湖南大学硬件基础实验报告.docx
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湖南大学硬件基础实验报告
HUNANUNIVERSITY
仪器实验报告
（1）元件认识、检测与仪表使用
7月1日
一、训练目的
1.认识元器件，掌握常用电子元器件的类型及使用方法，元器件特性参数及其参数标示方法；
2.掌握利用万能表等仪表测量常用电子元器件参数的方法。
二、训练内容
1.测量日常居民用电的电压；
2.测量多个电阻的阻值
3.测量多个二极管两端的电压
4.使用万能表测得三极管参数，根据参数判断类型，并测放大倍数
5.测电容大小
三、使用的仪器设备及元器件
1.万能表及配套电线
2.待测电阻，电容，三级管，二极管等实验器件
四、测试原理，主要操作步骤
1.万能表的使用
A.用万能表测电阻（电压，电流，电容，二极管）
主要操作步骤：
a）首先将万能表调到合适档位（注意区分交流、直流）
b）估测待测原件参数大小，然后用最适合的量程测量该元件的参数
B.用万能表测三极管类型（npn或pnp）及其放大系数
a）首先判断该三极管是npn还是pnp（主要是找基极B）
首先将万能表打到测试二极管端，用万能表的红表笔接触三极管的其中一个管脚，而用万能表另外的那支表笔去测试其余的管脚，直到测试出如下结果：
❶如果三极管的黑表笔接其中一个管脚，而用红表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为PNP三极管，且黑表笔所接的脚为三极管的基极B。
❷如果三极管的红表笔接其中一个管脚，而用黑表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为NPN三极管，且红表笔所接的脚为三极管的基极B。
b）测三极管放大倍数
将万能表调到放大倍数测试档，插入三极管的三个管脚，读出倍数（注意三个管脚应插入对应的孔，至少基极不能错，剩下的两极，分别插入发射极、集电极。
两极分不清，可以交换两管脚，读取较大值，即放大倍数）。
2.根据电阻上标明的各种颜色判断电阻的大小
各种颜色对照表如下图所示：
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
黑
棕
红
橙
黄
绿
蓝
紫
灰
白
最后一环表示误差
棕色（误差1%）金色（误差5%），银（误差10%）
测量待测原件时，先根据其颜色判断一下该电阻的大小，再用欧姆表来精确测量。
五、数据记录
居民日常用电电压测量值：
230V
电阻
电阻颜色
颜色标明值
测量值
棕黑棕银
100Ω（±10%）
0.099KΩ
棕红黑棕棕
1200Ω（±1%）
1.19KΩ
蓝棕黑橙棕
610KΩ（±1%）
665KΩ
结论：
根据颜色读取的电阻阻值与用欧姆表读取的阻值大致相等，结果正确。
二极管的电压
稳压二极管：
0.803V
振流二级管：
0.567V
发光二极管：
1.876V
电容
聚氯乙烯电容（cpp105uF）测量值：
105.3uF
电容（47uF）测量值：
37.9uF
三级管
npn型放大倍数128
六、总结
通过这次实训，让我学会万能表的一些简单应用和操作，这对我以后的学习非常重要，提高了我对实验和仪器的操作能力。
（2）基础实验训练
7月4日
一、训练目的
1.掌握示波器的使用方法，能用示波器测量波形参数
2.掌握函数发生器的使用
3.连接简单电路，掌握电路设计流程
二、训练内容
1.示波器使用，输出波形图
2.连接调压、调流电路，分别测量调压、调流电路的调压、调流范围
三、示波器原理
示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。
四、波形图
示波器校正波形
频率2Khz，占空比40%的矩形波
频率2Khz，占空比40%的正弦波
频率2Khz，占空比40%的三角形波
五、调压，调流电路
调压电路
电压范围为0~5V；
调流电路
GND
电流范围为9.2~49.7mA。
六、总结：
了解了电路设计的基本流程，学会了如何调节示波器。
（3）单极放大电路及反比放大器、积分器
7月8日
一、训练目的
进一步掌握电路连接的基本技能，使用万能表、示波器等仪器测量电路的参数。
二、训练内容
1.单级共射级放大电路
2.反向比例放大器，求放大倍数
3.积分电路，求积分系数
三、数据记录
单级共射级放大电路
实验所测得数据:
1.静态工作点
ib=0.142mA,ic=1.296mA,Vce=3.14V
2,最大不失真电压：
2.44V
3.电压放大倍数：
Vi=0.14mv,Vo=36mv;
故放大倍数为36/0.14=257
4.输入，输出电阻：
输入电阻：
Ri=Vi/Ii,由于Ii在这个电路种不能直接测量（精度不够），故只能粗略的用结点电流计算该支路的电流，故Ri=0.13mV/（0.003mA-0.002mA）=187欧。
输出电阻：
R0=U0/I0=0.042V/0.02mA=2100欧
反向比例放大器，求放大倍数（芯片μA741）
电路图如下：
i=-if
Vi/R=-Vo/Rf放大倍数为Vo/Vi=10.1倍
用示波器测出的波形如下图所示，放大倍数：
460mV/42mV=10.95
积分电路，求积分系数（积分系数不会求）
电路图如下：
由于RC=T（T为时间常数）
U0正比于Ui的积分，积分电路的原理就是电容的冲，放电.
所测得图形如下图所示：
四、总结
巩固了接线技能，熟练了示波器的使用，但积分电路，不知道如何通过测的数据计算积分系数。
（4）门电路的工作原理和参数测试
7月11日
一、训练目的
1.熟悉逻辑门电路电气参数，能测量给定门电路电气参数
2.悉逻辑门电路三种输出结构及其特性，能合理应用OC门和三态
二、训练内容
1.测试与非门（74ls00芯片）电路参数输出电流、延迟时间
2.测OC门（74ls03芯片）的逻辑功能、线与功能、OC门电平转换功能
3.测试三态门74125的高阻态
三、实验过程及数据记录
1.测试与非门电路参数（芯片74ls00）
电路如图所示（下拉电阻）：
高电平5-2.4V：
Vohmin=2.42V,Iohmin=18.5mA
电路如图所示（上拉电阻）：
低电平0-0.4V：
Volmax=0.39V,Iolmax=8.6mA
上升延时：
8。
00ns，如下图所示：
下降延时：
16.0ns，如下图所示：
2.OC门相关测试（芯片74ls03）
（说明：
下面的几个图中，A,B,C,D都为输入，F为输出）
a）测OC门的逻辑功能
电路图如图所示：
功能表如下：
A
B
F
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
b）OC门的线与功能
电路图如下：
功能表如下：
A
B
C
D
F
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
经分析，F与A,B的关系为F=/（AB+CD）（就是F为AB+CD再取非）
c）OC门电平转换功能
A
B
F
0
0
12.69V
0
1
12.69V
1
0
12.69V
1
1
0.6V
3.
测试三态门74125的高阻态，结果如下表所示：
E
A
F
Iout（Iled）
0/0.00V
0/0.00V
0/0.00V
-1.353mV
1/4.14V
1/4.18V
0.812mV
1/4.27V
0/0.00V
Z/0.00V
0
1/4.14V
Z/0.00V
0
（5）555定时器及双极共射极放大电路的测量
7月15日
一、训练目的
1.进一步练习使用芯片设计电路，测量参数
2.设计双极共射极放大电路，并测量4个放大倍数（开环空载、负载和闭环空载、负载）
二、训练内容
1.测试555的功能表
2.在555的基础上，加电容，测延时时间
3.双极共射极放大电路测试放大倍数及频率对放大倍数的影响
三、预备知识
SR触发器电路图如图所示
逻辑功能表如下表：
S
R
Q
0
1
1
1
0
0
0
0
不能同时成立
1
1
保持不变
四、数据记录
1.555功能测试及延时测定
555电路图如下：
555测量功能表（Vi0-5V）
Vi
0
1.6
2
3.1
3.3
3.4
4
4.5
Q
4.51
4.51
4.51
0
0
0
0
0
Dis
接地
接地
接地
亮
亮
亮
亮
亮
555测量功能表（Vi5-0V）
Vi
4.8
3.4
2
1.7
1.6
1.5
1
0
Q
0
0
0
0
4.51
4.51
4.51
4.51
Dis
接地
接地
接地
接地
亮
亮
亮
亮
555测延时
波形图如下
故延时时间4.64s。
2.双级共射级放大电路的测量
正反馈双极共射级放大电路的电路图
负反馈双极共射级放大电路
说明：
这两张图为网上所找，实现了放大电路图。
但实际接线，并未按照该图的参数进行接线。
测量结果如下：
正反馈空载波形
正反馈空载：
f=1KHz，Vppi=5mV，Vppo=10V，放大倍数为2000
正反馈负载波形
正反馈负载：
f=1KHz，Vppi=5mV，Vppo=5V，放大倍数为1000
负反馈空载
负反馈空载：
f=1KHz，Vppi=10mV，Vppo=2850mV，放大倍数为285
负反馈负载
负反馈负载:
f=1KHz，Vppi=10mV，Vppo=520mV，放大倍数为52
五、总结
双极共射极放大电路，连接电路没有问题。
但想找到一个较大的放大倍数，很难找。
因为放大倍数与频率有关：
放大倍数随着频率从低到高会出现从低到高再到低的过程。
所以，最大放大倍数的频率未测出。
555定时器实验，让我知道了定时器原理，懂得了如何使用示波器进行延时测定。
最终总结
通过两星期的硬件实训，增强了我的动手能力，也有助于我们掌握巩固一些元器件的基本参数。
更重要的是，如何用身边的仪器仪表来测量未知参数的元器件的参数，并读元器件进行判断好坏。
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