驗箱1臺； 數(shù)字萬用表1只； 74LS00， 74LS20， 74LS86， 74LS153 各1片9、MSI時序功能件的應用P18（第十三周）（學時）預習內容：（1）、復習D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器邏輯功能，理解其功能表，擬出觸發(fā)器功能測試表。（2）、熟練掌握利用觸發(fā)器及門電路設計簡單功能電路的方法。并根據(jù)要求設計電路。要有設計過程。 實驗內容：

18、（1）、P22 74LS112 JK觸發(fā)器（下降沿觸發(fā)）邏輯功能的測試（完成功能測試表（164）；（2）、74LS74 D觸發(fā)器（上升沿觸發(fā)）邏輯功能的測試（完成功能測試表（165）（選做）；(3)、P23 用74LS138及74LS112或74LS74設計廣告流水燈，用單次脈沖靜態(tài)驗證；接f=1KHz TTL脈沖，雙蹤顯示觀察并按時序對應畫出Cp端、觸發(fā)器輸出端Q0、Q1、Q2、Q3波形。 (4)、用74LS74或74LS112及與非門設計一個4人智力搶答電路（P106）（選做）思考題：P24 1、2實驗元件: 74LS112、74LS74、74LS138、74LS00各1片.10、計數(shù)器P25（第十四周）（學時）預習內容：復習時序邏輯電路的設計方法。熟悉集成電路CD4518的邏輯功能表及使用方法，根據(jù)實驗內容要求預先設計電路，畫出邏輯電路圖，并標注接腳號碼和功能符號。 實驗內容：P31 1、2實驗元件: CD4518、 74LS00各一片。思考題：P31 1、2 11、期末現(xiàn)場考查：（第十五周）（2學時）五、考核