電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心 2012年2月目 錄實(shí)驗(yàn)一 電路基本定律- 2 -實(shí)驗(yàn)二 RC一階電路響應(yīng)測(cè)試- 6 -實(shí)驗(yàn)三 三相交流電路- 9 -實(shí)驗(yàn)四 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制- 12 -實(shí)驗(yàn)五 共射極單管放大電路- 15 -實(shí)驗(yàn)六 集成運(yùn)算放大器- 19 -實(shí)驗(yàn)七 門電路與觸發(fā)器- 22 -實(shí)驗(yàn)八 集成計(jì)數(shù)器與寄存器的應(yīng)用- 25 -實(shí)驗(yàn)九 555定時(shí)器及其應(yīng)用- 29 -實(shí)驗(yàn)十 直流穩(wěn)壓電源綜合實(shí)驗(yàn)- 31 -實(shí)驗(yàn)一 電路基本定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證基氏定律（KCL、KVL）2驗(yàn)證迭加定理3驗(yàn)證戴維南定理4加深對(duì)電流、電壓參考方向的理解5正確使用直流穩(wěn)壓電源和萬(wàn)用電表二、儀器設(shè)備1TPEDG2電路分析實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2MF10 型萬(wàn)用表及數(shù)字萬(wàn)用表 各1臺(tái)三、預(yù)習(xí)內(nèi)容1認(rèn)真閱讀TPEDG2電路分析實(shí)驗(yàn)箱使用說(shuō)明（見(jiàn)附錄）2預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟；寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，設(shè)計(jì)測(cè)量表格并計(jì)算理論值3根據(jù)TPEDG2電路分析實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)好連接線路四、實(shí)驗(yàn)原理1基爾霍夫電流、電壓定律及疊加定理（1）基爾霍夫電流定律（KCL）R1R2R3E1E2ABI1I2I3 在集總電路中，任一瞬時(shí)，流向某一結(jié)點(diǎn)的電流之和等于由該結(jié)點(diǎn)流出的電流之和。圖1-1 驗(yàn)證基爾霍夫電流、電壓定律電路原理圖電路原理圖及電流的參考方向如圖1-1所示。根據(jù)KCL，當(dāng)E1、E2共同作用時(shí)，流入和流出結(jié)點(diǎn)A的電流應(yīng)有：I1+I2-I3=0成立。（2）基爾霍夫電壓定律（KVL）在集總電路中，任一瞬時(shí)，沿任一回路所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。其電路原理圖及電流的參考方向如圖1-1所示。根據(jù)KVL應(yīng)有：E1-UR1-UR3=0；或E1-UR1+UR2-E2=0；或E2-UR1-UR2=0成立。（3）疊加定理在線性電路中，任一支路中的電流（或電壓）等于電路中各個(gè)獨(dú)立源分別單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生的電流（或電壓）的代數(shù)和。所謂一個(gè)電源單獨(dú)作用是指除了該電源外其他所有電源的作用都去掉，即理想電壓源所在處用短路代替，理想電流源所在處用開(kāi)路代替，但保留它們的內(nèi)阻，且電路結(jié)構(gòu)不作改變。由于功率是電壓或電流的二次函數(shù)，因此疊加定理不能用來(lái)直接計(jì)算功率。 電路原理圖及電流的參考方向如圖1-1所示。分別測(cè)量E1、E2共同作用下的電流I1、I2、I3；E1單獨(dú)作用下的電流I1、I2、I3和E2單獨(dú)作用下的電流I1、I2、I3。根據(jù)疊加原理應(yīng)有：I1=I1+ I1； I2= I2+ I2； I3=I3+ I3成立。2戴維南定理線性有源二端網(wǎng)絡(luò)ab等效成+-abUOCReq任何一個(gè)線性有源二端口網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于外電路而言，總可以用一個(gè)理想電壓源和電阻的串聯(lián)形式來(lái)代替。理想電壓源的電壓等于原二端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC ，其電阻（又稱等效電阻）等于網(wǎng)絡(luò)中所有電壓源短路、電流源開(kāi)路時(shí)的入端等效電阻Req，見(jiàn)圖1-2。圖1-2 戴維南定理示意圖（1）開(kāi)路電壓的測(cè)量方法a直接測(cè)量法：當(dāng)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Req與電壓表的內(nèi)阻相比可以忽略不計(jì)時(shí)，可以直接用電壓表測(cè)量開(kāi)路電壓。b零示法：在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓時(shí)，用電壓表直接測(cè)量會(huì)造成較大誤差。為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，采用零示法。即用一個(gè)低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓相等時(shí)，電壓表的讀數(shù)將為0。然后將電路斷開(kāi)，測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC。（2）等效電阻的測(cè)量方法a短路電流法：用電壓表測(cè)得開(kāi)路電壓UOC后，將開(kāi)路端短路，測(cè)其短路電流ISC，則等效電阻Req=UOC/ISC。此方法測(cè)量簡(jiǎn)便，但可能因短路電流過(guò)大會(huì)損壞電路內(nèi)部的元件，對(duì)于等效電阻較小的二端網(wǎng)絡(luò)，一般不宜采用。b兩次電壓測(cè)量法：先測(cè)開(kāi)路電壓UOC，再在開(kāi)路端接一個(gè)已知負(fù)載電阻RL，測(cè)RL兩端的電壓UL，則等效電阻。c半電壓測(cè)量法：調(diào)電位器RL大小，當(dāng)其兩端的電壓等于二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓的一半時(shí)，RL的阻值即為等效電阻Req的值。d直接測(cè)量法：當(dāng)二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻與萬(wàn)用表內(nèi)阻相比可忽略不計(jì)時(shí)，可用萬(wàn)用表歐姆檔直接測(cè)量二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Req。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、驗(yàn)證基爾霍夫電流（KCL）、電壓（KVL）定律 實(shí)驗(yàn)線路中取的E1=3V、E2=6V，R1=R2=R3=1k，連接電路，測(cè)量各支路電流及各元件兩端的電壓值，驗(yàn)證結(jié)果，自擬表格。2、驗(yàn)證疊加定理測(cè)量E1、E2單獨(dú)作用和共同作用時(shí)，各支路的電流值。數(shù)據(jù)填入表1-1。表1-1 驗(yàn)證疊加定理I1（mA）I2（mA）I3（mA）計(jì)算測(cè)量誤差計(jì)算測(cè)量誤差計(jì)算測(cè)量誤差E1作用E2作用E1、 E2作用3、驗(yàn)證戴維南定理用戴維南定理測(cè)量R3支路的電流I3。按實(shí)驗(yàn)原理，選擇合適的測(cè)量方法測(cè)量開(kāi)路電壓UOC和等效電阻Req的值。然后用直流電壓源和可變電位器分別調(diào)出UOC和Req的值，再串上R3支路，測(cè)量R3支路的電流I3。注意：1一定要接好線后再開(kāi)電源，切勿帶電接線。 2選定參考方向后，按參考方向插入指針式萬(wàn)用表表筆。測(cè)量電壓或電流時(shí)， 如果指針正偏，測(cè)量值為正，電壓或電流的實(shí)際方向與參考方向一致；如指針?lè)雌?，則必須調(diào)換萬(wàn)用表表筆極性，重新測(cè)量，此時(shí)，測(cè)量值為負(fù)正，說(shuō)明電壓或電流的實(shí)際方向與參考方向相反。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1數(shù)據(jù)分析：用你所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如何驗(yàn)證定律及定理的？2與計(jì)算值比較，分析誤差原因。3請(qǐng)回答問(wèn)題： 1）你是如何通過(guò)電流表的串入，測(cè)試并理解參考方向這一概念的？ 2）在驗(yàn)證戴維南定理的實(shí)驗(yàn)中，如果線性二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻和你所用的萬(wàn)用電表內(nèi)阻接近時(shí)， 應(yīng)選用實(shí)驗(yàn)原理中講述的哪種方法測(cè)量Req值？ 實(shí)驗(yàn)二RC一階電路響應(yīng)測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握RC一階動(dòng)態(tài)電路零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的概念。 2. 學(xué)習(xí)電路時(shí)間常數(shù)的測(cè)量方法。 3. 掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。 4. 進(jìn)一步學(xué)會(huì)用示波器觀測(cè)波形。二、儀器設(shè)備1TPEA3模擬電路實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2YB1602P 系列功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 或EM1652 系列數(shù)字信號(hào)源 1臺(tái)3KENWOOD CS-4125A 20MHz 2通道示波器 1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理1 RC電路的方波響應(yīng)圖2-1（a）所示為RC串聯(lián)電路。為了用示波器觀察電路的暫態(tài)過(guò)程，用方波來(lái)代替輸入階躍信號(hào)。在ui端加方波信號(hào)時(shí)，電容兩端的響應(yīng)波形如圖2-1（c）所示。圖2-1 方波激勵(lì)下電容的響應(yīng)波形圖（c）中，ab段曲線是電容器的充電過(guò)程，即零狀態(tài)響應(yīng)過(guò)程。此過(guò)程維持時(shí)間的長(zhǎng)短與時(shí)間常數(shù)有關(guān)，=RC。當(dāng)t=時(shí)，電容電壓uC（）=0.632Um（Um為方波信號(hào)的峰值）；當(dāng)t=5時(shí)，電容電壓uC（5）=0.993Um。通常認(rèn)為t=5時(shí)，電路暫態(tài)過(guò)程結(jié)束，進(jìn)入新的穩(wěn)定狀態(tài)。bc段是電容器的放電過(guò)程，即零輸入響應(yīng)過(guò)程。當(dāng)t=時(shí)，電容電壓uC（）=0.368Um；當(dāng)t=5時(shí)，電容電壓uC（5）=0.007Um，此時(shí)電路已接近穩(wěn)定狀態(tài)。圖2-2 輸入正負(fù)對(duì)稱方波時(shí)電容端的全響應(yīng)波形由于函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出的是正負(fù)對(duì)稱的方波，因此，當(dāng)此信號(hào)作為RC電路的階躍信號(hào)時(shí)，電路是一個(gè)輸入階躍和電容初始值均不為零的全響應(yīng)過(guò)程，如圖2-2。2用示波器測(cè)量時(shí)間常數(shù)在電容充電響應(yīng)波形上，沿波形在縱軸上找到0.632Um值的點(diǎn)，通過(guò)該點(diǎn)做垂線與橫軸相交，讀出該點(diǎn)到充電波形起始端之間的格數(shù)a，則時(shí)間常數(shù)= a掃描時(shí)間s/div。 （注意掃描微調(diào)要放在CAL校準(zhǔn)位置）。3微分電路和積分電路 微分電路和積分電路是電容器充放電現(xiàn)象的一種應(yīng)用，電路如圖2-3所示。微分電路中，當(dāng)時(shí)間常數(shù)很小時(shí)，輸出電壓uR正比于輸入電壓ui的微分，即；積分電路中，當(dāng)時(shí)間常數(shù)很大時(shí)，輸出電壓uC正比于輸入電壓ui的積分，即。 (a)微分電路 (b) 積分電路 圖2-3 微分電路與積分電路當(dāng)輸入電壓ui的波形為正負(fù)對(duì)稱的方波時(shí)，微、積分電路輸入、輸出電壓波形如圖2-4所示。如改變時(shí)間常數(shù)與方波脈沖寬度tP的比值，電容器充放電的快慢就不同，因此輸出電壓的波形就不同。 (a) 微分電路uR波形 (b) 積分電路uC波形圖2-4 微分、積分電路輸出波形在微分電路中，當(dāng)>>tP時(shí)，電容器充電很慢，輸出電壓uR與輸入電壓ui的波形很相近。隨著和tP比值的減小，電阻兩端電壓uR的波形逐漸變成正負(fù)尖脈沖，如圖2-4（a）所示。越小，尖脈沖越陡。因此，構(gòu)成微分電路的條件是：（1）<<tP（通常<0.2 tP），（2）從電阻兩端輸出。在積分電路中，當(dāng)tP時(shí)，電容器充放電較快，電容兩端的波形如圖2-1（c）所示。當(dāng)>>tP時(shí)，電容器充電緩慢，后又經(jīng)電阻緩慢放電，電容兩端電壓uC的波形逐漸變成三角波，越大，充放電越緩慢，輸出三角波的線性度越好，如圖2-4（b）所示。因此，構(gòu)成積分電路的條件是：（1）>>tP（通常>5 tP），（2）從電容兩端輸出。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1根據(jù)RC電路的全響應(yīng)波形，觀察零狀態(tài)和零輸入響應(yīng)過(guò)程，并通過(guò)波形測(cè)量時(shí)間常數(shù)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出Upp3V、f1kHz（tP=T/2=0.5ms）的方波作為階躍信號(hào)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，在元件參數(shù)滿足要求時(shí)，通過(guò)示波器測(cè)量時(shí)間常數(shù)，并與計(jì)算值比較誤差。2觀察RC電路的微分響應(yīng)按實(shí)驗(yàn)原理選擇電阻、電容參數(shù)及方波信號(hào)的頻率，觀察<< tP（一般<0.2 tP）時(shí)ui和uR的波形，并測(cè)量uR峰峰值。改變電阻或電容的參數(shù)，使值增大時(shí)，觀察uR波形的變化。3觀察RC電路的積分響應(yīng)按實(shí)驗(yàn)原理選擇電阻、電容參數(shù)及方波信號(hào)的頻率，觀察>>tP時(shí)ui和uC的波形，并測(cè)量uR峰峰值。改變電阻或電容的參數(shù)，使值減小時(shí)，觀察uC波形的變化。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)前，掌握示波器各旋鈕的功能。觀察雙蹤時(shí)，要特別注意相應(yīng)開(kāi)關(guān)、旋鈕的操作與調(diào)節(jié)。2信號(hào)源的接地端與示波器的接地端要連在一起“共地”， 以防外界干擾而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。3示波器的輝度不應(yīng)過(guò)亮，尤其是光點(diǎn)長(zhǎng)期停留在熒光屏上不動(dòng)時(shí)，應(yīng)將輝度調(diào)暗，以延長(zhǎng)示波管的使用壽命。六、思考題1什么樣的電信號(hào)可作為RC一階電路零輸入響應(yīng)、 零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的激勵(lì)源？2當(dāng)輸入方波信號(hào)頻率升高或降低時(shí)，如保持R、C值不變，其響應(yīng)是否改變？通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。3何謂積分電路和微分電路，它們必須具備什么條件？ 它們?cè)诜讲ㄐ蛄忻}沖的激勵(lì)下，其輸出信號(hào)波形的變化規(guī)律如何？這兩種電路有何功用？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果，在方格紙上繪出RC一階電路充放電時(shí)uC的變 化曲線，由曲線測(cè)得值，并與參數(shù)值的計(jì)算結(jié)果作比較，分析誤差原因。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果，歸納、總結(jié)積分電路和微分電路的形成條件，闡明波形變換的特征。實(shí)驗(yàn)三 三相交流電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證三相電路中線量與相量的關(guān)系；2學(xué)習(xí)三相負(fù)載的星形和三角形聯(lián)接方法，觀察中線的作用；3學(xué)習(xí)用二瓦表測(cè)量有功功率。二、實(shí)驗(yàn)儀器電機(jī)與電力控制實(shí)驗(yàn)裝置 一臺(tái)數(shù)字萬(wàn)用表 一塊A3380系列鉗型表 一臺(tái)三、預(yù)習(xí)要求 1）復(fù)習(xí)三相交流電路的內(nèi)容，熟悉實(shí)驗(yàn)步驟，寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告。 2）預(yù)習(xí)A3380系列鉗型表的使用（見(jiàn)附錄）。3）根據(jù)負(fù)載（燈泡25w，230V）的參數(shù)估算電路中負(fù)載電流的大小。4）復(fù)習(xí)三功率表的使用。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1電燈負(fù)載作Y形聯(lián)接，如圖3-1：（負(fù)載為25w，230V燈泡）圖3-1 負(fù)載作Y形聯(lián)接（1）每相開(kāi)3盞燈構(gòu)成對(duì)稱負(fù)載，當(dāng)電源電壓為線電壓380V時(shí)，分別在有中線和無(wú)中線兩種情況下測(cè)量各負(fù)載上的相電壓、相電流及中線電流I0、填入下表。（2）每相分別開(kāi)1、2、3盞燈構(gòu)成不對(duì)稱負(fù)載，分別在下面兩種情況下測(cè)量各負(fù)載上的相電壓、相電流及中線電流I0，填入下表，比較兩種情況下，每相之間燈的亮度有無(wú)變化。 量 名相電壓 中線各相電流及燈亮度燈數(shù)亮度比較燈數(shù)亮度比較燈數(shù)亮度比較對(duì)稱有中線380V無(wú)中線380V不對(duì)稱有中線380V無(wú)中線220V2電燈負(fù)載作形聯(lián)接，如圖3-2：（負(fù)載為25w，230V燈泡）電源電壓為線電壓220V，負(fù)載作三角形聯(lián)接，分別在對(duì)稱負(fù)載（每相3盞燈）及不對(duì)稱負(fù)載（123盞燈）兩種情況下，測(cè)量每相的線電流及相電流，并觀察兩種情況下，每相之間燈的亮度變化。 圖3-2 負(fù)載作形聯(lián)接IAIBICIABIBCICA對(duì)稱不對(duì)稱3用二瓦表法測(cè)三相有功功率三相三線制供電系統(tǒng)中，無(wú)論三相負(fù)載是否對(duì)稱，也無(wú)論負(fù)載是Y接還是接，都可用二瓦表法測(cè)量三相負(fù)載的總有功功率。實(shí)驗(yàn)電路如圖3-3所示。分別測(cè)量Y接和接對(duì)稱負(fù)載時(shí)的功率，數(shù)據(jù)填入下表。連線時(shí)注意功率表的電流線圈要串聯(lián)在電路中，電壓線圈要并聯(lián)在電路中。 圖3-3負(fù)載情況測(cè)量數(shù)據(jù)P1（W）P2（W）P總（W）Y接對(duì)稱負(fù)載380V接對(duì)稱負(fù)載220V測(cè)量時(shí)如功率表顯示負(fù)值，應(yīng)將功率表電流線圈兩個(gè)端子對(duì)調(diào)（不能調(diào)換電壓線圈端子），同時(shí)讀數(shù)應(yīng)記為負(fù)值。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明在什么情況下電壓、電流的線、相量間有關(guān)系？2在什么情況下才能取消中線？3如何用一瓦表測(cè)量負(fù)載對(duì)稱及不對(duì)稱時(shí)的三相有功功率。實(shí)驗(yàn)四 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?看懂三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)和定子三相繞組六根引出線在接線盒中的排列方式；2根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌要求和電源電壓，能正確連接定子繞組(Y形或形)；3了解按鈕、交流接觸器和熱繼電器等幾種常用控制電器的結(jié)構(gòu)，并熟悉它們的接用方法；4通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作加深對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)和正反轉(zhuǎn)控制線路工作原理及各環(huán)節(jié)作用的理解和掌握，明確自鎖和互鎖的的作用； 5學(xué)會(huì)檢查線路故障的方法，培養(yǎng)分析和排除故障的能力。二、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備 電動(dòng)機(jī)控制綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái) 一臺(tái) 導(dǎo)線若干 萬(wàn)用表一只三、預(yù)習(xí)要求1. 復(fù)習(xí)三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)和正反轉(zhuǎn)控制線路的工作原理，并理解自鎖、互鎖及點(diǎn)動(dòng)的概念，以及短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)和零壓保護(hù)的概念。2復(fù)習(xí)交流接觸器的工作原理。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)裝置上復(fù)式按鈕、交流接觸器和熱繼電器等電器的結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)、接線方法；認(rèn)真查看異步電動(dòng)機(jī)銘牌上的數(shù)據(jù)，按銘牌要求將三相定子繞組接成接。三相調(diào)壓器輸出端U、V、W調(diào)為線電壓220V。圖4-1 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制1. 點(diǎn)動(dòng)控制開(kāi)啟電源控制屏總開(kāi)關(guān)，按啟動(dòng)按鈕，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出線電壓220V后，按停止按鈕，斷開(kāi)三相電源。按圖4-1點(diǎn)動(dòng)控制線路接線，先接主電路，即從三相調(diào)壓輸出端U、V、W開(kāi)始，經(jīng)接觸器KM的主觸點(diǎn)，熱繼電器FR的熱元件到異步電機(jī)M的三個(gè)定子繞組端，用導(dǎo)線按順序串聯(lián)起來(lái)。主電路檢查無(wú)誤后，再連接控制回路，即從三相調(diào)壓輸出端的某相(如V)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)熱繼電器FR的常閉觸點(diǎn)、接觸器KM的線圈、常開(kāi)按鈕SB1到三相調(diào)壓輸出的另一相(如W)。接好線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進(jìn)行通電操作。（1）按電源控制屏啟動(dòng)按鈕，接通220V三相交流電源。 （2）按下按鈕SB1，對(duì)異步電機(jī)M進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作，比較按下SB1與松開(kāi)SB1時(shí)，電機(jī)和接觸器的運(yùn)行情況。（3）實(shí)驗(yàn)完畢，按電源控制屏停止按鈕，切斷電源。 2. 自鎖控制圖4-2所示為自鎖控制線路，它與圖4-1的不同點(diǎn)在于控制電路中多串聯(lián)了一個(gè)常閉按鈕SB2，同時(shí)在SB1上并聯(lián)一個(gè)接觸器KM的常開(kāi)觸點(diǎn)，它起自鎖作用。圖4-2 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的自鎖控制按圖4-2接線，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進(jìn)行通電操作。 （1）按電源控制屏啟動(dòng)按鈕，接通220V三相交流電源。（2）按起動(dòng)按鈕SB1，松手后觀察電機(jī)M是否繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （3）按停止按鈕SB2，松手后觀察電機(jī)M是否停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 3正反轉(zhuǎn)控制 圖4-3為正反轉(zhuǎn)控制線路，按圖接線，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可通電進(jìn)行如下操作：（1）按電源控制屏啟動(dòng)按鈕，接通220V三相交流電源。 （2）按正向起動(dòng)按鈕SB1，觀察并記錄電機(jī)的轉(zhuǎn)向和接觸器的運(yùn)行情況。 （3）按停止按鈕SB3，電機(jī)停止運(yùn)行后，按反向起動(dòng)按鈕SB2，觀察并記錄電機(jī)和接觸器的運(yùn)行情況。 (4) 實(shí)驗(yàn)完畢，按電源控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源，拆除導(dǎo)線。圖4-3 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：回答以下思考題：1以星形連接的負(fù)載為例，主回路中如果只串聯(lián)兩個(gè)發(fā)熱元件時(shí)，是否也能起到保護(hù)？2熱繼電器是否也能起到短路保護(hù)？實(shí)驗(yàn)五 共射極單管放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)測(cè)量和調(diào)整放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)；2學(xué)會(huì)電壓放大倍數(shù)及其它動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量方法。 3學(xué)習(xí)用示波器觀察輸入信號(hào)、輸出信號(hào)波形，了解靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)非線性失真及電壓放大倍數(shù)的影響。二、儀器設(shè)備1MF10 型萬(wàn)用表或數(shù)字萬(wàn)用表 1臺(tái)2TPEA3模擬電路實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)3YB1602P 系列功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 或EM1652 系列數(shù)字信號(hào)源 1臺(tái)4KENWOOD CS-4125A 20MHz 2通道示波器 1臺(tái)5NY4520型雙通道交流毫伏表 1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)述 1靜態(tài)工作點(diǎn)的選取與調(diào)整圖5-1所示，為具有自動(dòng)穩(wěn)定工作點(diǎn)的分壓式偏置共發(fā)射極單管電壓放大電路。放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)是指當(dāng)放大器輸入信號(hào)Ui=0時(shí)，在直流電源的作用下，晶體管基極和集電極回路的直流電壓及電流值UBE、UCE、IB、IC。 為了保證在放大器的輸出端得到最大的不失真輸出電壓，必須給放大器選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不當(dāng)，或輸入信號(hào)幅值太大都會(huì)使放大器輸出電壓波形產(chǎn)生失真。工作點(diǎn)偏高，晶體管工作在飽和區(qū)，輸出會(huì)產(chǎn)生飽和失真；工作點(diǎn)偏低，晶體管工作在截止區(qū)，輸出會(huì)產(chǎn)生截止失真；而當(dāng)輸入信號(hào)幅值過(guò)大時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生雙向失真。 在電路結(jié)構(gòu)及UCC和都確定的情況下，靜態(tài)工作點(diǎn)主要取決于IB（或UCE）的數(shù)值。因此，通過(guò)調(diào)整偏置電路中的阻值，便可改變靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。 2放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量1）電壓放大倍數(shù)AuO、AuL電壓放大倍數(shù)AuO是指放大器負(fù)載電阻RL=，且放大器輸出信號(hào)無(wú)明顯失真時(shí)，輸出電壓U0與輸入電壓Ui的峰峰值或有效值之比。AuL是指放大器帶負(fù)載時(shí)，輸出電壓UL與輸入電壓Ui的峰峰值或有效值之比。2）輸入電阻R i的測(cè)量輸入電阻R i是放大器輸入端看進(jìn)去的等效電阻。其值反映了放大器從信號(hào)源或前一級(jí)電路獲取電流的大小。電路如圖5-2所示，其測(cè)量方法是：在放大器輸出波形不失真的情況下，用示波器測(cè)出US與Ui的峰峰值，則輸入電阻5k1RUSVSUiViRiRLULVLU0V0R0r0 圖5-2 輸入電阻和輸出電阻測(cè)量電路3）輸出電阻R 0的測(cè)量輸出電阻R 0是放大器從輸出端看進(jìn)去的等效電阻。其值反映了放大器帶負(fù)載的能力。根據(jù)等效電路，用示波器測(cè)出U0與U0L的峰峰值，則輸出電阻四、預(yù)習(xí)要求 1復(fù)習(xí)三極管及單管放大電路工作原理。掌握靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)非線性失真的影響。弄清放大器產(chǎn)生截止失真和飽和失真時(shí)的輸出電壓波形。 2認(rèn)真閱讀TPEA3模擬電路實(shí)驗(yàn)箱使用說(shuō)明書(shū)。3熟悉示波器、低頻信號(hào)發(fā)生器的用法。4實(shí)驗(yàn)所用的分立電路模塊的面板如圖5-3所示。對(duì)照實(shí)驗(yàn)電路圖，設(shè)計(jì)好連接線路。 5寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，擬出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟及記錄表格。 圖5-3 TPE-A3模擬電路實(shí)驗(yàn)箱分立電路模塊局部面板五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1調(diào)整和測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)（1）選擇實(shí)驗(yàn)箱上固定輸出的+12V直流穩(wěn)壓電源作為放大器的電源UCC。然后關(guān)掉電源再連線！ （2）按圖5-1接好實(shí)驗(yàn)電路，仔細(xì)檢查，注意發(fā)射極的電路連線。確定無(wú)誤后接通電源！ （3）調(diào)節(jié)RP，使放大器的集電極對(duì)地電位為。測(cè)量并計(jì)算表中各值。UCUEUBEUCEIE6V2測(cè)量電壓放大倍數(shù)（1）調(diào)節(jié)低頻信號(hào)發(fā)生器，輸出頻率f=1kHz、峰峰值為1V的正弦波信號(hào)。（2）將此信號(hào)接至放大器的輸入U(xiǎn)S端，經(jīng)過(guò)R1、R2衰減（100倍）后，在Ui端應(yīng)得到Ui=10mV的小信號(hào)。注意：信號(hào)發(fā)生器、放大器及示波器的地線應(yīng)皆連在一起。以減少干擾。1）用示波器觀察放大器空載（RL=）時(shí)，Ui、U0的波形及相位，并測(cè)量Ui、U0的峰峰值，計(jì)算電壓放大倍數(shù)，記錄在你所設(shè)計(jì)的表中。2）測(cè)量放大器加上負(fù)載電阻RL=5K1時(shí)，Ui、UL的波形及峰峰值，計(jì)算電壓放大倍數(shù)，填入你所設(shè)計(jì)的表中。 （3）信號(hào)源輸出信號(hào)的頻率不變，逐漸增大輸出信號(hào)的峰峰值，觀察放大器帶負(fù)載時(shí)的最大不失真輸出電壓值ULmax，并填入你所設(shè)計(jì)的表中。3觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)非線性失真的影響 在電源電壓UCC與輸入信號(hào)Ui=10mV不變的情況下，調(diào)整以下參數(shù)，觀察這些參數(shù)變化對(duì)放大器工作點(diǎn)的影響，判斷有無(wú)失真并指出是什么失真（注意在你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要注明是飽和還是截止失真。截止失真在此實(shí)驗(yàn)中可能看不到縮頂?shù)默F(xiàn)象，但可以通過(guò)適當(dāng)增大輸入信號(hào)峰峰值，或通過(guò)測(cè)量三極管的工作點(diǎn)來(lái)判斷）。（1）Rb合適的情況下：1）取RC=5K1、RL=2K2觀察輸出波形，說(shuō)明有無(wú)失真？畫(huà)出輸出波形并測(cè)量峰峰值。2）取RC=2K、 RL=2K2觀察輸出波形，說(shuō)明有無(wú)失真？畫(huà)出輸出波形并測(cè)量峰峰值。（2）取RC=5K1、RL =5K11）調(diào)節(jié)RP，使Rb的阻值逐漸增大，觀察輸出波形有無(wú)失真？什么失真？畫(huà)出輸出波形圖。 2）調(diào)節(jié)RP，使Rb的阻值逐漸減小，觀察輸出波形有無(wú)失真？什么失真？畫(huà)出輸出波形圖。4測(cè)量放大器輸入、輸出電阻調(diào)整RP，將放大器的工作點(diǎn)調(diào)回原來(lái)位置。去掉100倍衰減電路中的電阻R2,保留R=5K1的電阻，按實(shí)驗(yàn)原理中的方法，測(cè)量US、Ui、U0、UL的值,計(jì)算出Ri和R0的值。 測(cè)算輸入電阻（R=5K1）測(cè)算輸出電阻（RL=5K1）實(shí)測(cè)測(cè)算估算實(shí)測(cè)測(cè)算估算US（mV）Ui（mV）RiRiU0（V）UL（V）R0(KW）R0（KW）六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)所需的表格。2說(shuō)明那些因素影響靜態(tài)工作點(diǎn)?工作點(diǎn)偏高會(huì)出現(xiàn)什么失真？工作點(diǎn)偏低會(huì)出現(xiàn)什么失真？實(shí)驗(yàn)六 集成運(yùn)算放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握集成運(yùn)算放大器在線性和非線性應(yīng)用中的特點(diǎn)及性能。2. 學(xué)會(huì)線性電路和非線性電路的組成及參數(shù)測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1. 數(shù)字萬(wàn)用表 2. CS-4125 示波器3. YB1620P 信號(hào)發(fā)生器三、預(yù)習(xí)要求1. 熟悉集成運(yùn)算放大器芯片uA741的管腳功能2. 估算測(cè)量表格中的理論值3. 復(fù)習(xí)示波器和信號(hào)發(fā)生器的使用四、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是具有高增益、高輸入阻抗的直接耦合放大器。當(dāng)其外部引入深度負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)，集成運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)域，輸出電壓Uo與輸入電壓Ui的運(yùn)算關(guān)系僅取決于外接反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入的外接阻抗，而與運(yùn)算放大器本身無(wú)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)比例、加法、減法等各種運(yùn)算電路。當(dāng)其外部為開(kāi)環(huán)或引入正反饋網(wǎng)絡(luò)時(shí)，集成運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)域，輸出電壓處于正飽和或負(fù)飽和值，如比較器、信號(hào)產(chǎn)生電路等。實(shí)驗(yàn)采用uA741芯片，右圖為芯片管腳圖及符號(hào)，各管腳功能如下：2-反相輸入端Ui-； 3-同相輸入端Ui+；7-正電源端+UCC；4-負(fù)電源端-UCC；6-輸出端U0；1、5外接調(diào)零電位器端；8空腳五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容A基本內(nèi)容1. 反相比例放大電路實(shí)驗(yàn)電路如圖6.1所示。1) 按表6.1內(nèi)容測(cè)試，并記錄數(shù)據(jù)。注意：當(dāng)輸入電壓過(guò)大，超出線性區(qū)域時(shí)，比較輸出電壓的實(shí)際值與理論估算值的差別。表6.1直流輸入電壓Ui（mV）3010030010003000輸出電壓Uo理論估算（mV）實(shí)際值（mV）誤差2）反相輸入端加入頻率為1kHz、峰峰值為200mV的正弦交流信號(hào)，用示波器觀察輸入、輸出信號(hào)的波形及相位，并測(cè)量Uo的峰峰值，記入表6.2。 表6.2交流輸入電壓Ui（mV）輸出電壓Uo輸入、輸出波形及相位200mV 頻率1kHz2同相比例放大電路電路如圖6.2所示按表6.3內(nèi)容測(cè)量，并記錄。表6.3直流輸入電壓Ui（mV）3010030010003000輸出電壓Uo理論估算（mV）實(shí)際值（mV）誤差 3反相求和放大電路實(shí)驗(yàn)電路如圖6.3所示按表6.4內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并與預(yù)習(xí)計(jì)算比較。表6.4Ui1（V）0.3-0.30.7Ui2（V）0.20.20.5UO（V）4雙端輸入求和（減法）放大電路實(shí)驗(yàn)電路如圖6.4所示。按表6.5要求測(cè)量，并記錄。表6.5Ui1（V）120.2Ui2（V）0.51.8-0.2UO（V） 5反相積分運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)電路如圖6.5所示。電容兩端并聯(lián)電阻RF，是用來(lái)補(bǔ)償偏置電流所產(chǎn)生的失調(diào)，減小直流漂移，起穩(wěn)定直流工作點(diǎn)的作用。1）輸入U(xiǎn)i加入頻率1kHz、峰峰值1V的方波信號(hào)，用示波器觀察輸入輸出波形，并測(cè)量Uo的峰峰值。2）除去電阻RF，觀察輸出波形的變化。將方波信號(hào)的峰峰值增加到2V時(shí)，再觀察輸出波形的變化情況。3）方波信號(hào)的峰峰值1V不變，改變R、C參數(shù)或改變方波信號(hào)頻率，使R1C < tp（tp為方波半個(gè)周期時(shí)間），觀察RF接入與除去時(shí)，輸出波形的變化。6過(guò)零比較器實(shí)驗(yàn)電路如圖6.6所示。1）輸入U(xiǎn)i加頻率1kHz、峰峰值為2V的正弦波信號(hào)，用示波器觀察輸入、輸出波形及相位關(guān)系，并測(cè)量輸出電壓Uo的峰峰值。2）改變輸入電壓的峰峰值，觀察輸出電壓的變化，說(shuō)明UZ的作用。B設(shè)計(jì)性內(nèi)容設(shè)計(jì)一運(yùn)算電路，實(shí)現(xiàn)UO= -5Ui1-2Ui2，要求：畫(huà)出電路圖，標(biāo)出電阻參數(shù)，并取值測(cè)量。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 總結(jié)本實(shí)驗(yàn)中5種運(yùn)算電路的特點(diǎn)及性能。2. 分析理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的原因。實(shí)驗(yàn)七 門電路與觸發(fā)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉與非門的邏輯功能。 2學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法，并連接電路驗(yàn)證結(jié)果。 3了解D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的邏輯功能。二、儀器設(shè)備 1THD 4數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱 1 臺(tái) 2MF10 型萬(wàn)用表或數(shù)字萬(wàn)用表 1臺(tái) 3KENWOOD CS-4125A 20MHz 2通道示波器 1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)述 實(shí)驗(yàn)所用的與非門集成電路邏輯器件主要有兩種： 1）74LS00（74HC00）：四2輸入與非門； 2）74LS20（74HC20）：雙四輸入與非門。這兩種邏輯器件的管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。 實(shí)驗(yàn)所用D觸發(fā)器為74LS74型雙D觸發(fā)器，它是在CP時(shí)鐘脈沖前沿翻轉(zhuǎn)的。JK觸發(fā)器為74LS112型雙JK觸發(fā)器，它是在CP時(shí)鐘脈沖后沿翻轉(zhuǎn)。這兩種觸發(fā)器的管腳排列見(jiàn)下圖所示。四、預(yù)習(xí)要求 1復(fù)習(xí)有關(guān)教材，掌握常用基本門電路的邏輯關(guān)系及邏輯代數(shù)基本運(yùn)算法則。 2設(shè)計(jì)并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)所需的邏輯電路。 3復(fù)習(xí)D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的邏輯功能。4熟悉THD4數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱的使用。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1測(cè)試與非門的邏輯功能，驗(yàn)證“0”電平對(duì)與非門的封鎖控制作用將與非門集成芯片連接+5V直流電源。選擇芯片中的一個(gè)與非門，在其中一個(gè)輸入端加入1kHz的脈沖信號(hào)，用示波器觀察，當(dāng)另一輸入端分別接高電平和低電平時(shí)，輸出端波形的變化。從而驗(yàn)證“0”電平對(duì)與非門的封鎖作用。 2組合邏輯電路設(shè)計(jì)組合邏輯電 路接發(fā)光二極管A1A0Q1Q0Q2Q3用與非門實(shí)現(xiàn)下面框圖中的組合邏輯電路，使之滿足輸出等于輸入的平方關(guān)系。要求列出真值表、寫(xiě)出邏輯表達(dá)式、畫(huà)出邏輯電路，并在實(shí)驗(yàn)箱上搭接邏輯電路，驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。圖中A1、A2是輸入，Q3Q2Q1Q0是輸出。3測(cè)試觸發(fā)器邏輯功能 （1）JK觸發(fā)器（74LS112）邏輯功能測(cè)試 測(cè)試異步復(fù)位端和異步置位端的功能。將J，K，端分別接邏輯電平輸出，CP接單脈沖源，Q端接邏輯電平顯示，按下表要求，在或作用期間改變J、K和CP的狀態(tài)，測(cè)試并記錄和對(duì)輸出狀態(tài)的控制作用。CP J K Q 0 1 1 0 改變J、K狀態(tài)，測(cè)試其相應(yīng)的Qn+1狀態(tài)，并記錄下表中。（說(shuō)明：用和端對(duì)觸發(fā)器進(jìn)行異步復(fù)位或置位，以設(shè)置現(xiàn)態(tài)Qn）。JKCP0 00 11 01 1DCP0011010110（2）雙D觸發(fā)器（74LS74）的邏輯功能測(cè)試： 測(cè)試異步復(fù)位端和異步置位端的功能，測(cè)試方法同前。 CP D 0 1 1 0 改變D狀態(tài)，測(cè)試其相應(yīng)的Qn+1狀態(tài)，并記錄下表中。（說(shuō)明：用和端對(duì)觸發(fā)器進(jìn)行異步復(fù)位或置位，以設(shè)置現(xiàn)態(tài)Qn）。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)與非門的用法和特點(diǎn)。2、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖形。3、總結(jié)兩種觸發(fā)器的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)八 集成計(jì)數(shù)器與寄存器的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握中規(guī)模4位雙向移位寄存器的邏輯功能及使用方法。2掌握中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的功能及使用及方法。 3了解譯碼器和顯示器的功能。二、儀器設(shè)備 1THD 4數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱 1 臺(tái) 2MF 10 型萬(wàn)用表或數(shù)字萬(wàn)用表 1臺(tái)3KENWOOD CS-4125A 20MHz 2通道示波器 1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)述1中規(guī)模四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器）74LS16174LS161具有預(yù)置數(shù)、異步置零和保持等功能，其功能表及管腳如圖8-1所示。圖中：為置數(shù)端；為數(shù)據(jù)輸入端；C為進(jìn)位輸出端；為異步清零（復(fù)位）端；EP和ET為工作狀態(tài)控制端（使能端）；為數(shù)據(jù)輸出端；CP為計(jì)數(shù)脈沖。CPEPET工作狀態(tài)0置零10預(yù)置數(shù)1101保持110保持(但C=0)1111計(jì)數(shù) 圖8-1 74LS161的功能表及管腳根據(jù)和的功能，可用清零法和置數(shù)法實(shí)現(xiàn)小于十六進(jìn)制的任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2中規(guī)模4位雙向移位寄存器74LS194移位寄存器是一個(gè)具有移位功能的寄存器。是指寄存器中所存的代碼能夠在移位脈沖的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的稱為雙向移位寄存器。只需要改變左、右移的控制信號(hào)便可實(shí)現(xiàn)雙向移位要求。根據(jù)移位寄存器存取信息的方式不同分為：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四種形式。本實(shí)驗(yàn)選用的4位雙向通用移位寄存器，型號(hào)為74LS194，其功能表及管腳如圖8-2所示。其中 D0、D1 、D2 、D3為并行輸入端；Q0、Q1、Q2、Q3為并行輸出端；DIR 為右移串行輸入端，DIL 為左移串行輸入端；S1、S0 為操作模式控制端；為直接無(wú)條件清零端；CP為計(jì)數(shù)脈沖輸入端。74LS194有5種不同操作模式：即并行送數(shù)寄存，右移(方向由Q0Q3)，左移（方向由Q3Q0），保持及清零。S1、S0和端的控制作用見(jiàn)下表。功能輸 入輸 出CPS1S0DIRDILDOD1D2D3Q0Q1Q2Q3清除00000送數(shù)111abcdabcd右移101DIRDIRQ0Q1Q2左移110DILQ1Q2Q3DIL保持100Q0Q1Q2Q3保持1Q0Q1Q2Q3圖82 74LS194的功能表及管腳四、預(yù)習(xí)要求 1復(fù)習(xí)74LS161和74LS194芯片的管腳和功能。 2根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)電路。 3熟悉THD4數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱的使用，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟。五、內(nèi)容和步驟1測(cè)試74LS161的邏輯功能按圖8-1管腳圖，接通+5V直流電源。將復(fù)位端、置數(shù)端、數(shù)據(jù)輸入端D3 、D2、D1、D0 分別接邏輯電平輸出插孔，輸出端 、接LED譯碼顯示器的輸入插孔D、C、B、A；進(jìn)位端C接邏輯電平顯示插孔，計(jì)數(shù)脈沖由單次脈沖源提供。按圖8-1中功能表的內(nèi)容逐項(xiàng)測(cè)試并判斷該芯片的功能是否正常。結(jié)果記入自擬表格中。2利用74LS161芯片連接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器將輸出端QA、QB、QC、QD接至邏輯電平顯示插孔，在CP端加入計(jì)數(shù)脈沖，顯示輸出狀態(tài)正確后，將輸出接至譯碼顯示器的輸入端D、C、B、A，即可譯出相應(yīng)的數(shù)碼并顯示出來(lái)。3測(cè)試74LS194的邏輯功能按圖8-2管腳圖，接通+5V直流電源。將、S1、S0、DIL、DIR、D0、D1、D2、D3分別接至邏輯電平輸出插孔；Q0、Q1、Q2、Q3接邏輯電平顯示插孔，CP端接單次脈沖源。按圖8-2中功能表的內(nèi)容逐項(xiàng)進(jìn)行測(cè)試。（1）清除：令=0，其它輸入均為任意態(tài)，這時(shí)寄存器輸出Q0、Q1、Q2、Q3應(yīng)全為0。測(cè)試完畢后，置=1 。 （2）送數(shù)：令=S1=S0=1 ，送入任意4位二進(jìn)制數(shù)，如D0D1D2D3=abcd，加CP脈沖，觀察CP=0 、CP由01、CP由10三種情況下寄存器輸出狀態(tài)變化是否發(fā)生在CP脈沖的上升沿。（3）右移：清零后，令=1，S1=0，S0=1，依次由右移輸入端DIR送入二進(jìn)制數(shù)碼如0100，由CP端連續(xù)加4個(gè)脈沖，觀察輸出情況，記入下表中。（4） 左移：先清零或予置，再令=1，S1=1，S0=0，依次由左移輸入端DIL 送入二進(jìn)制數(shù)碼如1111，連續(xù)加四個(gè)CP脈沖，觀察輸出端情況，記入下表中。（5） 保持：寄存器予置任意4位二進(jìn)制數(shù)碼，令=1，S1= S0=0，加CP脈沖，觀察寄存器輸出狀態(tài)，記入下表中。清除模 式時(shí)鐘串 行輸 入輸 出S1S0CPDILDIRD0 D1 D2 D3Q0 Q1 Q2 Q30 1111010 1011 1010 1010 1101 1101 1101 1101 100 4利用74LS194中規(guī)模雙向移位寄存器使八個(gè)燈從左至右依次變亮,再?gòu)淖笾劣乙来蜗?，?yīng)如何連線？在實(shí)驗(yàn)箱上搭接邏輯電路并驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。 選做內(nèi)容： 綜合性實(shí)驗(yàn)四人搶答電路的實(shí)現(xiàn) 利用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)四人搶答電路，畫(huà)出電路原理圖及芯片實(shí)現(xiàn)圖，并在實(shí)驗(yàn)箱上搭接邏輯電路驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 畫(huà)出邏輯電路，總結(jié)各芯片的功能。實(shí)驗(yàn)九 555定時(shí)器及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及其特點(diǎn)。2掌握555定時(shí)器的基本應(yīng)用。二、儀器設(shè)備 1THD 4數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱 1 臺(tái) 2MF10 型萬(wàn)用表或數(shù)字萬(wàn)用表 1臺(tái)3KENWOOD CS-4125A 20MHz 2通道示波器 1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理及參考電路 555定時(shí)器是一種數(shù)字和模擬混合的集成電路，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳見(jiàn)圖9-1。 圖9-1 555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳1555定時(shí)器的工作原理555定時(shí)器含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)SR鎖存器，一個(gè)放電管。比較器的參考電壓由三只 5k的電阻器構(gòu)成的分壓器提供。它們分別使高電平比較器C1 的同相輸入端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為和。C1與C2的輸出端控制SR鎖存器狀態(tài)和放電管狀態(tài)。其功能表見(jiàn)表9-1。是復(fù)位端（4腳），當(dāng)=0時(shí)，555輸出低電平。平時(shí) 端開(kāi)路或接UCC 。是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出作為比較器C1 的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制。在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01f的電容器到地，起濾波作用，以消除外來(lái)的干擾，確保參考電平的穩(wěn)定。 表9-1輸 入輸 出閾值端6觸發(fā)端2復(fù)位端4輸出端3放電端700導(dǎo)通11截止10導(dǎo)通1不變不變2555定時(shí)器的典型應(yīng)用 用555定時(shí)器外接電容、電阻元件時(shí)，實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)、雙穩(wěn)、多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器等基本電路。還可以接成各種應(yīng)用電路，如變音信號(hào)發(fā)生器、電子門鈴等。四、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)有關(guān)555定時(shí)器的工作原理及其應(yīng)用。2擬定實(shí)驗(yàn)中所需的數(shù)據(jù)、表格，準(zhǔn)備方格紙。 五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟用555定時(shí)器設(shè)計(jì)一多諧振蕩器，要求輸出頻率為1kHz，占空比為50%，畫(huà)出設(shè)計(jì)電路，計(jì)算元件參數(shù)，記錄輸出波形。（輸出信號(hào)的時(shí)間參數(shù)是：充電時(shí)間：=0.7(R1R2) C1 放電時(shí)間：=0.7R2 C1振蕩周期：T=0.7(R12R2) C1； 振蕩頻率：f=占空比D，當(dāng)R2> R1時(shí)，占空比約為50%。振蕩周期、占空比僅與R1 、R2和C1有關(guān)，不受電源電壓變化的影響。改變R1 、R2，即可改變占空比。改變C1時(shí)，只單獨(dú)改變周期，而不影響占空比。同時(shí)要求R1 與R2 均應(yīng)大于或等于1k ，但R1R2應(yīng)小于或等于3.3M。） 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1繪出觀測(cè)到的波形。2. 分析、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3在多諧振蕩器電路中，是否能輸出鋸齒波電壓？應(yīng)怎樣連接？實(shí)驗(yàn)十 直流穩(wěn)壓電源綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉單相半波整流、全波整流及橋式整流電路的特點(diǎn)和區(qū)別。2觀察電容器的濾波作用。3. 掌握分立元器件穩(wěn)壓電路與集成穩(wěn)壓電路的原理及測(cè)量方法。二、儀器設(shè)備1TPEA3模擬電路實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2YB1602P 系列功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 或EM1652 系列數(shù)字信號(hào)源 1臺(tái)3KENWOOD CS-4125A 20MHz 2通道示波器 1臺(tái)4NY4520型雙通道交流毫伏表 1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理及參考電路 直流穩(wěn)壓電源組成框圖如圖所示。220V交流電壓U1經(jīng)過(guò)電源變壓器降壓后為交流電壓U2，再經(jīng)過(guò)整流電路、濾波電路及穩(wěn)壓電路，在輸出端得到需要的、穩(wěn)定的直流電壓。1.整流電路整流電流是利用二極管的單相導(dǎo)電性，將交流電壓變?yōu)閱蜗虻拿}動(dòng)的直流電壓。有以下三種：1)單相半波整流電路電路如圖10-1（a）所示。整流輸出電壓平均值U0=0.45U2通過(guò)負(fù)載的直流電流二極管截止時(shí)所承受的最大反向電壓2)單相全波整流電路電路如圖10-1（b）所示。整流輸出電壓平均值U0=0.9U2通過(guò)負(fù)載的直流電流二極管截止時(shí)，每個(gè)二極管承受的最大反向電壓(3)單相橋式全波整流電路電路如圖10-1（c）所示。整流輸出電壓平均值U0=0.9U2通過(guò)負(fù)載的直流電流二極管截止時(shí)，每個(gè)二極管承受的最大反向電壓 在單相橋式整流電路的變壓器中，只有交流電流流過(guò)；而在半波和全波整流電路中，均有直流分量流過(guò)。因此，單相橋式整流電路的變壓器效率較高，總體性能優(yōu)于單相半波和全波整流電路，故廣泛應(yīng)用于直流電源中。2. 濾波電路 經(jīng)過(guò)整流電路得到的輸出電壓，因?yàn)槊}動(dòng)較大，因此需要利用電感或電容等儲(chǔ)能元件，濾去輸出電壓中的紋波。小功率穩(wěn)壓電源中常使用電容濾波電路，其電路如圖10-2所示。 在整流電路的內(nèi)阻不太大，時(shí)間常數(shù) = RLC (35)T/2時(shí)，電容濾波電路的負(fù)載平均電壓U0=1.2U2，流經(jīng)二極管的平均電流，二極管承受的最大反向電壓。因此，電容濾波電路的優(yōu)點(diǎn)是：電路簡(jiǎn)單，輸出電壓紋波較小，負(fù)載平均電壓較高；其缺點(diǎn)是：輸出電壓受電網(wǎng)電壓和負(fù)載變化的影響較大，輸出不穩(wěn)定，因此，僅適用于負(fù)載電壓較高，且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。3穩(wěn)壓電路1）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路是利用穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓特性，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。電路如圖10-3所示。電阻R為限流電阻，起保護(hù)穩(wěn)壓管的作用。輸出電壓U0等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ。穩(wěn)壓電路的工作原理：負(fù)載不變，當(dāng)電網(wǎng)電壓升高使電壓UI增大時(shí)，輸出電壓U0也隨之增大。根據(jù)穩(wěn)壓管反相特性，IDZ的急劇增加，使得IR增大，電阻R上的壓降增大，抵消了UI的升高