模擬、數字及電力電子技術實驗一：單管放大電路及常用電子儀器的使用一、實驗目的：學會用萬用表判別三極管的類別和管腳。掌握測試三級管輸出特性曲線的方法。3）基本放大電路的靜態工作點測試。實驗設備及器材：1）MES系列模擬電子電路實驗系統2）直流穩壓電源3）萬用表4）晶體管毫伏表5）元器件：電阻、電位器、三極管6）示波器等實驗內容及電路：用示波器測量交換信號的頻率按表1-1所示頻率有信號發生器輸入信號，用示波器測出周期并計算，將所測試結果與已知頻率作比較。表1-1信號頻率100HZ1*H2掃描速度開關（t/div）開開一個周期所占水平格數6格4格半信號頻率f=1/T1/31/4.5單管放大電路的調整與測試靜態工作點的測試接通電源+12V，調節Rw使UEQ=2V不變條件下，輸入頻率1KH2的5mV正弦波信號，用毫伏表測出UO的值,將測量結果記入表2-2中。表2-2RL實測實測計算估算Ui(mv)Uo(v)A(v)實測Av(估算)∞3.345.46接入負載3.856.26輸入電阻、輸入電阻測試表3-1輸入電阻測試實測實測計算估算Us(mv)Ui(mv)Ri=Ri≈rbe//Rb2.9mv3.2mv3.6mv3mv表3-2輸出電阻測試實測實測計算估算U∞（v)Uo(v)Ro=()RLRo≈Rc5mv5.6mv6.2mv6mv思考題使用示波器時若達到如下要求應調哪些旋鈕？波形清晰；2）亮度適中；3）波形穩定；4）移動波形位置；5）改變波形周期；6）改變波形幅度1、聚焦按鈕2、灰度按鈕3、調節示波器掃描頻率旋鈕4、X，Y軸移位旋鈕5、調節X—t/cm旋鈕6、調節t/div按鈕點解電容器兩端的靜態方向與其極性應該有何關系？因為制造電容時，分陽極箔、陰極箔，陽極箔為正耐壓比陰極箔要高，陰極箔為負耐壓系數要低當有反向電壓時，就容易擊穿造成短路。放大電路的靜態與動態測試有何區別？1.1放大電路良好工作的基礎是設置正確的靜態工作點.因此靜態測試應該是指放大電路靜態偏置的設置是否正確,以保證放大電路達到最優性能.

1.2放大電路的動態特性指對交流小信號的放大能力.因此動態特性的測試應該指放大電路的工作頻帶,輸入信號的幅度范圍,輸出信號的幅度范圍等指標.實驗二負反饋放大電路實驗目的（必須有）1、加深理解負反饋對放大電路性能的影響2、掌握放大電路開環與閉環特性的測試方法3、加深理解放大電路中引入負反饋的方法和負反饋對放大器各項性能指標的影響；4、掌握負反饋放大器性能的測試方法；實驗設備及器材（必須有）模擬電子線路實驗箱一臺雙蹤示波器一臺萬用表一臺連線若干其中，模擬電子線路實驗箱用到信號發生器、直流穩壓電源模塊，元器件模組以及“電壓串聯負反饋放大電路”模板。實驗內容及電路1、電壓串聯負反饋電路的測試實驗原理圖參考電路如圖1-1所示。圖1-11.1電壓串聯負反饋對放大器性能的影響（1）引入負反饋降低了電壓放大系數式中，是反饋系數，，是放大器不引入級間反饋時的電壓放大倍數（即，但要考慮反饋網絡阻抗的影響），其值可由圖1-2所示的交流等效電路求出。設，則有式中：第一級交流負載電阻第二級交流負載電阻從式中可知，引入負反饋后，電壓放大倍數比沒有負反饋時的電壓放大倍數降低了（）倍，并且愈大，放大倍數降低愈多。圖1-2（2）負反饋可提高放大倍數的穩定性該式表明：引入負反饋后，放大器閉環放大倍數的相對變化量比開環放大倍數的相對變化量減少了（1AF）倍，即閉環增益的穩定性提高了（1AF）倍。（3）負反饋可擴展放大器的通頻帶引入負反饋后，放大器閉環時的上、下截止頻率分別為：可見，引入負反饋后，向高端擴展了倍，從而加寬了通頻帶。（4）負反饋對輸入阻抗、輸出阻抗的影響負反饋對輸入阻抗、輸出阻抗的影響比較復雜。不同的反饋形式，對阻抗的影響不一樣。一般而言，串聯負反饋可以增加輸入阻抗，并聯負反饋可以減小輸入阻抗；電壓負反饋將減小輸出阻抗，電流負反饋可以增加輸出阻抗。圖1-1電路引入的是電壓串聯負反饋，對整個放大器電路而言，輸入阻抗增加了，輸出阻抗降低了。它們的增加和降低程度與反饋深度（1AF）有關，在反饋環內滿足（5）負反饋能減小反饋環內的非線性失真綜上所述，在放大器引入電壓串聯負反饋后，不僅可以提高放大器放大倍數的穩定性，還可以擴展放大器的通頻帶，提高輸入電阻和降低輸出電阻，減小非線性失真。2、電壓并聯負反饋電路的測試一．原理如圖所示1.對交變信號而言，若基本放大器、反饋網絡、負載三者在取樣端是并聯連接，則稱為電壓取樣，對交流信號而言，信號源、基本放大器、反饋網絡三者在比較端是并聯連接，則稱為并聯反饋。上圖中對交變信號而言，反饋網絡Rf與負載是并聯連接的且與負載Rl也是并聯連接的。對交流信號而言，信號源Is、與基本放大器、反饋網絡Rf三者在比較端是并聯連接，所以上圖是一個電壓并聯負反饋的電路。它有一下兩個特點：①輸出電壓趨向于維持恒定。②因為Ii=If+Id，所以要求Rs越大，反饋信號越明顯。2并聯負反饋對輸入和輸出電阻的影響由于是并聯，閉環輸入Rif電阻小于開環輸入電阻Ri。Ri=Vi/Iid,Rif=Vi/Ii.Ii=Iid+If=(1+AF)Iid，Rif=Vi/(1+AF)Iid=Ri/1+ArFg.所以引入負反饋后輸入電阻減小了。同理分析：閉環輸出電阻是開環輸入電阻的1/(1+AF)倍，即Rof=Ro/(1+AroFg).2實驗過程以上是對電壓并聯負反饋放大電路的一些分析，下面兩圖是我們根據以上分析得出的2級放大電路圖。由上圖可看出仿真的輸出波形沒有失真，輸出電壓2.28v，對輸入電壓10mv來說，放大了228倍。數據記錄：輸入輸出峰峰值6.16mv1.42v均方根值574uf406mv最大值3.1mv680mv最小值—3.04mv—744mv頻率217hz100.2hz周期495.8us9.976ms平均值190uf—16.0mv3結果分析有輸出和輸入的峰峰值分別為1.42v。6.16mv可知，放大了212倍。由于在再放大過程中要使波形不失真，我們要的考慮到靜態工作點對失的影響，但靜態工作點選擇過低，即Ibq和Vbeq過小，使BJT會在交流信號Vbe副半周的進入截止區，使波形失真。當選擇地靜態工作點過高，則會使BJT會在交流信號副半周進入飽和區。以上兩種失真分別叫做截止失真和飽和失真。但但輸入信號的幅度過大，即使Q點的大小合理，也會產生失真。這種失真叫做非線性失真。因此在設計電路時我們要考慮到BJT的靜態工作點的選擇。思考題電壓串聯和電壓并聯負反饋各自的特點是什么？各在什么情況下被采用？電壓串聯：穩定輸出電壓，輸出電阻減小，輸入電阻增大；恒壓源情況下被采用

電壓并聯：穩定輸出電壓，輸出電阻減小，輸入電阻也減??；恒流源情況下被采用什么是”虛短現象”?什么是”虛斷現象”?什么是“虛地點”？1.1“虛短”是指在理想情況下，兩個輸入端的電位相等，就好像兩個輸入端短接在一起，但事實上并沒有短接，稱為“虛短”。虛短的必要條件是運放引入深度負反饋。1.2“虛斷”指在理想情況下，流入集成運算放大器輸入端電流為零。這是由于理想運算放大器的輸入電阻無限大，就好像運放兩個輸入端之間開路。但事實上并沒有開路，稱為“虛斷”。1.3“虛地點”是深度電壓并聯負反饋放大器的重要特點；是指集成運放的反相輸入端為虛地點，即u_=0。實驗六集成門電路測試一、實驗目的1．熟悉門電路的邏輯功能。2．熟悉常用集成門電路的引腳排列及其使用。二、實驗設備和器件1．直流穩壓電源、信號源、示波器、萬用表、面包板2．74LS00、74LS04、74LS86三、實驗內容1．非門邏輯功能輸入輸出AF電壓（V）F02.4110.40分別將輸入端A接低電平和高電平，測試輸出端F電壓，實驗結果如下表。2．與非門邏輯功能，實驗結果如右表。輸入輸出ABF電壓（V）F002.41012.41102.41110.403．異或門邏輯功能，實驗結果如右表。輸入輸出ABF電壓（V）F000.40012.41102.41110.404．與或非門邏輯功能，實驗結果如下表。輸入輸出ABCDF電壓（V）F00002.4100012.4100110.4001012.4101110.4011110.405．與非門對輸出的控制輸入端A接一連續脈沖，輸入端B分別接高電平和低電平。四、各門電路的邏輯表達式如下。1．2．3.4.5.當B為高電平時，當B為低電平時五思考題1插裝元器件與表面貼裝元器件主要區別？答：表面貼裝元器件體積小，便于小型化生產，便于減小成品尺寸。表面貼裝管腳引線短，降低了其特性中附加的電感和電容成分，尤其在高頻電路中，表面貼裝成本低，便于批量生產，2片式電感器的類型主要有幾種？其結構各有什么特點？答：片式電感器從制造工藝來分，片式電感器主要有種類型，即繞線型、疊層型、編織型實驗七集成觸發器一、實驗目的1．熟悉D觸發器和JK觸發器的功能。2．學會正確使用觸發器集成電路。3．了解觸發器邏輯功能的轉換。二、實驗設備和器件1．直流穩壓電源、信號源、示波器、萬用表、面包板2．74LS74、74LS112、74LS863．1kΩ電阻、發光二極管三、實驗內容1．D觸發器功能測試分別在、端加低電平，改變CP和D狀態，實驗結果如下表。CPD01××1110××0011↑00011↓00111↑11111↓101110×01111×012．JK觸發器功能測試，實驗結果如下表。JKCP01×××1110×××001100↓011101↓001110↓111111↓103．D觸發器轉換成T觸發器按照下圖所示可以將D觸發器轉換成T觸發器，實驗結果如下表。CPT01××1110××0011↑00111↓00111↑11011↓101四、總結幾種觸發器的功能和各自特點。D觸發器JK觸發器T觸發器觸發器五思考題1組合電路產生競爭冒險的原因及常用的消除競爭冒險的方法？在組合電路中，當邏輯門有兩個互補輸入信號同時向相反狀態變化時，輸出端可能產生過渡干擾脈沖的現象。常用的消除競爭冒險的方法有：輸入端加濾波電容、加封鎖或選通脈沖、修改邏輯設計等。2邏輯函數的表示方法有哪幾種？（1）真值表；（2）函數表達式；（3）邏輯電路圖；（4）卡諾圖。實驗九時序邏輯電路一、實驗目的1．熟悉集成計數器的邏輯功能。2．掌握計數器控制端的作用及其應用。二、實驗設備和器件1．直流穩壓電源、信號源、示波器、萬用表、面包板2．74LS190、74LS393、74LS043．1kΩ電阻、發光二極管三、實驗內容1．集成計數器的功能測試，74LS393、74LS190功能測試結果如表表5-1、5-2。表5-174LS393功能測試表CP10000000001010010020011030100040101050110060111071000081001091010010101101111000121101013111001411110150000表5-274LS190功能測試表CP功能00××0000預置數010××××加法計數器011××××減法計數器2．任意進制計數器的設計（1）用置數法將74LS190連成七進制計數器，按下圖接線。圖5-374LS190連成七進制計數器（2）觀察輸出端變化，畫出狀態轉換圖。按順序01110110010101000011001000013．利用計數器構成分頻器（1）N位二進制計數器能夠完成時鐘信號CP的分頻。按下圖接線。（2）分別觀察從各端子輸出