电子技术实验教案doc.docx
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电子技术实验教案doc
实验1常用仪器设备的使用
一.实验目的
1、通过本实验,熟悉信号发生器、示波器、万用表等常用仪器设备的结构、使用方法。
2、通过本实验,能够会用常用的仪器仪表测量电阻、交直流电流、交直流电压、非正弦波的波形及峰值(Vp-p)等。
二.实验仪器
1、数字万用表
2、函数信号发生器
3、双踪示波器
三.预习内容:
实验前必须查阅教材附录,了解实验设备的基本结构、使用方法。
四、实验内容:
1、了解数字万用表的结构、使用方法、注意事项。
2、了解函数信号发生器的结构、使用方法、注意事项。
3、了解双踪示波器的结构、使用方法、注意事项。
进行下列练习:
(1)调出一个信号用示波器观察:
正弦波,Vp-p=500mV,f=1KHz;用万用表测其电压的有效值。
(2)调出一个信号用示波器观察:
方波,Vp-p=100mV,f=5KHz,占空比25%。
(3)调出一个信号用示波器观察:
三角波,Vp-p=2V,f=10KHz,用示波器读出其周期,与计算值进行比较。
(4)利用提供的器材测量电阻的阻值、通过电阻的电流、电阻两端的电压、电源电压。
五、思考题:
1、指针式万用表的两表笔与数字式的两表笔在使用上有哪些区别?
2、指针式万用表的电阻档与数字式的电阻档有何区别?
3、函数信号发生器与双踪示波器的信号探头的两个夹子(或一钩一夹)使用时应注意什么?
分析一下在示波器上观察不到波形的尽可能多的原因。
实验2单级放大器
一、实验目的
1、熟悉模拟电路实验箱。
2、掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。
3、学习测量放大器Q点、Av的方法,了解共射极电路特性。
4、学习放大器的动态性能。
二、实验仪器
1、双踪示波器
2、函数信号发生器
3、数字万用表
4、模拟电路实验箱
三、预习要求
1.三极管及单管放大器工作原理。
2.放大器动态及静态测量方法。
四、实验内容及步骤
Vcc+12V
Rb1Rc
51k5k1
β=120
RpC210uVo
R1680kT1
5k1Vi1
ViC110u
R2Rb2
51K51kRe1RL
1005k1
Ce
Re210u
1k8
图4-1
1.静态调整调整Rp使Ve=2.2V,测量并填表4-1。
表4-1
实测
VBE(V)
VCE(V)
Rp(KΩ)
IB(μA)
Ic(mA)
2.动态研究
(1)将信号发生器调到f=1KHz,幅值为500mv,接到放大器输入端Vi,测量Vo填入下表,观察Vi和Vo端波形,并比较相位。
表4-2
实测
实测计算
Vi’(mV)(衰减后)
Vo(V)
Av
(2)保持Vi=500mv不变,增大和减小Rp,观察Vo波形变化,测量并填入表4-4-3
表4-3
Rp
Vb
Vc
Ve
输出波形情况
合适Ve=2.2V时
最大
最小
注意:
若失真观察不明显可增大或减小Vi幅值重测。
3.自拟实验过程和方法,测试单级放大电路的输入电阻和输出电阻。
一、实验报告:
1.注明你所完成的实验内容和思考题,简述相应的基本结论。
2.整理实验数据,分析实验结果。
实验3两级负反馈放大电路
一.实验目的
1.研究负反馈对放大器性能的影响。
2.掌握反馈放大器性能的测试方法。
二.实验仪器
1.双踪示波器
2.函数信号发生器
3.数字万用表
4.模拟电路实验箱
三.预习要求
1.认真阅读实验内容要求,估计待测量内容的变化趋势。
2.图5-1电路中晶体管β值为120,计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。
四.实验内容
+12V
R3R5R8R10
51K5K147K3K
C210u
C410uVo
R15K1C110u
Vi’ViT1T2
CF10u
R6100
R2R4R7C3R9R11C5RL
5122K1K810u20K1K10u1K5
RF3K
图5-1
1.负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试
(1)开环电路
1、按图接线,Rf先不接入。
2、输入端接入Vi=100mV。
f=1KHz的正弦波(注意输入100mv信号采用输入端衰减后为1mV)。
3、按表5-1要求进行测量并填表。
4、根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻ro。
(2)闭环电路
1.接通Rf按
(1)的要求调整电路。
2.按表5-1要求测量并填表,计算Avf。
3.根据实测结果,验证Avf≈1/F。
表5-1
Rl(KΩ)
Vi(mv)
Vo(mv)
Av(Avf)
开环
∞
1
1K5
1
闭环
∞
10
1K5
10
2.自行设计实验方法测试开环和闭环放大器的频率特性(注意:
输出空载,测通频带,闭环时应加大输入信号)
五.实验报告
1.将实验值与理论值比较,分析误差原因。
2.根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。
实验6差动放大电路
一.实验目的
1.熟悉差动放大器工作原理。
2.掌握差动放大器的基本测试方法。
二.实验仪器
1.数字万用表
2.模拟电路实验箱
三.预习要求
1.计算图7-1的静态工作点(设rBE=3K,β=100)及电压放大倍数。
2.在图7-1基础上画出单端输入和共模输入的电路。
四.实验内容及步骤:
实验电路如图7-1所示
+12V
Vcc
10k10k
Vo
b1b2
330
Vi1T1T2Vi262k
510510
13k
3kVee
-12V
图7-1
1.测量静态工作点。
(1)调零,将输入端短路并接地,接通直流电源,调节电位器Rp1使双端输出电压V0=0。
(2)测量静态工作点
测量Ti.T2.T3各极对地电压填入表7-1中
表7-1
对地电压
Ve1
Ve2
Ve3
Vb1
Vb2
Vb3
Vc1
Vc2
Vc3
测量值
2.测量差模电压放大倍数。
(双端输出时以T2的集电极为准,即黑表笔接此端)
在输入端加入直流电压信号Vid=±0.1V按表7-2要求测量并记录,由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
注意先接好线再调直流信号,使其分别为+0.1V和-0.1V接入Vi1和Vi2。
3.测量共模电压放大倍数。
将输入端b1.b2短接,接到信号源的输入端,信号源另一端接地。
使其分别为+0.1V和-0.1V,分别测量并填入表7-2。
由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
进一步算出共模抑制比CMRR=|Ad/Ac|。
表7-2
差模输入(输入±0.1V)
共模输入(Ub1=+0.1V
Ub2=-0.1V)
共模
抑制比
测量值(V)
计算值
测量值(V)
计算值
计算值
Vc1
Vc2
V0双
Ad1
Ad2
Ad双
Vc1
Vc2
Vo双
Ac1
Ac2
Ac双
CMRR
1.在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。
(1)在图一中将b2接地,组成单端输入差动放大器,从b1端输入直流信号Vi=±0.1V,测量单端及双端输出,填表7-3记录电压值。
计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。
并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。
表7-3
测量仪计算值
输入信号
电压值
放大倍数Av
Vc1
Vc2
V0
直流+0.1V
直流-0.1V
5.自行设计实验方法和步骤测试单端交流输入单端输出。
五.实验报告
1.根据实测数据计算图4-5-1电路的静态工作点,与预习计算结果相比较。
2.整理实验数据,计算各种接法的Ad,并与理论计算值相比较。
3.计算实验步骤3中Ac和CMRR值。
4.总结差放电路的性能和特点。
实验4集成运放的线性应用
一.实验目的
1.掌握用集成运算放大器组成比例,求和电路的特点及功能。
2.学会上述电路的测试和分析方法。
二.实验仪器
1.数字万用表
2.模拟电路实验箱
三.预习要求
1.估算下列各表的理论值。
四.实验内容
1、电压跟随器
Vo
ViA1
RL5K1
图7-1
实验电路如图7-1所示。
按表7-1内容实验并测量记录。
表7-1
Vi(V)
-2
-0.5
0
+0.5
1
V0(V)
Rl=∞
Rl=5K1
2、反相比例放大器
RF100K
R110K
ViVo
R210KA1
图7-2
实验电路如图7-2所示。
(1)按表7-2内容实验并测量记录。
表7-2
直流输入电压Vi(mv)
30
100
300
1000
3000
输出电压V0
理论估算(mv)
实测值(mv)
(2)自行设计实验方法和步骤测试图7-2电路的上限截至频率。
3、同相比例放大器电路如图4-7-3所示
RF100K
R110K
Vo
ViR210KA1
图7-3
按表7-3实验测量并记录。
表7-3
直流输入电压Vi(mv)
30
100
300
1000
输出
电压V0
理论值(mv)
实测值(mv)
4、反相求和放大电路。
RF100K
R110K
Vi1
R210K
Vi2A1Vo
R310K
图7-4
实验电路如图4-7-4所示。
按表7-4内容进行实验测量,并与预习计算比较。
表7-4
Vi1(V)
0.3
—0.3
Vi2(V)
0.2
0.2
V0(V)
5双端输入求和放大电路(减法电路)
RF100K
R110K
Vi1
Vi2A1Vo
R210K
R3
100K
图7-5
实验电路为图7-5所示。
表7-5
Vi1(V)
1
2
0.2
Vi2(V)
0.5
0.8
—0.2
Vo(V)
五.实验报告
1.总结本实验中5种运算电路的特点及功能。
2.分析理论计算与实验结果误差的原因。
实验5基本逻辑门电路实验
一、实验目的
掌握TTL与非门、或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。
熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。
二、实验所用器件和仪表
二输入四与非门74LS001片
二输入四或非门74LS281片
二输入四异或门74LS861片
三、实验内容
1、测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。
2、测试二输入四或非门74LS28一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系。
3、测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。
四、实验提示
1.将被测器件插入实验台上的14芯插座中。
2.将器件引脚7与实验台的“地(GND)”连接,将器件的引脚14与实验台的+5v连接。
3.用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。
拨动开关,则改变器件的输入电平。
4.将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯连接。
指示灯亮表示输出电平为1,指示灯灭表示输出电平为0。
五、实验接线图及实验结果
74LS00中包含4个二与非门,74LS28中包含4个二或非门,74LS86中包含4个异或门。
下面各画出测试第一个逻辑门逻辑关系的接线图,按图接线,并将测试结果填入相应表中。
测试其他逻辑门时的接线图与之类似。
测试时各器件的引脚7接地,引脚14接+5V。
图中的K1、K2是电平开关输出,LED0是电平指示灯。
1.测试74LS00逻辑关系接线图
图8-1
表8-174LS00真值表
输入
输出
引脚2
引脚3
引脚1
L
L
L
H
H
L
H
H
2.测试74LS28逻辑关系接线图
图8-2
表8-274LS28真值表
3.测试74LS86逻辑关接线图
K11
3LED0
K22
图8-3
六、实验报告要求
1.画出三个实验的接线图。
2.用真值表表示出实验结果。
实验6数据选择器和译码器
一、实验目的
1.熟悉数据选择器的逻辑功能。
2.熟悉译码器的逻辑功能。
二、实验所用器件和仪表
1.双4选1数据选择器74LS153 1片
2.双2-4线译码器74LSl39 1片
三、实验内容
1.测试74LS153中一个4选1数据选择器的逻辑功能。
4个数据输入引脚C0—C3分别接实验台上的AK1、AK2、AK3、AK4。
改变数据选择引脚A、B和使能引脚G的电平,产生8种不同的组合。
观测每种组合下数据选择器的输出端输出哪个输入端的信号。
2.测试74LS139中一个2—4译码器的逻辑功能。
4个译码输出引脚Y0—Y3接电平指示灯。
改变引脚G、B、A的电平,产生8种组合。
观测并记录指示灯的显示状态。
四、实验接线图及实验结果
选通
选择输入
输出
G
BA
Y=
H
L
L
L
L
XX
LL
LH
HL
HH
1.74LSl53实验接线图和74LSl53真值表
图9-174LS153实验接线图表9-174LS153真值表
图9-1中,K1、K2、K3是逻辑电平开关输出。
输入端
输出端
允许
G
选择
BA
Y0Y1Y2Y3
H
L
L
L
L
XX
LL
LH
HL
HH
2.74LSl39实验接线图和74LSl39真值表
图9-274LS139实验接线图表9-274LS139真值表
图9-2中,K1、K2、K3是电平开关输出,LED0、LEDI、LED2、LED3是电平指示灯。
3.自行设计实验电路和步骤用一片74LS04和两片74LS139构成3-8线译码器并测试之。
五、实验报告要求
1.画出实验接线图。
2.根据实验结果写出74LS139的真值表。
3.根据实验结果写出74LS153的真值表。
实验7触发器
一、实验目的
1、掌握RS触发器、D触发器、JK触发器的工作原理。
2、学会正确使用RS触发器、D触发器、JK触发器。
二、实验所用器件和仪表
1.四2输入正与非门74LS001片
2.双D触发器74LS741片
3.双JK触发器74LS731片
4.示波器
三、实验内容
1.用74LS00构成一个RS触发器。
 ̄R、 ̄S端接电平开关输出,Q、 ̄Q端接电平指示灯。
改变 ̄R、 ̄S的电平,观测并记录Q、 ̄Q的值。
2.双D触发器74LS74中一个触发器功能测试。
(1)将CLR(复位)、PR(置位)引脚接实验台电平开关输出,Q、 ̄Q引脚接电平指示灯。
改变CLR、PR的电平,观察并记录Q、 ̄Q的值。
(2)在
(1)的基础上,置CLR、PR引脚为高电平,D(数据)引脚接电平开关输出,CK(时钟)引脚接单脉冲,在D为高电平和低电平的情况,分别按单脉冲按钮。
观察Q、 ̄Q的值,记录下来。
(3)在
(1)的基础上,将D引脚接100KHz脉冲源,CK引脚接1MHz脉冲源。
用双踪示波器同时观测D端和CP端,记录波形;同时观测D端、Q端,记录波形。
分析原因。
3.制定对双JK触发器74LS73一个JK触发器的测试方案.并进行测试。
四、实验提示
74LS73引脚11是GND,引脚4是Vcc。
五、实验接线图及实验结果
1.实验1的接线图、测试步骤及结果
图10-1是RS触发器接线图。
图中,K1、K2是电平开关输出,LED0,LED1是电平指示灯。
按表10-1中输入值顺序对RS触发器进行测试,并将结果填入表中(时序电路的值预测试顺序有关,请注意)。
输入
输出
Q
 ̄Q
0
1
1
1
1
0
1
1
0
0
图10-1RS触发器接线图表10-1RS触发器测试顺序及结果
2.实验2的接线图、测试步骤及结果
图10-274LS74测试图1图10-374LS74测试图2
图10-2和图10-3是测试D触发器的接线图,K1、K2、K3是电平开关输出,LED0、LED1是电平指示灯,AK1是按单脉冲按钮AK1后产生的宽单脉冲,100KHz、1MHz是时钟脉冲源。
测试步骤及结果如下:
(1)CLR=0,PR=1, ̄Q=,Q=。
(2)CLR=1,PR=1, ̄Q=,Q=。
(3)CLR=1,PR=0, ̄Q=,Q=。
(4)CLR=1,PR=1, ̄Q=,Q=。
(5)CLR=0,PR=0, ̄Q=,Q=。
(6)CLR=1,PR=1,D=1,CK接单脉冲,按单脉冲按钮, ̄Q=,Q=。
(7)CLR=1,PR=1,D=0,CK接单脉冲,按单脉冲按钮, ̄Q=,Q=。
(8)CLR=1,PR=1,D接1MHz脉冲,CK接10KHz脉冲,则D、Q端波形为:
(9)在示波器上同时观测Q、CK的波形,观测到Q的波形只在CK的上升沿才发生变化。
(10)根据上述测试,得出D触发器的功能表如下:
输入
输出
PRCLRCLKD
Q ̄Q
LHXX
HLXX
LLXX
HH↑H
HH↑L
HHLX
表10-2D触发器74LS74功能表
1.74LS73中一个触发器的功能测试方案:
(1)74LS73功能测试接线图如下
图10-474LS73测试图1图10-574LS73测试图2
K1、K2、K3是电平开关输出,LED0、LED1是电平指示灯,AK1是按单脉冲按钮AK1后产生的宽单脉冲,100KHz是时钟脉冲源。
74LS73引脚4接+5V,引脚11接地。
(2)CLR=0, ̄Q=,Q=。
(3)CLR=1,J=0,K=0,按单脉冲按钮AK1, ̄Q=,Q=。
(4)CLR=1,J=1,K=0,按单脉冲按钮AK1, ̄Q=,Q=。
(5)CLR=1,J=0,K=0,按单脉冲按钮AK1, ̄Q=,Q=。
(6)CLR=1,J=0,K=1,按单脉冲按钮AK1, ̄Q=,Q=。
(7)CLR=1,J=0,K=0,按单脉冲按钮AK1, ̄Q=,Q=。
(8)CLR=1,J=1,K=1,按单脉冲按钮AK1, ̄Q=,Q=。
再按单脉冲按钮AK1,
 ̄Q=,Q=。
(9)CLR=1,J=1,K=1,CK接100KHz,则CK和Q的波形为:
(10)根据以上的测试,得出74LS73功能表如下:
输入
输出
清除时钟JK
Q ̄Q
LXXX
H↓LL
H↓HL
H↓LH
H↓HH
HHXX
表10-3JK触发器74LS73功能表
六、实验报告要求
1.实验内容1的原理图,写出其真值表。
2.写出实验内容2各步的现象,按如下形式写出实验内容2的真值表。
表中的“X”用高电平H,或者低电平L,或者保持不变代替。
3.双JK触发器74LS73中一个触发器的功能测试方案,及每步测试出现的现象。
参照上表形式写出该JK触发器的真值表。
实验8计数器
一、实验目的
1.掌握计数器74LS162的功能。
2.掌握计数器的级联方法。
3.熟悉任意模计数器的构成方法。
4.熟悉数码管的使用。
二、实验说明
计数器器件是应用较广的器件之一。
它有很多型号,各自完成不同的功能,供使用中根据不同的需要选用。
本实验选用74LS162做实验用器件。
74LS162引脚图见附录。
74LS162是十进制BCD同步计数器。
Clock是时钟输入端,上升沿触发计数触发器翻转。
允许端P和T都为高电平时允许计数,允许端T为低时禁止Carry产生。
同步预置端Load加低电平时,在下一个时钟的上升沿将计数器置为预置数据端的值。
清除端Clear为同步清除,低电平有效,在下个时钟的上升沿将计数器复位为0。
74LS162的进位位Carry在计数值等于9时,进位位Carry为高,脉宽是1个时钟周期.可用于级联。
三、实验所用器件和仪器
1.同步4位BCD计数器74LS1622片
2.二输入四与非门74LS001片
3.示波器
四、实验内容
1.用1片74LS162和1片74LS00采用复位法构一个模7记数器。
用单脉冲做计数时钟,观测计数状态,并记录。
用连续脉冲做计数时钟,观测并记录QD,QC,QB,QA的波形:
2.用1片74LS162和1片74LS00采用置位法构一个模7计数器。
用单脉冲做计数时钟,观测计数状态,并记录。
用连续脉冲做计数时钟.观测并记录QD,QC,QB,QA的波形:
3.用2片74LS162和1片74LS00构成一个模60计数器。
2片74LS162的QD,QC,QB,QA分别接两个数码管的D、B、C、A。
用单脉冲做计数时钟,观测数码管数字的变化.检验设计和接线是否正确。
五、实验接线及测试结果
1.复位法构成的模7计数器接线图及测试结果
〔1〕复位法构成的模7计数器接线图11-1
图11-1复位法7进制计数器
图中,AK1是按单脉冲按钮AK1产生的单脉冲,LED0、LED1、LED2、LED3是电平指示灯,100KHz是实验台上的时钟脉冲源。
(2)按单脉冲按钮AK1,QD、QC、QB、QA的值变化如下:
复位法7进制计数器状态转移表
QD
QC
QB
QA
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