电子技术基础实验指导书docdeflate.docx
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电子技术基础实验指导书docdeflate
电子技术基础
实
验
指
导
书
工学院电子信息与电气工程系通信教研室
实验要求
1.实验前必须充分预习,完成指定的预习任务。
预习要求如下:
1认真阅读实验指导书,分析、掌握实验电路的工作原理,并进行必要
的估算。
2完成各实验“预习要求”中指定的内容。
3熟悉实验任务。
4复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。
2.使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项,在使用
时应严格遵守。
3.实验时接线要认真,相互仔细检查,确定无误才能接通电源,初学或
没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。
4.模拟电路实验注意:
1在进行小信号放大实验时,由于所用信号发生器及连接电缆的缘故,
往往在进入放大器前就出现噪声或不稳定,有些信号源调不到毫伏以下,实验时可采用在放大器输入端加衰减的方法。
一般可用实验箱中电阻组成衰减器,这样连接电缆上信号电平较高,不易受干扰。
2做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变成方波,应检查工作点设
置是否正确,或输入信号是否过大,由于实验箱所用三极管hfe较大,特别是两级放大电路容易饱和失真。
5.实验时应注意观察,若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫
或有异味应立即关断电源,保持现场,报告指导教师。
找出原因、排除故障,经指导教师同意再继续实验。
6.实验过程中需要改接线时,应关断电源后才能拆、接线。
7.实验过程中应仔细观察实验现象,认真记录实验结果（数据波形、现象。
所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。
8.实验结束后,必须关断电源、拔出电源插头,并将仪器、设备、工具、
导线等按规定整理。
9.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。
实验一常用电子仪器的使用（1
实验二单管交流放大电路（3
实验三直流差动放大电路（7
实验四负反馈放大电路（9
实验五门电路逻辑功能测试（12
实验六组合逻辑电路（16
实验七译码器（19
实验八触发器（22
附录（24
实验一常用电子仪器的使用
一、实验目的:
1.熟悉函数信号发生器、示波器、交流毫伏表及数字万用表的工作原理。
2.掌握常用仪器的使用方法。
二、实验仪器:
1.SG1651函数信号发生器20VP-P/2MHz
2.CA8020A示波器400V/20MHz
3.TH2172交流毫伏表300V/2MHz
4.DT9205A数字万用表
三、预习要求
掌握电子仪器的工作原理及正确使用方法。
函数信号发生器用来产生频率为0.1Hz~2MHz、最大幅度为20VP-P的
正弦信号,并分别给示波器和交流毫伏表提供电压。
交流毫伏表用来测量信号电压的大小。
根据本实验选定的信号频率和幅度的范围,选用TH2172交流毫伏表。
它能测量频率为5Hz~2MHz、幅度为100uV~300uV的正弦信号。
示波器是一种用来观测各种周期电压或电流波形的仪器,能观察到的最高信号频率主要取决于Y轴通道的频带宽度。
本实验采用CA8020A示波器,用它可以观测频率为20MHz以下的各种周期信号,且可同时观测两个不同的信号,以便比较。
为了减少示波器的输入阻抗对被测信号的影响,被测信号可以通过探头加到Y轴放大器的输入端,这时信号将有10:
1的衰减。
四、实验内容及步骤
1.函数信号发生器的使用
信号输出频率的调节方法:
通电源,拨动“频率选择”按钮,配合频
率调节旋钮,可以输出0.1Hz~2MHz的正弦信号。
根据选择的波段和调节频率旋钮,可以直接读出频率的数值。
信号输出幅度的调节方法:
面板上可直接读出其峰峰值,满刻度为20VP-P。
拨动“输出衰减”按钮,配合幅度调节旋钮,可以直接读出信号的幅度。
“输出衰减”最大可达60dB,输出信号电压减少1000倍。
2.使用交流毫伏表测量电压
把函数信号发生器和交流毫伏表用信号线连接在一起,将函数信号发生器频率调至1kHz,幅度调至10VP-P,用交流毫伏表直接测量信号发生器在不同“输出衰减”位置时的输出电压值。
填表如下:
（1示波器的使用
接通电源,调节“辉度”、“聚焦”和“辅助聚焦”各旋钮,使显示一条清晰的
扫描基线。
触发置于“内”同步,将被测信号从Y1或Y2输入端加入,调节“V/div”、“t/div”及其“微调”旋钮,在屏幕上就显示稳定的正弦波形。
（2用示波器测量电压
把函数信号发生器和示波器相连,调节函数信号发生器,使输出10KHz、10VP-P信号到示波器输入端,然后调节函数信号发生器“输出衰减”,使输出不同电压,测VP-P。
其中VP-P=波形占格数*V/div。
填表如下:
使函数信号发生器输出10KHz、10VP-P设置正弦信号,将“微调”至标准,测频率。
f=1/T=1/周期占格数*t/div
五、实验报告
1.整理实验数据,分析实验结果。
2.了解仪器的规格型号。
实验二单级交流放大电路
一、实验目的
1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱。
2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。
3.学习测量放大电路Q点,A
V,r
i
r
o
的方法,了解共射极电路特性。
4.学习放大电路的动态性能。
二、实验仪器
1.示波器
2.信号发生器
3.数字万用表
三、预习要求
1.三极管及单管放大电路工作原理。
2.放大电路静态和动态测量方法。
四、实验内容及步骤
1.装接电路与简单测量
图2.l基本放大电路
（1用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏,电解电容C的极性和好坏。
（2按图2.1所示,连接电路（注意:
接线前先测量+12V电源,关断电源后再连线,将RP的阻值调到最大位置。
2.静态测量与调整
（1接线完毕仔细检查,确定无误后接通电源。
改变R
P,记录I
C
分别为0.5mA、
1mA、1.5mA时三极管V的β值（其值较低。
注意:
I
b和I
c
的测量和计算方法:
测I
b
和I
c
一般可用间接测量法,即通过测
V
c和V
b
R
c
和R
b
计算出I
b
和I
c
。
（2按图2.2接线,调整RP使VE=2.2V,计算并填表2.1。
图2.2工作点稳定的放大电路
表2.1
3.动态研究
（1按图2.3所示电路接线。
（2将信号发生器的输出信号调到f=1KHz,幅值为500mV,接至放大电路的A点,经过R1、R2衰减（100倍,Vi点得到5mV的小信号,观察Vi和VO端波形,并比较相位。
（3信号源频率不变,逐渐加大信号源幅度,观察VO不失真时的最大值并填表2.2。
分析图2.3的交流等效电路模型,由下述几个公式进行计算:
E
beImVr26
1（200β++≈,be
ce
cLVrrRRAβ
-=,cceobebbiRrrrRRr==,2
表2.2RL=∞
图2.3小信号放大电路
（4保持Vi=5mV不变,放大器接入负载RL,在改变RC数值情况下测量,并将计算结果填表1.3。
表1.3
4.测放大电路输入,输出电阻
（1输入电阻测量
在输入端串接一个5K1电阻如图2.4,测量V
S与V
i
即可计算r
i
。
图2.4输入电阻测量（2输出电阻测量（见图1.5
图2.5输出电阻测量
R
V
V
V
r
i
s
i
i
⋅
-
=
L
L
o
o
R
V
V
r1
（-
=
在输出端接入可调电阻作为负载,选择合适的RL值使放大电路输出不失真（接示波器监视,测量带负载时VL和空载时的VO,即可计算出rO。
将上述测量及计算结果填入表2.4中。
用ccceobebbiRRrrrRRr≈==,2公式进行估算
表2.4
五、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.选择你在实验中感受最深的一个实验内容,写出较详细的报告。
要求你能够使一个懂得电子电路原理但没有看过本实验指导书的人可以看懂你的实验报告,并相信你实验中得出的基本结论。
实验三直流差动放大电路
一、实验目的
l.熟悉差动放大电路工作原理。
2.掌握差动放大电路的基本测试方法。
二、实验仪器
1.双踪示波器
2.数字万用表
3.信号源
三、预习要求
1.计算图4.1的静态工作点（设r
bc
=3K,β=100及电压放大倍数。
2.在图4.1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4.1所示
图4.1差动放大原理图
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R
Pl使双端输出电压V
=0。
（2测量静态工作点
测量V
1、V
2
、V
3
各极对地电压填入表4.1中。
表4.1
2.测量差模电压放大倍数
在输入端加入直流电压信号V
id
=土0.1V按表4.2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:
先将DC信号源OUTl和OUT2分别接入Vi1,和Vi2端,然后调节DC信号源,使其输出为+0.1V和-0.1V。
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。
DC信号分先后接OUTl和OUT2,分别测量并填入表4.2。
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=
c
dAA。
表4.2
4.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1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V=±0.1V,测量单端及双端输出,填表4.3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4.3
（2从b1端加入正弦交流信号Vi=0.05V,f=1000Hz分别测量、记录单端及双端输出电压,填入表4.3计算单端及双端的差模放大倍数。
（注意:
输入交流信号时,用示波器监视υC1、υC2波形,若有失真现象时,可减小输入电压值,使υ
C1
、υ
C2
都不失真为止
五、实验报告
1.根据实测数据计算图4.1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。
实验电路所用三极管均为9013,放大倍数β一般在150-200之间,所以基极电流很小,对电路影响可忽略不计。
设β=150,由此估算静态工作点和放大倍数。
实验四负反馈放大电路
一、实验目的
1.研究负反馈对放大电路性能的影响。
2.掌握负反馈放大电路性能的测试方法。
二、实验仪器
1.双踪示波器。
2.音频信号发生器。
3.数字万用表。
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.设图5.1电路晶体管β值为40,计算该放大电路开环和闭环电压放大倍数。
此电路为电压串联负反馈,负反馈会减小放大倍数,会稳定放大倍数,会改变输入输出电阻,展宽频带,减小非线性失真。
而电压串联负反馈会增大输入电阻,减小输出电阻。
公式如下:
AF
fffAFfA
dAAF
AdAAF
AALLfHHff
ff+=
+=+=
+=
1,1（,11,1
AF
RRrAFrOOfiif+=
+=1,1（/
/
分析图5.1,与两级分压偏置电路相比,增加了R6,R6引入电压交直流负反馈,从而加大了输入电阻,减小了放大倍数。
此外R6与RF、CF形成了负反馈回路,从电路上分析,323.031
166==
+≈
=
F
O
f
RRRUU
F。
四、实验内容
1.负反馈放大电路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=lmVf=lKHz的正弦波（注意:
输入lmV信号采用输入端衰减法。
调整接线和参数使输出不失真且无振荡。
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r0。
（2闭环电路①接通RF和CF,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≈F
1。
图5.1反馈放大电路
分析开环时的交流等效电路,有公式如下:
1（1（,1（1（5
11
2/
23
7
61/
1CjRrrCjRRrrbeibeiωβωβ++=+++=
/1
/
2
9851
1iiVr
rRRRAβ-=,/2
102
2ice
LVr
rRRAβ-=,21*VVAAA=
ceOiirRRRRrr1043/
1,==
表5.1
2.负反馈对失真的改善作用
（1将图5.1电路开环,逐步加大Vi的幅度,使输出信号出现失真（注意不要过份失真记录失真波形幅度。
（2将电路闭环,观察输出情况,并适当增加Vi幅度,使输出幅度接近开环时失真波形幅度。
闭环后,引入负反馈,减小失真度,改善波形失真。
（3若RF=3K不变,但RF接入1V1的基极,会出现什么情况?
实验验证之。
（4画出上述各步实验的波形图。
3.测放大电路频率特性
适当幅度,保持不变并调节频率使
（1将图5.1电路先开环,选择V
i
输出信号在示波器上有最大显示。
（2保持输入信号幅度不变逐步增加频率,直到波形减小为原来的70
。
%,此时信号频率即为放大电路f
H
（3条件同上,但逐渐减小频率,测得f
。
L
（4将电路闭环,重复1~3步骤,并将结果填入表5.2。
表5.2
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。
实验五门电路逻辑功能及测试
一、实验目的
1.熟悉门电路逻辑功能。
2.熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。
二、实验仪器及材料
1.双踪示波器
2.器件
74LS00二输入端四与非门2片
74LS20四输入端双与非门1片
74LS86二输入端四异或门1片
74LS04六反相器1片
三、予习要求
1.复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。
2.熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。
2.了解双踪示波器使用方法。
四、实验内容
实验前按学习机使用说明先检查学习机电源是否正常。
然后选择实验用的集成电路,按自己设计的实验接线图接好连线,特别注意Vcc及地线不能接错。
线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源,接好线后再通电实验。
1.测试门电路逻辑功能
（1.选用双四输入与非门74LS20一只,插入面包板,按图1.1接线、输入端
~S4（电平开关输出插口,输出
接S
1
端接电平显示发光二极管（D1~D8任意一个
（2.将电平开关按表1.l置位,分别测输出电压及逻辑状态。
表1-1
2.异或门逻辑功能测试Array
（1.选二输入四异或门电路74LS86,按图1.2接线,输入端1、2、4、5接电平开关,输出端A、B、Y接电平显示发光二级管。
（2.将电平开关按表1.2置位,将结果填入表中。
表1.2
3.逻辑电路的逻辑关系
（1.用74LS00,按图1.3、1.4接线,将输入输出逻辑关系分别填入表1.3、表1.4中。
（2.写出上面两个电路逻辑表达式。
6.用与非门组成其它门电路并测试验证。
用一片二输入端四与非门组成或非门'
Y∙
=
+
=
A
（B
B
'
'
A
画出电路图,测试并填表1.5。
五、实验报告
1.按各步聚要求填表并画逻辑图。
2.回答问题:
（1怎样判断门电路逻辑功能是否正常?
（2与非门一个输入接连续脉冲,其余端什么状态时允许脉冲通过?
什么状态时
禁止脉冲通过?
（3异或门又称可控反相门,为什么?
实验六组合逻辑电路
一、实验目的
1.掌握组合逻辑电路的功能测试。
2.验证半加器和全加器的逻辑功能。
3.学会二进制数的运算规律。
二、实验仪器及材料
器件
74LS00二输入端四与非门3片
74LS86二输入端四异或门1片
74LS54四组输入与或非门1片
三、预习要求
1.预习组合逻辑电路的分析方法。
2.预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理。
3.预习二进制数的运算。
四、实验内容
1.组合逻辑电路功能测试。
（1.用2片74LS00组成图2.1所示逻辑电路。
为便于接线和检查,在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。
（2.图中A、B、C接电平开关,Y1,Y2接发光管电平显示。
（3.按表2.1要求,改变A、B、C的状态填表并写出Y1,Y2逻辑表达式。
（4.将运算结果与实验比较。
表2.1
2.测试用异或门（74LS86和与非门组成的半加器的逻
辑功能。
根据半加器的逻辑表达式可知,半加器Y是A、B的
异或,而进位Z是A、B相与,故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图2.2。
（1.在学习机上用异或门和与门接成以上电路。
A、B接
电平开关S、Y、Z接电平显示。
（2.按表2.2要求改变A、B状态,填表。
表2.2
3.测试全加器的逻辑功能。
（1.写出图2.3电路的逻辑表达式。
（2.根据电路图测试电路结果,填表2.3。
（3.根据真值表画逻辑函数S
1C
1
的卡诺图。
图2.3
五、实验报告
1.整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。
2.总结组合逻辑电路的分析方法。
实验七触发器
一、实验目的
1.熟悉并掌握R—S、D、J—K触发器的构成,工作原理和功能测试方法。
2.学会正确使用触发器集成芯片。
3.了解不同逻辑功能FF相互转换的方法。
二、实验仪器及材料
1.双踪示波器
2.器件74LS00二输入端四与非门1片74LS74双D触发器1片74LS112双J—K触发器1片
三、实验内容
1.基本R—SFF功能测试;
两个TTL与非门首尾相接构成的基本R—SFF的电路如图3.1所示。
（1试按下面的顺序在Sd,Rd端加信号:
Sd=0Rd=1Sd=1Rd=1Sd=1Rd=0Sd=1Rd=1
观察并记录FF的Q、Q端的状态,将结果填入下表3.1中,并说明在上述各种输入状态下,FF执行的是什么功能?
表3.1
（2Sd端接低电平,Rd端加脉冲。
（3Sd端接高电平,Rd端加脉冲。
（5当Sd、Rd都接低电平时,观察Q、Q端的状态。
当Sd、Rd同时由低电平跳为高电平时,注意观察Q、Q端的状态,重复3~5次看Q、Q端的状态是否相同,以正确理解“不定”状态的含义。
2.维持一阻塞型D触发器功能测试
双D型正边沿维持一阻塞型触发器74LS74的逻辑符号如图3.2所示。
图中Sd、Rd端为异步置1端,置0端（或称异步置位,复位端。
CP为时钟脉冲端。
试按下面步骤做实验:
（1分别在Sd、Rd端加低电平,观察并记录Q、Q端的状态。
（2令Sd、Rd端为高电平,D端分别接高,低电平,用点动脉冲
作为CP,观察并记录当CP为O、↑、1、↓时Q端状态的变化。
（3当Sd==Rd=1、CP=0（或CP=1
改变D端信号,观察Q端的状态是否变化?
整理上述实验数据,将结果填入下表3.2中。
（4令d=Rd=1,将D和Q端相连,CP加连续脉冲,用双踪示波器观察并
记录Q相对于CP的波形。
3.负边沿J-K触发器功能测试
双J-K负边沿触发器74LS112芯片的逻辑符号如图3.3所示。
自拟实验步骤,测试其功能,并将结果填入3.3中。
若
令J=K=1时,CP端加连续脉冲,用双踪示波器观察
Q~CP波形,和DFF的D和Q端相连时观察到的Q端
的波形相比较,有何异同点?
4、解发器功能转换
（1.将D触发器和J—K触发器转换成T'触发器,列出表达式,画出实验电路图。
（2.接入连续脉冲,观察各触发器CP及Q端波形。
比较两者关系。
（3.自拟实验数据表并填写之。
四、实验报告
1.整理实验数据并填表。
2.写出实验内容3、4的实验步骤及表达式。
3.画出实验4的电路图及相应表格。
4.总结各类触发器特点。
实验八译码器
一、实验目的
1.熟悉集成译码器。
2.了解集成译码器应用。
二、实验仪器及材料
1.双踪示波器
2.器件74LS1392—4线译码器1片
74LS153双4选1数据选择器1片
74LS00二输入端四与非门1片
三、实验内容
1.译码器功能测试
将74LS139译码器按图4.1接线,按表4.1输入电平分别置位,填输出状态表。
图4.1
表4.1
2.译码器转换
将双2—4线译码器转换为3—8线译码器。
（1画出转换电路图。
（2在学习机上接线并验证设计是否正确。
（3设计并填写该3—8线译码器功能表,画出输入、输出波形。
3.数据选择器的测试及应用
（1.将双4选1数据选择器74LS153参照图4.2接线,测试其功能并填写功能表4.2。
（2.将学习机脉冲信号源中固定连续脉冲4个不同频率的信号接到数据选择器4个输入端,输出端1Y接示波器,将选端择置位,使输出端可以分别观察到4种不同频率脉冲信号。
（3.分析上述实验结果并总结数据选择器作用。
表4.2
图4.2
四、实验报告
1.画出实验要求的波形图。
2.画出实验内容2、3的接线图。
3.总结译码器和数据选择的使用体会。
附录
一.74LS系列TTL电路外引线排列。
（顶视
VCC4B4A4Y3B3A3Y
1.74LS00
Y=AB
2.74LS04
六反相器
Y=A
3.74LS10
三3输入正与非门
Y=ABC
双4输入正与非门
Y=ABCD
5.74LS27三3输入正或非门Y=CBA++
6.74LS54
四路（2-3-3-2输入与或非门Y=IJFGHCDEAB+++
7.74LS74
双正沿触发D触发器
8.74LS86
四2输入异或门Y=A⊕B
9.74LS112
____
1Rd1D1CP1Sd1Q1QGND
______
双负沿触发JK触发器
10.74LS1383线-8线译码器
11
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