電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教案

試驗(yàn)一常用儀器儀表的使用〔驗(yàn)證性〕1、了解生疏本試驗(yàn)室電工電子試驗(yàn)臺(tái)的使用。2、了解常用電子儀器儀表的主要技術(shù)指標(biāo)。3、生疏常用電子儀器儀表板的板面旋鈕。4、學(xué)習(xí)電子儀器儀表的使用方法。二、試驗(yàn)設(shè)備與儀器序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1直流可調(diào)穩(wěn)壓電源0~30v二路2數(shù)字萬(wàn)用表13雙蹤示波器14溝通毫伏表15函數(shù)信號(hào)發(fā)生器16通用電學(xué)試驗(yàn)臺(tái)17直流電壓表1.11三、試驗(yàn)電路與說(shuō)明1.1直流穩(wěn)壓電源：為電路供給能源。低頻信號(hào)發(fā)生器：為電路供給各種頻率和幅度的輸入信號(hào)。示波器：用來(lái)觀看電路中各點(diǎn)波形，以監(jiān)視電路是否正常工作，同時(shí)還用于測(cè)量波形周期，幅度，相位差及觀看電路的特性曲線等。晶體管毫伏表：用于測(cè)量電路的輸入，輸出信號(hào)電壓的有效值。數(shù)字式〔或指針式〕萬(wàn)用表：用來(lái)測(cè)量電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和直流信號(hào)的值。四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、直流穩(wěn)壓電源的使用〔1.2〕直流穩(wěn)壓電源輸出值+5v+12v+20v

數(shù)模雙顯直流電壓表測(cè)量值數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值2、低頻信號(hào)發(fā)生器的使用〔1.3〕函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出輸出衰減20dB函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出輸出衰減20dB40dB后的讀輸出衰減20dB+40dBVp-p=1v數(shù)數(shù)后的讀數(shù)Vp-p=10v3、信號(hào)發(fā)生器與毫伏表的使用〔表1.4〕函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出Vp-p=1v，f=1kHzVp-p=5v，f=1kHzVp-p=10v，f=1kHz

溝通毫伏表的測(cè)量值〔有效值〕4、示波器的使用〔1.5〕函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)示波器測(cè)量值Vp-p=1v，f=1kHzVp-p=5v，f=1kHzVp-p=10v，f=1kHz五、試驗(yàn)總結(jié)與分析

f Vp-p V有效值1、整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)展數(shù)據(jù)的處理及誤差分析。2、完成試驗(yàn)報(bào)告。試驗(yàn)二共射極單管放大電路的爭(zhēng)論〔設(shè)計(jì)性〕一.試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響；把握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測(cè)試方法；生疏常用電子儀器及模擬電路試驗(yàn)設(shè)備的使用。二.試驗(yàn)設(shè)備與器材依據(jù)試驗(yàn)室供給的元件選取〔電路板〕三.試驗(yàn)電路與說(shuō)明試驗(yàn)電路如圖8.1所示，為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器試驗(yàn)電路圖。它的偏置電路承受R和RR，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)B1 B2 E在放大器的輸入端參加輸入信號(hào)u后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與u相位相反，幅值i i被放大了的輸出信號(hào)u，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。安裝電路時(shí)，要留意電解電容極性、直流電0源正負(fù)極和信號(hào)源的極性。圖8.1共射極單管放大器試驗(yàn)電路〔注：實(shí)際元件參數(shù)依據(jù)自己選擇的元件參數(shù)為準(zhǔn)〕四.試驗(yàn)內(nèi)容與步驟電路安裝β值。②按圖8.1確、結(jié)實(shí)。測(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)①電路安裝完畢經(jīng)檢查無(wú)誤后，首先將直流穩(wěn)壓電源調(diào)到12V，接通直流電源前，先將RW調(diào)至最大，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出旋鈕旋至零,再接通直流電源,調(diào)整R，使I＝2.0mA〔即U2.0。

P C e②用萬(wàn)用表測(cè)量電路的靜態(tài)電壓U、U、U、U、U

，并記錄在表8.2中。CC BQ

EQ

CEQ測(cè)試內(nèi)容U測(cè)試內(nèi)容U/VCCU/VbQU/VeQU/VbeQU/VceQI/mAcQ測(cè)量值理論計(jì)算值測(cè)量電壓放大倍數(shù)①將信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)調(diào)到頻率為1kHz、幅度為10mV左右的正弦波，接到放大電路輸入端,然后用示波器觀看輸出信號(hào)的波形。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，要保證輸出信號(hào)不產(chǎn)生失真。如輸出信號(hào)產(chǎn)生失真，可適當(dāng)減小輸入信號(hào)的幅度。②用電子毫伏表測(cè)量測(cè)量下述二種狀況下的Uu和u的相位關(guān)系，AUo

O O iUA ou

U usi和

UsU的電壓放大倍i數(shù)和對(duì)信號(hào)源U的電壓放大倍數(shù)，記錄在表8.3中。s測(cè)試內(nèi)容測(cè)試內(nèi)容smV不接負(fù)載〔R=∞〕LU/接上負(fù)載〔R=2.4kΩ〕LimVU/VoAuAussmVimVU/VoAuAus測(cè)量值理論計(jì)算值觀看靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響置R＝2.4kΩ，R＝2.4kΩ，u＝0，調(diào)整R使I＝2.0mA，測(cè)出U值，再逐步加大輸入c L i P c ce信號(hào)，使輸出電壓u0

足夠大但不失真。然后保持輸入信號(hào)不變，分別增大和減小R，使波WuI和U8.4I和U值0時(shí)都要將信號(hào)源的輸出旋鈕旋至零。

c ce

C CEcLiI/mAcU/VceucLiI/mAcU/Vceu波形0失真狀況管子工作狀態(tài)2.0(5)測(cè)量最大不失真輸出電壓的幅度置R＝2.4kΩ，R＝2.4kΩ，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器輸出，使U漸漸增大，用示波器觀看輸出C L sU，這時(shí)示波器所顯s續(xù)增大U，觀看輸出信號(hào)波形的失真狀況。s五.試驗(yàn)總結(jié)與分析8.2中，再與測(cè)量值進(jìn)展比較，并分析誤差的緣由。通過(guò)電路的動(dòng)態(tài)分析，計(jì)算出電路的電壓放大倍數(shù)，包括不接負(fù)載時(shí)的A、A以及接u us上負(fù)載時(shí)的A、A。將計(jì)算結(jié)果填入表8.3中，再與測(cè)量值進(jìn)展比較，并分析產(chǎn)生誤差的原u us因。答復(fù)以下問(wèn)題：①放大電路所接負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，對(duì)電路的電壓放大倍數(shù)有何影響？②怎樣用測(cè)量信號(hào)電壓的方法來(lái)測(cè)量放大電路的輸入電阻和輸出電阻？心得體會(huì)與其他。試驗(yàn)三根本運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)〔設(shè)計(jì)性〕一.試驗(yàn)?zāi)康臓?zhēng)論由集成運(yùn)算放大器組成的比例、加法、減法和積分等根本運(yùn)算電路的功能；學(xué)會(huì)上述電路的測(cè)試和分析方法。二.試驗(yàn)設(shè)備與器材試驗(yàn)所用設(shè)備與器材見(jiàn)表9.1示。表9.1 試驗(yàn)九的設(shè)備與器材序號(hào)1名稱試驗(yàn)臺(tái)型號(hào)與規(guī)格SL-162數(shù)量1臺(tái)備注2雙蹤示波器0～20M1臺(tái)3電子毫伏表1只4萬(wàn)用表1只5集成運(yùn)算放大器μA7411片6電阻假設(shè)干7電容假設(shè)干8連接導(dǎo)線假設(shè)干三.試驗(yàn)電路與說(shuō)明集成運(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)放大電路線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。根本運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路電路如圖9.1所示。對(duì)于抱負(fù)運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為RU fU0 R i1為了減小輸入級(jí)偏置電流引起的運(yùn)算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻R＝R//R。反相加法電路電路如圖9.2所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為

1 fRU fUO R i11

R fU )R i22R＝R//R//R3 1 2 f圖9.1反相比例運(yùn)算電路 圖9.2反相加法運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路k圖9.3(a)是同相比例運(yùn)算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為RU (1O

R i1R＝R//R2 1 f當(dāng)R→∞時(shí)，U＝U，即得到如圖9.3(b)所示的電壓跟隨器。圖中R＝R，用以減小漂1 O i 2 f移和起保護(hù)作用。一般R取10kΩ，R太小起不到保護(hù)作用，太大則影響跟隨性。f f圖9.3同相比例運(yùn)算電路〔4〕差動(dòng)放大電路〔減法器〕減法運(yùn)算電路如圖9.4所示。圖2.4減法運(yùn)算電路圖 圖9.5積分運(yùn)算電路對(duì)于圖9.4所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng)R＝R，R＝R時(shí)，有如下關(guān)系式1 2RU f(U

fU)(5)積分運(yùn)算電路

0 R i2 1反相積分電路如圖9.5所示。在抱負(fù)化條件下，輸出電壓為u(t)ORCu(t)RCO1

tudt+u (0)0 i C 式中，u(0t＝0C兩端的電壓值，即初始值。C + +假設(shè)u(t)是幅值為E的階躍電壓，并設(shè)u(0＝0，則i c +1 Eu(t) tEdt- tO RC o RC1 1即輸出電壓u(t)隨時(shí)間增長(zhǎng)而線性下降。明顯RC的數(shù)值越大，到達(dá)給定的U值所需的o o時(shí)間就越長(zhǎng)。積分輸出電壓所能到達(dá)的最大值受集成運(yùn)放最大輸出范圍的限值。四.試驗(yàn)內(nèi)容與步驟會(huì)損壞集成塊。反相比例運(yùn)算電路①按圖9.1連接試驗(yàn)電路，接通±12V電源，輸入端對(duì)地短路，進(jìn)展調(diào)零和消振。②輸入f＝100Hz，U＝0.5V的正弦溝通信號(hào)，測(cè)量相應(yīng)的U，并用示波器觀看u(t)和u(t)i o o i的相位關(guān)系，記入表9.2中。iU/ViU/ViU/ViU/V0u波形iu波形oAu實(shí)測(cè)值計(jì)算值同相比例運(yùn)算電路①按圖9.3(a)連接試驗(yàn)電路。試驗(yàn)步驟同內(nèi)容1，將結(jié)果記入表9.3中。②將圖9.3(a)中的R斷開(kāi)，得圖9.9(b)電路重復(fù)內(nèi)容①。1U/ViU/VU/ViU/V0iu(tiu(toAu實(shí)測(cè)值 計(jì)算值反相加法運(yùn)算電路①按圖9.2連接試驗(yàn)電路。調(diào)零和消振。U②輸入信號(hào)

Ui1、

i2承受直流信號(hào)，圖9.6所示電路為簡(jiǎn)易直流信號(hào)源，由試驗(yàn)者自行完量輸入電壓U、U及輸出電壓U，記入表9.4中。i1 i2 OU/Vi1UU/Vi1U/Vi2U/VO減法運(yùn)算電路①按圖9.4連接試驗(yàn)電路。調(diào)零和消振。②承受直流輸入信號(hào)，試驗(yàn)步驟同內(nèi)容39.中。表9.5減法器測(cè)量數(shù)據(jù)UU/Vi1U/Vi2U/VO積分運(yùn)算電路試驗(yàn)電路如圖9.5所示。①翻開(kāi)SS2 1②調(diào)零完成后，再翻開(kāi)SSu(o)＝0。1 2 C③預(yù)先調(diào)好直流輸入電壓U＝0.5V，接入試驗(yàn)電路，再翻開(kāi)Si 2出電壓U，每隔5秒讀一次U，記入表9.6中，直到U不連續(xù)明顯增大為止。O O O表9.6積分器測(cè)量數(shù)據(jù)TT/sU/V0051015202530……五.試驗(yàn)總結(jié)與分析整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出波形圖〔留意波形間的相位關(guān)系。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)生誤差的緣由。分析爭(zhēng)論試驗(yàn)中消滅的現(xiàn)象和問(wèn)題。答復(fù)以下問(wèn)題：①在反相加法器中，如U和U均承受直流信號(hào)，并選定U＝－1V，當(dāng)考慮到運(yùn)算放大器i1 i2 i2的最大輸出幅度(±12V)時(shí)，｜U｜的大小不應(yīng)超過(guò)多少伏？i1②在積分電路中，如R＝100kΩC＝4.7μFU＝0.5V，問(wèn)要使輸出電1 i壓U到達(dá)5V，需多長(zhǎng)時(shí)間〔設(shè)u(o)＝0〕？O C心得體會(huì)與其他。試驗(yàn)四譯碼器及其應(yīng)用〔驗(yàn)證性〕一.試驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證編碼器、譯碼器的規(guī)律功能。了解集成編碼器、譯碼器的應(yīng)用。二.試驗(yàn)設(shè)備與器材11.1。表11.1 試驗(yàn)設(shè)備與器材序號(hào)名稱 型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1直流電源 ＋5V12規(guī)律電平開(kāi)關(guān)13規(guī)律電平顯示器1484211510-4線優(yōu)先編碼器 74LS14716雙2-4線譯碼器 74LS13917BCD—十進(jìn)制譯碼器 74LS14518連接導(dǎo)線假設(shè)干三.試驗(yàn)電路與說(shuō)明編碼器反的過(guò)程。依據(jù)被編碼信號(hào)的不同特點(diǎn)和要求，編碼器也分成三類：①二進(jìn)制編碼器：如用門(mén)電路構(gòu)成的4-28-3②二～十進(jìn)制編碼器：將十進(jìn)制的0～9BCD10-4BCD74LS1478-374LS148譯碼器而實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。譯碼器分成三類。2-474LS139，3-874LS138②二～十進(jìn)制譯碼器：實(shí)現(xiàn)各種代碼之間的轉(zhuǎn)換，例如74LS145～十進(jìn)制譯碼器。③顯示譯碼器：用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種數(shù)字顯示器，如共陰數(shù)碼管譯碼驅(qū)動(dòng)74LS4〔或74LS2474LS47〔74LS247〕等。四.試驗(yàn)內(nèi)容與步驟編碼器試驗(yàn)10-4〔十進(jìn)制～BCD〕74LS147IC11.111.21～9〔，輸出DQCBA接LED發(fā)光二級(jí)管。接通電源，按表11.2輸入各規(guī)律電平，11.2 圖11.1編碼器74LS147的管腳排列 圖11.210-4線編碼器電路原理圖輸11.2入十進(jìn)制—BCD輸出12345 67 8 9 QQQQDCBA11111 11111111××××× ×××0××××× ××01××××× ×011××××× 0111××××0 1111×××01 1111××011 1111×0111 111101111 1111注：表中×為隨便狀態(tài)。譯碼器試驗(yàn)2-474LS139插入IC11.311.4G、A、B接規(guī)律開(kāi)關(guān)，輸出端YYYYLED0 1 2 311.37