電子學(xué)方法實(shí)驗(yàn)教案

電子學(xué)方法實(shí)驗(yàn)教案第一頁，共八十五頁，2022年，8月28日24、學(xué)生不得隨意拆裝實(shí)驗(yàn)室儀器5、密切注意各實(shí)驗(yàn)室中裝備、儀器、操作臺等部位的高壓標(biāo)記，嚴(yán)禁雙手觸摸6、嚴(yán)禁帶電進(jìn)行接線、調(diào)整電路元件等操作，電路搭接與元件插拔等操作應(yīng)保證在切斷電源的條件下進(jìn)行7、在進(jìn)行接線、調(diào)整電路元件等操作時，即使在知曉電源已切斷的情況下，也必須先以單手手背先試探性地觸碰一下實(shí)驗(yàn)對象，以確認(rèn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)絕對不帶電，然后方可以手指(手心一面)觸摸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(如果手背觸電，則被彈開；而如果手心觸電，則被緊握，無法松開)8、電烙鐵的使用必須限制在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)規(guī)定地點(diǎn)，使用結(jié)束之后必須將烙鐵插頭拔出電源插座9、電烙鐵應(yīng)仔細(xì)擺放，嚴(yán)禁將烙鐵頭接觸電源線，嚴(yán)防觸電事故發(fā)生第二頁，共八十五頁，2022年，8月28日3

火災(zāi)安全事故緊急預(yù)案1、平時實(shí)驗(yàn)中心各實(shí)驗(yàn)室必須保證有二扇通往大樓走廊的可開啟房門。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時，實(shí)驗(yàn)室房門必須開啟，不得鎖死。2、如果發(fā)現(xiàn)著火，應(yīng)盡快大聲告知老師和其他同學(xué)，但決不可自行采取滅火行動，以免傷亡事故擴(kuò)大。3、如果得知有著火，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)以最快速度拉斷實(shí)驗(yàn)室總電閘門。如果實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師距離實(shí)驗(yàn)室總電閘門較遠(yuǎn)，則應(yīng)該告知距離實(shí)驗(yàn)室總電閘門最近的同學(xué)，盡快拉斷實(shí)驗(yàn)室總電閘門。4、拉斷實(shí)驗(yàn)室總電閘門后，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師盡快組織廣大同學(xué)有秩序地從實(shí)驗(yàn)室二扇通往大樓走廊的房門撤離，以保障學(xué)生的生命安全。5、學(xué)生全部撤離實(shí)驗(yàn)室后，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師盡快通知實(shí)驗(yàn)中心器材室(物理樓520室，電話65642187)。6、實(shí)驗(yàn)中心主任、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師及實(shí)驗(yàn)中心管理人員盡快通知上海市消防中心(電話119)，以實(shí)施救助。7、實(shí)驗(yàn)中心全體教師、工作人員應(yīng)該盡快使用消防工具進(jìn)行滅火，盡量將火災(zāi)控制在最小范圍。8、在整個火災(zāi)事故處理過程中，廣大同學(xué)要保持秩序，切忌慌亂，以免事故損失的擴(kuò)大。聽從老師的指揮，協(xié)助做好事故處理工作。第三頁，共八十五頁，2022年，8月28日4

關(guān)于模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收的說明：

1、學(xué)生在進(jìn)行新實(shí)驗(yàn)之前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)并畫出完整的實(shí)驗(yàn)原理圖，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)原理部分主要由預(yù)習(xí)報(bào)告構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在新實(shí)驗(yàn)講解之后應(yīng)檢查學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告，作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度考核內(nèi)容之一。

2、學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)規(guī)程和實(shí)驗(yàn)步驟要求進(jìn)行，電路連線應(yīng)清晰、規(guī)范，正確安全使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，認(rèn)真填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、表格、波形圖等，實(shí)驗(yàn)教師在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)的過程中，應(yīng)檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性，并抽查學(xué)生部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，杜絕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)抄寫和胡亂搭建實(shí)驗(yàn)線路現(xiàn)象。學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（元器件參數(shù)、必要的線路圖、測量數(shù)據(jù)、信號波形參數(shù)等）應(yīng)由指導(dǎo)教師簽字并作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的附件，在交實(shí)驗(yàn)報(bào)告時一并上交，學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告第二部分應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)步驟、測量方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理。

3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的第三部分主要包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論；故障現(xiàn)象分析以及思考題回答。

第四頁，共八十五頁，2022年，8月28日5模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)考核方式：以平時實(shí)驗(yàn)成績和期末考試成績綜合評定，其中平時實(shí)驗(yàn)成績占80%左右，期末考試成績占20%左右，平時實(shí)驗(yàn)成績部分具體評定方法如下：1、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)紀(jì)律占平時實(shí)驗(yàn)成績的10%左右。主要根據(jù)學(xué)生有無遲到、早退、無故曠課現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告是否認(rèn)真、實(shí)驗(yàn)中有無大聲喧嘩、是否愛護(hù)實(shí)驗(yàn)器材等方面評定。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和過程占平時實(shí)驗(yàn)成績的70%左右。該部分主要根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)情況評定，具體可按照下面三部分實(shí)驗(yàn)情況綜合評定：（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（2）

選做實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)的提高部分。（3）創(chuàng)造性、獨(dú)特性發(fā)揮部分。各部分視學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成情況、實(shí)驗(yàn)方案有無創(chuàng)新成分和獨(dú)特性見解、實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無改進(jìn)性措施等綜合評定。3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占平時實(shí)驗(yàn)成績的20%左右。主要根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告理論推導(dǎo)有無錯誤、參數(shù)計(jì)算是否正確、實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果記錄是否完整客觀、故障分析是否合理、實(shí)驗(yàn)問題回答是否正確等評定。

第五頁，共八十五頁，2022年，8月28日6實(shí)驗(yàn)一：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及常規(guī)儀器設(shè)備使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆帐静ㄆ?、信號發(fā)生器、穩(wěn)壓電源、實(shí)驗(yàn)板、面包板等常規(guī)儀器和設(shè)備的工作原理、使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：1、示波器基礎(chǔ)知識及使用簡介：普通示波器一般由以下五部分的組成：垂直系統(tǒng)、水平系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、觸發(fā)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：對輸入信號進(jìn)行比例變換，使之能在屏幕上表現(xiàn)出來。示波器可以顯示峰峰值電壓為幾毫伏到幾十伏的信號。因此必須把不同幅度的信號進(jìn)行變換以適應(yīng)屏幕的顯示范圍，這樣就可以按照標(biāo)尺刻度對波形進(jìn)行測量。為此就要求對大信號進(jìn)行衰減、對小信號進(jìn)行放大。示波器的靈敏度或衰減器控制就是為此而設(shè)置的。第六頁，共八十五頁，2022年，8月28日7水平系統(tǒng)和掃描系統(tǒng)：為了描繪一幅圖形，我們必須要有水平和垂直兩個方向的信息。示波器描繪軌跡表明信號隨時間的變化情況，因此其水平偏轉(zhuǎn)必須和時間成正比。示波器中控制水平偏轉(zhuǎn)，即X軸的系統(tǒng)稱為時基。在示波器里有一個精確的掃描發(fā)生器。它使得電子束以精確的、用戶可選擇的速度在屏幕上掃描。第七頁，共八十五頁，2022年，8月28日8觸發(fā)系統(tǒng)：示波器如何保證在電子束掃過屏幕時每次都準(zhǔn)確地掃過相同的路徑呢？解決這個問題的關(guān)鍵在于觸發(fā)電路。如果沒有觸發(fā)電路，你在屏幕上看到的將會是具有隨機(jī)起始點(diǎn)的很多波形雜亂重疊的圖象。而觸發(fā)電路的作用就在于保證每次時基在屏幕的掃描的時候，時基掃描都從輸入信號上的一個精確確定的點(diǎn)開始。第八頁，共八十五頁，2022年，8月28日9觸發(fā)源：它決定觸發(fā)信號從哪里獲得。在多數(shù)情況下，觸發(fā)信號來自輸入信號本身。所以如果只使用一個通道，那么觸發(fā)源就設(shè)置為該通道。如果使用多個通道，那么觸發(fā)源可以從這些通道中選取。觸發(fā)電平：觸發(fā)電平控制機(jī)構(gòu)設(shè)置選定觸發(fā)源的信號欲使觸發(fā)電路啟動時基掃描所必須跨越的電壓電平值。觸發(fā)斜率：觸發(fā)斜率控制機(jī)構(gòu)決定觸發(fā)發(fā)生于觸發(fā)源信號的上升沿（"正斜率"）或者下降沿（"負(fù)斜率"）觸發(fā)耦合

：以決定選定的觸發(fā)源信號送往觸發(fā)電路的耦合方式第九頁，共八十五頁，2022年，8月28日10觸發(fā)電路的作用就是保證每次時基在屏幕上掃描的時候，都從輸入信號上與定義的觸發(fā)點(diǎn)相同的點(diǎn)開始，這樣每一次掃描的波形就同步的，從而顯示穩(wěn)定的波形，見圖b；沒有觸發(fā)電路在屏幕上看到的將會是具有隨機(jī)起點(diǎn)的很多波形雜亂重疊的圖象，見圖a。觸發(fā)是使用示波器最麻煩的一點(diǎn)，示波器提供了許多觸發(fā)方式，可根據(jù)測量問題加以應(yīng)用。作為數(shù)字示波器來說，觸發(fā)實(shí)際上參與了確定波形的存儲起點(diǎn)。不正常觸發(fā)正常觸發(fā)ab第十頁，共八十五頁，2022年，8月28日11TektronixTDS210SAVE/RECALLMEASUREACQUIREAUTOSETUTILITYCURSORDISPLAYHARDECOPYRUN/STOPPOSITIONPOSITIONPOSITIONVERTICALHORIZONTALTRIGGERMATHMENUCURSOR1CURSOR2

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SETLEVELTO50%FORCETRIGGERTRIGGERVIEWVOLT/DIVVOLT/DIVSEC/DIV5V2mv5V2mv5s5nsCH1CH2EXTTRIG!

300VCAT11三、數(shù)字示波器TDS210使用簡介第十一頁，共八十五頁，2022年，8月28日12水平刻度垂直刻度觸發(fā)電平刻度格線第十二頁，共八十五頁，2022年，8月28日13顯示區(qū)：顯示區(qū)除了進(jìn)行波形顯示外，還包括許多有關(guān)波形和儀器控制所設(shè)定值TekTTriTrig’dMPos：-8.200uSCH1耦合直流帶寬限制關(guān)60MHz伏/格粗調(diào)探頭X1反相關(guān)閉Ch1500mVM5.00uSCh1-160mV獲取方式，通過ACQUIRE設(shè)置觸發(fā)狀態(tài)，觸發(fā)方式通過TRIGGER設(shè)置觸發(fā)水平位置，可用HORIZONTALPOSITION設(shè)置，讀數(shù)顯示觸發(fā)水平位置與屏幕中心線的時間偏差菜單區(qū)，通過CH1或其它按鈕控制觸發(fā)電平通過TRIGGERLEVEL控制觸發(fā)電平的數(shù)據(jù)觸發(fā)類型，圖示為上升沿通過TRIGGERMENU控制視窗時基設(shè)定值水平標(biāo)尺系數(shù)垂直標(biāo)尺系數(shù)1波形的接地基準(zhǔn)點(diǎn)第十三頁，共八十五頁，2022年，8月28日14POSITIONPOSITIONVERTICALMATHMENUCURSOR1CURSOR2

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CH2MENUVOLT/DIVVOLT/DIV5V2mv5V垂直按鈕及波形輸入菜單：耦合直流關(guān)粗調(diào)探頭X1反相關(guān)閉帶寬限制伏/格耦合方式：直流通過輸入信號的交流和直流成分；交流阻擋輸入信號的直流成分；接地則斷開輸入信號帶寬限制：開20MHz限制帶寬，以減少噪音；伏/格：用于選擇垂直靈敏度。探頭：根據(jù)探極衰減系數(shù)選取其中一個值，以保證垂直標(biāo)尺讀數(shù)準(zhǔn)確反相：輸入信號要否反相控制菜單的選擇按鍵用于在垂直方向定位波形打開或關(guān)閉通道顯示并顯示通道輸入菜單顯示波形數(shù)學(xué)操作菜單，如波形加、減、FFT等選擇垂直方向標(biāo)尺系數(shù)操作FFTCH1窗口HamingFFT縮放X1第十四頁，共八十五頁，2022年，8月28日15水平控制按鈕及觸發(fā)控制按鈕：POSITIONVERTICALTRIGGERHORIZONTAL

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SETLEVELTO50%FORCETRIGGERTRIGGERVIEWSEC/DIV5s5ns調(diào)整所有通道的水平位置水平菜單主時基視窗設(shè)定觸發(fā)鈕電平釋抑500ns視窗擴(kuò)展改變水平標(biāo)尺系數(shù)這個按鈕具有雙重作用，作為邊沿觸發(fā)電平控制按鈕，它設(shè)定觸發(fā)信號必須通過的振幅；作為釋抑（通過HORIZONTALMENU選擇觸發(fā)和釋抑）控制鈕，它設(shè)定接收下一個觸發(fā)事件之前的時間值。觸發(fā)功能菜單視頻邊沿上升自動斜率耦合交流觸發(fā)方式觸發(fā)電平設(shè)定在觸發(fā)信號幅值的垂直中點(diǎn)強(qiáng)行觸發(fā)，不管是否有足夠的觸發(fā)信號，都會自動獲取觸發(fā)源觀察，顯示觸發(fā)源波形第十五頁，共八十五頁，2022年，8月28日16MEASUREACQUIREAUTOSETUTILITYCURSORDISPLAYHARDECOPYRUN/STOPSAVE/RECALL儲存/調(diào)出獲?。河腥印⒎逯禉z測和平均值幾種獲取方式測量：有5種測量并且同時顯示四種測量結(jié)果輔助功能自動設(shè)置：自動設(shè)定、調(diào)節(jié)各種控制值，以產(chǎn)生適宜觀察的輸入信號波形。有時需要輔助手工調(diào)整，特別在顯示各種調(diào)制波形時。出現(xiàn)測量光標(biāo)和光標(biāo)功能菜單選擇波形顯示方式和改變顯示對比度啟動打印操作啟動和停止波形獲取實(shí)例：1、將通道1的探頭連接到信號源。2、按下自動設(shè)置按鈕。3、手動調(diào)整垂直、水平、觸發(fā)三類控制按鈕，使波形顯示達(dá)到最佳。4、進(jìn)行自動測量：按下MEASURE按鈕顯示測量菜單，按下頂部菜單選擇信源，按下CH1進(jìn)行測量，再按下頂部菜單選擇類型，按下第一個CH1菜單以選擇頻率，按下第二個CH1菜單選擇周期，按下第三個CH1菜單選擇峰—峰值。也可以多次按下CH1菜單，進(jìn)行頻率、平均值等的測量。第十六頁，共八十五頁，2022年，8月28日17四、示波器探頭X1檔探頭第十七頁，共八十五頁，2022年，8月28日18Rp(9MΩ)和Cp位于探頭尖端內(nèi)，Rp為探頭輸入阻抗,Cp為探頭輸入電容R1(1MΩ)表示示波器的輸入阻抗C1表示示波器的輸入電容和同軸電纜等效電容以及探頭補(bǔ)償箱電容的組合值.

對于一個6feet的電纜就存在60pF容性，加上一般示波器的20pF的輸入電容以及一些雜散，大致為90pF左右。根據(jù)1：10的分壓，探頭的輸入電容應(yīng)該為10pF左右在使用X10檔測量時，為了精確地測量，兩個RC時間常量（RpCp和R1C1）必須相等

X10檔探頭第十八頁，共八十五頁，2022年，8月28日低通高通X10檔的探頭補(bǔ)償19第十九頁，共八十五頁，2022年，8月28日20低通高通第二十頁，共八十五頁，2022年，8月28日21X1檔和X10檔區(qū)別：1.輸入阻抗不同2.X10檔經(jīng)過衰減，輸入信號范圍更大3.X10檔經(jīng)過探頭補(bǔ)償，H對頻率不敏感選擇：1.對于內(nèi)阻較高的信號源，應(yīng)優(yōu)先選X10檔探針。2.如被測信號太小，就只好用X1檔探針。3.如被測信號頻率較高（>1MHz），使用X10檔探針。第二十一頁，共八十五頁，2022年，8月28日直流耦合與交流耦合交流耦合22第二十二頁，共八十五頁，2022年，8月28日選擇：1.只想觀測交流信號，想排除直流成分時用交流耦合。2.想觀測信號中的直流成分時，用直流耦合。3.信號頻率較低，用直流耦合。直流耦合與交流耦合23第二十三頁，共八十五頁，2022年，8月28日24五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、示波器×10檔探頭補(bǔ)償電容調(diào)試。2、正弦波信號測量：信號源分別產(chǎn)生頻率為1Hz、10Hz、100Hz、100KHz、1MHz、10MHz、16MHz，幅度為2.5V的正弦波，用AC、DC耦合示波器探頭×1和×10檔分別進(jìn)行測量，記錄示波器測量的信號頻率和對應(yīng)的幅度。3、測量矩形波信號的上升時間和下降時間：信號源產(chǎn)生頻率為2KHz幅度為2.5V的方波，用示波器的DC耦合示波器探頭為×10測量信號的上升時間和下降時間。4、測量直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓：直流電源分別輸出5V、15V、-15V，用示波器探頭×1測量直流電源輸出。第二十四頁，共八十五頁，2022年，8月28日25實(shí)驗(yàn)二：運(yùn)算放大器基本應(yīng)用電路一、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本單元實(shí)驗(yàn)講義開始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請自行參閱有關(guān)部分。二、預(yù)習(xí)要求：實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)運(yùn)算放大器基本使用及調(diào)試方法、運(yùn)放應(yīng)用電路及電路性能指標(biāo)的測試方法。第二十五頁，共八十五頁，2022年，8月28日261.反向放大器

選擇,以減少電路失調(diào)。2.同向放大器

選擇,以減少電路失調(diào)。:跟隨器第二十六頁，共八十五頁，2022年，8月28日273.積分電路

選擇,以減少電路失調(diào)。:大電阻，減少輸出端直流漂移4.微分電路

選擇,以減少電路失調(diào)。 :小電阻，防止高頻干擾和自激

第二十七頁，共八十五頁，2022年，8月28日28三、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、同相和反相比例運(yùn)算電路設(shè)計(jì)與測試：放大器電壓增益分別為KV=1和10，要求測量不失真輸出動態(tài)范圍Vopp和放大器的幅頻特性。

直流電源電壓VCC=+8V，VSS=-8V。

2、運(yùn)放積分電路和微分電路設(shè)計(jì)與測試：運(yùn)放積分電路：輸入一定頻率的矩形波Vipp=5V，調(diào)節(jié)積分電路時間常數(shù)，記錄不同時間常數(shù)對輸出三角波的影響。開始選RC為5.1K和0.01uF。

運(yùn)放微分電路：輸入一定頻率的三角波Vipp=5V，調(diào)節(jié)微分電路時間常數(shù)，記錄不同時間常數(shù)對輸出矩形波的影響。開始選RC為5.1K和0.01uF。信號頻率fVippRCVopp理論Vopp實(shí)際第二十八頁，共八十五頁，2022年，8月28日29四、設(shè)計(jì)及調(diào)試注意事項(xiàng)；

1、注意運(yùn)放電源不能反接：對應(yīng)左邊電路接線圖如右所示：2、積分電路電容兩端并接電阻可以減小輸出端的直流漂移，微分電路在輸入端串接電阻可抑制高頻干擾和自激。第二十九頁，共八十五頁，2022年，8月28日303、考慮運(yùn)放的負(fù)載能力和功耗（最大500mW），運(yùn)放的負(fù)載電阻不可過小。4、電源線的接法第三十頁，共八十五頁，2022年，8月28日31面包條5、面包板的使用第三十一頁，共八十五頁，2022年，8月28日32面包板第三十二頁，共八十五頁，2022年，8月28日33面包板第三十三頁，共八十五頁，2022年，8月28日346、電阻色環(huán)第三十四頁，共八十五頁，2022年，8月28日35第三十五頁，共八十五頁，2022年，8月28日36一、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本單元實(shí)驗(yàn)講義開始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請自行參閱有關(guān)部分。二、預(yù)習(xí)要求：實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)測量放大器和有源濾波器設(shè)計(jì)的基本概念和和主要元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電路性能指標(biāo)的測試方法。實(shí)驗(yàn)三、測量放大器第三十六頁，共八十五頁，2022年，8月28日37第三十七頁，共八十五頁，2022年，8月28日381.第一級放大電路第三十八頁，共八十五頁，2022年，8月28日39差模信號等效電路第三十九頁，共八十五頁，2022年，8月28日40共模信號等效電路第四十頁，共八十五頁，2022年，8月28日412.第二級差分放大電路因此當(dāng)時從而

第四十一頁，共八十五頁，2022年，8月28日3.第三級濾波電路

二階巴特沃斯低通濾波器

6個未知數(shù)，3個方程

取,以方便設(shè)計(jì)

先確定電容值，再確定電阻值

電阻可以并、串聯(lián)P64頁有設(shè)計(jì)實(shí)例42第四十二頁，共八十五頁，2022年，8月28日二階巴特沃斯高通濾波器

5個未知數(shù)，3個方程

取

以方便設(shè)計(jì)43第四十三頁，共八十五頁，2022年，8月28日44三、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、當(dāng)輸入信號的峰-峰值Vspp=1mV時，輸出信號的峰-峰值Vopp=1V。

建議第1級放大100倍，第2級放大5倍，第3級放大2倍。

2、輸入阻抗Ri>1MΩ

R取1MΩ，理論Ri=2MΩ3、頻率特性：Δf（-3dB）=2Hz--1kHz4、共模抑制比CMRR>70dB

實(shí)驗(yàn)需對上述參數(shù)進(jìn)行測量、記錄

測量方法，請閱讀書上P5頁部分的內(nèi)容。閱讀書上P9頁部分內(nèi)容，教你如何布板。第四十四頁，共八十五頁，2022年，8月28日45四、設(shè)計(jì)及調(diào)試注意事項(xiàng)；

1、設(shè)計(jì)時考慮電路的實(shí)際性能，從減少噪聲和提高共模抑制比的角度，一般第一級增益要大一些。考慮運(yùn)放的負(fù)載能力，運(yùn)放負(fù)載電阻的選取不能太小。R的選取和輸入阻抗的要求及運(yùn)放的偏置電流有關(guān)。調(diào)試時可分級調(diào)試。

2、實(shí)驗(yàn)中的輸入信號Vs應(yīng)是浮空的交流信號，而我們用來調(diào)試的信號源一端接地，由于信號源內(nèi)阻趨于零，又往往有直流電平輸出，故輸入端的接法可如圖2-7所示（下頁圖）。圖中C1是隔直電容，對低頻特性有影響，故不能取得太小(用474)，C2(用474)使另一端交流接地，又不影響直流平衡。

3、

在測量濾波器的幅頻特性時，可以用示波器測量放大器的幅頻特性的方法測量，用示波器直接觀察截止頻率處的波形衰減情況。第四十五頁，共八十五頁，2022年，8月28日46第四十六頁，共八十五頁，2022年，8月28日474、濾波器的設(shè)計(jì)：任何高階濾波器都可由一階和二階濾波器串聯(lián)而成，設(shè)計(jì)大致分為以下幾步（1）、根據(jù)衰減要求確定濾波器的階數(shù)n。（2）、選擇具體的電路形式。（3）、根據(jù)電路的傳遞函數(shù)和查表（見講義）后得到的濾波器的傳遞函數(shù)，建立起系數(shù)的恒等方程組。先定電容的序列值，再解方程組得到電路中其它元件的具體數(shù)值。五、提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

設(shè)計(jì)一個二階帶阻濾波器，要求f0=50Hz，Q=2.5。將帶阻濾波器與你設(shè)計(jì)的測量放大器(fH=30Hz)連接觀察自己的心電圖波形。第四十七頁，共八十五頁，2022年，8月28日48六、參數(shù)測量1.輸入阻抗Ri前提：忽略信號源內(nèi)阻取值要適當(dāng)

不要太大，保證輸出不失真信號頻率應(yīng)選在所需工作頻率第四十八頁，共八十五頁，2022年，8月28日492.輸出阻抗Ro取值要適當(dāng)

不要太大，保證輸出不失真信號頻率應(yīng)選在所需工作頻率第四十九頁，共八十五頁，2022年，8月28日503.輸大倍數(shù)Av第五十頁，共八十五頁，2022年，8月28日51實(shí)驗(yàn)四、晶體管輸出特性曲線測試電路一、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)的原理在本實(shí)驗(yàn)講義開始的原理部分作了詳細(xì)闡述，請自行參閱有關(guān)部分。二、預(yù)習(xí)要求：實(shí)驗(yàn)前要求預(yù)習(xí)有關(guān)矩形波、鋸齒波、階梯波電路設(shè)計(jì)的基本概念和主要元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電路性能指標(biāo)的測試方法。三、基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、矩形波的f≥500Hz，占空比為5%。

2、階梯波的級數(shù)能從4-10變化，ΔV為1V。

3、鋸齒波（0-7V）、階梯波從零值附近開始。

4、各級輸出波形符合要求后接入被測三極管，觀察輸出特性曲線。5、分別用示波器和特性曲線儀測量，記錄比較。第五十一頁，共八十五頁，2022年，8月28日52三極管特性曲線第五十二頁，共八十五頁，2022年，8月28日53第五十三頁，共八十五頁，2022年，8月28日54第五十四頁，共八十五頁，2022年，8月28日55一階電路的三要素法運(yùn)放2號腳的電壓r(t)1.從充電至2.從放電至

解得第五十五頁，共八十五頁，2022年，8月28日C2、R5越小，脈沖越窄，每次充電電量越小R6越大，充電電流越小，每次充電電量越小C3越大，每次跳變電壓越小R5、R6取千歐量級56第五十六頁，共八十五頁，2022年，8月28日57第五十七頁，共八十五頁，2022年，8月28日58第五十八頁，共八十五頁，2022年，8月28日59四、設(shè)計(jì)提示：1、R1、R2、R3、R4取值決定矩形波的振蕩周期，公式為：

T=（R1+R2）·C1·ln（1+2R3/R4）而R1、R2的取值決定矩形波的占空比。2、R5、C2構(gòu)成微分電路，其取值與尖脈沖的高度和寬度有關(guān)也會影響后面階梯波的形狀，R6、C3取值與階梯波臺階大小有關(guān)。3、D3、D7主要考慮鋸齒波、階梯波從零值附近開始而設(shè)置的補(bǔ)償電壓，R11、R12是二極管限流電阻。4、R9、R10的取值決定鋸齒波上升和下降的快慢。5、R13的取值應(yīng)使被測三極管工作在放大區(qū)。第五十九頁，共八十五頁，2022年，8月28日606、各電阻、電容的值的確定可以先定電容的序列值，再依據(jù)相關(guān)公式計(jì)算電阻的值。7、注意示波器的接地端接機(jī)殼，直流電源的公共端不與示波器的接地端相連，避免被測三極管C、E短路。五、提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、改進(jìn)電路，使示波器顯示的輸出特性曲線無回掃線。

2、自行設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)輸出特性曲線顯示更符合平時的習(xí)慣，即X軸應(yīng)顯示Vce而不是-Vce。第六十頁，共八十五頁，2022年，8月28日61實(shí)驗(yàn)五、綜合實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)單元共安排4個實(shí)驗(yàn)題目供同學(xué)們選做，實(shí)驗(yàn)題目如下：實(shí)驗(yàn)一：計(jì)數(shù)型控制器設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)二：智力競賽搶答計(jì)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)三：數(shù)字信號三位數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)四：直流數(shù)字電壓表

器件資料：第六十一頁，共八十五頁，2022年，8月28日62器件列表

注意：發(fā)的數(shù)字器件都是5VTTL電平標(biāo)準(zhǔn)！型號說明74LS002輸入與非門74LS04非門74LS14施密特非門74LS204輸入與非門74LS74觸發(fā)器74LS75鎖存器74LS934位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS123單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS161可預(yù)置數(shù)的4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS194可預(yù)置數(shù)的4位移位寄存器74LS2494-7譯碼器74LS390雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器NE555/LM555定時器DAC0832DA轉(zhuǎn)換器第六十二頁，共八十五頁，2022年，8月28日63實(shí)驗(yàn)一：計(jì)數(shù)型控制器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：試設(shè)計(jì)一控制器，要求控制器在開機(jī)T秒后啟動某節(jié)拍分配器開始工作，而在節(jié)拍分配器運(yùn)轉(zhuǎn)N秒后自行停止，以后不斷重復(fù)執(zhí)行。T和N值可根據(jù)一組開關(guān)的預(yù)置值進(jìn)行選擇，節(jié)拍分配器的輸出要求按下列程序工作：第六十三頁，共八十五頁，2022年，8月28日64計(jì)數(shù)型控制器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1、彩燈的循環(huán)顯示可移位寄存器74LS194實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)對74LS194左移、右移和置數(shù)端子的控制?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)可用74LS93實(shí)現(xiàn)。2、起?？刂瓶赏ㄟ^兩個計(jì)數(shù)器控制D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)對時鐘信號的閘門控制。第六十四頁，共八十五頁，2022年，8月28日65第六十五頁，共八十五頁，2022年，8月28日66振蕩電路

第六十六頁，共八十五頁，2022年，8月28日67復(fù)位電路

第六十七頁，共八十五頁，2022年，8月28日68置數(shù)第六十八頁，共八十五頁，2022年，8月28日69組合邏輯1第六十九頁，共八十五頁，2022年，8月28日70組合邏輯2

如果沒有組合邏輯2，則狀態(tài)1、2、4下的LED點(diǎn)亮滿足設(shè)計(jì)要求。但狀態(tài)3的輸出不滿足條件。

如果沒有組合邏輯2，在狀態(tài)3下，LED的點(diǎn)亮順序?yàn)?/p>

而要求的順序?yàn)?/p>

據(jù)此設(shè)計(jì)組合邏輯2第七十頁，共八十五頁，2022年，8月28日71LED驅(qū)動

發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓約2V，亮度適中需要5-10mA電流。 74系列IO口高電平輸出5V。

據(jù)此計(jì)算限流電阻大小。

排組第七十一頁，共八十五頁，2022年，8月28日72搭建和調(diào)試步驟

第七十二頁，共八十五頁，2022年，8月28日73實(shí)驗(yàn)二：智力競賽搶答計(jì)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)要求：搶答電路能允許三組同學(xué)同時參加競賽，在宣布了題目后，只要三組同學(xué)要求答題（通過開關(guān)）的時間差在100ns以上，電路應(yīng)能予以判別，一旦某組搶到了答題權(quán)利，其他兩組的搶答權(quán)利既自動取消。電路能給出誰首先搶到了答題權(quán)利的閃光顯示信號。搶答所用時間由計(jì)時電路告知，要求計(jì)時電路顯示時間精確到秒，最大顯示時間為90秒。一旦時間大于等于三分鐘，電路自動停止計(jì)數(shù)，并取消所有同學(xué)的搶答權(quán)利。計(jì)時和搶答電路既受裁判控制，也受智力競賽搶答獲勝者控制。

智力競賽搶答計(jì)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1、搶答器可以用鎖存器或觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，也可以直接用與非門互鎖實(shí)現(xiàn)。2、計(jì)時系統(tǒng)可用計(jì)數(shù)器390和譯碼器249