電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、實(shí)驗(yàn)一電子測(cè)量與元件測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 、初步掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號(hào)波形和讀取波形參數(shù)的方法。2、熟悉常用電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)3、掌握使用萬(wàn)用表辨別常用元器件的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理在模擬電子電路實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、 交流毫伏表及頻率計(jì)等。 它們和萬(wàn)用電表一起， 可以完成對(duì)模擬電子電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況的測(cè)試。1、示波器的使用示波器是一種用途很廣的電子測(cè)量?jī)x器， 它既能直接顯示電信號(hào)的波形， 又能對(duì)電信號(hào)進(jìn)行各種參數(shù)的測(cè)量?，F(xiàn)著重指出下列幾點(diǎn)：1）、尋找掃描光跡將示波器 Y 軸顯示方式置“ Y1”或“ Y 2”，輸入耦合方式置“ GND ”，開(kāi)機(jī)

2、預(yù)熱后，若在顯示屏上不出現(xiàn)光點(diǎn)和掃描基線， 可按下列操作去找到掃描線： 適當(dāng)調(diào)節(jié)亮度旋鈕。 觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置 “自動(dòng)”。適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直 （ ）、水平（ ）“位移”旋鈕，使掃描光跡位于屏幕中央。 （若示波器設(shè)有“尋跡”按鍵，可按下“尋跡”按鍵，判斷光跡偏移基線的方向。 ）2）、雙蹤示波器一般有五種顯示方式，即“Y 1”、“Y 2”、“Y 1 Y2”三種單蹤顯示方式和“交替”“斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式。 “交替”顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較高時(shí)使用。 “斷續(xù)”顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較底時(shí)使用。3）、為了顯示穩(wěn)定的被測(cè)信號(hào)波形， “觸發(fā)源選擇”開(kāi)關(guān)一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號(hào)取自示波器內(nèi)部的Y

3、通道。4）、觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)通常先置于 “自動(dòng)”調(diào)出波形后， 若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)于“常態(tài)” ，通過(guò)調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測(cè)試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。有時(shí)，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會(huì)出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測(cè)信號(hào)的波形不在X 軸方向左右移動(dòng)，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。5）、適當(dāng)調(diào)節(jié)“掃描速率”開(kāi)關(guān)及“Y 軸靈敏度”開(kāi)關(guān)使屏幕上顯示一二個(gè)周期的被測(cè)信號(hào)波形。在測(cè)量幅值時(shí)，應(yīng)注意將“Y 軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底，且聽(tīng)到關(guān)的聲音。在測(cè)量周期時(shí)，應(yīng)注意將“ X 軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底，且聽(tīng)到關(guān)的聲音

4、。還要注意“擴(kuò)展”旋鈕的位置。根據(jù)被測(cè)波形在屏幕坐標(biāo)刻度上垂直方向所占的格數(shù)（div 或 cm）與“Y 軸靈敏度”開(kāi)關(guān)指示值（ v/div ）的乘積，即可算得信號(hào)幅值的實(shí)測(cè)值。根據(jù)被測(cè)信號(hào)波形一個(gè)周期在屏幕坐標(biāo)刻度水平方向所占的格數(shù)（div 或cm）與“掃速”開(kāi)關(guān)指示值（t/div ）的乘積，即可算得信號(hào)頻率的實(shí)測(cè)值。2 、常用電子元器件的識(shí)別與測(cè)量（1）色環(huán)法識(shí)別電阻各色環(huán)表示意義如下：第一條色環(huán)：阻值的第一位數(shù)字；第二條色環(huán)：阻值的第二位數(shù)字；第三條色環(huán)：阻值的第三位數(shù)字；第四條色環(huán)： 10 的冪數(shù)；第五條色環(huán)：誤差表示。例如：電阻色環(huán)“綠藍(lán)黑黑棕”第一位：5；第二位： 6；第三位： 0；

5、0判別第一條色環(huán)的方法：四色環(huán)電阻為普通型電阻，從標(biāo)稱(chēng)阻值系列表可知，其只有三種誤差系列，允許偏差為± 5%、±10%、±20%，所對(duì)應(yīng)的色環(huán)為：金色、銀色、無(wú)色。而金色、銀色、無(wú)色這三種顏色沒(méi)有有效數(shù)字，所以，金色、銀色、無(wú)色作為四色環(huán)電阻器的偏差色環(huán)，即為最后一條色環(huán)（金色，銀色也可作為乘數(shù)）例如：電阻色環(huán)“黑棕黑橙”第一位：0；第二位： 1；第三位： 1；誤0電阻色環(huán)“紅紅黑橙”第一位： 2；第二位： 2；第三位： 1；誤差為 0%，0（2）電容器的識(shí)讀直標(biāo)法： 1-100 pF 的瓷片電容、電解電容數(shù)碼表示法：第 1、 2 位為有效數(shù)值，第三位為倍率例：

6、103=10 乘 10 的 3 次方 pF,即=0.01uF 字母表示法：主要是針對(duì)滌綸電容例： 4n7=4.7n=4700p， 22n=0.022uF小數(shù)點(diǎn)表示法：自然數(shù)以下的單位為uF例：標(biāo) 0.47，等效值為 0.47uF（3）二極管極性的判別指針式萬(wàn)用表?yè)茉?R× 100 或 R× 1K 電阻檔上，數(shù)字萬(wàn)用表直接用二極管檔。如下圖所示：二極管性能測(cè)量二極管性能測(cè)量二極管性能鑒別的最簡(jiǎn)單方法是用萬(wàn)用表測(cè)其正、反向電阻值 ,阻值相差越大 ,說(shuō)明它的單向?qū)щ娦阅茉胶谩?因此 ,通過(guò)測(cè)量其正、 反向電阻值 , 可方便地判斷管子的導(dǎo)電性能。 (注：萬(wàn)用表內(nèi)置電源極性與指針式相

7、反 )（4）三極管型，型和基極的判別將指針式萬(wàn)用表?yè)茉?R× 100 或 R× 1K 電阻檔上基極的判別：(a) 紅表筆任意接觸三極管的任意一個(gè)電極，黑表筆依次接觸另外兩個(gè)電極，分別測(cè)量它們之間的電阻值 當(dāng)紅表筆接觸某一電極時(shí)， 其余兩電極與該電極之間均為幾百歐的電阻時(shí)則該管為型，而且紅表筆所接觸的電極為極；(b) 若黑表筆為基準(zhǔn)，即將兩根表筆對(duì)調(diào)后，重復(fù)上述測(cè)量的方法，若同時(shí)出現(xiàn)低電阻的情況則該管為型，黑表筆所接觸的是它的極。集電極和發(fā)射極的判別在判別出管型和基極 B 的基礎(chǔ)上，任意假定一個(gè)電極為 E 極，另一個(gè)電極為將萬(wàn)用表?yè)茉?R× 1K 電阻檔上對(duì)于型管，

8、 令紅表筆接其 C 極，黑表筆接 E 極，再用手同時(shí)捏一下管子的 B， C 極，注意不要讓電極直接相碰在用手捏管子 B，C 極的同時(shí)，注意觀察一下萬(wàn)用表指針向右擺動(dòng)的幅度；然后使假設(shè)的 E，C 極對(duì)調(diào)，重復(fù)上述的測(cè)試步驟比較兩次測(cè)量中表筆向右擺動(dòng)的幅度，若第一次測(cè)量時(shí)擺幅大，則說(shuō)明 E，C 極的假定符合實(shí)際情況；若第二次測(cè)量時(shí)擺幅大，則說(shuō)明 E，C 極的假定不符合實(shí)際情況對(duì)于 NPN 型管子則剛好相反。若用非指針式萬(wàn)用表結(jié)果相反。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器2、萬(wàn)用表3、示波器4、各種電子元件四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 、用機(jī)內(nèi)校正信號(hào)對(duì)示波器進(jìn)行自檢。1) 掃描基線調(diào)節(jié)將示波器的顯示方式開(kāi)關(guān)置于

9、“單蹤”顯示（Y1或Y2），輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置“GND”，觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”。開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”等旋鈕，使熒光屏上顯示一條細(xì)而且亮度適中的掃描基線。然后調(diào)節(jié)“ X軸位移”（）和“Y軸位移” () 旋鈕，使掃描線位于屏幕中央，并且能上下左右移動(dòng)自如。2）測(cè)試“校正信號(hào)”波形的幅度、頻率將示波器的“校正信號(hào)”通過(guò)專(zhuān)用電纜線引入選定的Y通道（ Y1或Y2），將 Y軸輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置于“AC”或“ DC”，觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“內(nèi)”，內(nèi)觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“ Y1”或“ Y2”。調(diào)節(jié) X軸“掃描速率”開(kāi)關(guān)（ t/div）和Y軸“輸入靈敏度”開(kāi)關(guān)（ V/div ），使示

10、波器顯示屏上顯示出一個(gè)或數(shù)個(gè)周期穩(wěn)定的方波波形。a. 校準(zhǔn)“校正信號(hào)”幅度將“y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置 “校準(zhǔn)” 位置，“ y軸靈敏度” 開(kāi)關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)幅度，記入表 11。表11標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)測(cè)值幅度Up-p(V)頻率f(KHz)上升沿時(shí)間S下降沿時(shí)間S注：不同型號(hào)示波器標(biāo)準(zhǔn)值有所不同，請(qǐng)按所使用示波器將標(biāo)準(zhǔn)值填入表格中。b. 校準(zhǔn)“校正信號(hào)”頻率將“掃速微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，“掃速”開(kāi)關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)周期，記入表 1 1。c 測(cè)量“校正信號(hào)”的上升時(shí)間和下降時(shí)間調(diào)節(jié)“ y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)及微調(diào)旋鈕，并移動(dòng)波形，使方波波形在垂直方向上正好占據(jù)中心軸上，且上、下對(duì)稱(chēng)，便于閱讀。

11、通過(guò)掃速開(kāi)關(guān)逐級(jí)提高掃描速度，使波形在 X?軸方向擴(kuò)展（必要時(shí)可以利用“掃速擴(kuò)展 ”開(kāi)關(guān)將波形再擴(kuò)展 10倍），并同時(shí)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平旋鈕，從顯示屏上清楚的讀出上升時(shí)間和下降時(shí)間，記入表 11。2 、用示波器測(cè)量信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出頻率分別為100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均為 1V的正弦波信號(hào)。改變示波器“掃速”開(kāi)關(guān)及“ Y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)等位置， ?測(cè)量信號(hào)源輸出電壓頻率及峰峰值，記入表 1 2。表12信號(hào)電示波器測(cè)量值信號(hào)電壓示波器測(cè)量值毫伏表讀數(shù)壓頻率周期（ms） 頻率（Hz）峰峰值（ V） 有效值（ V）（V）100Hz1KHz10KHz100K

12、Hz為數(shù)讀和計(jì)算方便， 可適當(dāng)調(diào)節(jié)掃速開(kāi)關(guān)及微調(diào)旋鈕，使波形一周期占整數(shù)格。3、用萬(wàn)用表測(cè)量電子元器件123序電阻（五環(huán)、四環(huán)各3 個(gè)）電容二極管晶體管號(hào)色環(huán)測(cè)量計(jì)算相直讀測(cè)量計(jì)算相正向電反向電管腳判別電阻對(duì)誤差對(duì)誤差阻阻類(lèi)型判別123123456實(shí)驗(yàn)三集成運(yùn)放基本運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究由集成運(yùn)算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運(yùn)算電路的功能。2了解運(yùn)算放大器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的一些問(wèn)題。二、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反饋電路時(shí)，可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加

13、法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。理想運(yùn)算放大器特性在大多數(shù)情況下，將運(yùn)放視為理想運(yùn)放，就是將運(yùn)放的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化，滿(mǎn)足下列條件的運(yùn)算放大器稱(chēng)為理想運(yùn)放。開(kāi)環(huán)電壓增益Aud=輸入阻抗ri= 輸出阻抗ro=0帶寬fBW=失調(diào)與漂移均為零等。理想運(yùn)放在線性應(yīng)用時(shí)的兩個(gè)重要特性：1. 輸出電壓 UO與輸入電壓之間滿(mǎn)足關(guān)系式UO Aud（ U+ U）由于 Aud=，而 UO為有限值，因此，U+ U 0。即 U+ U，稱(chēng)為“虛短” 。2. 由于 ri= ，故流進(jìn)運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流可視為零，即IIB 0，稱(chēng)為“虛斷” 。這說(shuō)明運(yùn)放對(duì)其前級(jí)吸取電流極小。上述兩個(gè)特性是分析理想運(yùn)放應(yīng)用電路的基本

14、原則，可簡(jiǎn)化運(yùn)放電路的計(jì)算?；具\(yùn)算電路1. 加法器是指輸出信號(hào)為幾個(gè)輸入信號(hào)之和的放大器。用數(shù)學(xué)式子表示為：y = x1+ x2+ + xni1+ i2+ i3 + + in = if以下圖 3-1 為例：圖 3-1加法器R f于是有 V0 =R (Vi1 +Vi2 +Vi3 + +Vin) =if如果各電阻的阻值不同，則可作為比例加法器，則有V0Rf Vi1Rf Vi 2Rf VinR1R2Rn2減法器是指輸出信號(hào)為兩個(gè)輸入信號(hào)之差的放大器。用數(shù)學(xué)關(guān)系表示時(shí)，可寫(xiě)為：y = x1 - x2下圖 3-2 為減法器的基本結(jié)構(gòu)圖。由于VA=VBVi1VAVAV0i fVBVi 2R fi2R1R

15、 fR1R f（已知 R3 = Rf ）V0Rf Vi1Vi 2所以R1圖 3-2 減法器3積分器是指輸出信號(hào)為輸入信號(hào)積分后的結(jié)果，用數(shù)學(xué)關(guān)系表示為：tyxdt0右圖 3-3 是最基本的積分器的結(jié)構(gòu)圖。這里反饋網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)部分用電容來(lái)代替電阻，則有：I iI C圖 3-3 積分器上式表示了輸出信號(hào)是輸入信號(hào)積分的結(jié)果。4微分器。微分是積分的反運(yùn)算，微分器是指輸出信號(hào)為輸入信號(hào)微分運(yùn)算的結(jié)果。用數(shù)學(xué)式子表示為：ydxdt下圖 3-4 為微分器的基本原理圖，利用“虛斷”和和“虛短”的概念，可以建立以下關(guān)系式：圖 3-4 微分器三、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1、 +12V 的直流電源2 、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3 、交

16、流毫伏表4 、直流電壓表5 、集成運(yùn)算放大器 6 、電阻、電容若干四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)反相加法運(yùn)算電路、減法運(yùn)算電路、 積分運(yùn)算電路， 并設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表格。1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出波形圖（注意波形間的相位關(guān)系）。2 將理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。3分析討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)提示： 實(shí)驗(yàn)前要看清運(yùn)放組件各管腳的位置；切忌正、 負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否則將會(huì)損壞集成塊。五、實(shí)驗(yàn)參考方案圖 3-5 反相比例放大電路1. 反相比例放大電路表 3-1Ui0.3 V0.4 V0.5 V毫伏表示波器毫伏表示波器毫伏表示波器V0（理論值）V0（測(cè)量值）2. 反

17、相加法運(yùn)算電路按下圖 3-6 連接實(shí)驗(yàn)電路。調(diào)節(jié)信號(hào)源的輸出。用交流毫伏表或示波器測(cè)量輸入電壓Vi 及 A、 B 點(diǎn)電壓 VA和 VB，及輸出電壓VO，數(shù)據(jù)記入表3 2。圖 3-6 反相加法運(yùn)算電路表 3-20.1 V0.2 V0.3 VUi毫伏表示波器毫伏表示波器毫伏表示波器UAUBUo （理論值）Uo （實(shí)測(cè)值）3. 減法運(yùn)算電路圖 3-7 減法運(yùn)算電路表 330.5 V1.0 V1.5 VUi毫伏表示波器毫伏表示波器毫伏表示波器UAUBV0（理論值）V0（測(cè)量值）實(shí)驗(yàn)三組合邏輯電路的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握組合電路的設(shè)計(jì)方法2、 設(shè)計(jì)安裝及調(diào)試半加器3、 設(shè)計(jì)安裝及調(diào)試一位比較器二、預(yù)

18、習(xí)要求1、 用 74LS00 和 74LS04 設(shè)計(jì)半加器電路2、 用 74LS00 和 74LS04 設(shè)計(jì)一位全比較器電路3、 用 74LS86 和 74LS00 設(shè)計(jì)半加器電路三、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)裝置2、數(shù)字萬(wàn)用表3、器件74LS0074LS8674LS04四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、 安裝調(diào)試74LS00、 74LS04 組成半加器電路（留出空白，畫(huà)出一個(gè)半加器電路理論圖和實(shí)物圖）2、 安裝及調(diào)試一位全比較器電路（留出空白，畫(huà)出一個(gè)一位全比較器電路理論圖和實(shí)物圖）3、 安裝及調(diào)試74LS86 和 74LS00 設(shè)計(jì)的半加器電路。（留出空白，畫(huà)出一個(gè)半加器電路理論圖和實(shí)物圖）五、實(shí)

19、驗(yàn)報(bào)告要求1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、實(shí)驗(yàn)儀器、儀表、材料（引腳圖、功能表、型號(hào)）3、電路原理圖和實(shí)物連接圖總結(jié)對(duì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)安裝及調(diào)試。實(shí)驗(yàn)四時(shí)序邏輯電路測(cè)試與設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉與非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器的邏輯功能2、 熟悉 D觸發(fā)器 74LS74， 74LS175 的邏輯功能3、 掌握常用集成D觸發(fā)器的正確使用方法及應(yīng)用二、預(yù)習(xí)要求1、 用二輸入與非門(mén)組成基本RS觸發(fā)器2、 熟悉實(shí)驗(yàn)用集成D 觸發(fā)器的管腳作用及功能3、 畫(huà)出基本觸發(fā)器4、 試作出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中觸發(fā)器應(yīng)用圖6-1 的波形圖5、 分析“四路智力搶答器”電路，圖6-2三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)裝置2、雙蹤示波器3、數(shù)字萬(wàn)用表4、器件： 74LS74 、 74LS00、 74LS20、 74LS1