《电子技术》实验指导书

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1、目 录实验一常用电子仪器仪表的使用1实验二晶体管共射极单管放大器10实验三比例求和运算电路16实验四基本逻辑门电路与组合逻辑电路设计21实验五 触发器及其应用26电子技术实验的一般要求 尽管电子技术各个实验的目的和内容不同，但为了培养良好的学分，充分发挥学生的主观能动作用，促使其独立思考、独立完成实验并有所创造。我们对实验前、实验中、实验后分别提出如下基本要求。一、实验前的要求为避免盲目性，参加实验者应在实验前，做到：（1）认真阅读实验指导书，明确实验任务，了解实验内容；（2）了解相关仪器设备在实验中的使用方法；（3） 根据理论分析实验电路的结构和原理，了解电路中重要元器件的作用；（4） 估计

2、和预测实验数据的取值范围，及曲线的走势；（5） 对思考题做出解答；（6） 撰写实验预习报告。二、实验中的要求（1）参加实验者要自觉遵守实验室规则；（2）按时进入实验室参加实验，一人一组，并应在规定的时间内完成实验任务；（3）a)当实验过程中遇到故障时，应保持冷静，分析原因，耐心排除（或在教师的指导下独立排除），并记下排除故障过程和方法；实验过程中不顺利，不一定是坏事，常常可以从分析故障中增强独立工作能力。相反，“一帆风顺”也不一定收获大。b) 测试参数做到心中有数，数据采集完整、无误；c) 教师对每人每次的实验现场操作予以评价。（4）实验结束后，勿拆实验连线，待实验数据经老师审查签名，才能拆解

3、连线并整理好实验台后方可离开；三、实验后的要求实验后要求学生认真写好实验报告。1实验报告的要求实验报告是在预习报告的基础上，加入数据的处理、排除故障的说明、结果分析及对本次实验的心得体会以及改进实验的建议等内容。2对实验报告的整体要求a) 实验报告用专用的实验报告纸书写，要求文理通顺，书写简洁，符号标准，图表齐全，并注明实验台号，上交时应装订整齐；b) 实验报告所用的电路图需用直尺或绘图工具描画，勿徒手绘图；c) 实验报告中所有的曲线都用同一颜色的笔描绘在坐标纸上；d) 实验报告应具备实验现场教师的签名原始记录。 实验一常用电子仪器仪表的使用一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器示

4、波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。二、实验原理在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图11所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏

5、蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。图11 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 1、示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重介绍DS 5000的基本操作1）波形显示的自动设置DS 5000系列数字存储示波器具有自动设置的功能。根据输入的信号，可自动调整电压倍率、时基、以及触发方式至最好形态显示。应用自动设置要求被测信号的频率大于或等于50Hz，占空比大于1。使用自动设置：图12 DS 5000面板操作说明图 将被测信号连接到信号输入通道。 按下 AUTO 按钮。示波器将自动设置垂直，水平和触发控

6、制。如需要，可手工调整这些控制使波形显示达到最佳。2）垂直系统参数设置如下图所示，在垂直控制区（VERTICAL）有一系列的按键、旋钮。下面的练习逐渐引导您熟悉垂直设置的使用。 使用垂直 POSITION 旋钮在波形窗口居中显示信号。垂直 POSITION 旋钮控制信号的垂直显示位置。当转动垂直 POSITION 旋钮时，指示通道地（GROUND）的标识跟随波形而上下移动。 改变垂直设置，并观察因此导致的状态信息变化。您可以通过波形窗口下方的状态栏显示的信息，确定任何垂直档位的变化。转动垂直 SCALE 旋钮改变“Volt/div（伏/格）”垂直档位，可以发现状态栏对应通道的档位显示发生了相应

7、的变化。按 CH1 、 CH2 、 MATH 、 REF ，屏幕显示对应通道的操作菜单、标志、波形和档位状态信息。按 OFF 按键关闭当前选择的通道。 注意： OFF 按键具备关闭菜单的功能。当菜单未隐藏时，按 OFF 按键可快速关闭菜单。如果在按CH1 或 CH2 后立即按 OFF ，则同时关闭菜单和相应通道。3）水平系统参数设置如下图所示，在水平控制区（HORIZONTAL）有一个按键、两个旋钮。下面的练习逐渐引导您熟悉水平时基的设置。 使用水平 SCALE旋钮改变水平档位设置，并观察因此导致的状态信息变化。转动水平 SCALE 旋钮改变“S/div（秒/格）”水平档位，可以发现状态栏对应

8、通道的档位显示发生了相应的变化。水平扫描速度从1ns至50s，以125的形式步进，在延迟扫描状态可达到10ps/div。 使用水平 POSITION 旋钮调整信号在波形窗口的水平位置。水平 POSITION 旋钮控制信号的触发位移或其他特殊用途。当应用于触发位移时，转动水平 POSITION 旋钮时，可以观察到波形随旋钮而水平移动。 按 MENU 按钮，显示TIME菜单。在此菜单下，可以开启/关闭延迟扫描或切换YT、XY显示模式。此外，还可以设置水平 POSITION 旋钮的触发位移或触发释抑模式。4）初步了解触发系统如右图所示，在触发控制区（TRIGGER）有一个旋钮、三个按键。下面的练习逐

9、渐引导您熟悉触发系统的设置。 使用 LEVEL 旋钮改变触发电平设置。转动 LEVEL 旋钮，可以发现屏幕上出现一条桔红色（单色液晶系列为黑色）的触发线以及触发标志，随旋钮转动而上下移动。停止转动旋钮，此触发线和触发标志会在约5秒后消失。在移动触发线的同时，可以观察到在屏幕上触发电平的数值或百分比显示发生了变化。（在触发耦合为 交流 或 低频抑制 时，触发电平以百分比显示） 使用 MENU 调出触发操作菜单（见下图），改变触发的设置，观察由此造成的状态变化。按1号菜单操作按键，选择 边沿触发 。按2号菜单操作按键，选择“信源选择”为 CH1 。按3号菜单操作按键，设置“边沿类型”为 上升沿 。

10、按4号菜单操作按键，设置“触发方式”为 自动 。按5号菜单操作按键，设置“耦合”为 直流 。注：改变前三项的设置会导致屏幕右上角状态栏的变化。 按 50% 按钮，设定触发电平在触发信号幅值的垂直中点。 按 FORCE 按钮：强制产生一触发信号，主要用于触发方式中的“普通”和“单次”模式。5）示波器接入信号请按照如下步骤接入信号： 用示波器探头将信号接入通道1（CH1）：将探头上的开关设定为10X，并将示波器探头与通道1连接。将探头连接器上的插槽对准CH1同轴电缆插接件（BNC）上的插口并插入，然后向右旋转以拧紧探头。探头比例 示波器需要输入探头衰减系数。此衰减系数改变仪器的垂直档位比例，从而使

11、得测量结果正确反映被测信号的电平。（默认的探头菜单衰减系数设定值为10X。）设置探头衰减系数的方法如下：按 CH1 功能键显示通道1的操作菜单，应用与探头项目平行的3号菜单操作键，选择与您使用的探头同比例的衰减系数。此时设定应为10X。把探头端部和接地夹接到探头补偿器的连接器上。按 AUTO （自动设置）按钮。几秒钟内，可见到方波显示（1KHz, 约5V，峰到峰）。以同样的方法检查通道2（CH2）。按 OFF 功能按钮以关闭通道1，按 CH2 功能按钮以打开通道2，重复步骤2和步骤3。 2、函数信号发生器函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VPP。通过

12、输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。3、交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。 4、二极管、三极管的测试原理 （1）利用万用表测试晶体二极管 注：万用表红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。 1）选用R 100或R 1K档，用红表笔接二极管的一端，黑表笔接二极管的另一端，记下此时的电阻值。 2）把万用表表

13、笔对调，记下另一个电阻值。 3）比较两个阻值，如果两个阻值中，一个阻值大，在几十千欧至几百千欧以上，一个阻值小，在几十至几百欧左右，则表明该二极管是好管。两阻值之间的差别越大，说明管子的性能越好。 4）如果其两阻值为0,则管子内部已短路；如果其两阻值极大，甚至为无穷大，则管子内部已断路。 5）硅管的正反向电阻值一般都比锗管大，如果用R100档测其正向电阻500至 1K之间，则为锗管，若其正向电阻在几千欧至几十千欧之间，则为硅二极管。图13 二极管的测量 （2）、利用万用表测试三极管（选用R100或R1K档）判定基极及管子类型（NPN, PNP） 1）假设三极管的某一极为基极，井将红表笔接在假设

14、的基极上，将黑表笔分别接另外两个极测其电阻，如果两次测得电阻均为低阻且相等，此时再对换表笔测其电阻是否均为高阻且相等，如果是，则红笔接的就是要找的基极，而且因为红笔接基极，所以是PNP型管。2）如果红表笔接假设的基极，照上述方法测量，结果均为高阻值且相等，对换表笔测其电阻均为低阻且相等，则黑表笔所接为基极，并且为NPN管。3）如果上述方法测得结果一个为低阻值，一个为高阻值，则原假设的基极是错的，必须假设另一脚为基极，这样要再假设二次基极，直到满足要求为。当三次测得的结果没有相等的低值，则三极管是坏管。 4）判断集电极, 发射极 对于PNP型管，先假设其一极为集电极，把红表笔接在假设的集电极上，

15、黑表笔接发射极，在基极和集电极之间接入100K电阻（或用手捏住基极和集电极，但不能相碰）。这样是为了在基极与集电极间接入偏置电阻给三极管的基极加上一正向电流，使三极管导通。记下此时的阻值，然后将红、黑表笔对换重测，也记下其阻值，比较两次阻值的大小，哪次阻值小，说明哪次假设是正确的，则该次红表笔所接是集电极。反之，对于NPN型管，黑表笔所接是集电极。因为集电极与发射极间电阻小说明流过万用表的电流大，偏置正常。图14 三极管的测试 三、实验设备与器件 1、 函数信号发生器 2、 双踪示波器 3、交流毫伏表 4、万用表等四、实验内容 1、用机内校正信号对示波器进行自检。1）测试“校正信号”波形的幅度

16、、频率将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的通道，将输入耦合方式置于“AC”或“DC”, 转动水平 SCALE 旋钮改变“S/div（秒/格）”水平档位和转动垂直 SCALE 旋钮改变“Volt/div（伏/格）”垂直档位，使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。读取校正信号的幅度和周期（或频率），记入表11。 表11标准值(见示波器面板)实测值(示波器测量)幅度(峰峰值)Up-p(V)频 率f(KHz) 2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数 1）调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均为1V（交流毫伏表测量值）的

17、正弦波信号。测量信号源输出电压频率，记入表12。表12信号电压频率示波器测量值周期（ms）频率（Hz）100Hz1KHz10KHz100KHz2）调节函数信号发生器有关旋钮，使输出信号频率为1KHz，有效值分别为5m V、100mV、1V、 5v（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。测量信号源输出电压的峰峰值，记入表13。表1-3信号电压毫伏表读数示波器测量值（单位）峰峰值有效值（均方根值）5V1V100mV5mV3.二极管的测量1）选用R 100或R 1K档，用红表笔接二极管的一端，黑表笔接二极管的另一端，记下此时的电阻值。 2）把万用表表笔对调，记下另一个电阻值。 3）比较两个阻值，说明管子的

18、性能。并判断其管型。4.三极管的测量使用万用电表的欧姆挡，并选择R100或R1k挡位，测出三极管的型号（是NPN型还是PNP型），并分清各管脚是什么电极。 五、实验总结1、 整理实验数据，并进行分析。2、 问题讨论：如何操纵示波器有关旋钮和按键，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形？3、函数信号发生器有哪几种输出波形？它的输出端能否短接，如用屏蔽线作为输出引线，则屏蔽层一端应该接在哪个接线柱上?4、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？它的表头指示值是被测信号的什么数值？它是否可以用来测量直流电压的大小？ 5、整理二极管、三极管好坏及管脚的测量数据，并进行分析。六、预习要求和思

19、考题阅读实验中有关的内容。实验二晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、 学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、实验原理图21为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。当在放大器的输入端加入输入信号ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。10KR/E1kRE100CE50u图21 共射极单管放大器实验电路在图21电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远大于晶体管T 的基

20、极电流IB时（一般510倍），则它的静态工作点可用下式估算 、 UCEUCCIC（RCRE）电压放大倍数输入电阻 RiRB1 / RB2 / rbe输出电阻 RORC放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。1、 放大器静态工作点的测量与调试1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或UC，然后算出IC

21、的方法。2)静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或UCE）的调整与测试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO的负半周将被削底，如图22(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图22(b)所示。 (a) (b)图22 静态工作点对uO波形失真的影响改变电路参数UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图23所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。

22、图23 电路参数对静态工作点的影响最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。2、放大器动态指标测试放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。1)电压放大倍数AV的测量调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压ui，在输出电压uO不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值Ui和UO，则2)最大不

23、失真输出电压UOPP的测量（最大动态范围）如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节RW（改变静态工作点），用示波器观察uO，当输出波形同时出现削底和缩顶现象，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出UO（有效值），则动态范围等于。或用示波器直接读出UOPP来。3)输入电阻Ri的测量为了测量放大器的输入电阻，按图24 电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下， 用交流毫伏表测出US和Ui，则根据输入

24、电阻的定义可得 图24 输入、输出电阻测量电路测量时应注意下列几点: 由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压 UR时必须分别测出US和Ui，然后按URUSUi求出UR值。 电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与Ri为同一数量级为好，本实验可取R12K。4)输出电阻R0的测量按图2-4电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载 RL的输出电压UO和接入负载后的输出电压UL，根据 即可求出 在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。5)放大器幅频特性的测量放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数AU与输入信号频率f 之间的关系曲线。单管阻

25、容耦合放大电路的幅频特性曲线如图25所示，Aum为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的倍，即0.707Aum所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带fBWfHfL放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AU。为此，可采用前述测AU的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。9011(NPN) 3DG 9012(PNP) 3CG 9013(NPN) 图 25 幅频特性曲线 图26晶体三极管

26、管脚排列6)干扰和自激振荡的消除:参考实验附录三、实验设备与器件1、12V直流电源 2、函数信号发生器3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、直流电压表 6、直流毫安表7、频率计 8、万用电表9、实验电路板四、实验内容实验参考电路如图21所示。各电子仪器可按实验一中图11所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。1、调试静态工作点接通直流电源前，先将RW调至最大， 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通12V电源、调节RW，使IC2.0mA（即UE2.0V）， 用直流电压表测

27、量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表21。表2-1 IC2mA测 量 值计 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA） 2、测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui10mV，同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述情况时UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表22。表22 Ic2.0mA Ui mVRC（K）RL(K)Uo(V)AV观察记录一组uO和u1波形2.42.42.43、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置

28、RC2.4K，RL，Ui适量，调节RW，用示波器监视输出电压波形，在uO不失真的条件下，测量数组IC和UO值，记入表23。表23RC2.4K RL UimVIC(mA)2.0UO(V)AV测量IC时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使Ui0）。五、实验总结 1、 列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因。 2、总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数的影响。3、分析讨论在调试过程中出现的问题。六、预习要求1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。 假设：3DG6 的100，RB120K，RB260K，

29、RC2.4K，RL2.4K。估算放大器的静态工作点，电压放大倍数AV，输入电阻Ri和输出电阻RO 2、能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？ 为什么实验中要采用测UB、UE，再间接算出UBE的方法？ 3、怎样测量RB2阻值？4、当调节偏置电阻RB2，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降UCE怎样变化？ 5、改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有否影响？改变外接电阻RL对输出电阻RO有否影响？ 6、在测试AV，Ri和RO时怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般选1KHz，而不选100KHz或更高？ 7、测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测

30、试端子接线换位（即各仪器的接地端不再连在一起），将会出现什么问题？实验三比例求和运算电路一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法等运算电路的功能。2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、实验原理本实验采用的集成运放型号为A741（或F007），引脚排列如图31所示，它是八脚双列直插式组件，脚和脚为反相和同相输入端，脚为输出端，脚和脚为正、负电源端，脚和脚为失调调零端，脚之间可接入一只几十K的电位器并将滑动触头接到负电源端。 脚为空脚。图31 A741管脚图 在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化。基本运算电路1) 反相比例运算电路电路如

31、图32所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压之间的关系为为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2R1 / RF。图32 反相比例运算电路 图33 反相加法运算电路2)反相加法电路电路如图33所示，输出电压与输入电压之间的关系为 R3R1 / R2 / RF 3) 同相比例运算电路图34(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 R2R1 / RF当R1时，UOUi，即得到如图34(b)所示的电压跟随器。图中R2RF，用以减小漂移和起保护作用。一般RF取10K， RF太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。(a) 同相比例运算电路 (b) 电

32、压跟随器图3-4 同相比例运算电路 4) 差动放大电路（减法器）对于图3-5所示的减法运算电路，当R1R2，R3RF时， 有如下关系式 图35 减法运算电路图 三、实验设备与器件1、12V直流电源2、函数信号发生器3、交流毫伏表 4、直流电压表5、集成运算放大器A7411 电阻器、电容器若干。四、实验内容实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。1、反相比例运算电路1) 按图32连接实验电路，接通12V电源，输入端对地短路，进行调零和消振。2) 输入f100Hz，Ui0.5V的正弦交流信号，测量相应的UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，记入

33、表3-1。表3-1Ui0.5V，f100HzUi（V）U0（V）ui波形uO波形AV实测值计算值2、同相比例运算电路1) 按图34(a)连接实验电路。实验步骤同内容1，将结果记入表32。 2) 将图34(a)中的R1断开，得图33(b)电路重复内容1)。表32Ui0.5Vf100HzUi（V）UO(V)ui波形uO波形AV实测值计算值3、 反相加法运算电路1) 按图33连接实验电路。调零和消振。2) 输入信号采用直流信号源。实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。用直流电压表测量输入电压Ui1、Ui2及输出电压UO，记入表33。表3-3Ui1(V)Ui2(V)UO(V)4

34、、减法运算电路1) 按图35连接实验电路。调零和消振。2) 采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表34。 表34Ui1(V)Ui2(V)UO(V)五、实验报告1、 整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。2、 将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。 3、 分析讨论实验中出现的现象和问题。六、预习要求和思考题1、 复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理论值。2、 在反相加法器中，如Ui1 和Ui2 均采用直流信号，并选定Ui21V，当考虑到运算放大器的最大输出幅度(12V)时，Ui1的大小不应超过多少伏？3、 为了不损坏集成块，实验中应

35、注意什么问题？实验四基本逻辑门电路与组合逻辑电路设计一、实验目的1、熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法2、掌握组合逻辑电路的设计与测试方法二、实验原理1、基本逻辑门功能验证74LS00包含4个二与非门， 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。图中K1、K2是电平开关输出，LED是电平指示灯。74LS0012K1K23LED图4-1 测试74LS00逻辑关系接线图174LS8612K1K23LED图4-2测试74LS86逻辑关系接线图2、组合逻辑电路设计与测试使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。设计组合电路的一般步骤如图43

36、所示。图43 组合逻辑电路设计流程图 根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。 根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。最后，用实验来验证设计的正确性。 组合逻辑电路设计举例： 用“与非”门设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才为“1”。设计步骤：根据题意列出真值表如表41所示，再填入卡诺图表42中。表41 D0000000011111111C 0000111100001111B0011001100110011A0101010101010101Z0

37、000000100010111 表42 CDAB000111100001111111101 由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式 ZABCBCDACDABD根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图44所示。图44 表决电路逻辑图三、实验设备与器件 1、 5V直流电源 2、 逻辑电平开关 3、 逻辑电平显示器 4、 直流数字电压表5、 74LS001 74LS281 74LS861 CC40123（74LS20）四、实验内容1、测试与非门74LS00、异或门74LS86的输入与输出之间的逻辑关系。按图4-1、4-2接线，将测试结果填入表4-3。 表4-3 逻辑门逻辑功能验证表与

38、非门异或门输 入输 出输 入输 出引脚1引脚2引脚3引脚1引脚2引脚3LLLLLHLHHLHLHHHH（1）将被测器件插入实验台上的14芯插座上。（2）将器件的引脚7与实验台上的“地（GND）”连接，将器件的引脚14与实验台+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。1、 用实验验证表决电路的逻辑功能。在实验装置适当位置选定三个14P插座，按照集成块定位标记插好集成块CC4012。按图44接线，输入端A、B、C、D接至逻辑开关输出插口，输出端

39、Z接逻辑电平显示输入插口，按表5-4要求，逐次改变输入变量，测量相应的输出值，验证逻辑功能，与表51进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。表4-4 表决电路真值表D0000000011111111C 0000111100001111B0011001100110011A0101010101010101Z3、设计一个一位全加器，要求用异或门、与非门组成。（选做） 五、实验报告1、列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。2、对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果。六、TTL集成电路使用规则1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。2、电源电压使用范围为4.5V5.5V之间，实验中要求使用

40、Vcc5V。电源极性绝对不允许接错。3、闲置输入端处理方法 (1) 悬空，相当于正逻辑“1”，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬空处理。但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。 (2) 直接接电源电压VCC（也可以串入一只110K的固定电阻）或接至某一固定电压(2.4V4.5V)的电源上， 或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。 (3) 若前级驱动能力允许，可以与使用的输入端并联。4、输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。当R6

41、80时，输入端相当于逻辑“0”；当R4.7 K时，输入端相当于逻辑“1”。对于不同系列的器件，要求的阻值不同。5、输出端不允许并联使用（集电极开路门(OC)和三态输出门电路(3S)除外）。否则不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。 6、输出端不允许直接接地或直接接5V电源，否则将损坏器件，有时为了使后级电路获得较高的输出电平，允许输出端通过电阻R接至Vcc，一般取R35.1 K。实验五 触发器及其应用一、实验目的1、掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能 2、掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法3、熟悉触发器之间相互转换的方法二、实验原理触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态“1”和

42、“0”，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。三、实验设备与器件 1、5V直流电源 2、双踪示波器 3、连续脉冲源 4、单次脉冲源 5、逻辑电平开关 6、逻辑电平显示器 7、74LS112（或CC4027） 74LS00（或CC4011） 74LS74（或CC4013）四、实验内容1、测试基本RS触发器的逻辑功能按图51，用两个与非门组成基本RS触发器，输入端、接逻辑开关的输出插口，输出端 Q、接逻辑电平显示输入插口，按表51要求测试，记录之。表51Q110011010100图512、测试双

43、JK触发器74LS112逻辑功能 (1) 测试D 、D的复位、置位功能任取一只JK触发器，D、D、J、K端接逻辑开关输出插口，CP端接单次脉冲源，Q、端接至逻辑电平显示输入插口。要求改变D，D（J、K、CP处于任意状态），并在D0（D1）或D0（D1）作用期间任意改变J、K及CP的状态，观察Q、状态。自拟表格并记录之。 (2) 测试JK触发器的逻辑功能按表52的要求改变J、K、CP端状态，观察Q、状态变化，观察触发器状态更新是否发生在CP脉冲的下降沿（即CP由10），记录之。 (3) 将JK触发器的J、K端连在一起，构成T触发器。在CP端输入1HZ连续脉冲，观察Q端的变化。在CP端输入1KHZ

44、连续脉冲，用双踪示波器观察CP、Q、端波形，注意相位关系，描绘之。 表52JKCPQn1Qn0Qn10 001100 101101 001101 10110 3、测试双D触发器74LS74的逻辑功能 (1) 测试D 、D的复位、置位功能测试方法同实验内容2、1)，自拟表格记录。 (2) 测试D触发器的逻辑功能按表53要求进行测试，并观察触发器状态更新是否发生在CP脉冲的上升沿（即由01），记录之。表53DCPQn1Qn0Qn10011010110 (3) 将D触发器的端与D端相连接，构成T触发器(选做)。 测试方法同实验内容2、3，记录之。4、双相时钟脉冲电路(选做)用JK触发器及与非门构成的双相时钟脉冲电路如图52所示，此电路是用来将时钟脉冲CP转换成两相时钟脉冲CPA及CPB，其频率相同、相位不同。分析电路工作原理，并按图52接线，用双踪示波器同时观察CP、CPA；CP、CPB及CPA、CPB波形，并描绘之。图52 双相时钟脉冲电路五、实验预习要求1、复习有关触发器内容2、列出各触发器功能测试表格3、按实验内容4的要求设计线路，拟定实验方案。 六、实验报告1、列表整理各类触发器的逻辑功能。2、总结观察到的波形，说明触发器的触发方式。3、体会触发器的应用。