1、 南京郵電大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)資料與試卷一、實(shí)驗(yàn)操作1、信號(hào)與系統(tǒng)操作實(shí)驗(yàn)請(qǐng)復(fù)習(xí)所做的實(shí)驗(yàn)。 主要掌握的要點(diǎn)： 由所給的電路轉(zhuǎn)換出該電路的電壓傳輸函數(shù)H（s）=V2(s)/V1(s)，并能把傳輸函數(shù)化成Multisim所需的標(biāo)準(zhǔn)形式:(A)算子S 在分子的冪次不高于分母的冪次。(B)因需用積分器仿真，算子S 應(yīng)化成1/S 。(C)分母的常數(shù)項(xiàng)化成1。能畫出完整的系統(tǒng)模擬框圖。運(yùn)用Multisim的模擬器件庫(kù)中的積分器、比例放大器、加法器等模塊組構(gòu)系統(tǒng)模擬電路。應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則: (1)系統(tǒng)模擬電路輸入端必用加法器模塊對(duì)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)求和，加法器輸出送積分器模塊(2)根據(jù)S 的最高冪次n，

2、取出n個(gè)積分器模塊串接。(3)算子S的系數(shù)使用比例放大器模塊(4)傳輸函數(shù)H(S)的分子是輸出項(xiàng)，分子中各項(xiàng)比例放大器模塊的輸出用加法器求和后成為系統(tǒng)輸出。分母是負(fù)反饋項(xiàng)，其系數(shù)正、負(fù)異號(hào)后送輸入端加法器。(5)分母中為1的常數(shù)項(xiàng)不用任何運(yùn)算模塊例如1：畫出幅頻和相頻圖例如2：畫出幅頻和相頻圖2、操作題如下圖所示，寫出該圖的傳輸函數(shù)H(S)（V1是輸入信號(hào)、V2是輸出信號(hào)）。畫出題中電路對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)模擬框圖。（20分）寫出傳輸函數(shù)H(S) （10分）畫出題中電路對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)模擬框圖 （10 分）在Multisim2001環(huán)境中，測(cè)試該系統(tǒng)模擬電路的幅頻特性相關(guān)參數(shù)。（10分）(需包含半功

3、率點(diǎn)與諧振頻率點(diǎn))頻率點(diǎn)3.147KHz3.715KHz4.474KHz電壓比0.7070.99990.707根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)作出該電路的幅頻特性曲線圖。（10分）有波形 5分, 每個(gè)參數(shù) 1分.3、D/A轉(zhuǎn)換器操作實(shí)驗(yàn)請(qǐng)復(fù)習(xí)所做的實(shí)驗(yàn)。 掌握的要點(diǎn)：根據(jù)輸出電壓選定數(shù)字輸入端。設(shè)計(jì)由DAC0832完成。根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題的要求輸出正負(fù)斜率鋸齒波上升或下降的臺(tái)階數(shù)大于或等于16 個(gè)臺(tái)階，可用4位二進(jìn)制數(shù)，根據(jù)輸出電壓選定數(shù)字輸入端。輸出電壓的計(jì)算公式為： 其中：VREF參考電壓，Dn是二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為等值的十進(jìn)制數(shù)。由輸出電壓的計(jì)算公式可知，4位二進(jìn)制數(shù)接在不同的數(shù)字輸入端，轉(zhuǎn)換的Dn值不同，輸出電壓也就

4、不同。假設(shè)：輸入的二進(jìn)制數(shù)為“00001111”， 當(dāng)接在D0D3端時(shí)： Dn=D3+D2+D1+D0=8+4+2+1=15,若VREF為5V時(shí)， U0=-(5/256)×15=0.29V; 當(dāng)接D3D6端時(shí)： Dn=D6+D5+D4+D3=64+32+16+8=120, U0=-(5/256)×120 =2.34V當(dāng)接D4D7端時(shí)： Dn=D7+D6+D5+D4=128+64+32+16=240, U0=-(5/256)×240= 4.6875V注意：輸出電壓U0也不能太大，這里還需要考慮運(yùn)放的飽和失真。討論：輸出幅度受到運(yùn)放動(dòng)態(tài)范圍的限制。LM324運(yùn)放的輸出

5、是一個(gè)對(duì)管，負(fù)載是有源負(fù)載，上飽和區(qū)為1.5V，下飽和區(qū)為1.5V，其動(dòng)態(tài)范圍為+3.5V3.5V。所以，U0的輸出不能超出+3.5V3.5V的范圍。結(jié)論：Dn的只能接到D3D6端。計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器為數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供4位二進(jìn)制數(shù)，即：M16。由一片74161和一個(gè)DFF完成。波形控制電路： 在開關(guān)K2K1的控制下，實(shí)現(xiàn)三種不同波形的輸出。當(dāng)K2K101時(shí)， 轉(zhuǎn)換器輸入的二進(jìn)制數(shù)為00001111為加法計(jì)數(shù);當(dāng)K2K110時(shí)， 轉(zhuǎn)換器輸入的二進(jìn)制數(shù)為11110000為減法計(jì)數(shù)；當(dāng)K2K111時(shí)， 轉(zhuǎn)換器先輸入00001111,再輸入11110000為16進(jìn)制（或八進(jìn)制）的可逆計(jì)數(shù)器。為達(dá)到實(shí)現(xiàn)加法計(jì)數(shù)

6、（正斜率波形）；減法計(jì)數(shù)（負(fù)斜率波形）；以及實(shí)現(xiàn)先加后減（三角波）。波形控制電路的實(shí)現(xiàn)是利用的關(guān)系，即：采用7486異或門完成。 通過K1K2控制電路，使其完成加或減或先加后減等功能。4、用DAC0832設(shè)計(jì)產(chǎn)生具有8個(gè)臺(tái)階頻率為1kHz的正斜率階梯波（信號(hào)輸出幅度為02V可調(diào)，電源電壓為±5V）發(fā)生器，要求有設(shè)計(jì)過程。（20分）解：輸入的二進(jìn)制數(shù)為“000111”， 當(dāng)接D4D6端時(shí)：Dn=D6+D5+D4 =64+32+16=112, U0= (5/256)×112=2.184 V-3.5V，符合設(shè)計(jì)條件。 畫出CP和V0的波形圖。5、用DAC0832設(shè)計(jì)產(chǎn)生具有10個(gè)

7、臺(tái)階的頻率為1kHz的正斜率階梯波（信號(hào)輸出幅度為02V可調(diào)，電源電壓為±5V）發(fā)生器，要求有設(shè)計(jì)過程。（20分）解：輸入的二進(jìn)制數(shù)為“00001001”， 當(dāng)接D4D7端時(shí)：Dn=D7+ D4 =128+16=144, U0= (5/256)×144=2.8125 V-3.。5V，符合設(shè)計(jì)條件。畫出CP和V0的波形圖。6、試用74194附加門電路設(shè)計(jì)101001序列信號(hào)發(fā)生器，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，用示波器雙蹤觀察并記錄時(shí)鐘和輸出波形。注意：要想電路能自啟動(dòng)“000”一定要圈畫，“111”一定不能圈畫。用74194和74151實(shí)現(xiàn)電路注意：要想電路能自啟動(dòng)“000”“001”，“1

8、11”“110”。F=Q2注意：對(duì)于非周期波形用單次觸發(fā)或脈寬觸發(fā)波形才會(huì)穩(wěn)定。7、試用74194及74151設(shè)計(jì)產(chǎn)生序列11100010011010，···要求電路具有自啟動(dòng)性。注意：左移：Q0Q1Q2Q3DSL其中Q0是最高位。 右移：Q3Q2Q1Q0DSR其中Q3是最高位。1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分別為直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分別選擇2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER欄中，點(diǎn)擊MEUN鍵選擇CH2為觸發(fā)源并且上升沿觸發(fā)，注意：對(duì)于非周期波形用單次觸發(fā)或脈寬觸發(fā)波形才會(huì)穩(wěn)定。8、設(shè)計(jì)一個(gè)M=7計(jì)數(shù)電路要求有

9、設(shè)計(jì)過程（20分）解：注意：計(jì)數(shù)器通常采用置“0”法設(shè)計(jì)電路。同步預(yù)置數(shù)為全“0”。對(duì)于同步預(yù)置加計(jì)數(shù)器，反饋狀態(tài)為（M1），本題中反饋狀態(tài)為71=6=（0110）2，即計(jì)數(shù)器從“000”計(jì)到“0110”。反饋函數(shù)：波形圖：注意：示波器設(shè)置：1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分別為直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分別選擇2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER欄中，點(diǎn)擊MEUN鍵選擇CH2為觸發(fā)源并且上升沿觸發(fā)，再按50鍵波形穩(wěn)定。3、CH1CP,CH2Q2 CH1Q1,CH2Q2 CH1Q0,CH2Q2注意：所有的波形都對(duì)著Q2畫，這樣波形才能穩(wěn)定。9、設(shè)計(jì)一個(gè)

10、M=7計(jì)數(shù)電路要求狀態(tài)從00010111，并有設(shè)計(jì)過程（20分）解：波形圖：注意：示波器設(shè)置：1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分別為直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分別選擇2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER欄中，點(diǎn)擊MEUN鍵選擇CH2為觸發(fā)源并且上升沿觸發(fā)，再按50鍵波形穩(wěn)定。3、CH1CP,CH2Q2 CH1Q1,CH2Q2 CH1Q0,CH2Q2注意：所有的波形都對(duì)著Q2畫，這樣波形才能穩(wěn)定。10、試用74161和門電路設(shè)計(jì)循環(huán)順序?yàn)?,1,2, 5,6,7,0,1的模長(zhǎng)為6的計(jì)數(shù)電路。要求電路具有自啟動(dòng)能力，寫出設(shè)計(jì)過程，畫出電原理圖。解：1、列出

11、狀態(tài)轉(zhuǎn)移表2、在考慮自啟動(dòng)的基礎(chǔ)上寫出反饋函數(shù)3、寫出數(shù)據(jù)端的數(shù)據(jù) D2=D0=1，D3=D1=0波形圖：注意：示波器設(shè)置：1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分別為直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分別選擇2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER欄中，點(diǎn)擊MEUN鍵選擇CH2為觸發(fā)源并且上升沿觸發(fā)，再按50鍵波形穩(wěn)定。3、CH1CP,CH2Q2 CH1Q1,CH2Q2 CH1Q0,CH2Q2注意：所有的波形都對(duì)著Q2畫，這樣波形才能穩(wěn)定。11、試用74161和74151芯片設(shè)計(jì)001101序列信號(hào)，寫出設(shè)計(jì)過程，畫出電原理圖（20分）。解：序列長(zhǎng)度=6；設(shè)計(jì)方案為計(jì)

12、數(shù)器+數(shù)據(jù)選擇器。其中計(jì)數(shù)器用74161芯片，采用置零法設(shè)計(jì)一個(gè)M=6的加法計(jì)數(shù)器。波形圖：1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分別為直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分別選擇2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER欄中，點(diǎn)擊MEUN鍵選擇CH2為觸發(fā)源并且上升沿觸發(fā)，注意：對(duì)于非周期波形用單次觸發(fā)或脈寬觸發(fā)波形才會(huì)穩(wěn)定。12、動(dòng)態(tài)顯示電路復(fù)習(xí)的要點(diǎn)：1、用7474芯片實(shí)現(xiàn)二位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器時(shí)，置數(shù)端和清零端一定要接成高電平“1”。2、注意位選的高低位：Y0W1，Y1W2，Y2W3，Y3W4。3、注意數(shù)據(jù)線的接法：例如顯示 8421 Q2Q1=00 ： Y0=0 D

13、0C0B0A0 = 1000 Q2Q1=01 ： Y1=0 D1C1B1A1 = 0100 Q2Q1=10 ： Y2=0 D2C2B2A2 = 0010 Q2Q1=11 ： Y3=0 D3C3B3A3 = 000113、3bit可控延遲電路:復(fù)習(xí)的要點(diǎn)：1、 設(shè)計(jì)思路：移位寄存器+數(shù)據(jù)選擇器2、 產(chǎn)生DX信號(hào)為：“00001”，方法是用M=5的計(jì)數(shù)器產(chǎn)生。14、4bit可控延遲電路:15、5bit可控延遲電路:DX信號(hào)為：“000001”16、根據(jù)下圖給出CP、F1和F2的波形，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路。解：本電路是一個(gè)多輸出函數(shù)，可采用74161+74138譯碼器實(shí)現(xiàn)。其中，74161可設(shè)計(jì)成M=6的加法

14、計(jì)數(shù)器，作為74138的地址。二、筆試題5、數(shù)字系統(tǒng)的ASM圖表示于如下圖所示。試用每態(tài)一個(gè)觸發(fā)器的方法寫出系統(tǒng)控制器的激勵(lì)方程和控制命令。 6、在實(shí)驗(yàn)中所用的可編程器件型號(hào)為：XC95108PC84器件類型屬于CPLD （A：PAL ，B：CPLD，C：GAL，D：FPGA），器件按其集成度分屬于高密度可編程器件（A：高密度可編程器件，B：低密度可編程器件）；按編程方法分類為EECMOS（A：SRAM ，B：UVCMOS ，B：EECMOS）；器件的容量為：2000門（A：5000門，B：1萬門，C：1000門，D：2000門）。（8分）7、下面給出了一個(gè)ASM圖，請(qǐng)用每態(tài)一位的方法設(shè)計(jì)控制

15、器和輸出。解:寫出激勵(lì)方程寫出輸出方程 8、下面給出了一個(gè)控制器電路圖，請(qǐng)用每態(tài)一位的方法設(shè)計(jì)控制器。解:寫出激勵(lì)方程9、下面是一個(gè)控制器中某段ASM圖，試用一片7474及其他門電路實(shí)現(xiàn)該圖。請(qǐng)寫出觸發(fā)器的激勵(lì)函數(shù)，畫出相應(yīng)的電路圖。（12分） 10、采用Multisim軟件對(duì)正峰值為4V、負(fù)峰值為4V、頻率為1kHz、占空比為20的矩形波進(jìn)行單邊頻譜分析，可知，其直流分量為 負(fù) （正、負(fù)）值，譜線包絡(luò)的第一個(gè)零結(jié)點(diǎn)位置為 5k Hz，有效頻帶范圍內(nèi)譜線有 4 條。當(dāng)增大矩形波占空比后，其譜線包絡(luò)的主峰高度 增高 （增高、降低），有效頻帶寬度 減小 （增大、減小），有效頻帶范圍內(nèi)高次諧波數(shù)目

16、減少 (增加、減少)。11、理想的正弦波只有基波分量，而無諧波分量、直流分量 分量。否則說明該正弦波已有失真。 12、用DAC0832設(shè)計(jì)產(chǎn)生如圖所示頻率為1kHz的正斜率階梯波（信號(hào)輸出幅度為02V可調(diào)，電源電壓為±5V）發(fā)生器，其電路并不完整，試完成該電路，確定時(shí)鐘頻率，確定DAC0832參考電壓，確定數(shù)字量的輸入端，要求有簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)過程。 13、在可編程波形發(fā)生器實(shí)驗(yàn)中，電路原理圖（正確）和示波器顯示波形如下圖所示，請(qǐng)分析硬件電路中的錯(cuò)誤（要有分析過程，15分）（1）參考電壓接為5V。（5分）（2）DAC0832數(shù)據(jù)D7接為固定高電平，（10分）超過運(yùn)放工作范圍部分被截至。14

17、、選擇題（1）觸發(fā)器 沒有空翻 （沒有空翻，有空翻）；觸發(fā)器可用于 設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器和移位寄存器 （鎖存數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器和移位寄存器）；觸發(fā)器的觸發(fā)方式 邊沿觸發(fā) （邊沿觸發(fā)，電平觸發(fā)）。（2）鎖存器 有空翻 （沒有空翻，有空翻）；鎖存器可用于 鎖存數(shù)據(jù) （鎖存數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器和移位寄存器）；鎖存器的觸發(fā)方式 電平觸發(fā) （邊沿觸發(fā)，電平觸發(fā)）。（3）CMOSFF的輸入端在使用時(shí)，多余的輸入端不可以懸空（不可以懸空，可以懸空）。對(duì)于與非門多余的輸入端 接高電平（接高電平，接地），對(duì)于或非門多余輸入 接地 （接高電平，接地）。15、請(qǐng)寫出下圖電路的傳輸函數(shù)H（s），并畫出系統(tǒng)模擬框圖。(10分) 16、

18、首先令函數(shù)發(fā)生器輸出信號(hào)f=1kHz,Uopp=0.5V,波形為正弦。其次將函數(shù)發(fā)生器輸出和示波器本身的校正信號(hào)（f=1kHz,Uopp=0.5V，方波）分別送入示波器CH1和CH2通道，調(diào)整相關(guān)旋鈕開關(guān)使兩波形穩(wěn)定顯示，此時(shí)兩個(gè)信號(hào)的峰峰值相同，在Y軸所占的格數(shù)也應(yīng)相同。再其次用交流毫伏表300mV檔分別測(cè)量正弦信號(hào)和方波信號(hào)的電壓值。請(qǐng)分析不同波形用示波器測(cè)得的電壓的峰峰值相同，為何用交流毫伏表測(cè)得的電壓不同，請(qǐng)說明原因。答:交流毫伏表表盤刻度是依據(jù)正弦有效值確定的,所以測(cè)量方波時(shí)將產(chǎn)生誤差.如果一定要用交流毫伏表測(cè)量非正弦信號(hào)電壓,則應(yīng)計(jì)算出各種波形的有效值與正弦波有效值的換算關(guān)系,用交流毫伏表測(cè)得的初值后, 換算出非正弦的有效值電壓。由于非正弦種類很多，換算不方便，所以多用示波器測(cè)量。22、下列值應(yīng)用什么儀表來測(cè)量： A正弦波的峰峰值 用示波器測(cè)量B50kHz正弦波有效值 用交流毫伏表測(cè)量C50Hz正弦波有效值 用交流毫伏表測(cè)量當(dāng)有效值大于1V時(shí)也可用萬用表交流電壓檔測(cè)量D直流電壓 用萬用表直流電壓檔測(cè)量當(dāng)精度要求不高時(shí)也可用示波器測(cè)量23、實(shí)驗(yàn)室中函數(shù)發(fā)