电路与电子技术实验指导书new

PAGEPAGE44电路与电子技术实验指导书主编：郭艳清中原工学院电子信息学院电工电子教研室二零一五年九月前言为适应当前教学改革的需要，根据非电专业电子技术课程的教学基本要求，考虑所选设备的特点，我们重新组织编写了《电路与电子技术实验指导书》。本书是电路与电子技术课程的配套实验指导书。主要内容包括:共九个实验，其中综合性实验一个。本书是在原电工电子教研室编写的电工技术实验指导书和电子技术实验指导书的基础上整合修改而成，并参考部分重点大学的实验指导。其内容的选择主要考虑本院学生的实际，既实现对学生基本技能的训练，又体现创新能力的培养，还符合教学的先进性、实用性。本书力求做到内容丰富、取材得当，先进实用。使用本书在满足教学基本要求的基础上，必将有利于提高非电专业学生综合应用电子技术的能力。参编本书实验内容的教师有：郭艳清、李伟峰、马艳霞、李晓荃、王凤歌、王永林、王燕、王瑷珲和武超等，郭艳清和申旭老师对全书进行了审定，实验室的薛立、韩建勋和方向前老师对实验参数的确定等提出了许多改进意见。由于编写时间仓促，疏漏与不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。编者二零一五年九月目录TOC\o"1-2"\h\z前言 2目录 3第一章概述 4第二章实验要求及注意事项 5电工电子实验须知 5基本实验技能和要求 6第三章实验项目 8实验一直流网络定理 8实验二日光灯交流电路的研究 13实验三三相负载的星形联接 15实验四示波器的使用 19实验五低频电压放大器 21实验六运算放大器组成的基本运算电路 25实验七整流、滤波、稳压电路 29实验八集成与非门与组合逻辑电路 33实验九

触发器、计数器及其应用 37第四章参考文献 43第一章概述电工学课程是工科院校本科非电专业学生的一门技术基础课。电工学实验是电工学课程重要的实践性教学环节。电工学实验教学不仅能帮助学生巩固和加深理解所学的知识，更重要的是要训练学生的实验技能，提高学生分析问题、解决问题的能力，为学生进一步学习专业知识，拓宽专业领域，运用新的技术打下良好基础。本实验指导书是我院电路与电子技术课程的配套教学用书。实验项目主要包含九个常规实验和一个综合设计性实验。常规性实验的选取的主要依据是教学大纲。通过一些基础性的验证性的实验，使学生巩固所学基本知识，掌握基本仪器的使用，培养学生的搭接电路、调试电路、分析故障的基本能力。综合设计性实验根据非电学生的实际，增加一些较深、较宽的学习内容，使学生了解和掌握课堂上没有讲解的知识，侧重培养学生对基础知识的综合应用能力和对实验的综合分析能力。第二章实验要求及注意事项电工电子实验须知一、实验的目的和要求实验是电工电子课程重要的实践性教学环节，实验的目的不仅要巩固和加深理所学的知识，更重要的是要训练实验技能，学会独立进行实验，树立工程实际观点和严谨的科学作风。对学生实验技能训练的具体要求是：1．能正确使用常用的电工仪表、电工设备及常用的电子仪器。2．能按电路图正确接线和查线。3．学习查阅手册，对常用的电子元器件具有使用的基本知识。4．能准确读取实验数据，观察实验现象，测绘波形曲线。5．能整理分析实验数据，独立写出内容完整的、条理清楚的、整洁的实验报告。二、实验课前学生应作的准备工作1．认真阅读实验指导书，明确实验目的，理解有关原理，熟悉实验电路、内容步骤及实验中的注意事项。2．完成实验指导书中有关预习要求的内容。3．做好数据记录表格等准备工作。三、实验总结报告的要求一律用学校规定的实验报告纸认真书写实验报告。实验报告的具体内容为：1．实验目的2．实验原理电路图及主要仪器设备的型号规格。3．课前完成的预习内容：包括指导书所要求的理论计算、回答问题、设计记录表格等。4．实验数据及处理：根据实验原始记录，整理实验数据，并按指导书要求加以必要处理。5．实验总结：完成指导书要求的总结、问题讨论及心得体会，如有曲线应用坐标纸作出。四、实验规则1．严禁带电接线、拆线或改接线路。2．接线完毕后，要认真复查，确信无误后，经教师同意，方可接通电源进行实验。3．实验过程中如果发生事故，应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。4．实验完毕后，先由本人检查实验数据是否符合要求，然后再请教师检查，经教师认可后才可拆线，并将实验器材整理好。5．室内仪器设备不准任意调换，非本次实验所用的仪器设备，未经教师允许不得动用。没有弄懂仪表、仪器及设备的使用方法前，不得贸然使用。若损坏仪器设备，必须立即报告教师，作书面检查，责任事故要酌情赔偿。6．实验要严肃认真，保持安静、整洁的学习环境。基本实验技能和要求我们要求通过本课程的实验，培养同学掌握实验的基本技能，希望同学在实验中注意培养和训练。一、安全操作训练和科学作风：1．接线：最后接电源部分（拆线时应先拆电源部分），接完线后仔细复查。严禁带电拆、接线。遇有事故应立即断开电源，并向教师报告情况，检查原因。勿乱拆线路。2．接完电路后，开始实验前应作好准备工作，例如：a．调压器或三端变阻器的可动端应放在无输出电压位置上或放在线路中电流为最小的位置上。b．电压表、电流表或其他测量仪器（如万用表，数字繁用表）的量程应放在经过估算的一档或放在最大量程档上。3．合电源闸前要得到教师和同组人的允许。每次开始操作前应与同组人打好招呼，互相密切配合，加负荷或变电路参数时应监视各仪表，若有异常现象，如冒烟、烤糊味，指针到极限位置，指针打弯等，应立即断电检查。4．注意各种仪表仪器的保护措施。如电流表的短路开关（防止电动机起动电流冲击）；有些仪器作保险丝作过载保护，不得随便更换；监视仪表过载指示灯，过载跳闸机构等等。5．预操作习惯（在实验前先操作和观察一下），其目的在于：a．看看电路运行及仪表指示是否正常。b．看看所测电量数据变化趋势，以便确定实验曲线取点。c．找出变化特殊点，作为取数据时的重点。d．熟悉操作步骤。二、实验技能训练：1．接线能力：a．合理安排仪表元件的位置，接线该长则长，该短则短，达到接线清楚，容易检查，操作方便的目的。b．接线要牢固可靠。c．先接电路的主回路，再接并联支路。有些电路（如电机控制），主回路电流大用粗导线，控制电流小用细导线。2．合理读取数据点：应通过预操作，掌握被测曲线趋势和找出特殊点；凡变化急剧的地方取点密，变化缓慢得取点疏。使取点尽量少而又能真实反映客观情况。3．正确，准确地读取电表指示a．合理选择量程，应力求使指针偏转大于2/3满量程时较为合适，同一量程中，指针偏转越大越准确。b．在电表量程与表面分度一致，可以直读。不一致时可读分度数，即记下指针指示的格数，再进行换算，并注意读出足够的有效数字，不要少读或多读。4．配合实验结果的有效数字，选择曲线坐标比例尺，避免夸大或淹没了实验结果的误差。三、使用设备的一般方法：1．了解设备的名称，用途，铭牌规格，额定值及面板旋钮情况。2．着重搞清楚设备使极限值。a．着重搞清楚设备：要注意其最大允许的输出值，如调压器、稳压电源有最大输出电流限制；电机有最大功率输出限制；信号有最大输出功率及最大信号电流限制。b．量测仪表仪器，要注意最大允许的输入量。如电流表、电压表和功率表要注意最大的电流值或电压值。万用表、数字万用表、数字频率计、示波器等的输入端都规定有最大允许的输入值，不得超过，否则损坏设备。多量程仪表（如万用表）要正确使用量程，千万不可用欧姆表测电压，或用电流档测电压。3．了解设备面板上各旋钮的作用。使用时应放在正确位置。禁止无意识乱拔动旋钮。4．正式使用设备时设法判断是否正常。有自校的可通过自校信号对设备进行检查。如示波器有自校正弦波或方波；频率计有自校标准频率。第三章实验项目实验一直流网络定理一、实验目的1、加深对叠加原理的内容和适用范围的理解；2、用实验方法验证戴维宁定理的正确性；3、学习线性有源二端网络等效电路参数的测量方法。二、实验属性：验证性实验。三、实验仪器设备及器材电工实验装置：DG012T、DY031T、DG051T四、实验要求实验前些预习报告，凭预习报告参加实验。预习叠加原理和戴维宁定理。实验中听从安排，正确使用仪表，记录测量数据，实验后根据要求认真书写实验报告。五、实验原理1、叠加原理线性电路中，任一电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时，在该处产生的电压或电流的叠加。2、戴维宁定理一个含独立电源、线性电阻和受控源的二端网络，对外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串联组合等效置换，如图1-1所示。此电压源的电压等于二端网络的开路电压Uoc，电阻等于二端网络的全部独立电源置零后的等效电阻R0。图1-1对于已知的线性有源二端网络，其等效电阻R0可以从原网络计算得出，也可以通过实验手段测出。下面介绍几种测量方法。方法一：由戴维宁定理和诺顿定理可知：因此，只要测出线性有源二端网络的开路电压Uoc和短路电流ISC，Ro就可得出，这种方法最简单。但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络，不能采用此法。方法二：测出线性有源二端网络的开路电压Uoc以后，在端口处接一负载电阻RL，然后在测出负载电阻的端电压URL，因为：则等效电阻为：方法三：令线性有源二端网络中的所有独立电源置零，然后在断口处加一给定电压U，测得流入短的电流I（如图1-2a所示），则：图1-2a图1-2b也可以在端口处接入电流源I‘，测得端口电压U‘（如图1-2b所示），则：图1-3六、实验步骤1、叠加原理实验电路如图1-3。（1）把K2掷向短路线一边，K1掷向电源一边，使US1单独作用，测量各电流、电压，并记录在表1-1中；（2）把K1掷向短路线一边，K2掷向电源一边，使US2单独作用，测量各电流、电压，并记录在表1-1中；（3）两电源共同作用时，测量各电流、电压，并记录在表1-1中。表1-1I1(mA)I2(mA)I3(mA)Uab(V)Ubc(V)Ubd(V)US1单独作用US2单独作用US1、US2共同作用验证叠加原理2、戴维宁定理（1）、线性有源二端网络的外部特性按图1-4接线，改变电阻RL值，测量对应的电流和电压值，数据填在表1-2内。根据测量结果，求出对应于戴维宁等效参数Uoc，ISC。图1-4表1-2RL(Ω)0100200300500700800∞I(mA)U(V)（2）求等效电阻Ro利用原理及说明介绍的3种方法求R0，并将结果填入表1-3中，方法（1）、方法（2）数据在表1-2中取，方法（3）实验线路如图1-5所示。图1-5表1-3方法方法（1）方法（2）方法（3）公式Ro=Uoc/ISC公式R0=(UOC/UrL-1)RL(RL=500Ω)公式Ro=U/IU(V)=I(mA)=Ro(KΩ)Ro的平均值（3）戴维宁等效电路根据测量结果，利用图1-6构成戴维宁等效电路。测得其外特性U=f(I)。将数据填在表1-4中。图1-6表1-4RL(Ω)0100200300500700800∞I(mA)U(V)七、报告要求1、用表1-1的数据验证叠加原理。2、按图1-3给定参数，计算表1-1中所列各项并与实验结果进行比较。3、完成实验内容2的要求，根据实验内容（1）和（3）的测量结果，在同一座标纸上作他们的外特性曲线，并作分析比较实验二日光灯交流电路的研究一、实验目的1、学习功率表的使用；2、学习通过U、I、P的测量计算交流电路的参数；3、学会如何提高功率因数。二、实验属性：验证性实验。三、实验仪器设备及器材电工实验装置：DG032T、DY02T、DG051T四、实验要求1、实验前要认真预习关于交流电路的连接方法；2、实验前要熟悉实验仪器的工作原理；3、测电压、电流时，一定要注意表的档位选择，测量类型、量程都要对应；4、功率表电流线圈的电流、电压线圈的电压都不可超过所选的额定值；5、自耦调压器输入输出端不可接反；6、注意安全，线路接好后，须经指导老师检查无误后，再接通电源。7、实验报告要对功率表的接线情况用图形说明，说明功率因数提高的原因和意义，说明电容是否能提高功率因数。五、实验原理日光灯结构图如图2-1所示，K闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启辉器两触片之间，使启辉器中氖气击穿，产生气体放电，此放电产生的一定热量使双金属片受热膨胀与固定片接通，于是有电流通过日光灯管两端的灯丝和镇流器。短时间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路中电流突然减小；根据电磁感应定律，这时镇流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端电压产生400至500V高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯点燃发亮。日光灯点燃后，灯管两端电压降为100V左右，这时由于镇流器的限流作用，灯管中的电流不会过大。同时并联在灯管两端的启辉器，也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。日光灯工作后，灯管相当于一电阻R，镇流器可等效为电阻RL和电感L的串联，启辉器断开，所以整个电流等效为一个R、L串联电路，其电路模型如图2-2所示。图2-1图2-2六、实验步骤1、测量交流参数对照实验板如图2-3接线（不接电容C）。图2-3调节自耦调压器输出，使U=220V，进行测试，填表2-1。表2-1U（V）测量值P(W)I1（mA）U1（V）U2（V）2202、提高功率因数按照表2-2的电容值并联电容C，令U=220V不变，将测试结果填入表2-2中。表2-2C测量值计算值P(W)I1(mA)I2(mA)IC(mA)cosφ1μf2.88μf4.7μf七、报告要求若直接测量镇流器功率，功率表如何接线，作图说明。说明功率因数提高的原因和意义。串联电容能否提高功率因数。实验三三相负载的星形联接一、实验目的l、研究三相负载作星形联接时(或作三角形联接时)，在对称和不对称情况下线电压与相电压(或线电流和相电流)的关系。2、比较三相供电方式中三线制和四线制的特点。3、掌握三相交流电路功率的测量方法二、实验属性：验证性实验三、实验仪器设备及器材电工实验装置：DG04T、DY012T、DG051T四、实验要求实验前些预习报告，凭预习报告参加实验。熟悉三相负载星形联接方法。实验中听从安排，正确使用仪表，记录测量数据，实验后根据要求认真书写实验报告。五、实验原理l、图3-1是星形联接三线制供电图。当线路阻抗不计时，负载的线电压等于电源的线电压，若负载对称，则负载中性O′和电源中性点O之间的电压为零。图3-1其电压相量图如图3-2所示，此时负载的相电压对称，线电压U线和相电压U相满足U线=U相的关系。若负载不对称，负载中性点O′和电源中性点O之间的电压不再为零，负载端的各项电压也就不再对称，其数值可由计算得出，或者通过实验测出。2、位形图是电压相量图的一种特殊形式，其特点是图形上的点与电路图上的点一一对应。图3-2是对应于图3-1星形联接三相电路的位形图。图中，UAB代表电路中从A点到B点的电压相量，UA'B'代表电路中从A′点到O′点之间的电压相量。在三相负载对称时，位形图中负载中性点O′与电源中性点O重合，负载不对称时，虽然线电压仍对称，但负载的相电压不再对称，负载中性点O′发生位移，如图3-3所示。图3-2图3-33、在图3-1中，若把电源中性点和负载中性点间用中线联接起来，就成为三相四线制。在负载对称时，中线电流等于零，其工作情况与三线制相同；负载不对称时，忽略线路阻抗，则负载端相电压仍然相对称，但这时中线电流不再为零，它可由计算方法或实验方法确定。图3-44、在三相四线制供电的星形联接负载，可以用一只表测量各项的有功功率，PA、PB、PC．三相负载的总功率P=PA+PB+PC，既为三相功率之和，。若三相负载为对称负载，那么只须测量其中一相的功率，总有功功率乘3即可。线路如图3-5所示。在三相四线制供电系统中，不论负载是否对称，也不论负载是星形接法还是三角形接法，均可用二表法测三相负载的总功率线路如图3-6所示。二表法测量三相负载的总功率，不同性质的负载（电阻、电感、电容）对两功率表的读数有影响，例如当电压表与电流表的相位差角大于60º时，一只表为正，一只表为负，（若指针表反偏，须调整表的极性开关），读数计为负值，应按P=P1-P2计算三相功率。六、实验内容1、按图3-4接线。三相电源接线电压380V，通过改变电灯数目来调负载，按表3-1的要求测量出各电压和电流值。表3-1待测数据实验内容2、分别按图3-5和图3-6接线。按表3-2的要求，用三表法和两表法分别测量负载星型连接时的各功率。*U*W *V*W *W*WN图3-5*U*W *V*WW图3-6表3-2负载情况PaPbPc对称不对称七、报告要求1、按实验数据，总结说明负载星型连接时的特点。2、根据实验结果，说明三相四线制供电时中线的作用。3、简述三相功率的测量法。实验四示波器的使用一、实验目的l、学习示波器的基本使用方法，掌握示波器主要旋钮的使用。2、学习用示波器观察、测量信号的波形、周期及幅度。二、实验属性：验证性实验三、实验仪器设备及器材1、电工实验装置：DY053T2、示波器3、毫伏表四、实验要求熟悉示波器、信号发生器和交流毫伏表的使用方法。五、实验原理及说明示波器种类很多，根据不同的使用方法与结构有许多种类型，例如：单踪、双踪、四踪示波器，普通示波器，超低频、高频示波器等等。示波器不仅可以在电测量方面被广泛应用，配上不同的传感器温度等等也广泛使用。1、正弦信号的测量正弦波的主要参数为周期或频率，用示波器可以观察其幅值(或峰峰值)。通过示波器扫描时间旋钮(S／CM)，也就是扫描时间选择开关的位置，可计算出其周期。通过Y轴输入电压灵敏度(V／CM)选择开关的位置可以计算出峰峰值或有效值。2、方波信号的测量方波脉冲信号的主要波形参数为周期，脉冲宽度以及幅值。同样，根据示波器的扫描时间与输入电压选择开关测量其上述参数。六、实验步骤本实验用普通示波器，测量正弦波与方波的信号。关于示波器的具体使用方法，可根据示波器的型号进行讲解。1、正弦波正弦波主要参数如图4-1所示。图中UP-P为峰-峰值，T为周期。图4-1由函数发生器输出1V（有效值）频率为100Hz、1KHz的正弦波信号分别进行测量，将测量结果按标尺画出，并标明扫描时间与电压灵敏度旋钮的位置。2、方波由函数发生器输出3V的方波信号，频率分别为1KHz、2KHz的信号，主要参数如图4－2所示。图中医院P为脉宽、U为幅值、T为周期。实验内容同上。图4-2七、报告要求1、按示波器的标尺绘出观察的波形。2、根据两主要旋钮的位置，计算周期与幅值。实验五低频电压放大器一、实验目的掌握静态工作点的测试及调整方法。观察负载对电压放大倍数的影响。3、学习输入电阻、输出电阻的测量方法。4、观察静态工作点的改变对非线性失真的影响。5、进一步熟悉毫伏表、示波器及信号发生器的使用方法。二、实验属性：验证性实验三、实验仪器设备及器材1、实验箱(台)2、示波器3、毫伏表4、数字万用表三、预习要求1.复习放大器的工作原理，估算放大电路的静态工作点，根据微变等效电路计算放大电路的输入电阻、输出电阻，空载和有负载时的电压放大倍数。2.预习放大电路的动态和静态测试方法，ri和ro的测量方法和原理。3．了解饱和失真和截止失真的形成原因及改变方法。4．预习信号发生器及示波器的使用。五、实验内容及步骤实验前校准示波器，检查信号源。1、测量并计算静态工作点按图5－1接线。图5－1●将输入端对地短路，调节电位器Rb2(在面板上标为W1，下同)使Vc=Ecc/2，测静态工作点Vc、VE、VB。及VRb1的数值，记入表5－1中。●按下式计算IB、Ic，并记入表5－1中。表5-1调整Rb2测量计算VC(V)VE(V)VB(V)VRb1(V)IC(mA)IB(µA)62、测量电压放大倍数及观察输入，输出电压相位关系。在实验步骤1的基础上，把输入与地断开，接入f=1KHZ、V1=5mV的正弦信号，负载电阻分别为RL=2KΩ和RL=∞，用毫伏表测量输出电压的值，用示波器观察输入电压和输出电压波形，并比较输入电压和输出电压的地位，画于表5－2中，在不失真的情况下计算电压放大倍数：AV=VO/V1，把数据填入表5－3中：表5－2电压波形V1VO表5－3RL(Ω)V1(mV)V0(V)Av2K∞3、观察负载电阻对放大倍数的影响。在实验步骤2基础上，把负载电阻2K换成5.1K，重新测定放大倍数，将数据填入表5－4中。表5－4RL(Ω)Vi(V)V0(V)AV5.1K4.按图5—2接线。（1）、测量电压参数，计算输入电阻和输出电阻。●输入端接入f=1KHz、Vi=5mV的正弦信号。分别测出电阻R1两端对地信号电压Vi及Vi’，按下式计算出输入电阻ri：图5－2测出负载电阻RL开路时的输出电压V∞，和接入RL(2K)时的输出电压V0，然后按下式计算出输出电阻r0：将测量数据及实验结果填入表5—5中。表5—5a表5—5bVi(mV)Vi’(mV)ri(Ω)V∞(V)V0(V)r0(Ω)（2）、观察静态工作点对放大器输出波形的影响，将观察结果分别填入表5-6中。●输入信号不变，用示波器观察正常工作时输出电压V0的波形井描画下来。●逐渐减小Rb2的阻值，观察输出电压的变化，在输出电压波形出现明显失真时，把失真的波形描画下来，并说明是哪种失真。如果Rb2=0Ω后，仍不出现失真，可以加大输入信号Vi，或将Rbl由100KΩ改为I0KΩ，直到出现明显失真波形。逐渐增大Rb2的阻值，观察输出电压的变化，在输出电压波形出现明显失真时，把失真波形描画下来，并说明是哪种失真。如果Rb2=1M后，仍不出现失真，可以加大输入信号Vi，直到出现明显失真波形。表5—6阻值波形何种失真正常Rb2减小Rb2增大六、实验报告1、整理实验数据，填入表中，并按要求进行计算。2、总结电路参数变化对静态工作点和电压放大倍数的影响。3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。实验六运算放大器组成的基本运算电路一、实验目的1、了解运算放大器的基本使用方法。2、应用集成运放构成的基本运算电路3、学会使用线性组件uA741。4、掌握加法运算、减法运算电路的基本工作原理及测试方法。5、学会用运算放大器组成积分电路。二、实验属性：验证性实验三、实验仪器设备及器材1、实验台2、数字万用表3、示波器4、计时表四、实验内容及步骤1、调零：按图6—1接线，接通电源后，调节调零电位器RW使输出0V。运放调零后，在后面的实验中均不用调零了。图6-12、反相比例运算：电路如图6-2所示，根据电路参数计算AV=Vo/Vi，并按照表6-1给定的Vi计算和测量对应的Vo值，并把结果记入表6-1中。表6-1Vi(V)0.30.40.50.60.70.81.2理论计算值Vo(V)实际测量值Vo(V)实际放大倍数Av3、同相比例运算电路如图6-3所示，根据电路参数计算AV=Vo/Vi，并按照表6-2给定的Vi计算和测量对应的Vo值，并把结果记入表6-2中。表6-2Vi(V)0.30.40.50.60.70.81.2理论计算值Vo(V)实际测量值Vo(V)实际放大倍数Av图6-2图6-34、加法运算电路如图6-4所示，按照表6-3给定的Vi1和Vi2计算和测量对应的Vo值，并把结果记入表6-3中。表6-3输入信号Vi1(V)00.30.50.7-0.6-0.5输入信号Vi2(V)0.30.20.30.40.40.5理论计算值Vo(V)实际测量值Vo(V)实际放大倍数Av5、减法运算电路如图6-5所示，按照表6-4给定的Vi1和Vi2计算和测量对应的Vo值，并把结果记入表6-4中。图6-4图6-5表6-4输入信号Vi1(V)1.00.70.80.60.3-0.2输入信号Vi2(V)1.21.00.6-0.5-0.50.4理论计算值Vo(V)实际测量值Vo(V)实际放大倍数Av6、积分运算电路如图6-6所示，用计时表计时，用数字万用表测量输出，同时注意Vi电压变换极性，要将电容两端电压放掉（将K接通），注意连接电容的极性。将所测值填入表6-5中。图6-6表6-5Vi(V)计时（s）102030405060Vo(V)0.5-0.5五、实验报告1、整理实验数据，填入表中。2、分析各运算关系。实验七整流、滤波、稳压电路—、实验目的1、掌握桥式整流的特点。2、了解稳压电路的组成和稳压作用。3、熟悉集成三端可调稳压器的使用。二、实验属性：验证性实验三、实验仪器设备及器材1、实验台2、示波器3、数字万用表四、预习要求1、二极管全波整流的工作原理及整流输出波形。2、整流电路分别接电容、稳压管时的工作原理及输出波形。3、熟悉集成三端可调稳压器的工作原理。五、实验内容与步骤首先校准示波器。1、桥式整流：按图7-1接线，在输入端接入交流14V电压，调节W2使I0=50mA时，测出Vo，同时用示波器的DC档观察输入波形并记入表7-1中。图7-1表7-1Vi(V)V0(V)I0(mA)V0波形桥式整流电路2、加电容滤波上述实验电路不动，在桥式整流后面加电容滤波，如图7-2接线，测量接电容的情况下输入电压V0及输出电流I0，同时用示波器的DC档观察输入波形并记入表7-2中表7-2Vi(V)V0(V)I0(mA)V0波形桥式整流带电容滤波电路图7-23、加稳压二极管上述电路不动，在电容后面加稳压二极管电路，如图7-3接线，在接通交流14V电源后，调整W2使I0分别为10mA、15mA、20mA时，测出VAO和V0，并用示波器的DC档观测波形，记入表7-3中。图7-3表7-3I0(mA)Vi(V)VAO(V)V0(V)VAO波形V0波形1015204、可调三端集成稳压电源（串联稳压电源）按照图7-4接线图7-41）输入端接通交流14V电源，测出输出电压调节范围，记入表7-4中。表7-4W1minW1maxVi(V)Vo(V)2)当输入端接通交流14V电压后，把W1调到适当位置（如使输出Vo=10V）。调节W2改变负载，使I0分别为20mA、50mA、100mA时，测出Vo的值，记入表7-5中。表7-5I0（mA）2050100V0（V）3）输入端接通交流16V电压，调节W1使输出Vo=10V；再调节W2使I0=100mA时。然后仅改变输入端交流电压为14V及18V(用数字万用表分别测量14V、16V、18V的实际值填在（）内，测出V0的值，记入表7-6中。表7-6Vi(V)14V()16V()18V()V0(V)六、实验报告1、总结桥式整流的特点。2、说明滤波电容C的作用。3、总结稳压二极管的稳压作用和可调三端稳压器的稳压作用。实验八集成与非门与组合逻辑电路实验目的1.了解与非门引脚排列。2.学习与非门逻辑功能测试。3.掌握用与非门设计组合逻辑电路的方法与测试方法。实验属性：验证性实验实验仪器设备及器材数字实验箱+5V电源，单脉冲源，连续脉冲源，逻辑电平开关，LED显示；集成电路器件集成2输入与非门74LS00（CC4011）；集成4输入与非门74LS20（CC4012，T063）集成非门74LS04（4069）；图8-1与非门引脚图7400: 7420: 7404 实验要求1.实验预习熟悉基本逻辑关系，了解与非门输入端空脚的处理方法。预习组合逻辑电路的分析与设计步骤。填写原始记录表中的预测值。2.实验要求1）了解试验台数字电路部分结构。2）实验前完成预习及预习报告，3）按实验步骤完成实验内容，记录实验数据并填表，对实验结果进行分析。4）实验中要注意，集成电路工作时，将+5V电源及地线引入相应管脚。实验原理1．组合逻辑电路的分析过程，一般分为如下三步进行：1）由逻辑图写出输出端的逻辑表达式；2）列出真值表；3）根据对真值表进行分析，确定电路功能。2．组合逻辑电路的设计过程，一般分为如下四步进行：图8-2组合逻辑电路设计方框图&&&&&ABCFD图8-3例如：F=ABC+CD=实验步骤一）、非门逻辑功能的测试1、基本逻辑功能测试利用数字电路实验箱上的电源、逻辑开关、电平指示灯对74LS00芯片的与非门进行检测。首先将实验箱上的+5V电源及地线（GND）用插接线正确接入74LS00芯片的相应脚，再任选74LS00芯片中的一个与非门，按图8-4接线，即A、B输入端各接到一个逻辑开关的插孔实现高、低电平的输入，Y输出端接到电平指示灯插孔显示输出端是高电平还是低电平，按与非门真值表检测功能。完成表8-1，若符合逻辑，则证明该门逻辑功能正常。表8-1真值表ABY00

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图8-42）与非门的“封锁”控制作用将与非门的任一输入端接“电位模拟信号”，其余输入端中任取一个接单脉冲，剩余输入端悬空。接通电源，将模拟信号为“1”时，不断输入单脉冲，观察输出端Y的电平。将模拟信号为“0”时，重复上述步骤。画出图8-5中两种不同状态的波形，并总结出与非门作“封锁”的控制作用。表8－2真值表ttttVAVBVy一图8-5控制门输入端输出端波形图ABY1Y200

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图8－6

二）、分析组合逻辑电路的逻辑功能利用提供的二片74LS00集成芯片，逻辑开关用作输入器件，电平指示灯作为输出器件，搭接成图8-6电路，按表8-2真值表要求输入高、低电平，记录输出端Y1、Y2的状态。

提示：a、使用多块芯片接线时，注意每块芯片都要接电源和地线。

b、改接线路前，要先关电源。三）、设计题：1）、设在举重比赛中，有A、B、C、D四个裁判，其中A为主裁判。当三名以上裁判且必须有Ａ在内按电钮认为运动员上举杠铃合格后，显示灯才亮，指示本次举重成功，否则显示灯不亮，举重不成功。试用最少二输入端与非门设计判断举重是否成功的逻辑电路。（设裁判认为合格为“1”，举重成功为“1”）2）、试用实验给定的两片74LS00或74LS20芯片按所设计的逻辑电路图接线，并检查结果是否正确。七、报告要求1）整理实验数据并填表，对实验结果进行分析。2）总结组合逻辑电路的分析与设计方法。实验九

触发器、计数器及其应用一、

实验目的1.掌握集成J-K触发器和D触发器的逻辑功能，学习用触发器组成计数器。2.掌握集成计数器74LS290的逻辑功能和使用方法。3.学习中规模集成显示译码器和数码显示器配套使用的方法。二、实验属性：综合性实验三、实验仪器设备和器材数字实验箱1台；直流稳压电源1台；信号发生器1台；74LS112、74LS74、74LS290；译码显示电路板等。四、实验要求1．预习有关触发器、计数器的内容。2．预习有关译码器的工作原理。3．绘出各实验内容的详细线路图。4．拟出各实验内容所需的测试记录表格。五、实验原理1．触发器常见的集成触发器有D触发器和JK触发器，根据电路结构，触发器受时钟脉冲触发的方式有维持阻塞型和主从型。维持阻塞型又称边沿触发方式，触发状态的转换发生在时钟脉冲的上升或下降沿。而主从型触发方式状态的转换分两个阶段，在CP=1期间完成数据存入，在CP从1变为0时完成状态转换。①JK触发器：在输入信号为双端的情况下，JK触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用74LS112双JK触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。引脚如图9.1所示。图9.1

74LS112双JK触发器外引线排列JK触发器的状态方程为：J和K是数据输入端，是触发器状态更新的依据，若J、K有两个或两个以上输入端时，组成“与”的关系。后沿触发JK触发器的功能如表9.1所示。JK触发器常被用作缓冲存储器，移位寄存器和计数器。表9.1

74LS112双JK触发器逻辑功能表输

入输

出CPJK01×××1010×××0100×××不定不定11↓0011↓101011↓010111↓11②D触发器：在输入信号为单端的情况下，常使用D触发器。其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器，触发器的状态只取决于时钟到来时D端的状态。本实验采用74LS74双D触发器，它是上升边沿触发的D触发器。引脚如图9.2所示。图9.2

74LS74双D触发器外引线排列D触发器的状态方程为：D触发器的应用很广，可用作数字信号的寄存、移位寄存、分频和波形发生等。2．计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。根据计数体制的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等等。目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数电路。使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。图9.3所示为二-五-十进制异步计数器74LS290的外引线排列。图9.3

计数器74LS290的外引线排列74LS290其内部是由四个下降沿触发的J-K触发器组成的两个独立计数器。一个是二进制计数器，CP0为时钟脉冲输入端，Q0为输出端；另一个是异步五进制计数器，CP1为时钟脉冲输入端，Q3Q2Q1为输出端。R0A、R0B称为异步复位（清零）端，S9A、S9B称异步置9端。其功能如表9.3所示。表9.3

74LS290异步计数器逻辑功能表输

入输

出复位端置

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端Q3Q2Q1Q0R0AR0BS9AS9B110×000011×00000××1110010×0×

计

数×0×00××0×00×3．译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示还用于数据分配、存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。（1）七段发光二极管（LED）数码管是目前最常用的数字显示器，图9.4为共阴管和共阳管的电路以及共阳LED七段数码管外引线排列。

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