电子技术实验指导书机电工程学院电气工程系2012年2月实验一电子仪器使用及常用元件的识别与测试一、实验目的1．掌握常用电子仪器的基本功能并学习其正确使用方法。

2．学习掌握用双踪示波器观察和测量波形的幅值、频率及相位的方法。

3．掌握常用元器件的识别与简单测试方法。

二、仪器设备1.万用表 2.信号发生器3.晶体管毫伏表 4.示波器三、实验内容1.用万用表测量电压、电流、电阻等元器件，并判断二极管和三极管的好坏。

2.用信号发生器调出不同大小的正弦波，并用晶体管毫伏表测量。

3.用信号发生器调出不同波形，用示波器进行观察测量。

四、实验步骤1. 将万用表旋钮调至相应的功能和适当的挡位，分别测量试验台上给出的电源电压、单独给出的电阻等元器件，特别注意安全以及万用表的相应挡位。

2. 用万用表判断二极管的好坏和极性。

将万用表放在×10的电阻挡，测量一个二极管的电阻并记录下来，然后交换万用表的两只表笔，再次测量它的电阻并记录下来，根据两次测量的结果判断二极管的好坏。

如果两次测得的电阻值都很大，说明二极管内部已经断路，如果两次测得的电阻值都很小，说明二极管内部已经短路，只有两次测得的电阻值相差很大，才说明二极管是好的。

如果是指针型万用表，测得电阻比较小的那次二极管是正向导通的，通常此时黑色表笔所接的是二极管的正极，其他万用表要先确定其测量电阻时内部电源的极性。

3. 用万用表判断三极管的好坏。

三极管可以等效为两个串接的二极管，见下图a。

先按测量二极管的方法确定两个PN结的好坏，如果是好的则可进一步确定三极管的基极，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b,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b中的R B，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。

4. 打开信号发生器，熟悉各旋钮的作用，然后调出一个1~10V，10多千赫兹的正弦交流电，分别用万用表和晶体管毫伏表测量，看它们测得的值是否一样。

为什么？再调出一个mV级别的电压，用晶体管毫伏表测量。

4. 示波器的使用。

示波器是用来观测电信号波形的仪器。

实验所用的是双踪示波器，可同时观测两组被测输入信号，并对其幅值、周期、频率及相位差进行测量。

使用前要熟悉示波器面板上各旋钮的名称及功能，掌握正确使用时各旋钮应处的位置。

接通电源，检查示波器的亮度、聚焦、位移各旋钮的作用是否正常，并进行必要的校核。

①测量幅值接入被测信号，将灵敏度微调旋到“校准”位置（即顺时针旋到底），此时灵敏度选择开关“V/div”所在档位的刻度值表示屏幕上纵向每格的伏特数。

读出屏幕上被测波形的峰-峰值格数N，则被测信号的幅值V=N×(V/div）。

注意探头衰减应放在1：1，如放在1：10，则被测值还需乘上10。

②测量周期、频率接入被测信号，将扫描时间微调旋到“校准”位置（即顺时针旋到底），扫描扩展“×10MAG”至off，调节被测波形使之稳定，并在屏幕上显示完整的周期，此时扫描时间微调开关“V/div”所在档位的刻度值表示屏幕上横向每格的时间值。

读出一个完整周期的格数M，则被测信号的周期T=M×(V/div），f=1/T。

③测量两波形的相位差按图下连接实验电路，经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号U i或U R，分别加到双踪示波器的Y1和Y2输入端。

两波形间相位差测量电路调节Y1、Y2灵敏度开关位置，使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形U i及U R，如图所示。

根据两波形在水平方向差距X及信号周期X T则可求得两波形相位差。

图X︒⨯=360)()(div Xdiv X Tθ式中：X T —— 一周期所占格数，X —— 两波形在X 轴方向差距格数 五、实验思考题1．万用表使用中应该注意哪些事项，为什么？2．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？ 3．方波、三角波是否能用晶体管毫伏表测量？4．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？5．如何操纵示波器有关旋钮，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形？ 实验二 集成运算放大器 一、实验目的1．了解常用集成运放的类型，熟悉集成运算放大器的特性。

2．掌握常用集成运放的输入方式。

3．掌握常用集成运放放大倍数的计算。

4．学会上述电路的测试和分析方法。

加深对线性状态下运算放大器工作特点的理解。

二、仪器设备1．万用表 2．交流毫伏表3．直流电压源（双） 4．函数信号发生器5．双通道示波器 6．电子综合实验台7．集成运放 三、实验内容与步骤1．首先将调试好（12－15伏）。

2．关闭电源开关，将两直流电源接成正负电源模式待用。

3．在试验台上找出集成运放（本实验采用的集成块是Lm358），并辨别其管脚，Lm358的管脚分布入下图所示。

Lm358 管脚图4．实验电路如下图a 所示，其中R 1和R f 分别为10 K Ω及100 K Ω，按线路接好，在反相输入端依次加入30、100、300、1000、3000毫伏的交流电，用双踪示波器同时观察放大前和放大后的波形，它们是否反向？是否失真？为什么？然后用示波器测各自的U O （注意此时测得的是最大值），填入下表，求出A uf （其中R 2=R f ∥R 1）。

然后测量U + 和U - 。

反相比例放大器四、实验思考题1．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？ 2．在本次实验中哪里体现了运算放大的虚短、虚地现象，你是如何验证的？ 3．如果把本次实验所加的直流信号换成交流信号，结果又如何？ 实验三 集成逻辑门电路逻辑功能的测试（2学时） 一、实验目的1. 认识并熟练使用数字电子技术实验的仪器、设备及使用方法2. 逐步熟悉常用的集成电路芯片。

3. 了解逻辑代数的物理意义。

二、实验仪器及设备1. 数字逻辑实验台 1台2. 元器件：74LS08 1片74LS00 1片 CC4001 1片CC4071 1片 CC4030 1片3．万用表4．导线若干三、实验内容1．测试74LS08的逻辑功能2．测试CC4071的逻辑功能3．测试74LS00的逻辑功能 4．测试CC4001的逻辑功能5．测试CC4030的逻辑功能 四、管脚图CC4030CC4001 CC4071五、实验记录分别将74LS08、74LS00、CC4001、CC4071和CC4030芯片正确插入实验台，并注意识别第1脚位置（集成块正面放置且缺口向左，则左下角为第1脚）。

按表一要求输入高、低电平信号，测出相应的输出逻辑电平，填入下表。

六、总结：判断集成门电路逻辑功能的方法。

实验四译码器及其应用（3学时）一、实验目的1. 掌握组合逻辑电路的调试方法。

2．熟悉74LS138的功能。

3.掌握用全译码器实现组合逻辑函数的方法。

二、实验仪器及设备1.数字逻辑实验台1台2.数字万用表1块3.元器件：74LS138 1片74LS00 1片4．导线若干三、实验内容用与非门设计一个监视交通灯工作状态的逻辑电路。

每组灯信号由红、黄、绿三种灯组成，用R、Y、G分别表示红、黄、绿三个灯的工作状态，并规定灯亮时为“1”，不亮时为“0”。

正常工作情况下，任何时间必有 1 种灯亮，且只允许有 1 种灯亮，否则为故障。

出现故障应自动报警,用L表示故障信号,正常工作时L为“0”,发生故障时L为“1”。

1.分析实际问题，根据给定的逻辑要求及逻辑问题列出真值表。

2.根据真值表写出组合电路的逻辑函数表达式。

3.画出逻辑电路图。

四、实验步骤与要求1. 验证74LS138和74LS00的逻辑功能。

2.按电路图连接实验线路。

3.测试实验结果，并列成表格。

4.根据实验数据判断电路图是否正确。

5．记录实验中存在的问题及解决方法。

6.总结用全译码器设计组合逻辑电路的一般方法。

实验五触发器的功能及其相互转换（3学时）一、实验目的1.掌握JK触发器、D触发器、T触发器和T′触发器的逻辑功能。

2.熟悉各类触发器之间逻辑功能的相互转换方法。

3.了解不同功能触发器之间的相互转换。

二、实验仪器及设备1.数字逻辑实验台1台2.元器件：74LS00 1片74LS112 2片74LS74 1片3.导线若干三、实验原理1)74LS112是一种下降沿触发2)的边沿双JK触发器，包括有两个独立的JK触发器，每个触发器具有各自独立的清零、置位、时钟输入端。

2) 清零端R、置位端S为低电平有效，而且具有优先的功能。

当R为低电平，S 为高电平，输入端J、K为何值，触发器均为0 。

当R为高电平，S 为低电平，输入端J、K为何值，触发器均为1 。

R、S 都为高电平时，J、K输入端决定输出。

所以R、S 常用来预清零端R、置位端S为低电平有效，而且具有优先的功能。

当R为低电平，S 为高电平，输入端J、K为何值，触发器均为0 。

当R为高电平，S 为低电平，输入端J、K为何值，触发器均为 1 。

R、S都为高电平时，J、K输入端决定输出。

所以R、S 常用来预置初始状态。

四、实验内容1、基本RS触发器逻辑功能的测试。

由与非门组成基本RS触发器（如图1）并测试其逻辑功能。

2、集成双触发器74LS112逻辑功能测试根据JK触发器的引脚排列及其输入端的状态组合根据下表验证其功能。

3、集成D触发器74LS74逻辑功能测试根据D触发器的引脚排列及其输入端的状态组合根据下表验证其功能。

4、触发器的功能转换1)将JK触发器转换成D、T、T′触发器，并测试其功能，将结果添入表格。

2)将D触发器转换成T′触发器，并测试其功能，将结果添入表格。

五．总结：1．总结边沿触发器的触发特点。

2．总结T、T′触发器的逻辑功能。