電子技術基礎實驗指導書docdeflate

1、電子技術基礎實驗指導書工學院電子信息與電氣工程系通信教研室實驗要求1.實驗前必須充分預習,完成指定的預習任務。預習要求如下:1認真閱讀實驗指導書,分析、掌握實驗電路的工作原理,并進行必要的估算。2完成各實驗“預習要求”中指定的內容。3熟悉實驗任務。4復習實驗中所用各儀器的使用方法及注意事項。2.使用儀器和實驗箱前必須了解其性能、操作方法及注意事項,在使用時應嚴格遵守。3.實驗時接線要認真,相互仔細檢查,確定無誤才能接通電源,初學或沒有把握應經指導教師審查同意后再接通電源。4.模擬電路實驗注意:1在進行小信號放大實驗時,由于所用信號發(fā)生器及連接電纜的緣故,往往在進入放大器前就出現(xiàn)噪聲或不穩(wěn)定,有

2、些信號源調不到毫伏以下,實驗時可采用在放大器輸入端加衰減的方法。一般可用實驗箱中電阻組成衰減器,這樣連接電纜上信號電平較高,不易受干擾。2做放大器實驗時如發(fā)現(xiàn)波形削頂失真甚至變成方波,應檢查工作點設置是否正確,或輸入信號是否過大,由于實驗箱所用三極管h fe較大,特別是兩級放大電路容易飽和失真。5.實驗時應注意觀察,若發(fā)現(xiàn)有破壞性異?，F(xiàn)象(例如有元件冒煙、發(fā)燙或有異味應立即關斷電源,保持現(xiàn)場,報告指導教師。找出原因、排除故障,經指導教師同意再繼續(xù)實驗。6.實驗過程中需要改接線時,應關斷電源后才能拆、接線。7.實驗過程中應仔細觀察實驗現(xiàn)象,認真記錄實驗結果(數(shù)據(jù)波形、現(xiàn)象。所記錄的實驗結果經指導

3、教師審閱簽字后再拆除實驗線路。8.實驗結束后,必須關斷電源、拔出電源插頭,并將儀器、設備、工具、導線等按規(guī)定整理。9.實驗后每個同學必須按要求獨立完成實驗報告。目錄實驗一常用電子儀器的使用 (1實驗二單管交流放大電路 (3實驗三直流差動放大電路 (7實驗四負反饋放大電路 (9實驗五門電路邏輯功能測試 (12實驗六組合邏輯電路 (16實驗七譯碼器 (19實驗八觸發(fā)器 (22附錄 (24實驗一常用電子儀器的使用一、實驗目的:1.熟悉函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、交流毫伏表及數(shù)字萬用表的工作原理。2.掌握常用儀器的使用方法。二、實驗儀器:1.SG1651函數(shù)信號發(fā)生器20V P-P/2MHz2.CA802

4、0A示波器400V/20MHz3.TH2172交流毫伏表300V/2MHz4.DT9205A數(shù)字萬用表三、預習要求掌握電子儀器的工作原理及正確使用方法。函數(shù)信號發(fā)生器用來產生頻率為0.1Hz2MHz、最大幅度為20V P-P的正弦信號,并分別給示波器和交流毫伏表提供電壓。交流毫伏表用來測量信號電壓的大小。根據(jù)本實驗選定的信號頻率和幅度的范圍,選用TH2172交流毫伏表。它能測量頻率為5Hz2MHz、幅度為100uV300uV 的正弦信號。示波器是一種用來觀測各種周期電壓或電流波形的儀器,能觀察到的最高信號頻率主要取決于Y軸通道的頻帶寬度。本實驗采用CA8020A示波器,用它可以觀測頻率為20M

5、Hz以下的各種周期信號,且可同時觀測兩個不同的信號,以便比較。為了減少示波器的輸入阻抗對被測信號的影響,被測信號可以通過探頭加到Y軸放大器的輸入端,這時信號將有10:1的衰減。四、實驗內容及步驟1.函數(shù)信號發(fā)生器的使用信號輸出頻率的調節(jié)方法:通電源,撥動“頻率選擇”按鈕,配合頻率調節(jié)旋鈕,可以輸出0.1Hz2MHz的正弦信號。根據(jù)選擇的波段和調節(jié)頻率旋鈕,可以直接讀出頻率的數(shù)值。信號輸出幅度的調節(jié)方法:面板上可直接讀出其峰峰值,滿刻度為20V P-P。撥動“輸出衰減”按鈕,配合幅度調節(jié)旋鈕,可以直接讀出信號的幅度?！拜敵鏊p”最大可達60dB,輸出信號電壓減少1000倍。2.使用交流毫伏表測量

6、電壓把函數(shù)信號發(fā)生器和交流毫伏表用信號線連接在一起,將函數(shù)信號發(fā)生器頻率調至1kHz,幅度調至10 V P-P,用交流毫伏表直接測量信號發(fā)生器在不同“輸出衰減”位置時的輸出電壓值。填表如下: (1示波器的使用接通電源,調節(jié)“輝度”、“聚焦”和“輔助聚焦”各旋鈕,使顯示一條清晰的掃描基線。觸發(fā)置于“內”同步,將被測信號從Y1或Y2輸入端加入,調節(jié)“V/div”、“t/div”及其“微調”旋鈕,在屏幕上就顯示穩(wěn)定的正弦波形。(2用示波器測量電壓把函數(shù)信號發(fā)生器和示波器相連,調節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器,使輸出10KHz、10V P-P 信號到示波器輸入端,然后調節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器“輸出衰減”,使輸出不同電壓,

7、測V P-P。其中V P-P=波形占格數(shù)*V/div。填表如下: 使函數(shù)信號發(fā)生器輸出10KHz、10V P-P設置正弦信號,將“微調”至標準,測頻率。f=1/T=1/周期占格數(shù)*t/div五、實驗報告1.整理實驗數(shù)據(jù),分析實驗結果。2.了解儀器的規(guī)格型號。實驗二單級交流放大電路一、實驗目的1.熟悉電子元器件和模擬電路實驗箱。2.掌握放大電路靜態(tài)工作點的調試方法及其對放大電路性能的影響。3.學習測量放大電路Q點,AV ,ri,ro的方法,了解共射極電路特性。4.學習放大電路的動態(tài)性能。二、實驗儀器1.示波器2.信號發(fā)生器3.數(shù)字萬用表三、預習要求1.三極管及單管放大電路工作原理。2.放大電路靜

8、態(tài)和動態(tài)測量方法。四、實驗內容及步驟1.裝接電路與簡單測量圖2.l 基本放大電路(1用萬用表判斷實驗箱上三極管V的極性和好壞,電解電容C的極性和好壞。(2按圖2.1所示,連接電路(注意:接線前先測量+12V電源,關斷電源后再連線,將RP的阻值調到最大位置。2.靜態(tài)測量與調整(1接線完畢仔細檢查,確定無誤后接通電源。改變RP ,記錄IC分別為0.5mA、1mA、1.5mA時三極管V的值(其值較低。注意:Ib 和Ic的測量和計算方法:測Ib和Ic一般可用間接測量法,即通過測Vc 和Vb,Rc和Rb計算出Ib和Ic。(2按圖2.2接線,調整RP使VE=2.2V,計算并填表2.1。 圖2.2 工作點穩(wěn)

9、定的放大電路表2.1 3.動態(tài)研究(1按圖2.3所示電路接線。(2將信號發(fā)生器的輸出信號調到f=1KHz ,幅值為500mV ,接至放大電路的A 點,經過R1、R2衰減(100倍,Vi 點得到5mV 的小信號,觀察Vi 和VO 端波形,并比較相位。(3信號源頻率不變,逐漸加大信號源幅度,觀察VO 不失真時的最大值并填表2.2。分析圖2.3的交流等效電路模型,由下述幾個公式進行計算:Ebe I mV r 261(200+,becec L V r r R R A -=,c ce o be b b i R r r r R R r =,2表2.2 RL= 圖2.3 小信號放大電路(4保持Vi=5mV不

10、變,放大器接入負載RL,在改變RC數(shù)值情況下測量,并將計算結果填表1.3。表1.3 4.測放大電路輸入,輸出電阻(1輸入電阻測量在輸入端串接一個5K1電阻如圖2.4,測量VS 與Vi,即可計算ri。圖2.4 輸入電阻測量(2輸出電阻測量(見圖1.5圖2.5 輸出電阻測量RVVVrisii-=LLooRVVr1(-= 在輸出端接入可調電阻作為負載,選擇合適的R L 值使放大電路輸出不失真(接示波器監(jiān)視,測量帶負載時V L 和空載時的V O ,即可計算出r O 。將上述測量及計算結果填入表2.4中。用c c ce o be b b i R R r r r R R r =,2公式進行估算表2.4 五

11、、實驗報告:1.注明你所完成的實驗內容和思考題,簡述相應的基本結論。2.選擇你在實驗中感受最深的一個實驗內容,寫出較詳細的報告。要求你能夠使一個懂得電子電路原理但沒有看過本實驗指導書的人可以看懂你的實驗報告,并相信你實驗中得出的基本結論。實驗三直流差動放大電路一、實驗目的l.熟悉差動放大電路工作原理。2.掌握差動放大電路的基本測試方法。二、實驗儀器1.雙蹤示波器2.數(shù)字萬用表3.信號源三、預習要求bc=3K,=100及電壓放大倍數(shù)。四、實驗內容及步驟實驗電路如圖4.1所示 圖4.1 差動放大原理圖1.測量靜態(tài)工作點(1調零將輸入端短路并接地,接通直流電源,調節(jié)電位器RPl 使雙端輸出電壓V=0

12、。(2測量靜態(tài)工作點測量V1、V2、V3各極對地電壓填入表4.1中。表4.1 2.測量差模電壓放大倍數(shù)在輸入端加入直流電壓信號Vid由測量數(shù)據(jù)算出單端和雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。注意:先將DC 信號源OUTl 和OUT2分別接入V i1,和V i2端,然后調節(jié)DC 信號源,使其輸出為+0.1V 和-0.1V 。3.測量共模電壓放大倍數(shù)將輸入端b 1、b 2短接,接到信號源的輸入端,信號源另一端接地。DC 信號分先后接OUTl 和OUT2,分別測量并填入表4.2。由測量數(shù)據(jù)算出單端和雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。進一步算出共模抑制比CMRR=cd A A 。表4.2 4.在實驗板上組成單端輸入的差放電路

13、進行下列實驗。(1在圖1中將b 2接地,組成單端輸入差動放大器,從b 1端輸入直流信號V=0.1V ,測量單端及雙端輸出,填表4.3記錄電壓值。計算單端輸入時的單端及雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。并與雙端輸入時的單端及雙端差模電壓放大倍數(shù)進行比較。表4.3 (2從b 1端加入正弦交流信號V i =0.05V ,f=1000Hz 分別測量、記錄單 端及雙端輸出電壓,填入表4.3計算單端及雙端的差模放大倍數(shù)。(注意:輸入交流信號時,用示波器監(jiān)視C1、C2波形,若有失真現(xiàn)象時, 可減小輸入電壓值,使C1、C2都不失真為止五、實驗報告2.整理實驗數(shù)據(jù),計算各種接法的A d ,并與理論計算值相比較。3.計算實

14、驗步驟3中A C 和CMRR 值。4.總結差放電路的性能和特點。實驗電路所用三極管均為9013,放大倍數(shù)一般在150-200之間,所以基極電流很小,對電路影響可忽略不計。設=150,由此估算靜態(tài)工作點和放大倍數(shù)。實驗四 負反饋放大電路一、實驗目的1.研究負反饋對放大電路性能的影響。2.掌握負反饋放大電路性能的測試方法。二、實驗儀器1.雙蹤示波器。2.音頻信號發(fā)生器。3.數(shù)字萬用表。三、預習要求1.認真閱讀實驗內容要求,估計待測量內容的變化趨勢。f f f AF f AdA AFA dA AFA A L Lf H Hf ff f +=+=+=+=1,1(,11,1AFR R r AF r O O

15、f i if +=+=1,1(/分析圖5.1,與兩級分壓偏置電路相比,增加了R 6, R 6引入電壓交直流負反饋,從而加大了輸入電阻,減小了放大倍數(shù)。此外R 6與R F 、 C F 形成了負反饋回路,從電路上分析,323.031166=+=FOfR R R U UF 。四、實驗內容1.負反饋放大電路開環(huán)和閉環(huán)放大倍數(shù)的測試 (1開環(huán)電路按圖接線,R F 先不接入。輸入端接入V i =lmV f=lKHz 的正弦波(注意:輸入lmV 信號采用輸入端衰減法。調整接線和參數(shù)使輸出不失真且無振蕩。 按表5.1要求進行測量并填表。根據(jù)實測值計算開環(huán)放大倍數(shù)和輸出電阻r 0。(2閉環(huán)電路 接通R F 和C

16、 F ,調整電路。按表5.1要求測量并填表,計算A vf 。根據(jù)實測結果,驗證A vf F1。 圖 5.1反饋放大電路分析開環(huán)時的交流等效電路,有公式如下:1(1(,1(1(5112/23761/1C j R r r C j R R r r be i be i +=+=/1/298511i i V rr R R R A -=,/21022i ceL V rr R R A -=,21*V V A A A =ce O i i r R R R R r r 1043/1,=表5.1 2.負反饋對失真的改善作用(1將圖5.1電路開環(huán),逐步加大Vi 的幅度,使輸出信號出現(xiàn)失真(注意不要過份失真記錄失真波形

17、幅度。(2將電路閉環(huán),觀察輸出情況,并適當增加Vi 幅度,使輸出幅度接 近開環(huán)時失真波形幅度。閉環(huán)后,引入負反饋,減小失真度,改善波形失真。(3若RF=3K不變,但RF接入1V1的基極,會出現(xiàn)什么情況?實驗驗證之。(4畫出上述各步實驗的波形圖。3.測放大電路頻率特性適當幅度,保持不變并調節(jié)頻率使(1將圖5.1電路先開環(huán),選擇Vi輸出信號在示波器上有最大顯示。(2保持輸入信號幅度不變逐步增加頻率,直到波形減小為原來的70。%,此時信號頻率即為放大電路fH(3條件同上,但逐漸減小頻率,測得f。L(4將電路閉環(huán),重復13步驟,并將結果填入表5.2。表5.2 五、實驗報告:1.將實驗值與理論值比較,分

18、析誤差原因。2.根據(jù)實驗內容總結負反饋對放大電路的影響。實驗五門電路邏輯功能及測試一、實驗目的1.熟悉門電路邏輯功能。2.熟悉數(shù)字電路學習機及示波器使用方法。二、實驗儀器及材料1.雙蹤示波器2.器件74LS00 二輸入端四與非門 2片74LS20 四輸入端雙與非門 1片74LS86 二輸入端四異或門 1片74LS04 六反相器 1片三、予習要求1.復習門電路工作原理及相應邏輯表達式。2.熟悉所用集成電路的引線位置及各引線用途。2.了解雙蹤示波器使用方法。四、實驗內容實驗前按學習機使用說明先檢查學習機電源是否正常。然后選擇實驗用的集成電路,按自己設計的實驗接線圖接好連線,特別注意Vcc及地線不能

19、接錯。線接好后經實驗指導教師檢查無誤方可通電實驗。實驗中改動接線須先斷開電源,接好線后再通電實驗。 1.測試門電路邏輯功能(1. 選用雙四輸入與非門74LS20一只,插入面包板,按圖1.1接線、輸入端S4(電平開關輸出插口,輸出接S1端接電平顯示發(fā)光二極管(D1D8任意一個(2. 將電平開關按表1.l置位,分別測輸出電壓及邏輯狀態(tài)。表1-1 2.異或門邏輯功能測試Array(1. 選二輸入四異或門電路74LS86, 按圖1.2接線,輸入端1、2、4、5接電平開關,輸出端A、B、Y接電平顯示發(fā)光二級管。(2. 將電平開關按表1.2置位,將結果填入表中。表1.2 3.邏輯電路的邏輯關系(1. 用7

20、4LS00,按圖1.3、1.4接線,將輸入輸出邏輯關系分別填入表1.3、表1.4中。 (2. 寫出上面兩個電路邏輯表達式。6.用與非門組成其它門電路并測試驗證。用一片二輸入端四與非門組成或非門Y=+=A(BBA畫出電路圖,測試并填表1.5。 五、實驗報告1.按各步聚要求填表并畫邏輯圖。2.回答問題:(1怎樣判斷門電路邏輯功能是否正常?(2與非門一個輸入接連續(xù)脈沖,其余端什么狀態(tài)時允許脈沖通過?什么狀態(tài)時禁止脈沖通過?(3異或門又稱可控反相門,為什么?實驗六組合邏輯電路一、實驗目的1.掌握組合邏輯電路的功能測試。2.驗證半加器和全加器的邏輯功能。3.學會二進制數(shù)的運算規(guī)律。二、實驗儀器及材料器件

21、74LS00 二輸入端四與非門3片74LS86 二輸入端四異或門1片74LS54 四組輸入與或非門1片三、預習要求1.預習組合邏輯電路的分析方法。2.預習用與非門和異或門構成的半加器、全加器的工作原理。3.預習二進制數(shù)的運算。四、實驗內容1.組合邏輯電路功能測試。(2.圖中A、B、C接電平開關,Y1,Y2接發(fā)光管電平顯示。(4.將運算結果與實驗比較。 表2.1 2.測試用異或門(74LS86和與非門組成的半加器的邏輯功能。根據(jù)半加器的邏輯表達式可知,半加器Y是A、B的 異或,而進位Z是A、B相與,故半加器可用一個集成異或門和二個與非門組成如圖2.2。(1.在學習機上用異或門和與門接成以上電路。

22、A、B接電平開關S、Y、Z接電平顯示。表2.2 3.測試全加器的邏輯功能。(2.根據(jù)電路圖測試電路結果,填表2.3。(3.根據(jù)真值表畫邏輯函數(shù)S1C1的卡諾圖。 圖2.3 五、實驗報告1.整理實驗數(shù)據(jù)、圖表并對實驗結果進行分析討論。2.總結組合邏輯電路的分析方法。實驗七 觸發(fā)器一、實驗目的1.熟悉并掌握R S 、D 、J K 觸發(fā)器的構成,工作原理和功能測試方法。2.學會正確使用觸發(fā)器集成芯片。3.了解不同邏輯功能FF 相互轉換的方法。 二、實驗儀器及材料1.雙蹤示波器2.器件 74LS00 二輸入端四與非門 1片 74LS74 雙D 觸發(fā)器 1片 74LS112 雙J K 觸發(fā)器 1片三、實

23、驗內容 1.基本R SFF 功能測試;兩個TTL 與非門首尾相接構成的基本R S FF 的電路如圖3.1所示。(1試按下面的順序在S d ,R d 端加信號:S d =0 R d =1 S d =1 R d =1 S d =1 R d =0 S d =1 R d =1觀察并記錄FF 的Q 、Q 端的狀態(tài),將結果填入下表3.1中,并說明在上述各種輸入狀態(tài)下,FF 執(zhí)行的是什么功能?表3.1 (2S d 端接低電平,R d 端加脈沖。(3S d 端接高電平,R d 端加脈沖。(5當S d 、R d 都接低電平時,觀察Q 、Q 端的狀態(tài)。當S d 、R d 同時由低電平跳為高電平時,注意觀察Q 、Q

24、 端的狀態(tài),重復35次看Q 、Q 端的狀態(tài)是否相同,以正確理解“不定”狀態(tài)的含義。2.維持一阻塞型D 觸發(fā)器功能測試雙D 型正邊沿維持一阻塞型觸發(fā)器74LS74的邏輯符號如圖3.2所示。圖中S d 、R d 端為異步置1端,置0端(或稱異步置位,復位端。CP 為時鐘脈沖端。 試按下面步驟做實驗:(1分別在S d 、R d 端加低電平,觀察并記錄Q 、Q 端的狀態(tài)。 (2令S d 、R d 端為高電平,D 端分別接高,低電平,用點動脈沖作為CP ,觀察并記錄當CP 為O 、1、時Q 端狀態(tài)的變化。(3當S d = R d = 1、CP=0(或CP=1,改變D 端信號,觀察Q 端的狀態(tài)是否變化?

25、整理上述實驗數(shù)據(jù),將結果填入下表3.2中。(4令 d = R d = 1,將D 和Q 端相連,CP 加連續(xù)脈沖,用雙蹤示波器觀察并記錄Q 相對于CP 的波形。 3.負邊沿J-K 觸發(fā)器功能測試雙J-K 負邊沿觸發(fā)器74LS112芯片的邏輯符號如圖3.3所示。自擬實驗步驟,測試其功能,并將結果填入3.3中。若 令J = K = 1時,CP端加連續(xù)脈沖,用雙蹤示波器觀察QCP波形,和DFF的D和Q端相連時觀察到的Q端的波形相比較,有何異同點?4、解發(fā)器功能轉換(1. 將D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器轉換成T觸發(fā)器,列出表達式,畫出實驗電路圖。(2. 接入連續(xù)脈沖,觀察各觸發(fā)器CP及Q端波形。比較兩者關系。(3. 自擬實驗數(shù)據(jù)表并填寫之。 四、實驗報告1.整理實驗數(shù)據(jù)并填表。2.寫出實驗內容3、4的實驗步驟及表達式。3.畫出實驗4的電路圖及相應表格。4.總結各類觸發(fā)器特點。實驗八譯碼器一、實驗目的1.熟悉集成譯碼器。2.了解集成譯碼器應用。二、實驗儀器及材料1.雙蹤示波器2.器件 74LS139 24線譯碼器 1片74LS153 雙