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1、电子技术基础（三）实践考 核指导手册1. 集成运算放大器的基本运算电路设计一、实验目的1. 熟悉集成运算放大器在实际本应用时应考虑的一些问题。2. 应用集成运算放大器组成基本运算电路。二、实验原理简述集成运算放大器是一种具有高电压增益的直接耦合放大器件，分为专用型和通用型。 本实验宜选用通用型UA741,它是一种具有内部频率补偿和短路保护等特点的高性能集成运 算放大器，其外引脚排列如图1.1,管脚1、5是调零端，管脚4是负电源，管脚7是正电 源, 8脚为空脚。图1.1PA741的管脚符号集成运算放大器在线性应用时，均构成深度负反馈状态，其输入、输出关系决定于外电 路，外接不同的反馈网络，可以构
2、成不同功能的运算电路。本实验着重讨论比例、电压跟随、 加法、差分、积分等信号运算电路。为简化起见，多数情况将运放视为工作在理想状态，其 线性分析依据为：u + = u_ ； I + = 1_。三、实验仪器设备及元器件1. 集成运算放大器实验板（或模拟电路实验箱）2. 低频信号发生器、示波器、万用表3. 直流稳压电源4. 器件：运放、电阻、电容等四、实验预习要求1. 熟悉集成运算放大器及其有关线性应用电路的工作原理。2. 熟悉集成运算放大器的引脚排列及功能。3. 结合实验电路进行理论计算。五、实验内容及步骤实验前要先弄清楚运放组件各引脚的位置，按实验原理图接好线路并仔细检查，确保电 路的连接正确
3、。切不可把正、负电源极性接反或将输出端短路，否则会损坏集成块。每个运 算电路实验都应按下述步骤进行：（1）熟悉实验电路板，找出电源接线端、信号源的输出、 集成运放、调零电位器、电阻和电容的位置；（2）正负15V工作电源接到实验电路板，接地 端也接好。1.反相比例运算电路反相比例运算电路(图1.2a)的输入输出关系为u = (-R /R )u.,为了减小输入偏 of 11置电流引起的运算误差，在同相输入端应接平衡电阻R2= Rf /R1O(1) 按实验原理图图1.2 (a)连好电路，接通15V电源:输入端对地短接调零。3)反相比厠:富算包路(b)同相比例远算电路电跟随器图1.2电路原理图(2)
4、根据给定的输入信号测定对应的输出信号，并将测得的数据填入表1-1中表1-1反相比例运算电路测试结果R =1R =fR =2U (V)1u (V)0Au实测理论误差()0.5-12. 同相比例运算电路同相比例运算电路图1.2 (B)的输入输出关系为u二u (1+R /R), R= R/R。01f 12 f1(1) 按实验原理图1.2 (b)连好电路，接通15V直流电源，输入端对地短接调零。(2) 根据给定的输入信号测定对应的输出信号，并将测得的数据填入表1-2中。表1-2同相比例运算电路测试结果R =1R =fR =2u (V)1u (V)0Au实测理论误差()0.5-13电压跟随器电压跟随器(
5、图1.2c)的输入输出关系为u =u.。接通电路后，在输入端加 oi入f =1kHz的正弦信号，逐渐加大其幅值，测量输出电压跟随范围，并记录于自制表格中。4. 加法运算电路反相加法运算电路(图1.3a)的输入输出关系为u =(u R /R+ u R /R )oi1 f 1 i 2 f 2R= R /R/R。3 f 12(1) 按实验原理图(图1.3a)连好电路，接通15V电源，输入端对地短接调零。(2) 输入信号采用自制的可调分压器共给的直流信号，测定对应的输出信号，并将测得的 数据填入表1-4中。表1-4反相加法运算电路测试结果u (V)1 10.512u(V)1 20.5 0.52u (V
6、)测量值u (V)理论值误差()5. 差分放大电路(减法器)差分放大电路(图1.3b)的输入输出关系为u =10 (u u )。o1 211(1)按实验原理图(图1.3b)连好电路，接通15V电源，输入端对地短接调零。(2) 输入信号采用自制的可调分压器共给直流信号，测定对应的输出信号，并整理数据图1.3电路原理图11+15V7用 IOk2十6%2十63一 3表1-5差分运算电路测试结果R =1R =2R =3R =fu (V)i10.512u (V)0.50.51i 2u (V)测量值o施” dtu (V)理论值o误差(%)6积分运算电路反相积分运算电路(图1.3c)的输入输出关系为u =(
7、1/ C R)of 11)按实验原理图(1.3c)连好电路，接通15V电源，打开开关S2，闭合通过电 阻r2的作用帮助实现调零。21(2)完成调零后应将S打开，以免因R2的接入造成积分误差。闭合S2使积分电容初始电 压 u (0)=0。C(3) 输入信号采用幅值为土2V，频率为1kHz的方波信号，用双踪示波器同时观察u和1 u的波形，并记录u的幅值。OO六、实验注意事项1为使放大电路正常工作，不要忘记接入工作直流电源。切不可把正、负电源极性接反 或将输出端短路，否则会损坏集成块。2. 函数信号发生器、示波器应与实验电路共地。3. 每次换接电路前都必须关掉电源！七、实验总结及思考题1. 画出实验
8、电路原理图，绘制表格填写、整理测试数据，画出幅频特性曲线。2. 怎样利用本次实验原理实现u = -5 (u + u )?o111 23怎样利用本次实验原理实现u = 2 (u u ) ?o121 14. 在反相积分运算电路中，当输入方波信号时，u的波形如何？若增大电容值，则uoo的波形如何变化？5总结实验中用到的测量方法，分析讨论在调试过程中出现的问题2简单组合逻辑电路的设计一实验目的1. 学习组合逻辑电路的分析和设计方法。2. 通过对一些简单电路的设计，进一步掌握组合逻辑电路。二. 实验原理组合逻辑电路是最常见的逻辑电路之一，其特点是任意时刻的输出信号仅取决于该时 刻的输入信号，而与信号作用
9、前电路的状态无关。组合逻辑电路的设计任务是根据实际的逻 辑问题，定义逻辑状态的含义，再根据所给定事件的因果关系列出逻辑真值表。然后由真值 表写出逻辑表达式（或用卡偌图表示），再用卡偌图或代数法化简以得到最简逻辑表达式， 最后用给定的逻辑门电路实现该表达式，画出逻辑电路图。所谓“最简”是指电路所用元器 件的数量最少，元器件的种类最少，而且元器件之间的连线也最少。全加器：不只考虑两个相加的待加数Ai和Bi,还有一位来自前面低位送来的进位数Ci- 1,这三个数相加，得出本位和数（全加和数）Si和进位数Ci。三. 实验仪器设备及元器件1. 直流稳压电源2. 数字电子实验系统3. 数字万用表4. TTL
10、与非门 74LS00、74LS20 和全加器 74LS283四实验预习要求复习组合逻辑电路的基本知识，熟悉TTL与非门74LS00、74LS20和全加器74LS283的 外引线排列见图2.1和图2.2。列出所设计电路的逻辑表达式，并画出实验电路图。图2.1 74LS00管脚图图2.2 74LS283管脚图五、实验内容及过程1.裁判表决系统有A、B、C三名裁判，其中A为主裁判，B、C为副裁判。当主裁判和一名或一名以上的副裁判认为运动员的动作合格时，输出为“1”，指示灯亮；否则输出为“0”，指示灯不 亮。电路框图见图7T9-3。2比较大小ABL (AB)300011011有A、B两个一位二进制数，
11、LI、L2、L3 为三个指示灯。要求：当A大于B时,L1亮； A=B时，L2亮；A小于B时，L3亮。按图2.3 接输入输出线，将结果记入表2-1中。表2-1比较器记录表图2.3比较器电路图3.设计一个电路实现将8421BCD码转换成余3码。8421BCD码转换成余3码对应关系如 表 2-2 所示。表2-28421BCD码余3码对应关系十进制数8421 码余三码000000011100010100200100101300110110401000111501011000601101001701111010810001011910011100提示：可用全加器 74LS283 实现也可以用门电路实现六、实验注意事项本次实验所用的集成电路均用+5V电源，电源端与参考地端不能接反。测试过程中防止 发生表笔、探头等之间的短路。七、实验总结及思考题1写出设计过程，画出逻辑电路图。2对所设计电路进行测试，记录结果3设计一四位二进制数值比较器。
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