精品文檔電子技術基礎實驗指導書 勘查專業適用信息學院實驗中心2014年9月目 錄第一部分 模擬電子技術實驗- 1 -實驗一 電子儀器使用及常用元件的識別與測試- 3 -實驗二 晶體管共射極放大電路- 7 -實驗三 多級放大電路中的負反饋（仿真）- 11 -實驗四 由集成運算放大器組成的文氏電橋振蕩器（仿真）- 13 -實驗五 集成運算放大器- 17 -第二部分 數字電子技術實驗- 19 -實驗一 組合邏輯電路- 21 -實驗二 觸發器- 23 -實驗三 計數器設計- 26 -實驗四 計數、譯碼和顯示電路設計（仿真）- 32 - 24 -歡迎下載- 24 -歡迎下載。精品文檔第一部分 模擬電子技術實驗實驗一 電子儀器使用及常用元件的識別與測試一、實驗目的1掌握常用電子儀器的基本功能并學習其正確使用方法；2學習掌握用雙蹤示波器觀察和測量波形的幅值、頻率及相位的方法；3掌握常用元器件的識別與簡單測試方法。二、儀器設備1SA5051數字多用表 1臺2TPE-A3 模擬電路實驗箱 1臺3THD-4型 數字電路實驗箱 1臺4TPE-DG2 電路分析實驗箱 1臺5TFG6000系列函數信號發生器 1臺 6DS1102E100MHz雙通道數字示波器 1臺7YD2173F雙路智能數字交流毫伏表 1臺三、實驗原理在模擬電子電路實驗中，經常使用的電子儀器有示波器、信號發生器、交流毫伏表、萬用表等。利用這些儀器可以對模擬電子電路的靜態和動態工作情況進行測試。實驗中要對各種電子儀器進行綜合使用，可按照信號流向，以連線簡捷，調節順手，觀察與讀數方便等原則，對各儀器與被測實驗裝置之間進行合理的布局。連線時應注意，為防止外界干擾，各儀器的公共接地端應連接在一起，稱為共地。示波器、信號源和交流毫伏表的引線通常用屏蔽線或專用電纜線，直流電源的連接線用普通導線，萬用表用專用的表筆線。1DS1102E100MHz雙通道數字示波器 示波器是一種用途很廣的電子測量儀器，它既能直接顯示電信號的波形，又能對電信號進行各種參數的測量。DS1102E型雙綜示波器可同時觀測兩組被測輸入信號，并對其幅值、周期、頻率及相位差進行測量。使用時，可按下列操作進行。(1) 將被測信號連接到信號輸入通道。(2) 按下 AUTO 按鍵。示波器將自動設置垂直、水平和觸發控制。如需要，可手動調整 這些控制使波形顯示達到最佳(3) 調節探頭比例 輸入探頭衰減系數。為了配合探頭的衰減系數，需要在通道操作菜單中調 整相應的探頭衰減比例系數。如探頭衰減系數為10:1，示波器輸入通道的比例也應設置成10X ，以避免顯示的檔位信息和測量的數據發生錯誤。 (4) 按 Measure 自動測量功能鍵，系統將顯示自動測量操作菜單。該系列示波器提供22 種自動測量的波形參數，包括10 種電壓參數和12 種時間參數： 峰峰值、最大值、最小值、頂端值、底端值、幅值、平均值、均方根值、過沖、預沖、頻率、周期、上升時間、下降時間、正占空比、負占空比、延遲 1 2 、延遲1 2 、相位 1 2 、相位1 2 、正脈寬和負脈寬等。2TFG6000系列函數信號發生器函數信號發生器可輸出一定頻率范圍和一定電壓大小的正弦波、三角波、方波等三十一種波形，輸出的信號幅度需用交流毫伏表和示波器測量。函數信號發生器作為信號源，它的輸出端不允許短路。3YD2173F雙路智能數字交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作頻率范圍之內，用來測量正弦交流信號電壓的有效值。4SA5051數字多用表萬用表可用于測量交直流電壓、電流，也可測量電阻、電容、頻率、短路、二極管等。直流電壓測量，連接紅色測試導線到INPUT HI 端，黑色測試導線到LO 端。顯示屏中如果“OVER”被點亮，說明測量電壓超過當時的范圍，按下【】鍵，選擇更高量程，直到顯示正常讀數為止，或者按下【AUTO】鍵選擇自動量程。讀取顯示數據。注意：決不允許輸入超過1000V 的直流電壓到輸入端，否則儀器損壞。短路功能是采用電阻功能中的2k的電路測量的，本儀器默認臨界電阻值為10，并且不能改變。當測量阻值小于默認值時，蜂鳴器發出聲音。二極管（穩壓管）測量：選擇兩線歐姆功能和1k 量程，測試二極管的電阻。在正向偏置時，對于硅二極管測量結果約為0.6-0.7k，對于鍺二極管約為0.25-0.3k；當反偏時，顯示過載。穩壓管測量，連接紅色測試導線到INPUT HI 端，黑色測試導線到LO 端，按下【】 鍵，測量穩壓管，并且按鍵燈被點亮，讀取顯示數據。a) 短路測量：紅筆接Input的HI 端，黑筆接LO端。 按下【】鍵，測量短路功能，并且按鍵燈被點亮。四、實驗內容1示波器的檢查與校準信號的測量熟悉示波器面板上各旋鈕的名稱及功能，掌握正確使用時各旋鈕應處的位置。接通電源，檢查用示波器機內校準信號作為被測信號，用CH1或CH2通道顯示此波形，讀出其幅值及周期和頻率，記入下表中。參數標準值實測值 幅值Up-p（V）3V 周期T（ms）1 ms頻率f（KHz）1KHz2.測量兩波形的相位差按圖1-1連接實驗電路，將信號發生器的輸出調至頻率為1KHz，幅值為2V的正弦波，用示波器顯示Ui及UR波形，經RC移相網絡獲得頻率相同但相位不同的兩路信號Ui或UR，分別加到雙蹤示波器的Y1和Y2輸入端，將測量數據填入下表中。圖1-1 兩波形間相位差測量電路相位差實測值計算值= 3用示波器和交流毫伏表測量信號發生器輸出信號的參數調節信號發生器有關旋鈕，使輸出頻率分別為100Hz、1KHz、10KHz，峰值均為4V正弦波信號。用示波器和毫伏表分別測量信號發生器輸出電壓的頻率、峰峰值及有效值，記入下表。信號源輸出電壓及頻率（4V）示波器測量值毫伏表測量值峰峰值（V）周期（ms）頻率（Hz）有效值（V）100Hz1KHz10KHz4電阻、電容元件的識別和檢查根據附錄I、，識別所給電阻、電容元件，并用萬用表檢查元件的好壞。5半導體二極管、三極管的識別與簡單測試 根據附錄I，用萬用表判別普通二極管的陰、陽極并做簡單測試；識別及測試三極管的類型，e、b、c管腳，值及好壞。我們常用的9011和9013系列的為NPN管，9012為PNP管。五、實驗思考題1如何操縱示波器有關旋鈕，以便從示波器顯示屏上觀察到穩定、清晰的波形？2信號發生器有哪幾種輸出波形？它的輸出端能否短接，如用屏蔽線作為輸出引線，則屏蔽層一端應該接在什么位置？3交流毫伏表是用來測量正弦波電壓還是非正弦波電壓？它的表頭指示值是被測信號的什么數值？它是否可以用來測量直流電壓的大?。?實驗二 晶體管共射極放大電路一、實驗目的1. 掌握放大電路靜態工作點的調試方法及其對放大電路性能的影響；2. 測量放大電路Q點，AV，Ri，Ro；3. 學習放大電路的動態性能。二、實驗儀器1SA5051數字多用表 1臺2TPE-A3 模擬電路實驗箱 1臺3TFG6000系列函數信號發生器 1臺 4DS1102E100MHz雙通道數字示波器 1臺5YD2173F雙路智能數字交流毫伏表 1臺三、預習要求 1. 三極管及單管共射放大電路工作原理； 2. 放大電路靜態和動態測量方法； 3. 靜態工作點對輸出波形的影響。 四、實驗原理圖2.1為電阻分壓式工作點穩定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用Rp和Rb2組成的分壓電路，并在發射極中接有電阻Re，以穩定放大器的靜態工作點。我們測量靜態工作點是為了確定靜態工作點選的是否合理，若測出UCE1V時；= （V），并畫出傳輸特性圖；測量當輸入電壓1V時；= （V），并畫出傳輸特性圖；測量當輸入電壓=2時，畫出、的波形。 圖53電壓比較器六、實驗報告1整理實驗數據及波形圖，并分析實驗數據得出結論。2思考：（1）比較電路是否要調零？原因何在？ （2）比較電路兩個輸入端電阻是否要求對稱？為什么？ （3）在本次實驗中哪里體現了運算放大的虛短、虛地現象，你是如何驗證的？ 第二部分 數字電子技術實驗實驗一 組合邏輯電路一、實驗目的：1. 掌握組合邏輯電路的分析與設計方法；2掌握中規模集成電路譯碼器與數據選擇器的應用。二、儀器設備1SA5051數字多用表 1臺2THD-4型 數字電路實驗箱 1臺3TFG6000系列函數信號發生器 1臺 4DS1102E100MHz雙通道數字示波器 1臺二、實驗內容：1設計三變量表決電路：（1）用與非門實現（74LS00） 列出真值表，求出簡化表達式，畫出與非邏輯電路圖，自擬實驗方案測試。（2）用譯碼器（74LS138）及與非門（74LS20）實現 在圖1-1中完成實現三變量表決器的實驗電路的設計，自擬實驗方案。（3）用數據選擇器（74LS153）實現 74LS153是雙4選1數據選擇器（見圖1-2），有使能輸入端。自擬實驗方案。2用異或門74LS86及與非門74LS00實現全加器電路（見圖1-3），并列出真值表。三實驗報告： 整理實驗結果并進行分析，說明組合電路的特點和分析、設計方法。 實驗二 觸發器一、實驗目的：1掌握常用觸發器的邏輯功能及其測試方法；2研究時鐘脈沖的觸發作用。二、儀器設備1SA5051數字多用表 1臺2THD-4型 數字電路實驗箱 1臺3TFG6000系列函數信號發生器 1臺 4DS1102E100MHz雙通道數字示波器 1臺二、實驗內容：1基本R-S觸發器功能測試 用與非門74LS00構成基本R-S觸發器，如圖2-1所示，改變輸入端狀態，測試并將測試結果填入表2-1中。 注意, 當S、R都接低電平時，觀察Q、端的狀態。當S、R同時由低電平跳為高電平時注意觀察Q、端的狀態。重復幾次看Q、端的狀態是否相同，以正確理解“不定”狀態的含義。2J-K觸發器邏輯功能測試：（1）測試異步復位端Rd和異步置位端Sd的功能。 將J，K，Rd，Sd端分別接0-1開關，CP接單脈沖源，Q端接0-1顯示，見圖2-2。按表2-2要求，在Rd或Sd作用期間改變J，K和CP的狀態，測試并記錄Rd和Sd對輸出狀態的控制作用。（2）J-K觸發器邏輯功能測試：改變J，K狀態，測試其邏輯功能并記錄于表2-3中。（說明：用Rd和Sd端對觸發器進行異步復位或置位以設置現態Qn，寫出相應的Qn+1） 表2-3 J K CP Qn Qn+1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1(3) 觀察J-K觸發器和D觸發器的二分頻波形。 將74LS112的J，K端接高電平，CP端接2KHz連續脈沖源，用雙蹤示波器同時顯示CP端和Q端的波形，如圖2-3所示。 圖2-4為觀察D觸發器（74LS74）二分頻波形的電路圖，用雙蹤示波器觀察CP端和Q端的波形，D觸發器二分頻波形的觀察可在D觸發器邏輯功能測試后進行。3D觸發器（74LS74）邏輯功能的測試（1） 測試異步復位端Rd和異步置位端Sd的功能。測試方法同前。 表2-4CP D Rd Sd 0 1 1 0（2） D觸發器邏輯功能測試 表2-5 D CP Qn Qn+1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1三、實驗報告：1闡述基本R-S觸發器輸出狀態“不變”和“不定”的含義。2總結Rd、Sd及各輸入端的作用。實驗三 計數器設計一、實驗目的: 掌握用MSI組成任意進制計數器的方法。二、儀器設備1SA5051數字多用表 1臺2THD-4型 數字電路實驗箱 1臺3TFG6000系列函數信號發生器 1臺 4DS1102E100MHz雙通道數字示波器 1臺二、實驗內容: 用8421碼十進制計數器74LS160構成二十進制計數器。74LS160的引腳圖及其真值表如下所示。（1）用復位法實現（2）用置數法實現 Decade Counter truth table: ClrLoadENPENTCLKABCDQAQBQCQDRCO0XXXXXXXX000001000POSXXXXABCD*11111POSXXXXCount*1111XXXXXXQA0QB0QC0QD0*111X1XXXXXQA0QB0QC0QD0*1- *1 - RCO goes HIGH at count 9 to 0畫出用復位法和置數法實現的二十進制計數器。思考十進制計數器74LS160構成二十進制計數器四、實驗報告要求1.根據實驗內容的要求，設計合理的實驗電路，畫出邏輯電路圖。2.分析實驗中遇到的問題，說明解決辦法。3.回答思考題：怎樣用四位二進制計數器74LS161構成二十進制計數器？實驗四 計數、譯碼和顯示電路設計（仿真）2 實驗目的a) 熟悉計數器、譯碼器和顯示器的使用方法；b) 學習簡單數字電路的設計和仿真方法。3 實驗儀器 1 計算機一臺2 電子電路設計仿真軟件Multisim 2001 4 實驗內容：設計一個六十進制計數、譯碼和顯示電路。a) 擬定設計方案，畫出原理總框圖b) 設計各單元電路（計數、譯碼和顯示）。c) 畫出六十進制計數、譯碼和顯示總體電路原理