南邮电工电子实验复习资料与试卷

南京邮电大学电工电子实验复习资料与试卷一、实验操作1、信号与系统操作实验请复习所做的实验。 主要掌握的要点： 由所给的电路转换出该电路的电压传输函数H（s）=V2(s)/V1(s)，并能把传输函数化成Multisim所需的标准形式:(A)算子S 在分子的幂次不高于分母的幂次。(B)因需用积分器仿真，算子S 应化成1/S 。(C)分母的常数项化成1。能画出完整的系统模拟框图。运用Multisim的模拟器件库中的积分器、比例放大器、加法器等模块组构系统模拟电路。应遵循以下几个原则: (1)系统模拟电路输入端必用加法器模块对输入信号和反馈信号求和，加法器输出送积分器模块(2)根据S 的最高幂次n，取出n个积分器模块串接。(3)算子S的系数使用比例放大器模块(4)传输函数H(S)的分子是输出项，分子中各项比例放大器模块的输出用加法器求和后成为系统输出。分母是负反馈项，其系数正、负异号后送输入端加法器。(5)分母中为1的常数项不用任何运算模块例如1：画出幅频和相频图例如2：画出幅频和相频图2、操作题如下图所示，写出该图的传输函数H(S)（V1是输入信号、V2是输出信号）。画出题中电路对应的系统模拟框图。（20分）写出传输函数H(S) （10分）画出题中电路对应的系统模拟框图 （10分）在Multisim2001环境中，测试该系统模拟电路的幅频特性相关参数。（10分）(需包含半功率点与谐振频率点)频率点3.147KHz3.715KHz4.474KHz电压比0.7070.99990.707根据测试数据作出该电路的幅频特性曲线图。（10分）有波形 5分, 每个参数 1分.3、D/A转换器操作实验请复习所做的实验。 掌握的要点：根据输出电压选定数字输入端。设计由DAC0832完成。根据实验课题的要求输出正负斜率锯齿波上升或下降的台阶数大于或等于16 个台阶，可用4位二进制数，根据输出电压选定数字输入端。输出电压的计算公式为： 其中：VREF参考电压，Dn是二进制数转换为等值的十进制数。由输出电压的计算公式可知，4位二进制数接在不同的数字输入端，转换的Dn值不同，输出电压也就不同。假设：输入的二进制数为“00001111”， 当接在D0D3端时： Dn=D3+D2+D1+D0=8+4+2+1=15,若VREF为5V时， U0=-(5/256)15=0.29V; 当接D3D6端时： Dn=D6+D5+D4+D3=64+32+16+8=120, U0=-(5/256)120 =2.34V当接D4D7端时： Dn=D7+D6+D5+D4=128+64+32+16=240, U0=-(5/256)240= 4.6875V注意：输出电压U0也不能太大，这里还需要考虑运放的饱和失真。讨论：输出幅度受到运放动态范围的限制。LM324运放的输出是一个对管，负载是有源负载，上饱和区为1.5V，下饱和区为1.5V，其动态范围为+3.5V3.5V。所以，U0的输出不能超出+3.5V3.5V的范围。结论：Dn的只能接到D3D6端。计数器计数器为数模转换器提供4位二进制数，即：M16。由一片74161和一个DFF完成。波形控制电路： 在开关K2K1的控制下，实现三种不同波形的输出。当K2K101时， 转换器输入的二进制数为00001111为加法计数;当K2K110时， 转换器输入的二进制数为11110000为减法计数；当K2K111时， 转换器先输入00001111,再输入11110000为16进制（或八进制）的可逆计数器。为达到实现加法计数（正斜率波形）；减法计数（负斜率波形）；以及实现先加后减（三角波）。波形控制电路的实现是利用的关系，即：采用7486异或门完成。 通过K1K2控制电路，使其完成加或减或先加后减等功能。4、用DAC0832设计产生具有8个台阶频率为1kHz的正斜率阶梯波（信号输出幅度为02V可调，电源电压为5V）发生器，要求有设计过程。（20分）解：输入的二进制数为“000111”， 当接D4D6端时：Dn=D6+D5+D4 =64+32+16=112, U0= (5/256)112=2.184 V-3.5V，符合设计条件。 画出CP和V0的波形图。5、用DAC0832设计产生具有10个台阶的频率为1kHz的正斜率阶梯波（信号输出幅度为02V可调，电源电压为5V）发生器，要求有设计过程。（20分）解：输入的二进制数为“00001001”， 当接D4D7端时：Dn=D7+ D4 =128+16=144, U0= (5/256)144=2.8125 V-3.。5V，符合设计条件。画出CP和V0的波形图。6、试用74194附加门电路设计序列信号发生器，用实验验证，用示波器双踪观察并记录时钟和输出波形。注意：要想电路能自启动“000”一定要圈画，“111”一定不能圈画。用74194和74151实现电路注意：要想电路能自启动“000”“001”，“111”“110”。F=Q2注意：对于非周期波形用单次触发或脉宽触发波形才会稳定。7、试用74194及74151设计产生序列010，要求电路具有自启动性。注意：左移：Q0Q1Q2Q3DSL其中Q0是最高位。 右移：Q3Q2Q1Q0DSR其中Q3是最高位。1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分别为直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分别选择2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER栏中，点击MEUN键选择CH2为触发源并且上升沿触发，注意：对于非周期波形用单次触发或脉宽触发波形才会稳定。8、设计一个M=7计数电路要求有设计过程（20分）解：注意：计数器通常采用置“0”法设计电路。同步预置数为全“0”。对于同步预置加计数器，反馈状态为（M1），本题中反馈状态为71=6=（0110）2，即计数器从“000”计到“0110”。反馈函数：波形图：注意：示波器设置：1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分别为直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分别选择2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER栏中，点击MEUN键选择CH2为触发源并且上升沿触发，再按50键波形稳定。3、CH1CP,CH2Q2 CH1Q1,CH2Q2 CH1Q0,CH2Q2注意：所有的波形都对着Q2画，这样波形才能稳定。9、设计一个M=7计数电路要求状态从00010111，并有设计过程（20分）解：波形图：注意：示波器设置：1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分别为直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分别选择2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER栏中，点击MEUN键选择CH2为触发源并且上升沿触发，再按50键波形稳定。3、CH1CP,CH2Q2 CH1Q1,CH2Q2 CH1Q0,CH2Q2注意：所有的波形都对着Q2画，这样波形才能稳定。10、试用74161和门电路设计循环顺序为0,1,2, 5,6,7,0,1的模长为6的计数电路。要求电路具有自启动能力，写出设计过程，画出电原理图。解：1、列出状态转移表2、在考虑自启动的基础上写出反馈函数3、写出数据端的数据 D2=D0=1，D3=D1=0波形图：注意：示波器设置：1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分别为直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分别选择2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER栏中，点击MEUN键选择CH2为触发源并且上升沿触发，再按50键波形稳定。3、CH1CP,CH2Q2 CH1Q1,CH2Q2 CH1Q0,CH2Q2注意：所有的波形都对着Q2画，这样波形才能稳定。11、试用74161和74151芯片设计序列信号，写出设计过程，画出电原理图（20分）。解：序列长度=6；设计方案为计数器+数据选择器。其中计数器用74161芯片，采用置零法设计一个M=6的加法计数器。波形图：1、CH1CP，CH2Q2，CH1和CH2分别为直流耦合，2、Y方向：CH1和CH2分别选择2V/div X方向：500ms/div 在TRIGGER栏中，点击MEUN键选择CH2为触发源并且上升沿触发，注意：对于非周期波形用单次触发或脉宽触发波形才会稳定。12、动态显示电路复习的要点：1、用7474芯片实现二位二进制加法计数器时，置数端和清零端一定要接成高电平“1”。2、注意位选的高低位：Y0W1，Y1W2，Y2W3，Y3W4。3、注意数据线的接法：例如显示 8421 Q2Q1=00 ： Y0=0 D0C0B0A0 = 1000 Q2Q1=01 ： Y1=0 D1C1B1A1 = 0100 Q2Q1=10 ： Y2=0 D2C2B2A2 = 0010 Q2Q1=11 ： Y3=0 D3C3B3A3 = 000113、3bit可控延迟电路:复习的要点：1、 设计思路：移位寄存器+数据选择器2、 产生DX信号为：“00001”，方法是用M=5的计数器产生。14、4bit可控延迟电路:15、5bit可控延迟电路:DX信号为：“”16、根据下图给出CP、F1和F2的波形，请设计电路。解：本电路是一个多输出函数，可采用74161+74138译码器实现。其中，74161可设计成M=6的加法计数器，作为74138的地址。二、笔试题5、数字系统的ASM图表示于如下图所示。试用每态一个触发器的方法写出系统控制器的激励方程和控制命令。 6、在实验中所用的可编程器件型号为：XC95108PC84器件类型属于CPLD （A：PAL ，B：CPLD，C：GAL，D：FPGA），器件按其集成度分属于高密度可编程器件（A：高密度可编程器件，B：低密度可编程器件）；按编程方法分类为EECMOS（A：SRAM ，B：UVCMOS ，B：EECMOS）；器件的容量为：2000门（A：5000门，B：1万门，C：1000门，D：2000门）。（8分）7、下面给出了一个ASM图，请用每态一位的方法设计控制器和输出。解:写出激励方程写出输出方程 8、下面给出了一个控制器电路图，请用每态一位的方法设计控制器。解:写出激励方程9、下面是一个控制器中某段ASM图，试用一片7474及其他门电路实现该图。请写出触发器的激励函数，画出相应的电路图。（12分） 10、采用Multisim软件对正峰值为4V、负峰值为4V、频率为1kHz、占空比为20的矩形波进行单边频谱分析，可知，其直流分量为 负 （正、负）值，谱线包络的第一个零结点位置为 5k Hz，有效频带范围内谱线有 4 条。当增大矩形波占空比后，其谱线包络的主峰高度 增高 （增高、降低），有效频带宽度 减小 （增大、减小），有效频带范围内高次谐波数目 减少 (增加、减少)。11、理想的正弦波只有基波分量，而无谐波分量、直流分量 分量。否则说明该正弦波已有失真。 12、用DAC0832设计产生如图所示频率为1kHz的正斜率阶梯波（信号输出幅度为02V可调，电源电压为5V）发生器，其电路并不完整，试完成该电路，确定时钟频率，确定DAC0832参考电压，确定数字量的输入端，要求有简单的设计过程。 13、在可编程波形发生器实验中，电路原理图（正确）和示波器显示波形如下图所示，请分析硬件电路中的错误（要有分析过程，15分）（1）参考电压接为5V。（5分）（2）DAC0832数据D7接为固定高电平，（10分）超过运放工作范围部分被截至。14、选择题（1）触发器 没有空翻 （没有空翻，有空翻）；触发器可用于 设计计数器和移位寄存器 （锁存数据，设计计数器和移位寄存器）；触发器的触发方式 边沿触发 （边沿触发，电平触发）。（2）锁存器 有空翻 （没有空翻，有空翻）；锁存器可用于 锁存数据 （锁存数据，设计计数器和移位寄存器）；锁存器的触发方式 电平触发 （边沿触发，电平触发）。（3）CMOSFF的输入端在使用时，多余的输入端不可以悬空（不可以悬空，可以悬空）。对于与非门多余的输入端 接高电平（接高电平，接地），对于或非门多余输入 接地 （接高电平，接地）。15、请写出下图电路的传输函数H（s），并画出系统模拟框图。(10分) 16、首先令函数发生器输出信号f=1kHz,Uopp=0.5V,波形为正弦。其次将函数发生器输出和示波器本身的校正信号（f=1kHz,Uopp=0.5V，方波）分别送入示波器CH1和CH2通道，调整相关旋钮开关使两波形稳定显示，此时两个信号的峰峰值相同，在Y轴所占的格数也应相同。再其次用交流毫伏表300mV档分别测量正弦信号和方波信号的电压值。请分析不同波形用示波器测得的电压的峰峰值相同，为何用交流毫伏表测得的电压不同，请说明原因。答:交流毫伏表表盘刻度是依据正弦有效值确定的,所以测量方波时将产生误差.如果一定要用交流毫伏表测量非正弦信号电压,则应计算出各种波形的有效值与正弦波有效值的换算关系,用交流毫伏表测得的初值后, 换算出非正弦的有效值电压。由于非正弦种类很多，换算不方便，所以多用示波器测量。22、下列值应用什么仪表来测量： A正弦波的峰峰值 用示波器测量B50kHz正弦波有效值 用交流毫伏表测量C50Hz正弦波有效值 用交流毫伏表测量当有效值大于1V时也可用万用表交流电压档测量D直流电压 用万用表直流电压档测量当精度要求不高时也可用示波器测量23、实验室中函数发生器输出信