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特别提示. 由于 《 电子线路实训教程 》 是第 1 版第 1 次印刷,在编审和出版工作中难免存在不足之处,现特此更正: 1 、书中第 20 页 更正为 更正为 2 、书中第 66 页图 4-2 中 C 1 和 VT 的连线与 R 1 和 R 2 的连线相交处添加节点。 如图 4-2 3 、书中第 72 页图 4-7 中 C 1 和 VT 的连线与 R 1 和 R 2 的连线相交处添加节点。 如图 4-7. T 12 R 1 = T 11 -1.

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Presentation Transcript
特别提示

由于《电子线路实训教程》是第1版第1次印刷,在编审和出版工作中难免存在不足之处,现特此更正:

1、书中第20页 更正为

更正为

2、书中第66页图4-2中C1和VT的连线与R1和R2的连线相交处添加节点。如图4-2

3、书中第72页图4-7中C1和VT的连线与R1和R2的连线相交处添加节点。如图4-7

T12

R1= T11-1


4、书中第77页图4-12中C4和C8的连线与R5和R4的连线相交处添加节点。如图4-12

5、书中第77页图4-13中Rb1和Rb2的连线与C2和Tr2的连线相交处添加节点。如图4-13

6、书中第86页图5-8中集成块CC4401 Vss引脚处添加节点。如图5-8

7、书中第96页图5-21中集成块74LS160的D0脚悬空改为接地。如图5-21

8、书中第100页图5-29中R1和R2的连线与C1和6脚的连线相交处添加节点。如图5-29

9、书中第101页图5-33中R和C1的连线与7脚和6脚的连线相交处添加节点。如图5-33


电子线路实训教程

朱 承 主编


目 录

第一章 概述

第二章 电路基础实训与技能

第三章 低频电子线路实训与技能

第四章 高频电子线路实训与技能

第五章 脉冲与数字电路实训与技能

附录


1章 概述

1.1 实训的目的及意义

1.2 实训的步骤

1.3 安全操作规程


1.1 实训的目的及意义

  • 通过实训获得感性认识,验证和巩固所学的基本理论,加强对基本概念和基本定律的理解。

  • 熟悉常用电子元器件的工作原理和性能,掌握其参数的测量方法及元器件的使用方法。

  • 了解常用电子仪器仪表的基本工作原理,掌握其使用方法及注意事项。



1.2 实训的步骤

  • 预习。在实训前认真阅读实训教程,看懂实训原理图,明确实训目的,了解实训原理、内容和步骤。

  • 检查仪器设备、元器件,安装连接电路。

  • 调试电路,读取数据。

  • 整理数据,拆除线路。

  • 分析实训结果。


1.3 安全操作规程

  • 对电源要分清直流和交流,弄清电压数值,对直流电压还要分清正、负极性。

  • 对仪器设备要弄清规格型号、额定值,并熟悉其用法。

  • 实训电路接好并检查无误后才能接通电源。实训过程中,如电路和仪器仪表有发热、发光、声音、气味等异常现象,应立即切断电源并检查故障原因。



2章 电路基础实训与技能

2.1 万用表的的基本使用方法

2.2 常用元器件的识别与检测

2.3 基尔霍夫定律和叠加原理的验证方法

2.4 电阻的串联、并联及伏安法测电阻

2.5 戴维南定理的验证方法

2.6 电阻线性双口网络参数的测定方法

2.7 RLC串联谐振电路

2.8 综合实训:光控节能灯电路


2.1 万用表的的基本使用方法

  • 指针式万用表

  • 数字式万用表


2-1

500型指针万用表

  • 500型指针式万用表面板图如图2-1所示

  • 主要技术性能

  • 使用方法及注意事项


主要技术性能

  • 测量范围

  • 精度等级

  • 灵敏度


使用方法及注意事项

  • 使用方法

    • 1、水平放置万用表,检查表头指针是否在零位。

    • 2、将测量类别以及量程选择开关置于所需要的位置 。

    • 3、测量电压时,万用表应与被测电路相并联,测量电流时,万用表应与被测电路相串联 。

    • 4、若事先不知道被测电压或电流的范围时,应从最大量程档开始逐渐减小至适当的量程档。

    • 5、测量电阻时,应将量程转换开关置于“Ω”档的位置,测量之前,应先将两表笔短接,同时调整欧姆调零电位器,使表指针指向零位。


  • 注意事项

    • 1、测量在路电阻时,必须在测量前断开电路电源,将大电容存储电荷释放掉,以免损坏万用表。

    • 2、每次测量之前,都应检查量程转换开关是否符合待测内容,切勿用电阻、电流档去测量电压。

    • 3、测量高电压或电流时,不能带电旋转量程开关,以免触点产生跳火,损坏转换开关。

    • 4、万用表使用完毕,应将量程开关置于最高电压档,有空档的则旋至空档。长期不用的万用表,应取出电池,以免电池液损坏万用表。


Dt 890b

2-2

DT-890B+数字式万用表

  • DT-890B+数字式万用表面板图如图2-2所示

  • 主要技术性能

  • 使用方法及注意事项


主要技术性能

  • 测量范围

  • 准确度

  • 工作条件


使用方法及注意事项

  • 操作前将电源开关置于“ON” 。

  • 直流(DC)和交流(AC)电压测量:

    • 1、将红色测试笔插入“V/”插口中,黑色笔插入“COM”中。

    • 2、将功能量程选择开关置于直流电压档或交流电压档相应的位置上,如果被测电压超过所设定的量程,显示屏会出现最高位“1”,此时应将量程调高一档,直至得到合适的读数。


  • 直流 (DC)和交流(AC)电流测量:

    • 1、将红色测试笔插入“A”插口(最大电流200mA)或“10A”插口(最大电流10A)。

    • 2、将量程功能选择开关转到直流电流档或交流电流档相应位置上,并将测试笔串入被测电路中。

  • 电阻测量:

    • 1、将红色测试笔插入“V/”插口中,黑色笔插入“COM”中。

    • 2、将功能量程选择开关置于“”(欧姆)相应的位置上,将二测试笔跨接在被测电阻的二端,即可得到电阻值。


  • 电容测量:

    • 将被测电容插入电容插座中,将量程功能选择开关置于CX(电容)相应量程上,就可测出电容值。

  • 晶体管测量:

    • 将量程功能开关转到hFE位置,被测晶体管PNP型或NPN型的发射极、基极和集电极的脚插放到相应的E、B、C插座中,即得hFE参数。

  • 二极管和通断测量:

    • 1、将红色测试笔插入“V/”插口中,黑色测试笔插入“COM”插口中。

    • 2、将量程功能开关转到   位置上,红笔接在二极管正极上,黑笔接在二极管负极上,显示器即显示出二极管的正向导通压降。如测试笔反接,显示器显示 “1”,则表示超过量程,否则表明此二极管反向漏电大。用来测量通断状态时,如被测量点间的电阻低于30时,蜂鸣器会发出声音表示通导状态。

  • 用完仪表后,应关断电源。


2.2 常用元器件的识别与检测

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 了解常用电阻、电容、电感的种类及其用途。

  • 掌握电阻、电容、电感的识别和质量检测方法。


实训设备与器材

  • 不同类型电阻

  • 不同类型电容

  • 变压器

  • 万用表


实训原理

  • 电阻的识别与检测

    • 电阻的识别

      • 电阻的型号命名方法

        按照国家标准规定,国产电阻的型号命名由四部分组成 :名称、材料、特征和序号 。

      • 电阻的主要参数

        • 标称阻值

        • 允许偏差

        • 额定功率

      • 电阻的标称值和允许偏差的标志方法

        • 直标法

        • 文字符号表示法

        • 色标法

        • 数码表示法


  • 电阻的质量检测

    • 直观检查:电阻体或引线断裂及烧焦等,可通过直观检查其质量好坏。

    • 万用表检测:首先根据被测电阻的标称值选用适当量程,然后测量电阻,在测量电阻时,万用表的指示值明显偏离电阻的标称值或指针指示不稳定,均是电阻损坏的表现。

  • 特殊电阻的检测

    • 压敏电阻的检测:用万用表的R×1kΩ档测量压敏电阻两引脚之间的正、反向绝缘电阻,应均为无穷大。

    • 光敏电阻的检测:

      1、用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住,此时万用表的指针基本保持不动,阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能越好。

      2、将一光源对准光敏电阻的透光窗口,此时万用表的指针应有较大幅度的摆动,阻值明显减些此值越小说明光敏电阻性能越好。

      3、将光敏电阻透光窗口对准入射光线,用小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动,使其间断受光,此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。


  • 电容的识别与检测

    • 电容的识别

      • 电容的种类和命名 电容在电路中用“C”加数字表示,如:C15表示编号为15的电容。电容按其介质材料分为:有机介质电容、无机介质电容和电解电容。

      • 电容的主要参数

        • 标称容量

        • 允许偏差

        • 额定直流电压

      • 电容的标称值和允许偏差的标志方法:电容的标称容量和允许偏差值都标注在电容上,其标注方法和电阻一样,这里不再重述。


  • 电容的质量检测 电容的常见故障有:开路、短路和漏电等。因此,电容在使用前一定要认真检查。

    • 电容漏电的检测

    • 电解电容的极性检测

    • 可变电容器和微调电容器的检测


  • 电感的识别与检测

    • 电感的识别

      • 电感的分类 电感按工作原理的不同分为两大类,一类是应用“自感作用”的线圈类,一类是应用“互感作用”的变压器类。

      • 电感线圈的主要参数

        • 电感量

        • 允许偏差

        • 品质因数

        • 固有电容

      • 电感的标称值和允许偏差的标志方法:电感的标称电感量和允许偏差值都标注在电感上,其标注方法和电阻、电容类似,这里不再重述。


  • 电感的质量检测

    • 直流电阻检测:用万用表R×1Ω档或R×10Ω档测其直流电阻,与正常时的阻值进行比较。若直流电阻比正常值大很多,甚至指针处于R=∞位置不动,则是线圈断线;若测得的阻值为0,则可能是线圈短路。

    • 变压器一、二次绕组的检测:用万用表R×10Ω档测变压器两绕组的直流电阻,阻值大的绕组是一次绕组,阻值小的绕组是二次绕组。变压器的一、二次绕组间的阻值应为∞ 。


实训 内容及步骤

  • 读出各电阻的标称值和允许偏差并用万用表测量出其阻值,比较标称值与测量值之间的误差,是否在允许偏差范围之内。

  • 读出各电容的标称值、允许偏差和额定工作直流电压 。

  • 判别出电解电容的正负极性 。

  • 判别出变压器的一、二次绕组 。


2.3 基尔霍夫定律和叠加原理的验证方法

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解 。

  • 验证叠加原理的正确性,加深对叠加定理的理解。

  • 进一步加深对电流、电压参考方向的理解 。


实训设备与器材

  • 双路直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 电阻


2-3

图2-4

实训电路

  • 基尔霍夫定律验证电路如图2-3所示。

  • 叠加原理验证电路如图2-4所示。


实训原理

  • 基尔霍夫电流定律简称KCL:其内容是在任何一个瞬间,流入电路中任何一个节点的电流代数和恒等于零。

  • 基尔霍夫电压定律简称KVL:其内容是在任何时刻,沿电路中任一闭合回路中绕行一周,各段电压的代数和恒等于零。

  • 叠加原理;指在有多个电源作用的线性电路中,各支路的电流(或电压)等于每个电源单独作用时在该支路产生的电流(或电压)的代数和(叠加)。


实训内容及步骤

  • 验证基尔霍夫电流定律(KCL)

    • 按图2-3所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 闭合开关S,用直流电流表测量各支路电流。

    • 验证各节点的电流之和是否满足

  • 验证基尔霍夫电压定律(KVL)

    • 按图2-3所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 闭合开关S,用万用表测量各支路电压。

    • 验证各回路的电压之和是否满足


  • 验证叠加原理

    • 按图2-4所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 将S1合向10V电源处 ,S2短接 ,测量此时各支路电流和电压的数值 。

    • 将S2合向5V电源处 ,S1短接 ,测量此时各支路电流和电压的数值 。

    • 将S1、S2分别合向10V、5V电压源处 ,测量各支路电流和电压的数值 。


2.4 电阻的串联、并联及伏安法测电阻

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 验证电阻串联、并联的特点 。

  • 掌握伏安法测量电阻的方法 。

  • 熟悉串、并联电路的连接方法 。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 电阻


实训原理

  • 电阻串联

    • 电路形式:在电路中,如果电阻一个接一个地连接,没有分岔,这样的连接方式称为电阻的串联,如图2-5所示。

    • 串联电路的特点

      • 电流关系:电路中的电流处处相等。

      • 电压关系:总电压等于各电阻上的电压之和。

      • 功率关系:总功率等于各电阻上消耗的功率之和。

      • 电阻关系:总电阻等于各电阻阻值之和。

      • 分压关系:电阻上的电压与其阻值成正比,电阻阻值越大,其分得的电压越高,电阻阻值越小,其分得的电压越小。


  • 电阻并联

    • 电路形式:在电路中,两个或两个以上的电阻连接在相同的两个节点之间,称为电阻的并联,如图2-6所示。

    • 并联电路的特点

      • 电流关系:总电流等于各支路电流之和。

      • 电压关系:总电压与各支路电压相等。

      • 功率关系:总功率等于各电阻上消耗的功率之和。

      • 电阻关系:总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和。

      • 分流关系:各支路电流与其支路电阻阻值成反比,阻值越大,其支路电流越小,阻值越小,其支路电流越大。


2-5

图2-6

  • 电阻串联电路和电阻并联电路


2-8

图2-7

  • 伏安法测电阻 伏安法测量电阻是用电流表和电压表分别测出被测电阻中流过的电流和电阻两端电压,然后用欧姆定律R=U/I计算出被测电阻的阻值。

    • 电压表外接法:适合于测量阻值较大的电阻 ,如图2-7所示 。

    • 电压表内接法:适合于测量阻值较小的电阻 ,如图2-8所示 。


实训内容及步骤

  • 电阻串连

    • 按图2-5所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 测出回路中流过的电流I和各电阻上的电压U1、U2、U3及总电压U ,验证U=U1+U2+U3

  • 电阻并联

    • 按图2-6所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 测出回路中的总电流I及各支路电流I1、I2、I3和总电压U ,验证I=I1+I2+I3


  • 用伏安法测量电阻

    • 用外接法测量标称值为30Ω和1KΩ的两个电阻。

    • 比较测量值和标称值之间的误差,深入体会电压表外接法适合于测量阻值较大的电阻。

    • 用内接法测量标称值为30Ω和1KΩ的两个电阻。

    • 比较测量值和标称值之间的误差,深入体会电压表内接法适合于测量阻值较小的电阻。


2.5 戴维南定理的验证方法

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 验证戴维南定理,加深对定理的理解。

  • 掌握有源二端网络的开路电压和戴维南等效电阻的测试方法。

  • 了解各种测试方法的特点。


实训设备与器材

  • 双路直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 电阻

  • 电阻箱


实训电路

  • 线性有源二端网络实训电路如图2-9所示。

  • 戴维南等效电路如图2-10所示。

图2-9

图2-10


2-11

实训原理

  • 戴维南定理指出:对外电路而言,任意一个线性有源二端网络都可以用一个电压源与电阻相串联的支路来代替,如图2-11所示。电压源的电压等于有源二端网络的开路电压Uoc,其电阻等于有源二端网络中所有电压源短路、独立电流源开路(成为线性无独立源的二端网络)时网络两端的等效电阻Ri。


2-12

  • 开路电压的Uoc测试方法

    • 直接测量法:当有源二端网络的等效电阻Ri与电压表的内阻相比可以忽略不计时,可以用电压表直接测量该网络的开路电压Uoc。

    • 补偿法:当有源二端网络的等效电阻Ri较大时,用电压表直接测量开路电压的误差就较大,这时采用补偿法测量开路电压较为准确。

  • 戴维南等效电阻Ri的测试方法

    • 外加电源法:将有源二端网络内部的独立电压源短接,独立电流源开路,被测网络称为线性无源二端网络,然后在端口上加一定的电源电压US′,测量流入网络的电流I,如图2-12所示,戴维南等效电阻Ri=US ′/I。

    • 直接测量法:若被测二端网络内部去掉独立源后,仅由电阻元件组成,可直接用万用表的电阻档在网络的端口测出Ri。


实训内容及步骤

  • 有源二端网络的开路电压的和等效电阻的测试

    • 按图2-9所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 断开RL,测量开路时AB两端的电压UAB,即开路电压Uoc。

    • 去掉RL,将US短路,在AB两端加6V的电压源US ′,测量流入网络的电流I,计算出有源二端网络的等效电阻Ri=US ′ /I

  • 验证戴维南定理

    • 按图2-9所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 调节电阻箱RL,测出与之对应的IL、UL并计算出负载RL的功率PL。

    • 按图2-10所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 调节电阻箱RL,测出与之对应的IL、UL并计算出负载RL的功率PL。


2.6 电阻线性双口网络参数的测定方法

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握电阻线性双口网络参数的测定方法。

  • 验证电阻线性双口网络的T形和∏形等效电路。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


2-13

实训电路

  • 电阻线性双口网络实训电路2-13所示。


实训原理

  • 本实训采用直流电源作用电阻线性双口网络,测量其传输参数

  • 传输参数方程和传输参数

    • 电阻线性双口网络的传输方程为:

      U1=T11U2-T12I2

      I1=T21U2-T22I2


2-14

  • 电阻线性双口网络的等效电路

    • 电阻线性双口网络可以用如2-14图所示由三个电阻构成的T形或∏形网络等效。

    • T形等效电路电阻值

    • ∏形等效电路电阻值


实训内容及步骤

  • 电阻线性双口网络传输参数的测定

    • 按图2-13所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 去掉RL将C、D两端开路,用万用表测量A、B两端电压U1和电流I1,C、D两端电压U2

    • 将C、D两端短接,用万用表测量A、B两端电压U1和电流I1,C、D两端电流I2

    • 计算出传输参数。

    • 由传输参数计算出T形等效电路的电阻R1、R2、R3和∏形等效电路的电阻Ra、Rb、Rc


  • 验证电阻线性双口网络的 T形和∏形等效电路

    • 按图2-13所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 调节电阻箱RL的值,测出与之对应的输出端电压U2和电流I2。

    • 分别将图2-13中电阻线性双口网络(虚框内电路)搭接成T形等效电路和∏形等效电路,电阻值取计算出的T形等效电路和∏形等效电路电阻值。

    • 调节电阻箱RL,测出与之对应的输出端电压U2和电流I2。


2 7 rlc
2.7 RLC 串联谐振电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握串联谐振电路的谐振曲线的测试方法

  • 深入理解RLC串联谐振电路的特点


实训设备与器材

  • 低频信号发生器

  • 交流毫伏表

  • 实训电路板

  • 元器件


实训电路

  • RLC串联电路如图2-15所示。

图2-15


实训原理

  • 谐振条件 RLC串联电路的谐振条件为 。fo称为谐振频率。

  • 谐振电路特点

    • 阻抗的电抗分量为零,导致总阻抗等于R,呈现纯电阻且达到最小值。

    • 电路中电流的有效值I=U/R达到最大。

    • 电容两端的电压UC与电感两端的电压UL大小相等,相位相反互相抵消,电阻电压UR与激励信号电压相等,UR=US达到最大。

    • 电路的电压U与电流I相位相同。


  • RLC 串联谐振电路中电压与电流的相位关系

    • 当激励信号的频率f<fo时,电路呈容性,电流相位超前于电压。

    • 当激励信号的频率f>fo时,电路呈感性,电流相位滞后于电压。

    • 当激励信号的频率f=fo时,电路呈电阻性,电流与电压同相位 。

  • 谐振曲线 当RLC串联电路两端的电压一定时,电路中电流随激励信号频率变化的关系用曲线表示,称为电流谐振曲线。曲线的顶点为谐振点,谐振点所对应的频率就是谐振频率fo


实训内容及步骤

  • 测试电路的谐振频率

    • 按图2-15所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 将正弦波激励信号接入电路。

    • 调节激励信号的频率,用毫伏表测量电阻R上的电压UR使之为最大,这时电路达到谐振,激励信号的频率fi就是电路的谐振频率fo

  • 谐振曲线的测试

    • 按2-15图所示电路在实训电路板上搭接电路。

    • 将正弦波激励信号接入电路。

    • 在谐振频率两侧调节激励信号的频率,分别测量各频率点的UR值,并计算出相应的电流I。


2.8 综合实训:光控节能灯电路

  • 实训目的

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 制作安装与调试

  • 实训报告


实训目的

  • 了解光敏电阻的特性

  • 了解晶闸管和光敏二极管的特点

  • 掌握光控节能灯的电路组成和工作原理

  • 熟悉印制电路的设计制作和焊接安装过程


实训电路

  • 光控节能灯电路如图2-16所示。

图2-16


实训原理

  • 晶闸管的特点

    • 如果阳极A或控制极G上外加反向电压,晶闸管就处于关断状态。

    • 如果在阳极A与阴极K之间外加正向电压,在控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压,晶闸管就导通后。

    • 一旦晶闸管导通后,即使去掉控制极G的正向触发电压,晶闸管仍然能够维持导通状态。

    • 如果使阳极电位低于阴极电位或阳极电流小于维持电流,能使导通的晶闸管关断。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压,那么,在电压过零时,晶闸管会自行关断 。


  • 光敏二极管的特点

    • 光照度越强,光敏二极管的反向电阻越小,反向电流越大;光照度越弱,光敏二极管的反向电阻越大,反向电流越小。

    • 光敏二极管在反偏电压下工作。

  • 电路工作原理

    220V交流市电通过电灯泡L经桥式整流后,变成脉动直流电压,作为正偏电压,加在晶闸管VTH及R支路上。白天,亮度大于一定程度时,光敏二极管的反向电阻较小≤1kΩ,使三极管VT的基极电压VB很低,三极管VT截止,其发射极无电流输出,晶闸管因无触发电压而关断,此时,流过电灯泡的电流很小,电灯泡EL不发光。电阻R1和稳压二极管VS使三极管VT的偏压不超过6.8V,对三极管起保护作用。夜晚,亮度小于一定程度时,光敏二极管反向电阻较大≥100k,使三极管VT的基极电压VB较高,三极管VT导通,发射极有一定的电压,使晶闸管VTH触发导通,流过电灯泡的电流很大,电灯泡EL发光。RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。


制作安装与调试

  • 根据电路原理图设计制作印制电路板

  • 用万用表检测各元器件的质量好坏

  • 组装焊接光控节能灯电路 ,将它与受控电灯泡串联,并让它正对着天幕或房子采光窗前较明亮的空间

  • 调节RP的大小,使受控电灯EL在适当的亮度下开始点亮


实训报告

  • 实训目的

  • 电路工作原理

  • 电路原理图和印制电路板图

  • 电路制作、调试过程

  • 元件的计算和选择

  • 元件清单


3章 低频电子线路实训与技能

3.1 常用半导体的识别与检测方法

3. 2 常用仪器的使用方法

3. 3 二极管伏安特性测试方法

3. 4 三极管输入、输出特性测试方法

3. 5 分压式偏置共发射极放大电路

3. 6 多级放大电路

3. 7 负反馈放大电路

3. 8 差动放大电路

3. 9 集成运放的应用

3. 10 OTL功率放大电路

3. 11 综合实训:音频功率放大电路


3.1 常用半导体的识别与检测方法

  • 二极管的识别与检测

  • 三极管的识别与检测


3 1 1
3.1.1 二极管的识别与检测

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 了解二极管的种类及其特点。

  • 掌握二极管的极性判别和质量检测方法。

  • 掌握各种特殊二极管的检测方法。

  • 熟悉二极管的一般选用规则。


实训设备与器材

  • 2AP9 二极管

  • 2CZ2 二极管

  • 2EF 二极管

  • IN4148 二极管

  • 2CP10 二极管

  • 2CW14 二极管

  • IN4001 二极管

  • 万用表 1


实训原理

  • 二极管的种类、特点及其选用规则

    • 二极管的种类

      • 按材料分为:硅二极管、锗二极管等。

      • 按结构分为:点接触二极管、面接触二极管等。

      • 按用途分为:检波二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管、光敏二极管等。

    • 二极管的特点:具有单向导电性,即正向电阻小,反向电阻大。

    • 二极管的选用规则

      • 点接触型可用于检波、高频开关电路和小电流整流。

      • 面接触型二极管可用于较大电流和功率但工作频率相对低的场合。

      • 在要求温度高的场合可选用硅管。


  • 二极管的极性判别及质量检测

    • 二极管极性的检测

      • 直观法:一般二极管在管壳上有极性的标志。

      • 用万用表检测:用万用表测量二极管正反两次阻值,所测得阻值小的一次,黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极 。

    • 二极管质量的检测

      • 用万用表检测二极管的正反向电阻。正常时,应正向电阻小,反向电阻大,且二者相差越大越好。


  • 特殊二极管的检测

    • 稳压二极管

      • 稳压二极管的极性检测

      • 稳压二极管稳压值的检测

    • 发光二极管

      • 发光二极管极性的检测

      • 发光二极管质量的检测

    • 变容二极管

      • 变容二极管质量的检测

    • 光敏二极管

      • 光敏二极管的极性检测

      • 光敏二极管质量的检测


实训内容及步骤

  • 用R×100Ω档测量2AP9二极管的正反向电阻,判别二极管的极性

  • 用R×1kΩ档测量2CP10、IN4148二极管的正反向电阻,判别其极性

  • 用R×1kΩ档测量2CZ2A二极管的正向电阻,R×10kΩ档测量该管的反向电阻

  • 用R×1kΩ档测量2CW14二极管的正向电阻,R×10kΩ档测量该管的反向电阻

  • 用R×10kΩ档测量2EF二极管的正向电阻,并仔细观察测量正向电阻时,二极管是否有微弱亮光

  • 用R×1kΩ档测量2CN1、IN4001二极管的正向电阻,R×10kΩ档测量2CN1、IN4001二极管的反向电阻。


3 1 2
3.1.2 三极管的识别与检测

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 了解三极管的种类及其用途。

  • 掌握三极管的极性判别和质量检测方法。

  • 掌握三极管参数的估测方法。

  • 熟悉三极管的一般选用规则。


实训设备与器材

  • 3DG6 三极管

  • 3DD03 三极管

  • 3AX31 三极管

  • 9013 三极管

  • 9015 三极管

  • 2SC3089三极管

  • 2SD1426三极管

  • 万用表 1


实训原理

  • 三极管的种类、用途及其选用规则

    • 三极管的种类

      • 按材料分为:硅三极管和锗三极管。

      • 按结构分为:NPN型和PNP型。

      • 按工作频率分为 :放大管、开关管和功率管。

    • 三极管的一般选用规则

      在实际的电路中应根据电路的性能要求及其功能正确选择三极管。对于小信号放大电路多从放大倍数及电路的工作稳定性上加以考虑,故侧重对电流放大系数及反向饱和电流等参数的选择;对于大信号放大电路则应侧重考虑其极限参数;对于数字电路而言,更多地注意三极管的工作频率。可根据实际情况加以选择。


  • 三极管的极性判别及质量检测

    • 三极管的极性判别

      • 判别基极及类型

      • 判别集电极和发射极

    • 三极管质量的检测

      从三极管基极到发射极和基极到集电极间是一只PN结,所以它应符合正向电阻小,反向电阻大的特点。而从集电极到发射极的正反向电阻均应为无穷大。

    • 三极管参数的估测

      • 估测三极管的穿透电流ICEO

      • 估测三极管的电流放大倍数β


实训内容及步骤

  • 用万用表判别各三极管的类型及引脚极性,根据管脚排列顺序绘出草图。

  • 用万用表判别各三极管的质量好坏。

  • 估测各三极管的放大倍数,判断出哪个三极管的放大倍数最大,哪个三极管的放大倍数最小。

  • 估测各三极管的穿透电流,判断出哪个三极管的穿透电流最大,哪个三极管的穿透电流最小。


3.2 常用仪器的使用方法

  • 毫伏表:用来测量正弦交流电压有效值的电子电压表。

  • 信号发生器:一种能够产生并输出频率和幅度均可调的信号波形的电子仪器。

  • 示波器:一种电子图示测量仪器,它能直接观察电信号的波形,分析和研究电信号的变化规律。


3 2 1
3.2.1 毫伏表

  • DA-16型晶体管毫伏表面板旋钮如图3-1所示

    • 表头刻度:表头上有三条刻度线,供测量读数之用。

    • 量程选择开关:共分11个档位,上面读数表示该档所测电压的最大值。

    • 输入线:通常采用编织屏蔽线作为被测电压的输入线。

    • 电源开关与指示灯。

    • 调零电位器。


3-1

DA-16型晶体管毫伏表


  • 使用方法及注意事项

    • 使用方法

      • 调节机械调零装置使表头指针指向零位。

      • 接通电源,将输入端短路,调节“调零电位器”,使指针指零。

      • 根据被测电压大小,合理选择量程档位。

      • 接入被测信号时,“红”色测量线接被测电压的高电位端,“黑”色测量线接地。

    • 注意事项

      • 测量较小电压信号时,应先将黑线接地,再将红线接高电位端;断开信号时,则先断开红线,后断开黑线。

      • 不测量时应将输入端短路。

      • 本仪表按正弦波有效值刻度,若测量非正弦信号电压,将产生较大误差。


3 2 2
3.2.2 信号发生器

  • YB1615A调频调幅函数信号发生器表面板旋钮如图3-2所示。

    • 电源开关

    • 频率LED显示窗口

    • 频率调节旋钮

    • 占空比

    • 波形选择开关

    • 衰减开关

    • 频率范围选择开关(兼频率计闸门开关)

    • 计数开关

    • 复位开关


  • 计数 /频率端口

  • 外测频开关

  • 电平调节

  • 幅度调节旋钮

  • 电压输出端口

  • TTL/CMOS端口

  • VCF输入端口

  • 扫频开关

  • 电压输出指示LED显示窗口

  • 调制选择开关


3-2

YB1615A调频调幅函数信号发生器


  • 使用方法及注意事项

    • 使用方法

      • 三角波、方波、正弦波产生

      • 计数、复位

      • 斜波产生

      • 外测频率

      • VCF(压控调频)

    • 注意事项

      • 各输入端口的输入电压不要高于±35V。

      • 电压幅度输出、TTL/CMOS输出要尽可能避免长时间短路或电流倒灌。

      • 为获得高质量的小信号(mV级),可暂将“外测开关”置“外”,以降低数字信号的波形干扰。


3 2 3
3.2.3 示波器

  • HH4310A/COS5020ch型示波器面板旋钮如图3-3所示。

    • CAL(Vpp)(标准信号)

    • POWER(主电源开关)

    • INTEN(辉度)

    • FOCUS(聚焦)

    • ILLUM(标尺亮度)

    • CH1(CH2)(输入通道)

    • AC-⊥-DC(选择开关)

    • VOL TS/DIV(衰减开关与微调)


  • VERT MODE (垂直模式化)

  • INT TRIG(内触发)

  • HOLDOFE/LEVEL(释抑/电平)

  • TIME/DIV (扫描时间因数)

  • VARIABLE (扫描时间因数微调)

  • SWEEP MODE(扫描方式)

  • POSITION(↑↓)

  • POSITION(←→)

  • 触发选择开关


3-3

HH4310A/COS5020ch型示波器


  • 使用方法及注意事项

    • 使用方法

      • 示波器接入信号前的的调节。

      • 接入信号,观察信号波形。

      • 测量信号的直流电平、幅度和周期。

    • 注意事项

      • 示波器光点辉度要适中。

      • 接入信号时,应根据输入量大小适当选择衰减,不能让波形扩大到荧光屏外。


3.3 二极管伏安特性测试方法

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握电路的正确连接方法。

  • 学会用电压-电流法(逐点测试法)测试二极管伏安特性曲线。

  • 进一步深入体会二极管是一种非线性器件。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 2AP9二极管

  • 发光二极管

  • 稳压二极管


3-4

图3-5

实训电路

  • 二极管伏安特性测试电路3-4所示。

  • 发光二极管显示电路如图3-5所示。


实训原理

  • 由串联电路分压原理可知,调节电位器RP可改变加在二极管两端的电压值,从电压表和电流表中可读出二极管两端的电压与流过二极管的电流的对应关系 。

  • 根据发光二极管的特性可知,发光二极管工作在正偏状态,在流过发光二极管的正向电流达到一定值时就发出光,且正向电流越大,管子的发光强度越大。


实训内容及步骤

  • 测试二极管伏安特性曲线

    • 正向特性测试

    • 反向特性测试

    • 绘制二极管伏安特性曲线

  • 测试二极管的内阻

    改变RP的阻值,测量二极管两端的电压值及其流过二极管的电流值,根据欧姆公式计算出二极管的内阻。


3.4 三极管输入、输出特性测试方法

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握三极管输入特性曲线的测试方法。

  • 掌握三极管输出特性曲线的测试方法。

  • 全面深入的理解三极管的特性。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


3-6

实训电路

  • 三极管特性曲线测试电路如图3-6所示。


实训原理

  • 输入特性:指VCE为定值时,输入回路中Ib与VBE之间的关系。

  • 输出特性:指Ib为某一固定值时,输出回路中Ic与VCE之间的关系。


实训内容及步骤

  • 输入特性曲线测试

    • 调节RP2使集电极电压VCE=0,再调节RP1分别使VBE的数值发生变化,读出相应输入电流Ib的值。

    • 调节RP2使集电极电压VCE=1,再调节RP1分别使VBE的数值发生变化,读出相应输入电流Ib的值。

  • 输出特性曲线测试

    • 调节RP1使Ib电流为10uA,再调节RP2使VCE发生变化,读出相应输出电流Ic的数值。

    • 调节RP1使Ib电流为20uA,再调节RP2使VCE发生变化,读出相应输出电流Ic的数值

  • 绘制三极管输入、输出特性曲线


3.5 分压式偏置共发射极放大电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握元器件的基本判别方法。

  • 掌握电路的正确连接方法。

  • 掌握放大电路静态工作点Q的测试与调整方法,深入体会静态工作点对放大电路工作的影响。

  • 掌握放大电路的性能指标Au、Ri、Ro的测试方法。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 低频信号发生器

  • 双踪示波器

  • 交流毫伏表

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


3-7

实训电路

  • 分压式偏置共发射极放大电路如图3-7所示。


实训原理

  • 静态工作点

    • VBQ

    • ICQ

    • VCEQ

  • 性能指标

    • 电压放大倍数 Au

    • 输入电阻 Ri

    • 输出电阻 Ro


实训内容及步骤

  • 按图3-7所示电路在实训电路板上装接分压式偏置共发射极放大电路。

  • 静态工作点的测试与调整 。

    • 调节RP使ICQ=1.2mA,测量VBQ、VCQ、VEQ等相关各点的电位。

    • 输入幅度为50mV,频率为1kHz的正弦波信号,用示波器观测输出波形。

    • 调节RP,取其最大值和最小值时用示波器观察输出电压的失真波形。此时再用电位法测试放大电路静态工作点。


  • 动态测试

    • 测放大电路的最大不失真输出范围及最佳工作点。

    • 测放大电路的电压放大倍数。

    • 测放大电路的输入电阻。

    • 测放大电路的输出电阻。


3.6 多级放大电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握阻容耦合两级放大电路静态工作点的调试方法。

  • 掌握两级放大电路性能指标的测试方法。

  • 学会用逐点测试法测试放大电路的幅频特性曲线。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 低频信号发生器

  • 双踪示波器

  • 交流毫伏表

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


3-8

实训电路

  • 阻容耦合多级放大电路如图3-8所示。


实训原理

  • 在阻容耦合多级放大电路中,各极静态工作点相互独立,因此可以分别单独调试,互不影响。

  • 在多级放大电路中,前级的输出电压就是后级的输入电压,后级的输入电阻可看成前级的负载。

  • 多级放大是逐级连续放大的,因此多级放大电路的电压放大倍数是各级电压放大倍数的乘积。

  • 多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻即Ri=Ri1;输出电阻就是最后一级的输出电阻即Ro=Ron

  • 由于耦合电容不能传送缓慢变化信号和直流信号,因此该电路只能放大频率不太低的交流信号,故又称为交流放大电路。


实训内容及步骤

  • 静态工作点的调试

    • 调节RP1使ICQ1=1mA确定第一级静态工作点。

    • 调节RP2使ICQ2=2mA确定第二级静态工作点。

    • 用万用表测量两级放大电路各极电位。

  • 两级放大电路性能指标的测试

    • 放大电路的动态调整。

    • 各级电压放大倍数和电路总电压放大倍数。

    • 输入电阻Ri

    • 输出电阻Ro

  • 两级放大电路幅频特性的测试

    • 逐点测试放大电路的幅频特性曲线。

    • 绘制两级放大电路的幅频特性曲线。


3.7 负反馈放大电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握电路的正确连接方法。

  • 掌握负反馈放大电路性能的测试与调试方法。

  • 进一步加深理解负反馈对放大电路性能的影响。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 低频信号发生器

  • 双踪示波器

  • 交流毫伏表

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


3-9

实训电路

  • 电流串联负反馈放大电路如图3-9所示。


实训原理

  • 负反馈能提高放大倍数的稳定性

  • 负反馈能减小非线性失真

  • 负反馈能扩展频带

  • 负反馈能改变输入电阻和输出电阻的大小


实训内容及步骤

  • 静态工作点的测试与调整

  • 基本放大电路性能的测试

    • 电压放大倍数Au

    • 输入电阻Ri

    • 输出电阻Ro

    • 频带宽度BW

  • 加入负反馈后放大电路性能的测试

    • 电压放大倍数Au

    • 输入电阻Ri

    • 输出电阻Ro

    • 频带宽度BW


3.8 差动放大电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握差动放大电路静态工作点的调试方法。

  • 掌握放大电路差模输入、双端输出的差模放大倍数的测试方法。

  • 掌握放大电路共模输入、双端输出的共模放大倍数及共模抑制比的测试方法。

  • 进一步加深理解差动放大电路的性能和特点。


实训设备与器材

  • 双路直流稳压电源

  • 低频信号发生器

  • 双踪示波器

  • 交流毫伏表

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


3-10

实训电路

  • 射极耦合差动放大电路如图3-10所示。


实训原理

  • 差模输入、双端输出:输入信号ui加于A、B两端,电路此时为差模输入。

  • 共模输入、双端输出:将A、B两端相连,输入信号加到A点与地之间,电路此时为共模输入。

  • 共模抑制比:共模抑制比KCMR是差动放大电路的一个重要指标。


实训内容及步骤

  • 静态工作点的调试

    • 按图3-10所示电路在实训电路板上装接射极耦合差动放大电路。

    • 调节电位器RP使VT1、VT2两管集电极输出直流电压差Vo为零。然后用万用表分别测量两管各极对地电位。

  • 差模电压放大倍数的测量

  • 共模电压放大倍数的测量

  • 共模抑制比的测量


3.9 集成运放的应用

  • 集成运放使用注意事项

    • 使用前应认真查阅有关手册

    • 集成运放接线要正确可靠

    • 输入信号不能过大

    • 电源电压不能过高

    • 注意集成运放的调零

  • 集成运放µF741的封装及外形


3 9 1
3.9.1 集成运放的线性应用

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握由集成运放组成的比例和积分基本运算电路的功能。

  • 了解运放在实际应用时考虑的一些问题。

  • 巩固电子仪器的基本使用方法,提高实际调整与测试能力。


实训设备与器材

  • 双路直流稳压电源

  • 函数信号发生器

  • 双踪示波器

  • 交流毫伏表

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 集成运放(µF741)

  • 元器件


3-11

图3-12

实训电路

  • 反相比例运算电路如图3-11所示。

  • 积分运算电路如图3-12所示。


实训原理

  • 集成运放工作在线性区时,其输出电压与两个输入端的电压之间存在着线性关系。为使运放工作在线性区,通常引入深度负反馈。

  • 理想运放工作在线性区时有两个重要的特点:

    • 理想运放的差模输入电压等于0(虚短)

    • 理想运放的输入电流等于0(虚断)


实训内容及步骤

  • 反相比例运算电路

    • 安装连接电路

    • 集成运放调零

    • 反相比例运算电路的测试

  • 积分运算电路

    • 安装连接电路

    • 集成运放调零

    • 积分运算电路的测试


3 9 2
3.9.2 集成运放的非线性应用

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握电压比较器的电路构成方法

  • 学会测试电压比较器的方法


实训设备与器材

  • 双路直流稳压电源

  • 函数信号发生器

  • 双踪示波器

  • 交流毫伏表

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 集成运放(µF741)

  • 元器件


3-13

图3-14

实训电路

  • 过零电压比较器电路如图3-13所示。

  • 反相滞回比较器电路如图3-14所示。


实训原理

  • 集成运放工作在非线性区时,运放处于开环或正反馈状态。

  • 理想运放工作在非线性区时有也两个重要的特点:

    • 理想运放的输出电压的值只有两种可能:等于运放的正向最大输出电压+UOPP或等于其负向最大输出电压-UOPP。

    • 理想运放的输入电流等于零(虚断)。


实训内容及步骤

  • 过零电压比较器

    • 安装连接电路。

    • 测量ui悬空时的输出电压uo。

    • 输入正弦信号,用示波器观察uo和ui的波形并测量输出电压uo。

    • 绘制出过零电压比较器的传输特性曲线。

  • 反相滞回比较器

    • 安装连接电路。

    • ui接+5V可调直流电源,测出uo由+uomax至-uomax时ui的临界值,测出uo由-uomax至+uomax时ui的临界值。

    • 输入正弦信号,用示波器观察uo和ui的波形。

    • 绘制出反相滞回比较器的传输特性曲线。


3 10 otl
3.10 OTL 功率放大电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握OTL功率放大电路的静态调整方法。

  • 掌握OTL功率放大电路性能指标的测试方法。

  • 了解自举电路的工作原理及作用。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 低频信号发生器

  • 双踪示波器

  • 交流毫伏表

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


3-15

实训电路

  • OTL功率放大电路如图3-15所示。


实训原理

  • OTL功率放大电路工作原理 :互补对称功率放大电路大部分由一对不同类型(NPN、PNP)三极管组成。工作时,每管分别放大信号的半个波形,最后在负载上合成完整的波形。

  • 克服交越失真 :为了消除交越失真,电路中设置了RP2,利用电阻RP2上的压降VRP2为VT2、VT3提供必要的VBE电压,使它们处于临界导通状态,以克服交越失真。

  • 自举电路 :为了扩大输出电压的动态范围,故在电路中设置了由R1,C2组成的自举电路 。

  • 性能指标的测试

    • 最大输出功率

    • 电源供给的总功率

    • 最大效率

    • 最大管耗


实训内容及步骤

  • 静态工作点的调试(中点电压测试)

    • 按图3-15所示OTL功率放大电路在实训电路板上搭接线路,调节RP1使VA= 1/2Vcc

  • 最大输出功率、效率和管耗的测试

    • 在放大电路输入端输入f=1kHz正弦信号 ,用示波器观察输出波形。

    • 逐渐加大输入信号的电压幅度,用示波器观察输出波形。当输出波形出现临界失真时,用毫伏表测量输出电压uo,计算出最大输出功率 Pom。

    • 将万用表串入电路中,测量出电源的平均电流IE,计算出电源供给的总功率 和效率。


3.11 综合实训:音频功率放大电路

  • 实训目的

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 制作安装与调试

  • 实训报告


实训目的

  • 了解低频功率放大集成电路LM386的功能和引脚。

  • 掌握音频放大电路的组成和工作原理。

  • 熟悉印制电路的设计制作和焊接安装过程。


3-16

实训电路

  • 音频功率放大电路如图3-16所示。


实训原理

  • LM386模拟集成电路

    LM386是功放集成电路中的一种,因其具有功耗低、工作电源电压宽、外围元件少和装置调整方便等优点,故广泛应用于通信设备、收录机和各类电子设备中,其主要参数如下:工作电压范围4~12V,静态电流4mA,输出功率660mW(最大),电压增益为46dB(最大),带宽300kHz,输入阻抗50kΩ,输入偏置电流250nA。


  • 电路工作原理

    一个音频功率放大电路如图3-16所示。该电路中由于LM386的电压放大倍数较小,对输入很小(几毫伏)的音频信号不能产生足够的音量输出。因此用三极管T进行前置放大,提高电路的总电压放大倍数。电路中R2为三极管VT的集电极电阻,R1提供VT的偏置电流,C1、C2、C3分别为输入、输出隔直流电容,电位器RP起音量调节作用,C4、C5是防止电源电压变化造成电路工作不稳定的现象发生。


制作安装与调试

  • 根据电路原理图设计制作印制电路板。

  • 用万用表检测各元器件的质量好坏。

  • 组装焊接音频放大电路,要求焊点均匀、可靠。

  • 测试调整音频放大电路,检验电路的放大效果。调节电位器RP,使输出音量适度。


实训报告

  • 实训目的

  • 电路工作原理

  • 电路原理图和印制电路板图

  • 电路制作、调试过程

  • 元件的计算和选择

  • 元件清单


4章 高频电子线路实训与技能

4.1 单调谐放大电路

4.2 高频功率放大电路

2.3 LC电容三点式振荡器

4.4 大信号包络检波电路

4.5 混频器

4.6 集成锁相环应用电路

4.7 综合实训:基极调幅波发射机电路


4.1 单调谐放大电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 通过实训进一步掌握单调谐放大电路的工作原理。

  • 学习单调谐放大电路的谐振频率、增益、通频带的测试方法。

  • 了解负载对谐振回路的影响。

  • 掌握高频信号放大器、高频毫伏表的使用方法。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 高频信号发生器

  • 双踪示波器

  • 高频毫伏表

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


4-1

实训电路

  • 单调谐放大电路如图4-1所示。


实训原理

  • 调谐放大器的工作原理

    • 调谐放大器由晶体管放大电路和调谐回路两部分组成 ,在回路的谐振频率上具有最大的放大系数,而稍偏离此频率,放大倍数就会迅速减小,利用这种放大器可以放大所需的某一频率信号,而抑制不需要信号或外界干扰信号。

  • 调谐放大器的性能指标

    • 谐振频率f 0

    • 谐振电压增益Au0

    • 通频带BW


实训内容与步骤

  • 按照图4-1安装连接单调谐放大电路

  • 测试电路的静态工作点

  • 测试电路的谐振特性

    • 谐振频率的调试

    • 谐振电压增益的计算

    • 幅频特性的测试

    • 通频带BW 的测试

  • 观测负载RL对谐振特性的影响


4.2 高频功率放大电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 了解丙类谐振功率放大器的基本工作原理。

  • 学习丙类谐振功率放大器的电路调谐及测试方法。

  • 检测丙类谐振功率放大器的负载特性。


实训设备及器材

  • 直流稳压电源

  • 高频信号发生器

  • 高频毫伏表

  • 双踪示波器

  • 万用表

  • 实验用电路板

  • 元器件


实训电路

  • 丙类谐振功率放大器如图4-2所示。


实训原理

  • 功率放大器的工作原理

    • 功率放大器是依靠激励信号对放大器电流的控制,起到把集电极电源的直流功率变换成负载回路的交流功率的作用。利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。

    • 根据功率放大器电流导通角的范围不同,功率放大器可以分为甲类、乙类和丙类等不同类型,高频功率放大器一般均工作在丙类状态。

  • 高频功率放大器的性能指标

    • 导通角和集电极直流电流提供的功率

    • 输出功率

    • 集电极效率


实训内容与步骤

  • 安装连接丙类谐振功率放大电路。

  • 调整电路成谐振状态。

  • 测量谐振电路输出功率和效率。

  • 检测负载变化对谐振电路的影响。


4 3 lc
4.3 LC 电容三点式振荡器

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 了解LC电容三点式振荡器的工作原理。

  • 了解振荡器振荡的条件。

  • 掌握振荡器负载、反馈系数的大小对振荡器振幅及波形的影响。


实训设备及器材

  • 直流稳压电源

  • 频率计

  • 双踪示波器

  • 万用表

  • 实验用电路板

  • 元器件


4-3

实训电路

  • LC电容三点式振荡器电路如图4-3所示。


实训原理

  • 电容三点式振荡电路产生振荡必须满足两个条件。

    • 相位平衡条件

    • 起振条件

  • 电容三点式振荡器的振荡频率取决于LC谐振回路的谐振频率。

  • 本实训采用了改进型电容三点式振荡器——克拉拨电路。


实训内容与步骤

  • 按图4-3所示电路在实训电路板上装接改进型电容三点式振荡器。

  • 测试振荡信号频率fo和输出电压uo。

  • 观察反馈系数的改变对振荡频率和振幅的影响。

  • 观察负载对振荡频率和振幅的影响。


4.4 大信号包络检波电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握二极管检波电路的工作原理及电路组成。

  • 观察线性检波、惰性失真、负峰失真三种状态的波形。

  • 观察检波器负载对检波特性的影响。

  • 掌握检波特性的测试方法。


实训设备及器材

  • 高频信号发生器

  • 双踪示波器

  • 毫伏表

  • 检波专用电路板

  • 元器件


4-4

实训电路

  • 大信号包络检波电路如图4-4所示。


实训原理

  • 包络检波是指检波器的输出电压直接反应输入高频调幅包络变化规律的一种检波方式 。包络检波要求输入的高频调幅波信号幅度大,因此称为大信号包络检波。

  • 二极管大信号包络检波的主要性能指标:

    • 电压传输系数

    • 检波失真

      • 惰性失真

      • 负峰切割失真


实训内容与步骤

  • 安装连接大信号包络检波电路。

  • 测量电压传输系数。

  • 用示波器监测惰性失真波形。

  • 用示波器监测负峰切割失真波形。

  • 比较上面三种情况的检波输出波形,形象地了解电路参数选择的重要性。


4.5 混频电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 了解混频器的特点。

  • 熟习晶体管混频器电路的基本结构及其特性。

  • 观察各种因素对混频器增益的影响。

  • 观察晶体管混频器的干扰。


实训设备与器材

  • 双踪示波器

  • 高频信号发生器

  • 函数信号发生器

  • 直流稳压电源

  • 毫伏表

  • 万用表

  • 混频用电路板

  • 中频线圈TIF

  • 其它元器件


4-5

实训电路

  • 混频电路如图4-5所示。


实训原理

  • 混频器是一种重要的频率变换电路,它把频率为fs的输入信号变换成了频率为fI的输出信号,输出频率fI与输入信号频率即不成整数倍关系也不成分数倍关系而是满足fI=fo±fs。

  • 本实训采用一个晶体管来完成混频。原理图中的C2和中频变压器的一次绕组构成中频回路,调谐在中频fI上。输入电压us从晶体管的基极输入,而本振电压uo从晶体管的发射极注入,因此us和uo同时加到晶体管的发射结上,利用ic和ube的非线性关系,产生fs和fo及其各次谐波所组成的各种组合频率分量,再经晶体管放大,由集电极的中频输出回路上取出中频电压 uI。


实训内容与步骤

  • 安装连接混频电路。

  • 观测混频输出。

  • 观察静态电流对混频器增益的影响。

  • 观察本振电压幅度对混频器增益的影响。

  • 观察混频器的寄生干扰。

    • 观察中频干扰

    • 观察镜像干扰


4.6 集成锁相环应用电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 了解锁相环集成电路CD4064的基本原理及功能。

  • 掌握N倍频器电路的组成和工作原理。

  • 熟悉N倍频器电路的测试方法。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 函数信号发生器

  • 双踪示波器

  • 频率计

  • 万用表

  • 实训电路板

  • CD4046集成电路

  • CD4017集成电路

  • 元器件


4-6

实训电路

  • N倍频器电路如图4-6所示。


实训原理

  • 锁相的意义是相位同步的自动控制,能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环,简称PLL。锁相环主要由相位比较器(PC)、压控振荡器(VCO)和低通滤波器三部分组成。

  • CD4046锁相环集成电路含有一个线性压控振荡器(VCO),两个公共输入端的相位比较器,一个信号放大器,一个电压跟随器和一只5.2V的稳压二极管。

  • CD4017是十进制计数/分频器,其十分之一输出由10位数选开关选定,它与CD4046共同组成N倍频器,如图4-6所示。倍数系数取决于CD4017的数选开关的位置。


实训内容及步骤

  • 按图4-6所示电路在实训电路板上搭接线路 。

  • 在CD4046的1脚接一个电压表,观察器锁相指示,微调频率,使1脚输出高电平。

  • 按公式计算中心频率,并按其计算参数在电路输入端输入一标准方波。

  • 转换S,改变倍频数N,用双踪示波器观察输入、输出波形倍数关系。

  • 用频率计测出输入、输出频率值。

  • 在进行倍频工作时,如工作失常,应着重观察锁相指示1脚输出是否为高电平,若不为高电平需微调频率,使之输出高电平。


4.7 综合实训:基极调幅波发射机电路

  • 实训目的

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 制作安装与调试

  • 实训报告


实训目的

  • 了解基极调幅的工作原理。

  • 掌握基极调幅波发射机的电路组成。

  • 熟悉丙类谐振功率放大器的工作原理。

  • 熟悉印制电路的设计制作和焊接安装过程。


实训电路

  • 基极调幅波发射机电路如图4-7所示。

图4-7


实训原理

  • 基极调幅原理

    • 晶体管是一种非线性器件,只要让其工作在非线性(甲乙类,乙类或丙类)状态下,即可用它构成调幅电路。一般总是把高频载波信号和调制信号分别加在谐振功率放大器的晶体管的某个电极上,利用晶体管的发射结进行频率变换,并通过选频放大,从而达到调幅的目的。若将载波信号和调制信号串联加在发射结上即为基极调幅,如图4-8所示。


  • 基极调幅波发射机电路组成

    • 如图4-7所示电路是一个典型的基极调幅、小型近距离发射机电路。其中VT1、C1、L1等组成电感三点式振荡电路,用以产生频率f0为1MHz的高频载波。VT2组成基极调幅电路。作为调制信号的音频信号,由电容C8耦合到VT2的基极与L2耦合来的高频载波信号uc叠加。


制作安装与调试

  • 根据电路原理图设计制作印制电路板。

  • 用万用表检测各元器件的质量好坏。

  • 组装焊接基极调幅波发射机电路 ,要求焊点均匀、可靠。

  • 在电路调制信号输入端输入频率为100Hz低频正弦波调制信号,将输出调幅信号接入示波器观察器波形。

  • 输出波形正常后,再将天线与线圈L4连接,长度由发射距离自行决定。


实训报告

  • 实训目的

  • 电路工作原理

  • 电路原理图和印制电路板图

  • 电路制作、调试过程

  • 元件的计算和选择

  • 元件清单


5章脉冲与数字电路实训与技能

  • 5.1RC电路的应用

  • 5. 2 二极管限幅电路

  • 5. 3 锯齿波电压发生器

  • 5. 4 TTL/CMOS门电路逻辑功能的验证方法

  • 5. 5 译码器

  • 5. 6 触发器

  • 5. 7 计数器

  • 5. 8 施密特触发器

  • 5. 9 555时基电路的应用

  • 5.10 数/模转换和模/数转换

  • 5.11 综合实训:数字钟电路


5 1 rc
5.1 RC 电路的应用

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握微、积分电路的正确连接方法

  • 掌握微、积分电路的输出波形

  • 掌握影响RC电路充放电时间的因素


实训设备与器材

  • 低频信号发生器

  • 示波器

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


5-1

实训电路

  • RC微分电路如图5-1所示。


实训原理

  • RC微分电路

    • 图5-1是一简单的RC微分电路。电路的时间常数 ,该电路的输入脉冲宽度tw与时间常数RC应满足:

    • 在微分电路输入端加上方波信号时,输出端将产生正、负相间的尖脉冲信号。

  • RC积分电路

    • 交换图5-1中R和C的位置,即可获得RC积分电路。该电路的输入脉冲宽度tw与时间常数RC应满足:

    • 在积分电路输入端加上矩形波信号时,输出端将产生三角波信号。


实训内容及步骤

  • 按图5-1连接微分电路

  • 观察微分电路输出波形

    • 输入端接入频率为1kHZ,幅度为500mV的方波信号,用示波器观察输出信号波形。

    • 改变电阻R的阻值为10k,重新观察输出波形 ,说明此时电路是否实现了微分 。

  • 观察积分电路输出波形

    • 交换图5-1中R和C的位置,其中电阻R的阻值为10k,电容C的容量为10uF。

    • 输入端接入频率为1kHZ,幅度为500mV的方波信号,用示波器观察输出信号波形。

    • 改变电容C的容值为330pF,重新观察输出波形。


5.2 二极管限幅电路

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握电路的正确连接方法。

  • 熟悉二极管限幅电路的基本工作原理。

  • 了解二极管限幅电路输出限幅电压的调整方法。


实训设备与器材

  • 低频信号发生器

  • 示波器

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


5-2

实训电路

  • 二极管限幅电路如图5-2 所示。


实训原理

  • 限幅电路的传输特性

    • 当限幅电路的输入波形尚未达到某一基准电平时,输出波形与输入波形成比例,当输入波形超过基准电平后,输出信号便固定在一设置的固定电平上。

    • 限幅电路按输出波形与输入波形的关系可分为上限幅、下限幅、双向限幅等。

  • 几种典型的限幅特性

    • 上限幅传输特性

    • 下限幅传输特性

    • 双向限幅传输特性


实训内容及步骤

  • 按图5-2(a)连接电路

    • (1)用低频信号发生器输出频率为1kHZ、幅度为500mV的正弦波信号加到电路的输入端,用示波器观察输出信号波形。

    • (2)把低频信号发生器输出信号的幅度调整为1V,重复第(1)步。

  • 按图5-2(b)连接电路

    • 重复第(1)步

    • 重复第(2)步

  • 按图5-2(c)连接电路

    • 重复第(1)步

    • 重复第(2)步

  • 按图5-2(d)连接电路

    • 重复第(1)步

    • 把低频信号发生器的输出信号幅度调整为2V,重复第(1)步


5.3 锯齿波电压发生器

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 了解锯齿波电压发生器的工作原理

  • 掌握恒流源锯齿波电压发生器的组成

  • 学会锯齿波电路的测试方法

  • 了解各参数对锯齿波的影响


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 低频信号发生器

  • 示波器

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 元器件


5-3

实训电路

  • 恒流源锯齿波电压发生器电路图如图5-3所示。


实训原理

  • 图5-3所示电路是恒流源锯齿波电压发生器。其中,VT1作为恒流元件,通过它对电容C充电,VT2相当于开关,截止(断开)时对电容C充电,饱和(闭合)时电容C通过VT2放电。

  • 输入负方波到来之前,VT2管饱和导通,uc=uo≈0,流过VT1、VT2两管的电流相等, (VZ为稳压二极管的稳压值)恒流。

  • 输入负方波到来后,VT2截止,原来流过VT2的电流转而对电容C充电,电容端电压uc上升,VT1管的管压降VCB减小。由于VT1管的恒流作用,电容上的电压基本上按线性增长,并能获得较大的锯齿波电压幅度。

  • 输入负方波结束后,输入电压跃升,VT2饱和导通,电容C通过VT2放电,电压很快下降,近似为0。


实训内容及步骤

  • 按图5-3所示电路图装接恒流源锯齿波电压发生器电路。

  • 用万用表测量稳压二极管VS两端的稳压值VZ

  • 在电路输入端输入f=5kHz,u=3V的方波信号。

  • 转换开关S1、S2,用示波器观测不同参数条件下的锯齿波参数。

  • 记录测试所获取的数据。


5 4 ttl cmos
5.4 TTL/CMOS 门电路逻辑功能的验证方法

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 进一步熟悉实训电路板的功能、使用方法。

  • 熟悉TTL/CMOS门电路逻辑功能的验证方法。

  • 掌握TTL/CMOS门电路的引脚排列及使用注意事项。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路箱

  • 74LS00、CC4001


实训电路

  • 74LS00、CC4001逻辑功能验证电路图如图5-4所示。


实训原理

  • TTL门电路:74LS00为TTL 2输入端四“与非门”,其逻辑功能是输入全为高电平时,输出为低电平,否则输出高电平。

  • CMOS门电路: CC4001为CMOS 2输入端四“或非门”,其逻辑功能是输入端全为低电平时,输出为高电平,否则输出低电平。

  • 门电路应用:用74LS00或CC4001实现三人表决,并且某一人具有一票否决权电路。当此人同意且多数人同意时,输出高电平,否则输出低电平。


实训内容及步骤

  • TTL门电路逻辑功能验证

    • 实训箱上找到74LS00按图5-4所示接线,输入端接S1、S2逻辑开关,输出端接LED。

    • 输入不同组合的信号,观察输出结果(LED发光二极管亮为1,灭为0)。

  • CMOS门电路逻辑功能验证

    • 实训箱上找到CC4001按图5-4所示接线,输入端接S1、S2逻辑开关,输出端接LED,未用的输入端接地 。

    • 输入不同组合的信号,观察输出结果(LED发光二极管亮为1,灭为0)。

  • 用74LS00或CC4001设计一3位的偶矫正电路,即当3位代码中有偶数个1时输出高电平,有奇数个1时输出低电平。


5.5 译码器

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握译码器的基本工作原理。

  • 熟悉集成译码器74LS138的功能。

  • 掌握用集成译码器和门电路实现组合逻辑电路的方法。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路箱

  • 74LS138、74LS00


5-5

实训电路

  • 74LS138 3-8线译码器实训电路图如图5-5所示。


实训原理

  • 译码器是典型的组合逻辑电路,其作用是将每个输入代码的特定组合译成一个特定的输出信号,以表示它原来的信息。一个n位的译码器,需要n条输入线和最多2n条输出线。如3位代码的译码器需要3条输入线,最多8条输出线。

  • 译码器主要有两类:通用译码器和显示译码器。本实训使用通用译码74LS138 3线—8线译码器。

  • 由于译码器输出为输入变量的最小项,即每一个输出对应一个最小项,而任何一个组合逻辑函数都可以变换为最小项之和的标准形式。因此,只要此组合逻辑函数的变量少于或等于译码器的输出个数,用译码器和门电路就可以实现任何显示的组合逻辑函数。


实训内容及步骤

  • 74LS138用作译码器

    • 实训箱上找到74LS138按图5-5所示电路接线,输入端接S1~S6逻辑开关,输出端接LED。

    • 输入不同组合信号,观察输出结果。

  • 74LS138用作函数发生器

    • 译码器74LS138可以实现3变量的任意组合逻辑函数,试用74LS138和与非门74LS00实现逻辑函数


5.6 触发器

  • 触发器是具有记忆作用的基本单元,在时序电路中是必不可少的。

  • 触发器具有两个基本性质:

    • 在一定的条件下,触发器可以维持在两种稳定状态(0或1)之一,而且保持不变。

    • 在一定的外加信号作用下,触发器可以从一种稳定状态转变成另一种稳定状态(1→0或0→1),因此触发器可记忆二进制数0或1 ,被用作二进制数的存储单元。

  • 触发器的分类

    • 按结构可分为基本触发器、同步触发器、主从触发器和边沿触发器等。

    • 按逻辑功能可分为RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。


5 6 1 rs
5.6.1 RS 触发器

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握基本RS触发器的逻辑功能。

  • 了解基本RS触发器的应用。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路箱

  • 74LS00


5-6

实训电路

  • 基本RS触发器实训电路图如图5-6所示。


实训原理

  • 基本RS触发器的组成:基本RS触发器可由两个交叉连接的与门构成。

  • 基本RS触发器的工作原理。

    • =1 =0 =0

    • =0 =1 =1

    • =1 =1 状态保持

    • =1 =0 禁止


实训内容及步骤

  • 在实训箱上找到74LS00集成电路。

  • 打开直流稳压电源,将5V直流电源接入14脚。按图5-6所示接线,输入端接逻辑开关,输出端接逻辑电平显示(LED发光二极管)。

  • 验证RS触发器的逻辑功能。


5 6 2 jk
5.6.2 JK 触发器

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握JK触发器的逻辑功能。

  • 了解JK触发器的应用。

  • 了解JK触发器和其他类型触发器的转换。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路箱

  • 74LS112


5-7

实训电路

  • JK触发器实训电路图如图5-7所示。


实训原理

  • JK触发器的特性方程

  • 主从JK触发器的特性

    • =0 =1置0

    • =1 =0置0

    • =0 =0保持

    • =1 =1翻转

  • 74LS112为上升沿触发的双JK触发器

  • 触发器类型的转换:所谓触发器类型的转换,就是用一个已知的触发器和适当的门电路,实现另一个类型触发器的功能,转换方法有公式法和卡诺图法。


实训内容及步骤

  • 实训箱上找到74LS112按图5-7所示连接电路,输入端接S1~S4逻辑开关,输出端接LED。

  • 测试JK触发器的逻辑功能,记录下测试结果。

  • 触发器计数功能测试:将JK触发器接成计数状态(J=K=1),在CP端加入连续脉冲,用示波器观察Q端波形。注意:CP送入示波器的一个通道,Q端输出送入示波器另一通道,将示波器的显示方式置于“交替”。记录下显示结果。


5.7 计数器

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 验证同步十进制计数器74LS160的逻辑功能。

  • 实现两片计数器的级联。

  • 用74LS160构成模N(N<10)计数器。


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路

  • 74LS160 74LS00


5-8

实训电路

  • 同步十进制计数器实训电路图如图5-8所示。


实训原理

  • 计数器是用于累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑电路。按计数脉冲引入方式的不同可分为同步计数器和异步计数器。按模数的不同可分为二进制计数器和非二进制计数器。按计数的增减趋势不同,可分为加法计数器(递增计数)、减法计数器(递减计数)和可逆计数器。

  • 74LS160是可预置的同步十进制计数器,具有计数、预置、保持和清零功能。


实训内容及步骤

  • 74LS160功能验证

    • 按图5-8连接电路,将 接地,把计数器清零。

      =1、CTP=CTT= =0,使计数器呈计数状态。

    • 从CP端加入单次脉冲,观察计数器输出,记录下输出结果。

    • =0、 =1使计数器呈预置状态。

    • 输入端接S1~S4逻辑开关,输出端接LED,从CP端加入单次脉冲,观察输出结果。

  • 用预置复位法构成模N计数器

    • 按异步复位法构成模7计数器,自己设计电路,并验证其功能


5.8 施密特触发器

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握电路的正确连接方法

  • 掌握施密特触发器的功能及测试方法

  • 熟悉施密特触发器的应用


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 低频信号发生器

  • 示波器

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 74LS00、74LS132

  • 元器件


5-9

实训电路

  • 施密特触发器实训电路图如图5-9所示。


实训原理

  • 施密特触发器电压传输特性

    • 输入电压由低变高:只有当输入电压高到正向阀值电压 VT+时,输出电平才会转换。

    • 输入电压由高变低:只有当输入电压低到负向阀值电压 VT-时,输出电平才会转换。

  • 施密特触发器应用

    • 脉冲形成与整形

    • 幅度鉴别


实训内容及步骤

  • 按图5-9连接电路。

  • 将开关S拨到位置1,调节电位器,使输入电压为0V,观察电平显示器。增加输入电压,观察电平显示器的变化,测试出正向阀值电压VT+;减小输入电压,观察电平显示器的变化测试出负向阀值电压VT-。

  • 把开关S拨到位置2,用低频信号发生器输出幅度为3V,频率为1kHZ的正弦波信号,观察输出信号波形。


5 9 555
5.9 555 时基电路的应用

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 掌握555时基电路的功能

  • 熟悉555时基电路的典型应用


实训设备与器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路箱

  • 示波器

  • 555电路一块

  • 元器件


5-10

实训电路

  • 555功能测试电路图如图5-10所示。


实训原理

  • 555时基电路是一种使用广泛的模拟-数字混合式集成电路。

  • CC7555逻辑图和功能

  • CC7555的应用

    • 施密特触发器

    • 单稳态触发器

    • 多谐振荡器


实训内容及步骤

  • 测试555时基电路的功能

    • 按图5-10连接电路,电源电压5V,测试CC7555逻辑功能。

  • 用CC7555设计一单稳态触发器。输入幅度为1V、频率为1kHz的脉冲信号作为单稳态触发器的触发信号 ,用示波器观察输出波形。

  • 用CC7555设计一多谐振荡器,要求输出频率为10kHz,占空比为1/3的矩形波信号。


5.10 数/模转换和模/数转换

数字系统只能对数字信号进行处理,而实际的信号多数是模拟信号,要利用数字系统来处理模拟信号,则必须先把模拟信号转换为数字信号,这称为“模/数转换”或“A/D转换。相反,经数字系统处理后的信号有时又要转换成模拟信号,以便实际使用,这称为“数/模转换”或“D/A转换”。


5 10 1
5.10.1 数/模转换

  • 实训目的

  • 实训设备与器材

  • 实训电路

  • 实训原理

  • 实训内容及步骤


实训目的

  • 熟悉数/模转换器DAC0832的性能。

  • 熟悉数/模转换器DAC0832的使用方法。


实训设备及器材

  • 直流稳压电源

  • 万用表

  • 实训电路板

  • 示波器

  • DAC0832D/A

  • LM324


5-11

实训电路

  • DAC0832数/模转换器测试电路图如图5-11所示。


实训原理

  • DAC0832数模转换器

    • DAC0832引脚功能

      • VCC:电源电压,5~15V,单电源。

      • Uref:参考电压,要求该电压精度越高越好,10V。

      • AGND、DGND:分别为模拟地和数字地。

      • DI0~DI7:8位数字量输入。

      • Iout1、Iout2:两路模拟量电流输出端。当输入数据全1时,Iout1最大,Iout2最小;当输入数据全0时,Iout2最大,Iout1最小。

      • CS、ILE、Xfer:分别为片选、数字量允许输入锁存和数据传送控制端,其中CS、Xfer为低电平有效;ILE为高电平有效。


  • WR1 、WR2:分别为第一、二级缓冲寄存器的写信号,低电平有效。

  • 当WR1=0、CS=0、ILE=1时,将输入数据锁存在输入寄存器中。

  • 当WR2=0、Xfer=0时,将输入数据锁存到8位DAC寄存器中。

  • Rfb:在片内该端与Iout1间接有固定电阻,可作为外接运放的反馈电阻。

  • DAC0832输入/输出关系

    • 当DI0~DI7为11111111时,输出5V

    • 当DI0~DI7为00000001时,输出0.02V


  • 实训内容及步骤

    • 按图5-11连接电路。

    • 测试DAC0832数字量与模拟量的对应关系,将数据输入端全部接地,测量输出端(LM324输出端)的电压值。

    • 数据输入端接电源为高电平1,接地为低电平0,输入相关数字量,测试LM324输出端的电压值。


    5 10 2
    5.10.2 模/数转换

    • 实训目的

    • 实训设备与器材

    • 实训电路

    • 实训原理

    • 实训内容及步骤


    实训目的

    • 了解模数转换ADC0809的性能

    • 了解模数转换ADC0809的使用方法


    实训设备及器材

    • 直流稳压电源

    • 万用表

    • 实训电路板

    • 示波器

    • 信号发生器

    • ADC0809A/D

    • 74LS74

    • LED、电阻等


    5-12

    实训电路

    • ADC0809模/数转换器测试电路图如图5-12所示。


    实训原理

    • A/D转换的基本原理

      • 模拟信号转换为数字信号,实质上是完成对取样点信号的编码编码过程,一般包含四个步骤:取样、保持、量化和编码。

    • ADC0809模数转换器

      • IN-0~IN-7:8路模拟量输入。

      • msb2-1~lsb2-8:8位数字量输出。

      • ADD-A~ADD-C:8路模拟量输入通道的三位地址输入端。

      • ALE:选通地址锁存允许端。

      • START:启动信号。

      • EOC:A/D转换的结束信号。

      • ENABLE:输出允许信号,高电平有效。

      • CLK:时钟输入端。

      • ref(+)、ref(-):输入参考电压的正负极。


    实训内容及步骤

    • ADC0809静态测试

      • 按图5-12连接电路。

      • 选定地址输入端状态,本实训电路模拟信号从IN-2输入,因此三位地址位应为010。

      • 在START和ALE端加单次脉冲。

      • 监视D触发器所接LED,若状态改变,则表示转换完成。

      • 在ENABLE端加单次脉冲,转换结果出现在msb2-1~msb2-8上。

      • 输入数据,测试相应的数字输出量,并画出ADC0809的转换特性曲线。

    • ADC0809动态测试

      • 将频率为1kHz,幅度为5V的方波信号直接接至输入端,将ENABLE接高电平,观察LED显示。


    5.11 综合实训:数字钟电路

    • 实训目的

    • 实训电路

    • 实训原理

    • 制作安装与调试

    • 实训报告


    实训目的

    • 熟悉数字钟的结构、各部分电路的工作原理

    • 熟悉中规模集成电路和显示器件的使用方法

    • 了解简单数字系统的调试方法

    • 熟悉数字电路的综合运用方法

    • 掌握用单元电路组成系统电路的方法


    5-13

    实训电路

    • 数字钟电路如图5-13所示。


    实训原理

    数字钟实际上是对一1Hz的标准频率进行计数的计数电路。由于计数的起始时间可能与标准时间有差异,故需在电路中设置校时电路。标准的秒脉冲必须准确,一般采用石英晶体作为振荡器。

    • 振荡器

      • 振荡器用来产生时间标准信号。为了保证时间标准信号的频率稳定度,一般采用石英晶体振荡器。

    • 分频器

      • 将产生的时间标准信号进行分频,以得到计数器所需要的秒脉冲信号。

      • 输出100kHz的时间标准信号频率,经过5级十分频即可得到每秒振荡一次的秒脉冲信号。


    • 时间计数、译码驱动单元

      • 本课题用CL102组成数字钟。

    • 数字钟电路工作原理

      • 由于秒、分、时的个位是逢十进位,故它们的进位可直接由低位JW向高位输出。因JW输出的是下降沿脉冲信号,故必须与高一位的下降沿计数输入端相连。

      • 秒十位和分十位是逢六进位,故它们的进位要用BCD码输出,并使用具有两个输入端的与门来控制进位。

      • 按下“校时”或“校分”按键,秒脉冲将直接进入时个位或分个位的显示单元,使时或分按每秒一个字的速度显示,当变到应显示的时或分时,将该按键松开,时或分就被校对好了。

      • 按下“校秒”按键,秒脉冲被由IC7(74LS160)组成的十分频器分频后进入秒个位的显示单位,使秒按0.1秒的速度计数,当变到应显示的秒时,松开该按键,秒就被校对好了。


    制作安装与调试

    • 根据电路原理图设计制作印制电路板,要求布局合理、平整美观。

    • 组装数字钟电路,组装时从秒个位开始,装好一位测试一位,正常后再组装下一位。

    • CL102组件各引脚只接高电平或低电平,为防止接线错误,一定要清楚引脚功能和要求的电位。

    • 在测试分个位、分十位、时个位、时十位时,可将输入脉冲频率调高测试,以节省时间。


    实训报告

    • 实训目的

    • 电路工作原理

    • 电路原理图和印制电路板图

    • 电路制作、调试过程

    • 元件的计算和选择

    • 元件清单



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    图4-7

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    图4-12

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    图4-13

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    图5-8

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    5-21

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    图5-29

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    图5-33

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