电子技术实验课件

1. 电子技术实验课件 山东农业大学

2. 实验内容 模拟电子部分 实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试 实验2 单管放大电路 实验3 运算放大器的基本运算电路

3. 实验内容 实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试 • 一、实验目的 • 学会使用双踪示波器、信号发生器、晶体管毫伏表、万用表等常用仪器，掌握用示波器测量交流信号的电压幅值、周期、频率等参数。 • 学习使用万用表判断二极管、三极管管脚极性的方法。 • 二、实验预习 • 掌握常用电子仪器的型号、外型特点、参数及特性，了解测量器件参数的方法。复习二极管、三极管的构造与原理，总结判别二极管、三极管极性的方法。

4. 实验内容 实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试 2. 三极管的简易测量：三极管可以等效为两个串接的二极管，见图2-5a。先按测量二极管的方法确定基极，由此也可确定三极管的类型（PNP、NPN）。指针式万用表判断三极管的发射极和集电极是利用了三极管的电流放大特性，测试原理见图2-5b,如被测三极管是NPN型管，先设一个极为集电极，与万用表的黑表笔相连接，用红表笔接另一个电极，观察好指针的偏转大小。然后用人体电阻代替图2-5b中的RB，用手指捏住C和B极，C和B不要碰在一起，再观察指针的偏转大小，若此时偏转角度比第一次大，说明假设正确。若区别不大，需再重新假设。PNP型管的判别方法与NPN型管相同但极性相反。

5. 实验内容 实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试 3. 根据实验内容，自己设计测量步骤和相关表格，完成预习实验报告。

6. 实验内容 实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试 • 三、实验要求 • 熟悉示波器的使用方法，观测信号发生器的波形，正确读出交流信号的周期和VP-P值。使用晶体管毫伏表测量正弦信号的有效值，和计算值进行比较，计算误差。 • 认真预习，填写好计算数据。 • 请用铅笔填写实验数据。 • 完成实验报告。

7. 实验内容 实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试 • 四、思考题 • 实验中测量较高频率的交流信号时用晶体管毫伏表，为什么不使用万用表？ • 方波、三角波是否能用晶体管毫伏表测量？ • 用示波器测量信号的周期、幅值时，如何才能够保证其测量精度？ • 我们用示波器测量信号发生器产生的波形时，必须要红夹子接红夹子、黑夹子接黑夹子，为什么？

8. 实验内容 实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试 5. 正弦波在示波器的荧光屏上显示如下，已知垂直灵敏度为1V/格，水平扫描时间间隔为0.2ms/格，请读出该正弦波的周期和VP-P值。

9. 实验内容 实验1 电子技术实验常用仪器仪表的使用及二极管和三极管测试 • 分别用示波器的交流、直流挡观察同一信号发生器发出的正弦波信号，发现它们的频率、VP-P值相同，流挡观察时，整个波形上移了一大格（若垂直灵敏度为1V/格），请分析并解释原因。方波、三角波是否能用晶体管毫伏表测量？ • 输入信号的电压幅值与其VP-P是什么关系？ • 由于水平扫描时间的间隔（每格对应的扫描时间）没有选择好，某正弦波在示波器的荧光屏上显示不出一个完整周期，若想在荧光屏上看到该信号的完整周期，应该增加还是减小水平扫描时间的间隔？

10. 实验内容 实验2 单管放大电路 • 一、实验目的 • 掌握单管放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的测量方法。 • 观察静态工作点的变化对电压放大倍数和输出波形的影响。 • 加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出幅度的影响。 • 了解和观察失真现象，学会解决的方法。 • 进一步掌握示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表、万用表的使用。

11. 实验内容 实验2 单管放大电路 • 二、预备知识 • 熟悉单管共射基本放大电路的原理图，了解各个元件在电路中的作用以及各元件参数的选择方法。观察静态工作点的变化对电压放大倍数和输出波形的影响。 • 了解输入电阻、输出电阻、发射节工作电位的概念。 • 放大电路增益的数学表达式。

12. 实验内容 实验2 单管放大电路 4. 实验参考电路见下图。

13. 实验内容 实验2 单管放大电路 • 完成预习实验报告（参考四） • 三、实验及预习要求 • 复习晶体管放大电路中有关静态和动态性能的基本内容并认真阅读实验指导书。 • 掌握RB1与静态工作点之间的关系。 • 每人一组，在实验室独立组装单管放大电路。 • 根据实验过程，设计表格，记录测试过程和参数。 • 调整、测量静态工作点。 • 分析电路参数对静态工作点的影响。 • 完成实验报告。

14. 实验内容 实验2 单管放大电路 • 四、实验报告的要求 • 画出单管放大电路的电路图。 • 根据实验过程，设计表格，填写实验数据。 • 总结RB、RC和RL变化对静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。 • 列表总结电路元件对放大电路静态的影响。 • 观察并记录波形，说明电路参数对波形的影响。 • 和理论值比较，分析误差原因。 • 回答思考题及总结、体会。

15. 实验内容 实验2 单管放大电路 • 五、思考题 • 电路中C1、C2的作用如何？ • 负载电阻的变化对静态工作点有无影响？对电压放大倍数有无影响？ • 饱和失真和截止失真是怎样产生的？如果输出波形既出现饱和失真又出现截止失真是否说明静态工作点设置不合理？ • 用示波器在电阻RL上观察到如下的波形：

16. 实验内容 实验2 单管放大电路 请判断此时放大器处于什么失真状态？为什么？ 在电阻RL上观察到波形如上，显然工作点选的过（高 低），至使输出波形（截止 饱和）失真，若想使示波器上的信号不失真，采取什么样的措施，可以消除失真？

17. 实验内容 实验3 运算放大器的基本运算电路 • 一、实验目的 • 学会使用集成运算放大器，了解其型号、参数的意义。 • 掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的方法。 • 加深对线性状态下运算放大器工作特点的理解。 • 二、预备知识 • 运算放大器线性组件是一个具有高放大倍数的放大器，当它与外部电阻、电容等构成闭环电路后，就可组成种类繁多的应用电路。在运算放大器线性应用中可构成以下几种基本运算电路：反相比例运算、同相比例运算、反相求和运算、加减混合运算等。

18. 实验内容 实验3 运算放大器的基本运算电路 2. 实验参考电路见下图。

19. 实验内容 实验3 运算放大器的基本运算电路 • 三、实验内容及要求 • 画出电路的电路图。 • 根据实验过程，设计表格，填写实验数据。 • 调整电路使其正常工作。 • 按照设计方案，验证运算结果，并与理论值进行比较。 • 完成实验报告。 • 分析误差，探讨原因。 • 回答思考题及总结、体会。

20. 实验内容 实验3 运算放大器的基本运算电路 • 四、思考题 • 设计电路时，对集成运算放大器的两个输入端外接电阻有什么要求？ • 做运算电路实验时，是否需要调零（即Ui=0时， Uo=0 ）？不调零对电路有什么影响？

21. 数字电子部分 实验1 基本逻辑门电路实验 实验2 组合逻辑部件实验 实验3 时序电路设计

22. 试验一 基本逻辑门电路试验

23. 试验目的及所用器件 （一）试验目的 • １.掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。 • ２.熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。 （二）实验所用器件 • ｌ.二输入四与非门74LS00 1片 • ２.二输入四或非门74LS02 1片 • ３.二输入四异或门74LS86 1片

24. （三）试验内容 • １．测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。 • ２．测试二输入四或非门74LS02一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系。 • ３．测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。

25. （四）试验提示 • 1.将器件的引脚７与实验台的“地（GND）”连接，将器件的引脚１４与实验台的十5Ｖ连接。 • 2.用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。拨动开关，则改变器件的输入电平。 • 3.将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯(LED)连接。指示灯亮表示输出低电平（逻辑为０），指示灯灭表示输出高电平（逻辑为1）。

26. （五）接线图及结果 74LS00中包含４个二输入与非门，7402中包含４个二输入或非门，7486中包含４个二输入异或门，它们的引脚分配图见附录。下面各画出测试7400第一个逻辑门逻辑关系的接线图及测试结果。测试其它逻辑门时的接线图与之类似。测试时各器件的引脚７接地，引脚１４接十５Ｖ。图中的Ｋ1、Ｋ2接电平开关输出端，LED0是电平指示灯。

27. 1、测试74LS00逻辑关系接线图及测试结果

28. 2、测试74LS02逻辑关系接线图及测试结果

29. 3、测试74LS86逻辑关系接线图及测试结果

30. 实验二 组合逻辑电路部件实验 实验目的： 掌握逻辑电路设计的基本方法 掌握EDA工具MAX-PlusII的原理图输入方法 掌握MAX-PlusII的逻辑电路编译、波形仿真的方法

31. 组合逻辑电路部件实验实验内容 （一）逻辑单元电路的波形仿真 利用EDA工具MAX-PlusII的原理图输入法，分别输入74138、7483图元符号；建立74138、7483的仿真波形文件，并进行波形仿真，记录波形；分析74138、7483逻辑关系。 1)．3-8译码器74138的波形仿真 2)．4位二进制加法器7483的波形仿真 ４位二进制加法器集成电路 74LS83中，Ａ和 Ｂ是两个４位二进制数的输入端，Cout，S3,S2,S1,S0是５位输出端。Cin是进位输入端，而Cout是进位输出端。

32. 组合逻辑电路部件实验实验内容 （二）简单逻辑电路设计 根据题目要求，利用EDA工具MAX-PlusII的原理图输入法，输入设计的电路图；建立相应仿真波形文件，并进行波形仿真，记录波形和输入与输出的时延差；分析设计电路的正确性。

33. 1. 设计一个2-4译码器 2-4译码器功能表如下 E为允许使能输入线，A1、A2为译码器输入，Q0、Q1、Q2、Q3分别为输出， Φ为任意状态 。

34. 2.设计并实现一个4位二进制全加器 （1） 二进制全加器原理 一个ｎ位二进制加法运算数字电路是由一个半加器和（ｎ－1）个全加器组成。它把两个ｎ位二进制数作为输入信号。产生一个（ｎ＋1）位二进制数作它的和。如图所示。

35. 用全加器构成的ｎ位二进制加法器 图中Ａ和Ｂ是用来相加的两n位输入信号，Ｃn-1，Ｓn-1，Ｓn-2，······Ｓ2,Ｓ1,Ｓ0是它们的和。在该电路中对Ａ0和Ｂ0相加是用一个半加器，对其它位都用全加器。如果需要串接这些电路以增加相加的位数，那么它的第一级也必须是一个全加器。

36. （2）设计步骤 ①设计1位二进制全加器，逻辑表达式如下： Sn=An⊕Bn⊕Cn-1 Cn= An·Bn＋Cn-1(An⊕Bn) An是被加数， Bn是加数，Sn是和数，Cn是向高位的进位，Cn-1是低位的进位。 ②利用1位二进制全加器构成一个4位二进制全加器

37. 3.交叉口通行灯逻辑问题的实现 图表示一条主干公路（东一面）与一条二级道路的交叉点。车辆探测器沿着A、B、C和D线放置。当没有发现车辆时，这些敏感组件的输出为低电平‘0”。当发现有车辆时，输出为高电平“1”。交叉口通行灯根据下列逻辑关系控制:

38. 交叉口通行灯逻辑问题的实现 （a）东一西灯任何时候都是绿的条件 （1）C和D线均被占用； （2）没有发现车辆； （3）当A、B线没同的占用时，C或D任一条线被占用； （b）南一北灯任问时候都是绿的条件 （1）A和B线均被占用，而C和D线均未占用或只占用 一条线； （2）当C和D均未被占用时，A或B任一条线被占用。

39. 交叉口通行灯逻辑问题的实现 电路应有两个输出端，南北（SN）和东西（EW），输出高电平对应绿灯亮，输出低电平对应红灯亮。 用敏感组件的输出作为逻辑电路输入信号，对所给的逻辑状态建立一个真值表，化简后得最简逻辑表达式，用与非门实现该电路、并用波形仿真设计电路的功能，分析其正确性之。

40. 4.设计一个四选一的（数据选择器）电路 数据选择器又称输入多路选择器、多路开关。它的功能是在选择信号的控制下，从若干路输入数据中选择某一路输入数据作为输出。

41. E是选通使能端，A1、A0分别是选择信号端，D0、D1、D2、D3分别是四路数据，F是输出端。E是选通使能端，A1、A0分别是选择信号端，D0、D1、D2、D3分别是四路数据，F是输出端。 一个四选一数据选择器功能表

42. 实验三 时序电路设计

43. （一）触发器实验 实验目的 1．掌握RS触发器、D触发器、JK触发器的工作原理。 2．学会正确使用RS触发器、D触发器、JK触发器。

44. 实验内容 1. 用 74LS00构成一个 RS 触发器。给出R、S波形序列，进行波形仿真，说明RS触发器的功能。 2. D触发器DFF （或双D触发器74LS74中一个D触发器）功能测试。 D触发器的输入端口CLR是复位或清零，PRN是（置位）；给定D（数据）、CLK（时钟）波形序列，进行波形仿真，记录输入与输出Q波形。说明D触发器是电平触发还是上升沿触发，分析原因。 3. JK触发器JKFF（或双JK触发器74LS73、74LS76中一个JK触发器）功能测试与分析。 JK触发器输入端口CLR是复位端，PRN是置位端，CLKS是时钟。给出CK，J，K的波形，仿真JK触发器的功能，说明JK触发器的CLK何时有效。 D触发器74LS74是上升沿触发，JK触发器74LS73是下降沿触发

45. （二）简单时序电路设计实验 实验目的 • 学习利用EDA工具设计简单时序电路。 • 掌握简单时序电路的分析、设计、波形仿真、器件编程及测试方法

46. 实验内容 1.用D触发器DFF（或74LS74）构成的4位二进制计数器（分频器） (1) 输入所设计的4位二进制计数器电路并编译。 (2) 建立波形文件，对所设计电路进行波形仿真。并记录Q0、Q1、Q2、Q3的状态。 (3) 对所设计电路进行器件编程。将CLK引脚连接到实验系统的单脉冲输出插孔，4位二进制计数器输出端Q0、Q1、Q2、Q3连接到LED显示灯，CLR、PRN端分别连接到实验系统两个开关的输出插孔。 (4)由时钟CLK输入单脉冲，记录输入的脉冲数，同时观测 Q0、Q1、Q2、Q3对应LED显示灯的变化情况。

47. 2．异步计数器 异步计数器是指输入时钟信号只作用于计数单元中的最低位触发器，各触发器之间相互串行，由低一位触发器的输出逐个向高一位触发器传递，进位信号而使得触发器逐级翻转，所以前级状态的变化是下级变化的条件，只有低位触发器翻转后才能产生进位信号使高位触发器翻转。

48. 1）计数器单元电路仿真 a)用74LS93构成一个2位十六进制计数器，并进行波形仿真，74LS93图示如下。

49. b)用74LS90构成一个2位BCD码计数器，并进行波形仿真。b)用74LS90构成一个2位BCD码计数器，并进行波形仿真。 • 74LS90图示如下

50. 2）设计异步十进制计数器 a) 用JK触发器JKFF（或双JK触发器74LS73、7476）构成1位十进制计数器（或BCD计数器）