电子技术实验指导书 周金海 耿玉良 编写李玲娟 审核南京中医药大学 信息技术学院2005年9月编 者 说 明模拟电子技术和数字逻辑电路是计算机科学与技术专业实践性较强的两门专业基础课。电子技术实验指导书主要是针对这两门课的实验编写的。通过实验教学，可以帮助学生掌握电子技术的基本概念，包括工作原理、主要特性等基本知识；掌握最常用的基本电子技术的分析与设计方法；学会使用常见的电子仪器，掌握电子技术中基本调试方法，今后能够阅读器件产品手册，分析、设计与维护应用电子产品。同时，为后续课程计算机组成原理、微机接口技术和嵌入式系统等课程打下良好的基础。本书编写中，参考了清华大学科教仪器厂、江苏杨中绿杨电子仪器集团有限公司和深圳多一电子有限公司相关产品的技术资料。本书由信息技术学院应用教研室周金海和耿玉良两位教师编写，信息技术学院副院长李玲娟审核。南京中医药大学教务处给予了指导和帮助。周金海所指导的计算机03班刘俊杰、杨梅和苗留洋三位本科生参与了部分文本录入，做了部分预实验工作。对他们的大力支持，一并表示感谢！当今，电子技术发展速度很快，教学要不断的创新。因为实验室建设中选用了不同厂家的仪器设备，为方便实验教学，我们编写了这本实验指导书，EDA软件的使用方法没有编入其中。限于编者的水平，难免有缺点与错误，敬请读者批评指正。 周金海 耿玉良 2005年9月1日目 录第一章模拟电子技术基础实验1实验一 常用电子仪器的使用1实验二 单管放大电路4实验三 负反馈放大电路7实验四 基本运算电路10实验五 波形发生电路12实验六 综合实验14第二章数字逻辑电路基础实验15实验一 TTL及CMOS与非门电路的测试15实验二 简单组合逻辑电路18实验三 触发器电路20实验四 计数器电路23实验五 脉冲波形发生电路25实验六 综合实验26第三章电子技术设计型实验27实验一 产品分档电路的设计29实验二 流水线产品统计电路设计31实验三 报警器的设计34实验四 超声波遥控电路的设计35实验五 定时控制电路的设计37实验六 电子密码锁电路的设计39第四章常用电子仪器使用说明434.1 YB43020示波器434.2 YB1602函数信号发生器474.3 DY210系列数字万用514.4 YB2172交流毫伏表604.5 YB1731A(3A) 稳压电源634.6 TES-1A 型电子技术学习机66附录一 常用电子元器件简介731电阻器732电容器783半导体二极管834半导体三极管905场效应管976集成电路98附录二 电子电路的故障分析与排除方法108附录三 实验报告纸112第一章 模拟电子技术基础实验实验一 常用电子仪器的使用实验目的：一. 掌握常用电子仪器的使用方法，重点掌握示波器的使用方法。二. 初步掌握一般参数的测试方法。预习内容：阅读第四章常用电子仪器使用说明，熟悉常用电子仪器的使用方法。基本实验内容：一. 万用表1. 用万用表的直流电压档测量学习机上直流稳压电源的电压值。注意选择合适的量程和红、黑表笔的接法。2. 用万用表的欧姆档测量学习机元件库中电阻510欧、10千欧、82千欧、100千欧及1兆欧的电阻值, 或自选几个测量。 3. 用数字万用表的二极管测试档测量学习机元件库中的二极管。提示：数字万用表二极管检测档显示的数据是二极管的管压降。通常，一个好的二极管在正向接法时，应显示500毫伏至800毫伏：在反向接法时应显示“0000.”，则表示短路，说明管子已坏。在反向接法时，如不应显示“1”，也说明管子已坏。4. 用数字万用表的二极管测试档定性测量三极管，判断三极管的三个极及其好坏。以3DG6为例，三极管底面朝上e,b,c三管脚位置如图1.1所示。提示：我们也可以用二极管测试档判断三极管的三个极及其好坏。 图1.1首先用测量二极管的方法找到两个PN结的公共脚，即为基极，并判断出是NPN型管，还是PNP型管，以及有无结损坏，然后比较两个PN 结的正向电压值，读数大些的为be结，小些的是bc结5. 用万用表测量三极管的电流放大倍数。 6. 用万用表短路档可用来检验电路的通断。二、函数发生器以下面1为例，函数发生器的“函数选择”键为（正弦波），选择频率范围为1千赫兹，旋动频率度盘使刻度在附近，然后调节“幅度调节”旋钮至合适位置，频率和幅度的标准示数可由示波器和毫伏表显示。按以上步骤调出下列几种波形：1. 1千赫兹 50毫伏的正弦波2 . 250赫兹 6伏的方波3. 160赫兹 6伏的三角波三晶体管毫伏表晶体管毫伏表由220伏电网电压供电，其指针所示为正弦波电压的有效值。测量步骤如下：1. 选定量程。已知被测信号幅值时，应选择合适的量程。通常指针不应偏转太小，以免误差较大。对于不知幅度的信号，则应将量程开关放大到最大，待信号接入后，逐渐减小量程，至到量程位置合适为止。2. 调零。对于选定的量程应调零，方法是将输入线短接，待表针稳定后调节“调零”旋钮。使指针指在0位置。对于幅值小于0.1伏的，应在量程较大的位置将输入线短接，然后即将量程开关调至所选位置，再调零。3. 测量。对于幅值小于0.1伏的，应在量程位置接入所测信号，再将量程调到所选位置，读出表盘示数。注意：使用时，表与被测线路必须共地。用晶体管毫伏表测量上题函数发生器输出正弦波的幅值（有效值）。四示波器以函数发生器的输出作为被测信号，示波器的CH1、CH2的垂直幅度旋钮（VOLTSDIV）和扫描时间（TIMEDIV）旋钮，校准微调旋钮，使输入、输出波形完整的显示在屏幕上。从屏幕上可以直接读出波形的峰值Vp-p（垂直灵敏度与格数之积）和周期（扫描速度与格数之积）。若使用数字示波器测量，波形的参数可直接在屏幕上显示出来。按一下步骤操作：1. 按AUTOSET键，几秒后屏幕上显示波形信号。2. 按ACQUIRE键，再按屏幕右边副菜单键选取“获取”菜单中的“平均值”采样方式及平均值次数为“128”后，波形会清晰。3. 按CH1 MENU键，再按副菜单键选取“耦合”方式为“交流”：选取“伏格”为“粗调”；选取“探棒”为“1”。CH2 MENU的调整同上。4. 按MEASURE键，按第一个副菜单键选取“测量”菜单中的“信源”，将信源分别设为CH1、CH2;再次按第一个副菜单键选取“测量”菜单中的“类型”，反复按下面各副菜单键将类型分别定为频率和均方根值（有效值）等参数。待数字显示较稳定且没有“?”出现后，即可直接从屏幕中读数。用示波器分别测量上题函数发生器输出三种波形的周期和幅值。思考题：一. 用万用表测量电阻时，若表头显示“1”说明什么？二. 能用晶体管毫伏表测量直流电压吗？三. 为了得到纯交流信号，函数发生器的直流偏置按钮应如何放置？实验二 单管放大电路实验目的：一. 熟悉放大电路的基本工作原理，掌握静态工作点Q，电压放大倍数Au，输入电阻Ri、输出电阻Ro的测量方法。二. 了解电路的参数变化对Q点的影响。预习内容：一、 设三极管T的40，UCEQ5伏，估算电路图2.1中的Q点（IBQ、ICQ、Rb），Au、Ri、Ro。二、 估算当其余电路参数不变，使Uo波形不失真的Rb的阻值范围。三、 熟悉放大电路的Q点、Au、Ri、Ro的测量方法。基本实验内容：一. 三极管的测试分辨三极管的e、b、c三个极，并测量它的电流放大系数。 二. 放大电路的测试将学习机上的基本放大电路单元接成如图2.1所示电路。认真检查以确保线路正确无误。在函数发生器上调出电路所需要的输入正弦波电压信号Ui，可取Ui频率为1千赫兹，幅值为7毫伏左右。1. 静态Q点测试按照“先静态后动态”的原则，首先设置静态工作点。接好电源后，将电路的输入端对地短路（注意先不接入交流信号，以免将信号源短路）。调整Rb。使UCEQ约为5伏，然后测出Rb（应在不通电的条件下断开Rb的两端才能测准），计算IBQ、ICQ，并把数据记入表2.1中。表2.1静态数据记录表实测实测计算UBEQ(V)UCEQ(V)Rb(K)IBQ(A)ICQ(mA)2 测量电压放大倍数Au把函数发生器上调好的正弦信号接到电路的输入端。用双踪示波器同时显示Ui与Uo，在输出波形不失真的条件下，测量出放大电路的输入输出电压值，计算AuUoUi。表2.2 测Au的记录表实测估算实测计算Ui(mV)Uo(mV)AuAu选做实验内容：一. 输出电阻Ro测量输出电阻的电路如图2.2所示。给被测电路输入1千赫兹正弦波，用示波器监视其输出波形，在不失真的情况下测量开路时的输出电压Uoo和带负载RL（与Ro等数量级）的输出电压Uo，用示波器或晶体管毫伏表读数。则有：Ro=(Uoo-Uo)/Io=(Uoo-Uo)/Uo)*RlRL =表2.3 测Ro的记录表实测估算实测计算Uoo(V)Uo(V)Ro(K)Ro(K)二.输入电阻Ri测量输入电阻的电路如图2.3所示。在输入回路串接与Ri阻值数量级相同的一个电阻Rs给被测电路输入1千赫兹正弦波，用示波器监视输出波形，在不失真的情况下测量Us、Ui的值。则有：Ri=Ui/Ii=（Ui/(UsUi)）*RsRs =表2.4测Ri的记录表实测估算实测计算Us(mV)Ui(mV)Ri(K)Ri(K)实验注意事项:一. 测量Rb的阻值时，应在不通电的条件下把Rb的两端与线路断开才能测准。二.测量放大电路的各项动态参数时，始终要用示波器监视波形，在输入、输出电压不失真的情况下，测出的各项参数才有意义。三. 要注意所有的仪器须与学习机共地。思考题:一. Rb为什么要由一个电位器和一个固定电阻串联组成？电解电容两端的静态电压方向与它极性应该有何关系?二.如果仪器和实验线路不共地会出现什么情况？通过实验说明。三.在测量电路电压放大倍数时，为什么要始终监视输出电压波形是否失真？在输入电压不变的情况下，若电路空载时输出波形已失真，请问带上负载后失真会消除吗？为什么？四.利用测量Q电时计算出的IBQ和ICQ估算三极管的 ，与用数字万用表测出的三极管的相等吗？哪个更接近三极管工作时的 ，为什么？实验三 负反馈放大电路实验目的：一. 熟悉负反馈放大电路组态，了解交流负反馈对放大电路主要性能的影响。二. 掌握深度负反馈条件下，电压放大倍数、输入电阻、及上限截止频率的测试方法。预习内容：一. 已知所用运放LM358的Aod80dB，fh7赫兹，估算本次实验中；要测试的所有参数。二.