实验二门电路特性、参数测试
一、实验目的
1. 了解数字集成电路外形结构及外部引脚的排列规律。
2. 掌握逻辑门电路主要特性、参数的测试方法。
3．学习查阅器件手册。
4．进一步训练实验箱及常用仪器的使用方法。
二、实验资料
1．TTL与非门74LS00
74LS00为四个2输入TTL与非门，为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列如图2.1所示。它共有4个独立的两输入端“与非”门，各个门的构造和逻辑功能相同，其内部电路结构如图2.2 所示。
A
B
CC
Y
图2.1 74LS00引脚排列图2.2 74LS00与非门内部电路结构
74LS00特性参数见表2-1、表2-2、表2-3。
表2-1 推荐工作条件
*负号表示电流由器件流出
表2-2 直流特性（0～70℃）
2．COMS与非门74HC00 Array 74HC00为四2输入COMS与非
门，外部引脚排列与74LS00相同（图
2.1）。它共有4个独立的两输入端
“与非”门，各个门的构造和逻辑功
能相同，其内部电路结构如图 2.3
所示。
74HC00特性参数见表2-4、表
2-5、表2-6。
表2-4 推荐工作条件
表2-5 直流特性（－40～85℃，除非另有说明）
□方框内的数字是线性外推值
表2-6 开关特性
*
典型值在T ＝25℃条件下测得
** C PD 为空载功率消耗电容，决定空载动态功耗和空载电流功耗
三、实验设备与器件
设备：THHD-2型数字电子技术实验箱、万用表、电流表 器件：74LS00(74HC00) 一片（四个2输入与非门） 四、实验内容及步骤
（一）TTL 与非门测试
1．验证TTL 与非门逻辑功能
(1)任意选择其中一个与非门进行实验。将与非门的两个输入端分别接到两个电平开关上，输出端接到一个电平指示灯发光二极管上（电平指示灯接高电平时点亮），接通电源，操作电平开关，完成真值表——表2.7。
(2) 判断功能是否正确，写出逻辑表达式。
表2.7 与非门真值表
2．电压传输特性测试
按图2.4连好线路。调节电位器，使V I 在0~3V 之间变化，记录相应的输入电压V I 和输入电压V O 的值并填入表2.8，并在图2.5的坐标系中画出电压传输特性。
4.7k
V I
V O
图2.4 电压传输特性测试电路 图2.5电压传输特性
表2.8与非门输入、输出电平关系数据表
3．直流参数的测试
(1) 输出高电平ＶOH的测试
测试电路如图2.6所示。闭合开关，调节电位器使电流表读数为400μA，用万用表测量输出端带负载时的输出电压V OH；断开开关，用万用表测量输出端负载开路时的输出电压V′OH，将数据填入表2.9
V
OL
图2.6
ＶOH的测试电路图2.7ＶOL的测试电路
(2) 输出低电平ＶOL的测试
测试电路如图2.7。闭合开关，调节电位器使电流表读数为8mA，用万用表测量输出端带负载时的输出电压V OL；断开开关，用万用表测量输出端负载开路时的输出电压V′OL，将数据填入表2.9中。
表
2.9 V OH、ＶOL测试结果
(3) 高电平输入电流ＩIH
测试电路如图2.8所示。连接电路，通电后读出电流表的读数即为负载门高电平输入电流I IH，并用万用表测量此时负载门输入高电平的电压V IH，将数据填入表2.10中。
图2.8 ＩIH测试电路图2.9 I IL测试电路
(4) 低电平输入电流I IL
测试电路如图2.9所示。连接电路，通电后读出电流表的读数即为负载门低电平输入电流I IL，并用万用表测量此时负载门输入低电平的电压V IL，将数据填入表2.10中。
表2.10 ＩIH、I IL测试结果
4．输入端负载特性测试（※）
测试电路如图2.10所示。用万用表测试，将V I和V O随R I变化的值填入表2.11中。（注意：每次测量电阻R I的值时，须将R W中间活动头和门的输入端断开）。
表2.11 输入负载特性测试结果
R
W
10k
图2.10 输入端负载特性测试电路
5．“封锁”门电路实验
（1）将与非门的一个输入端接到电平开关上，另一个输入端接到连续脉冲信号源上。信号源频率调至约10kHz。电平开关置“1”，用双踪示波器（输入耦合方式置于“DC”档位），同时观察门的输入V I和输出V O波形；电平开关置“0”，再次观察输入V I和输出V O波形。画出两种情况下输入V I和输出V O波形。
（2）用3个两输入端与非门接成一个两输入端的或门，做或门封锁实验。实验方法自拟。
五、实验报告
1．实验预习
（1）熟悉TTL与非门电路（74LS00）各参数的测量原理、测量方法及测量步骤；
（2）完成实验的预习报告，包括：实验目的、实验设备、布置实验内容及步骤、测试电路、原始数据记录表格及图形。
2．实验及数据处理
（1）根据布置实验内容认真完成实验中的各项测试任务，仔细观察实验中的各种现象并加以分析。
（2）在数据记录表格及图形中记录实验测量数据，并对实验数据进行分析。
（3）根据与非门输入负载特性实验数据，在直角坐标系上（R I为横轴，V I、V o为纵轴）描绘输入端负载特性曲线。
从曲线上确定：TTL与非门的输入端对地串接电阻，能使门输出高电平时，这个电阻的上限值（可以称作关门电阻R OFF）；能使门输出低电平时，这个电阻的下限值（可以称作开门电阻R ON）
3．思考题
（1）简述V OH、V OL的名称及含义；简述I IH、I IL的名称、含义及方向。
（2）测试V OH时，开关闭合与开关断开时V OH的数值是否相同？V OH在开关闭合时大还是开关断开时大？为什么？
（3）测试V OL时，开关闭合与开关断开时V OL的数值是否相同？V OL在开关闭合时大还是开关断开时大？为什么？
（4）举例说明门被“封锁”的概念。
（5）由实验资料计算74LS00与非门的噪声容限V NL和V NH。
（6）集成逻辑门电路在使用中，其多余端应如何处理？对于TTL门电路，其多余端输入端悬空时的电平为高电平还是低电平？COMS门电路多余输入端是否可以悬空？
（7）COMS和TTL两种电路相互连接时，两者的电平和电流应满足什么条件？
4．实验的注意事项及主要经验教训。
说明：实验内容中，红色标注的部分为基本内容，必须完成。其他内容按照实验老师的要求做。
集成电路的检测方法 现在的电子产品往往由于一块集成电路损坏，导致一部分或几个部分不能常工作，影响设备的正常使用。那么如何检测集成电路的好坏呢?通常一台设备里面有许多个集成电路，当拿到一部有故障的集成电路的设备时，首先要根据故障现象，判断出故障的大体部位，然后通过测量，把故障的可能部位逐步缩小，最后找到故障所在。 要找到故障所在必须通过检测，通常修理人员都采用测引脚电压方法来判断，但这只能判断出故障的大致部位，而且有的引脚反应不灵敏，甚至有的没有什么反应。就是在电压偏离的情况下，也包含外围元件损坏的因素，还必须将集成块内部故障与外围故障严格区别开来，因此单靠某一种方法对集成电路是很难检测的，必须依赖综合的检测手段。现以万用表检测为例，介绍其具体方法。 我们知道，集成块使用时，总有一个引脚与印制电路板上的“地”线是焊通的，在电路中称之为接地脚。由于集成电路内部都采用直接耦合，因此，集成块的其它引脚与接地脚之间都存在着确定的直流电阻，这种确定的直流电阻称为该脚内部等效直流电阻，简称R内。当我们拿到一块新的集成块时，可通过用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏，若各引脚的内部等效电阻R内与标准值相符，说明这块集成块是好的，反之若与标准值相差过大，说明集成块内部损坏。测量时有一点必须注意，由于集成块内部有大量的三极管，二极管等非线性元件，在测量中单测得一个阻值还不能判断其好坏，必须互换表笔再测一次，获得正反向两个阻值。只有当R内正反向阻值都符合标准，才能断定该集成块完好。 在实际修理中，通常采用在路测量。先测量其引脚电压，如果电压异常，可断开引脚连线测接线端电压，以判断电压变化是外围元件引起，还是集成块内部引起。也可以采用测外部电路到地之间的直流等效电阻(称R外)来判断，通常在电路中测得的集成块某引脚与接地脚之间的直流电阻(在路电阻)，实际是R内与R外并联的总直流等效电阻。在修理中常将在路电压与在路电阻的测量方法结合使用。有时在路电压和在路电阻偏离标准值，并不一定是集成块损坏，而是有关外围元件损坏，使R外不正常，从而造成在路电压和在路电阻的异常。这时便只能测量集成块内部直流等效电阻，才能判定集成块是否损坏。根据实际检修经验，在路检测集成电路内部直流等效电阻时可不必把集成块从电路上焊下来，只需将电压或在路电阻异常的脚与电路断开，同时将接地脚也与电路板断开，其它脚维持原状，测量出测试脚与接地脚之间的R内正反向电阻值便可判断其好坏。 例如，电视机内集成块TA7609P瑢脚在路电压或电阻异常，可切断瑢脚和⑤脚(接地脚)然后用万用表内电阻挡测瑢脚与⑤脚之间电阻，测得一个数值后，互换表笔再测一次。若集成块正常应测得红表笔接地时为8.2kΩ，黑表笔接地时为272kΩ的R内直流等效电阻，否则集成块已损坏。在测量中多数引脚，万用表用R×1k挡，当个别引脚R内很大时，换用R ×10k挡，这是因为R×1k挡其表内电池电压只有1.5V，当集成块内部晶体管串联较多时，电表内电压太低，不能供集成块内晶体管进入正常工作状态，数值无法显现或不准确。 总之，在检测时要认真分析，灵活运用各种方法，摸索规律，做到快速、准确找出故障 摘要：判断常用集成电路的质量及好坏 一看: 封装考究,型号标记清晰,字迹,商标及出厂编号,产地俱全且印刷质量较好,(有的 为烤漆,激光蚀刻等) 这样的厂家在生产加工过程中,质量控制的比较严格。 二检: 引脚光滑亮泽,无腐蚀插拔痕迹, 生产日期较短,正规商店经营。 三测: 对常用数字集成电路, 为保护输入端及工厂生产需要,每一个输入端分别对VDD
; n1．测量比例+积分环节前，必须将电容两端短路，否则会出现什么情况，为什么 电容两端短路是为了让电容放电，将电路变成纯比例环节，否则测量时只能观察到比例环节而看不到积分环节。 2．接线检查无误、弄清楚如何测量数据/波形后，方可通电，并尽快完成测试断电，准备下次测试，通电调试时间过长容易烧电机和其它器件（为什么） 主要是因为实验中的电机无散热装置，调试时间过长，引起电机发热，其温度升高超出允许限度，导致绕组过热烧毁。 3．工作时，必须保证直流发电机/电动机励磁电源接通（为什么） 如果没有励磁，电机内没有初始磁场，电机无法启动，且先加电枢电源，引起启动电流过大，长时间后会烧坏电机。 （ 4．电流变换器的输出值的大小主要与哪些因素有关 答案一：放大器的电压倍数，电流变换器的电压放大倍数，转速偏差电压。 答案二：电流输出与整流管电流大小、变压器功率大小有关。如果是开关电源，还与开关管功率有关。 5．本系统中，给定值、比较器、执行机构、受控对象、被控量、测量及变送器、测量信号分别是什么 给定值——转速给定电压 比较器——PI调节器 执行机构——UPE（晶闸管可控整流器） < 受控对象——电动机M 被控量——转速 测量及变送器——电流变送器 测量信号——给定值 6．P调节器和PI调节器在直流调速系统中的作用有什么不同它们对于闭环控制系统的动态误差和静态误差有何影响 作用：P调节器使调速系统动态响应快，PI调节器使调速系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速，提高了稳态精度，进一步提高系统的稳定性能。 影响：P调节器的比例系数越小，消除误差能力越强；而采用PI调节器的闭环调速系统无静差。 # 7．实验中，如何确定转速反馈的极性并把转速反馈正确地接入系统中调节什么元件能改变转速反馈的强度 通过给定值Uct的极性来判断。调节给定值Uct和反馈系数比α能改变转速反馈的强度。 8．对于电流单闭环、速度单闭环和速度－电流双闭环系统，给定输入的极性应如何设置（Uct
数字实验一门电路逻辑功能与测试
实验一门电路逻辑功能及测试 一、实验目的： 1.熟悉常用集成门电路的逻辑功能及测试方法。 2. 熟悉各种门电路的管脚排列，进一步熟悉仿真软件和数字试验箱的使用。 3．学习利用与非门组成其它逻辑门电路并验证其逻辑功能。 二、实验仪器及设备 1.数字电路实验箱 2.万用表 3.集成芯片： 74LS00 2输入端四与非门 2片 74LS86 2输入端四异或门 1片 三、实验原理 1. TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。54 系列的TTL 电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。 54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。 TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对我们进行实验论证，选用TTL 电路比较合适。因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。 2. 集成逻辑门有许多种，如：与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等等。但其中与非门用途最广，74LS00是“TTL系列”中的与非门，是四-2输入与非门电路，即在一块集成电路内含有四个独立的与非门。每个与非门有2个输入端。 3. 利用与非门可以组成其它许多逻辑门。要实现其它逻辑门的功能，只要将该门的逻辑函数表达式化成与非-与非表达式，然后用多个与非门连接起来就可以达到目的。例如，要实现或门Y=A+B，根据摩根定律，或门的逻辑函数表
第一章 集成电路的测试 1.集成电路测试的定义 集成电路测试是对集成电路或模块进行检测，通过测量对于集成电路的输出回应和预期输出比较，以确定或评估集成电路元器件功能和性能的过程，是验证设计、监控生产、保证质量、分析失效以及指导应用的重要手段。 .2.集成电路测试的基本原理 输入Y 被测电路DUT（Device Under Test）可作为一个已知功能的实体，测试依据原始输入x 和网络功能集F（x），确定原始输出回应y，并分析y是否表达了电路网络的实际输出。因此，测试的基本任务是生成测试输入，而测试系统的基本任务则是将测试输人应用于被测器件，并分析其输出的正确性。测试过程中，测试系统首先生成输入定时波形信号施加到被测器件的原始输入管脚，第二步是从被测器件的原始输出管脚采样输出回应，最后经过分析处理得到测试结果。 3.集成电路故障与测试 集成电路的不正常状态有缺陷（defect）、故障（fault）和失效（failure）等。由于设计考虑不周全或制造过程中的一些物理、化学因素，使集成电路不符合技术条件而不能正常工作，称为集成电路存在缺陷。集成电路的缺陷导致它的功能发生变化，称为故障。故障可能使集成电路失效，也可能不失效，集成电路丧失了实施其特定规范要求的功能，称为集成电路失效。故障和缺陷等效，但两者有一定区别，缺陷会引发故障，故障是表象，相对稳定，并且易于测试；缺陷相对隐蔽和微观，缺陷的查找与定位较难。 4.集成电路测试的过程 1.测试设备 测试仪：通常被叫做自动测试设备，是用来向被测试器件施加输入，并观察输出。测试是要考虑DUT的技术指标和规范，包括：器件最高时钟频率、定时精度要求、输入\输出引脚的数目等。要考虑的因素：费用、可靠性、服务能力、软件编程难易程度等。 1.测试界面 测试界面主要根据DUT的封装形式、最高时钟频率、ATE的资源配置和界面板卡形等合理地选择测试插座和设计制作测试负载板。
实验一电阻元件伏安特性的测绘 1、设某器件伏安特性曲线的函数式为I=f（U），试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如 何放置？ 在平面内绘制xOy直角坐标系，以x轴为电压U，y轴为电流I，观察I和U的测量数据，根据数据类型合理地绘制伏安特性曲线。 2、稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？ 普通二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导电电阻很 小；而在反向电压作用下导电电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性， 电路中常把它用在整流。稳压二极管的特点就是加反向电压击穿后，其两端的电压基本保持不变。稳压二极管用来稳压或在串联电路中作基准电压。普通二极管和稳压二极管都是PN半导体器件，所不同的是普通二极管用的是单向导电性， 稳压二极管是利用了其反向特性，在电路中反向联接。 实验二网络的等效变换于电源的等效变换 1、通常直流稳压电源的输出端不允许短路，直流恒流源的输出端不允许开路，为什么？ 2 P U 如果电压源短路，会把电源给烧坏，相当于负载无限小，功率R为无穷大。 2 如果电流源开路，相当于负载无穷大，那么功率P I R为无穷大，也会烧坏电流源。 2、电压源与电流源的外特性为什么呈下降趋势，稳压源和恒流源的输出在任何负载下是 否保持恒值？ 因为电压源有一定内阻，随着负载的增大，内阻的压降也增大，因此外特性呈下降趋势。电流源实际也有一个内阻，是与理想恒流源并联的，当电压增加时，同样由于内阻的存在，输出的电流就会减少，因此，电流源的外特性也呈 下降的趋势。不是。当负载大于稳压源对电压稳定能力时，就不能再保持电压稳定了，若负载进一步增加，最终稳压源将烧坏。实际的恒流源的控制能力一般都有一定的范围，在这个范围内恒流源的恒流性能较好，可以基本保持恒流，但超出恒流源的恒流范围后，它同样不具有恒流能力了，进一步增加输出的功率，恒流源也将损坏。 实验三叠加原理实验 1、在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接 将不作用的电源（U1或U2）置零连接？ 在叠加原理实验中，要令U1单独作用，则将开关K1投向U1侧，开关K2投向 短路侧；要令U2单独作用，则将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧。不
一、实验目的 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、学习数字电路实验的一般程序及方法。 3、熟悉数字电路设备的使用方法。 二、实验仪器及材料 1、数字万用表 2、器件： 74LS00 二输入端四“与非”门2片 4LS20 四输入端二“与非”门1片 74LS86 二输入端四“异或”门1片 三、预习要求 1、复习门电路的工作原理及相应的逻辑表达式。 2、熟悉所用集成电路的引脚位置及各引脚用途（功能）。 四、实验内容 实验前先检查设备的电源是否正常。然后选择实验用的集成电路，按设计的实验原理图（逻辑图）接好连线，特别注意V CC及地线（GND）不能接错。线接好后经检查无误方可通电实验。实验中改动接线须断开电源，改接好线后再通电实验。 1、测试门电路逻辑功能 ⑴、选用四输入端二“与非”门芯片74LS20一片，按图1.1接线。输入端接四只电平开关（电平开关输出插口），输出端接任意一个电平显示发光二极管。 ⑵、将电平开关按表1.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。 2、异或门逻辑功能测试 ⑴、选二输入端四“异或”门芯片74LS86一片，按图1.2接线。输入端A、B、C、D接四只电平开关，E点、F点和输出端Y分别接三只电平显示发光二极管。 ⑵、将电平开关按表1.2置位，将结果填入表中。
4、用“与非”门组成其它门电路并测试验证⑴、组成“或非”门。用一片二输入端四“与非”门芯组成一个“或非”门：Y=A+B，画出逻辑电路图，测试并填表1.5。 ⑵、组成“异或”门。 A、将“异或”门表达式转化为“与非”门表达式。 B、画出逻辑电路图。 C、测试并填表1.6。
思考题： （1）、怎样判断门电路的逻辑功能是否正常? 答：门电路功能正常与否的判断：(1)按照门电路功能，根据输入和输出，列出真值表。(2)按真值表输入电平，查看它的输出是否符合真值表。(3)所有真值表输入状态时，它的输出都是符合真值表，则门电路功能正常；否则门电路功能不正常。 （2）、“与非”门的一个输入端接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过? 答：与非门接髙电平则其他信号可以通过，接低电平则输出恒为0，与非门的真值表是“有0出1，全1出0”。所以一个输入接时钟，就是用时钟控制与非门，当时钟脉冲为高电平时，允许信号通过，为低电平时关闭与非门。 （3）、“异或”门又称可控反相门，为什么？ 答：“异或”函数当有奇数个输入变量为真时，输出为真！ 当输入X＝0，Y＝0 时输出S＝0 当输入X＝0，Y＝1 时输出S＝1 0代表假1代表真 异或门主要用在数字电路的控制中！ 实验小结 由于是第一次数字电路动手试验，操作不是很熟悉，搞得有些手忙脚乱，加之仪器有一点陈旧，电路板上有些地方被烧过，实验中稍不留神接到了烧过的电路板就很难得出正确的结果。 本次试验加深了我对门电路逻辑功能的掌握，对数字电路实验的一般程序及方法有了一定的了解，对数字电路设备的使用方法也有了初步掌握。 在以后的实验中，我会好好预习，认真思考，实验的时候小心仔细，对实验结果认真推敲，勤于思考勤于动手，锻炼自己的动手能力。
43121556423156实验三：基本门电路及触发器 实 验 室： 实验台号： 日 期： 2016.10.7 专业班级： 姓 名： 学 号： 一、 实验目的 1.了解TTL 门电路的原理，性能好使用方法，验证基本门电路逻辑功能。 2.掌握门电路的设计方法。 3.验证J-K 触发器的逻辑功能。 4.掌握触发器转换的设计方法。 二、实验内容 （一）验证以下门电路的逻辑关系 1. 用与非门（00）实现与门逻辑关系：F=AB 2. 异或门（86）： (二):门电路的设计(二选一) 1.用74LS00和74LS86 设计半加器. 2.用TTL 与非门设计一个三人表决电路。 A B C 三个裁判，当表决某个提案时，多数人同意提案为通过。 （1为同意，0为不同意） 要求：用74LS00和 74LS10芯片。 （三）验证JK 触发器的逻辑关系 1．J-K 触发器置位端、复位端及功能测试。 图3-1 JK 触发器(74LS112)和D 触发器(74LS74) 2、设计J-K 触发器转化成D 触发器的电路 利用与非门和J-K 触发器设计并测试逻辑功能。 B A B A B A F ⊕=+=n n n n n n n B A B A B A S ⊕=+=' n n n B A C ='
A B F 三、实验原理图 图3-2与门电路 图3-3 异或门电路 图3-4半加器 四、实验结果及数据处理 1． 直接在实验原理图上标记芯片的引脚。 2． 写出实验结果。 （1）与门、异或门实验结果表（用数字万用表测量高低电平1、0的电压值。） （2）半加器实验结果 (3) 表决电路结果 =1A B F
数字电路测试题2答案 一、 填空 1、（110110）2 = ( 54 )10 = ( 66 )8 = ( 01010100 )8421BCD 。 2、逻辑代数有 与 、 或 、 非 三种基本运算。 3、逻辑函数有 真值表 、 逻辑表达式 、 逻辑图 、 波形图 、 卡诺图 五种表示方法。 4、逻辑函数D C B B A F ??+=的反函数F =（A+B ）(B +C+D)，对偶函数 F '=(A +B)(B+D C +) 5、用卡若图化简函数，包围圈内相邻项的个数应为n 2。 6、C B AC C B A F ++=的最小项之和式F=A B C +A B C+ABC+A B C 7、常用集成芯片74LS00、74LS76、74LS151的名称分别是:四二输入与非门、双JK 触发器 、 八选一数据选择器。 8、如图1—1所示 ： 图1—1 F 1= AB+BC 、 F 2= 1 、 F 3=A+B 。 9、如图1—2所示，电路的输出： 1）、当 C=0时， F = A+B 2）、当 C=1时， F = 高阻态 F 图1—2 10、JK 触法器是一种功能齐全的触发器，它具有 保持 、 置0 、 置1 、 翻 砖 的逻辑功能。 11、只具有 置0 和 置1 功能的触发器是D 触发器。 12、设计一个同步6进制计数器，需要 3 个触发器。 13、如图1—3所示，Q n+1 ＝n Q
14、如图1—4所示：同步四位二进制计数器74LS161构成的是 十三 进制计数器。 15、施密特触发器 有两个稳定状态，有两个不同的触发电平，具有回差特性。多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态，利用 电容的充电和放电 作用使电路能够产生自激振荡从而在输出端输出矩形脉冲。 J K J CP K Q CP CO LD CR Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 0 0 0 1 CT T CT P CP & 1 1 74LS161 D 3 D 2 D 1 D 0 图1—3 图1—4 图1—5 16、如图1—5所示：由555定时器和电阻R 1、R 2及电容C 构成的电路是 多谐振荡器电路 。 17、A/D 转换是将 模拟信号转换为数字信号 的转换过程，通过 采样 、 保持 、 量化 、 编码 等四个步骤完成。 二、 将下列函数化简成最简与或式 （1）()C B BC BC A ABC A Y D C B A ++++=、、、 （用公式法化简） 解： Y=A+ABC+A BC +BC+B C =A(1+BC+BC )+C(B+B )=A+C （2）()C B A ABC C B A Y D C B A ++⊕=)(、、、 （用公式法化简） 解： Y=(A ⊕B)C+ABC+A B C = A BC+A B C+ABC+A B C =A C(B+B )+AC((B+B )=C （3）()D C A D C A C B A D C ABD ABC Y D C B A +++++=、、、 （用图形法化简） 解： Y=A+D （4） Y （A 、B 、C 、D ）＝∑m(1、5、6、7、9)＋∑d(10、11、12、13、14、15) （用卡若图化简） 解： Y=C D+BC
电路原理实验思考题答案 Prepared on 22 November 2020
实验一电阻元件伏安特性的测绘1、设某器件伏安特性曲线的函数式为I=f（U），试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置 在平面内绘制xOy直角坐标系，以x轴为电压U，y轴为电流I，观察I和U的测量数据，根据数据类型合理地绘制伏安特性曲线。 2、稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何
实验六 一阶动态电路的研究 1、什么样的电信号可作为RC 一阶电路零输入响应、零状态响应和完全响应的激励源 阶跃信号可作为RC 一阶电路零输入响应激励源；脉冲信号可作为RC 一阶电路零状态响应激励源；正弦信号可作为RC 一阶电路完全响应的激励源， 2、已知RC 一阶电路R=10K Ω，C=μF ，试计算时间常数τ，并根据τ值的物理意义，拟定测量τ的方案。 ()ms s RC 111.010******* 63=?=???==--τ。测量τ的方案：如右图所示电路，测出电阻R 的值与电 容C 的值，再由公式τ=RC 计算出时间常数τ。 3、何谓积分电路和微分电路，他们必须具备什么条 件它们在方波序列脉冲的激励下，其输出信号波形的变化规律如何这两种电路有何功用 积分电路：输出电压与输入电压的时间积分成正比的电路；应具备的条件： ?≈dt RC u u S C 1。微分电路：输出电压与输入电压的变化率成正比的电路；应具备的条 件：dt d RC u u S R ≈。在方波序列脉冲的激励下，积分电路的输出信号波形在一定条件下成为三角波；而微分电路的输出信号波形为尖脉冲波。功用：积分电路可把矩形波转换成三角波；微分电路可把矩形波转换成尖脉冲波。 实验七 用三表法测量电路等效参数 在50Hz 的交流电路中，测得一只铁心线圈的P 、I 和U ，如何算得它的阻值及电感量 若测得一只铁心线圈的P 、I 和U ，则联立以下公式：阻抗的模I U Z =，电路的功率因数UI P =?cos ，等效电阻?cos 2Z P R I ==，等效电抗?sin Z X =，fL X X L π2==可计 算出阻值R 和电感量L 。 实验八 正弦稳态交流电路相量的研究 1、在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么 当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 集成电路测试原理及方法简介 院系：电气工程及自动化学院 姓名： XXXXXX 学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXXXX 设计时间： XXXXXXXXXX
摘要 随着经济发展和技术的进步，集成电路产业取得了突飞猛进的发展。集成电路测试是集成电路产业链中的一个重要环节，是保证集成电路性能、质量的关键环节之一。集成电路基础设计是集成电路产业的一门支撑技术，而集成电路是实现集成电路测试必不可少的工具。 本文首先介绍了集成电路自动测试系统的国内外研究现状，接着介绍了数字集成电路的测试技术，包括逻辑功能测试技术和直流参数测试技术。逻辑功能测试技术介绍了测试向量的格式化作为输入激励和对输出结果的采样，最后讨论了集成电路测试面临的技术难题。 关键词：集成电路；研究现状；测试原理；测试方法
目录 一、引言 (4) 二、集成电路测试重要性 (4) 三、集成电路测试分类 (5) 四、集成电路测试原理和方法 (6) 4.1.数字器件的逻辑功能测试 (6) 4.1.1测试周期及输入数据 (8) 4.1.2输出数据 (10) 4.2 集成电路生产测试的流程 (12) 五、集成电路自动测试面临的挑战 (13) 参考文献 (14)
一、引言 随着经济的发展，人们生活质量的提高，生活中遍布着各类电子消费产品。电脑﹑手机和mp3播放器等电子产品和人们的生活息息相关，这些都为集成电路产业的发展带来了巨大的市场空间。2007年世界半导体营业额高达2.740亿美元，2008世界半导体产业营业额增至2.850亿美元，专家预测今后的几年随着消费的增长，对集成电路的需求必然强劲。因此，世界集成电路产业正在处于高速发展的阶段。 集成电路产业是衡量一个国家综合实力的重要重要指标。而这个庞大的产业主要由集成电路的设计、芯片、封装和测试构成。在这个集成电路生产的整个过程中，集成电路测试是惟一一个贯穿集成电路生产和应用全过程的产业。如：集成电路设计原型的验证测试、晶圆片测试、封装成品测试，只有通过了全部测试合格的集成电路才可能作为合格产品出厂，测试是保证产品质量的重要环节。 集成电路测试是伴随着集成电路的发展而发展的，它为集成电路的进步做出了巨大贡献。我国的集成电路自动测试系统起步较晚，虽有一定的发展，但与国外的同类产品相比技术水平上还有很大的差距，特别是在一些关键技术上难以实现突破。国内使用的高端大型自动测试系统，几乎是被国外产品垄断。市场上各种型号国产集成电路测试，中小规模占到80%。大规模集成电路测试系统由于稳定性、实用性、价格等因素导致没有实用化。大规模/超大规模集成电路测试系统主要依靠进口满足国内的科研、生产与应用测试，我国急需自主创新的大规模集成电路测试技术，因此，本文对集成电路测试技术进行了总结和分析。 二、集成电路测试重要性 随着集成电路应用领域扩大，大量用于各种整机系统中。在系统中集成电路往往作为关键器件使用，其质量和性能的好坏直接影响到了系统稳定性和可靠性。 如何检测故障剔除次品是芯片生产厂商不得不面对的一个问题，良好的测试流程，可以使不良品在投放市场之前就已经被淘汰，这对于提高产品质量，建立生产销售的良性循环，树立企业的良好形象都是至关重要的。次品的损失成本可以在合格产品的售价里得到相应的补偿，所以应寻求的是质量和经济的相互制衡，以最小的成本满足用户的需要。 作为一种电子产品，所有的芯片不可避免的出现各类故障，可能包括：1.固定型故障；2.跳变故障；3.时延故障；4.开路短路故障；5桥接故障，等等。测试的作用是检验芯片是否存在问题，测试工程师进行失效分析，提出修改建议，从工程角度来讲，测试包括了验证测试和生产测试两个主要的阶段。
实验1 常用电子仪器的使用 实验报告及思考题 1．总结如何正确使用双踪示波器、函数发生器等仪器,用示波器读取被测信号电压值、周期（频率）的方法。答：要正确使用示波器、函数发生器等仪器，必须要弄清楚这些仪器面板上的每个旋钮及按键的功能，按照正确的操作步骤进行操作． 用示波器读取电压时，先要根据示波器的灵敏度，知道屏幕上Y轴方向每一格所代表的电压值，再数出波形在Y轴上所占的总格数h，按公式计算出电压的有效值。 用示波器读取被测信号的周期及频率时，先要根据示波器的扫描速率，知道屏幕上X轴方向每一格所代表的时间，再数出波形在X轴上一个周期所占的格数d，按公式T= d ×ms/cm，，计算相应的周期和频率。 2.欲测量信号波形上任意两点间的电压应如何测量？答：先根据示波器的灵敏度，知道屏幕上Y轴方向每一格所代表的电压值，再数出任意两点间在垂直方向所占的格数，两者相乘即得所测电压。 3.被测信号参数与实验仪器技术指标之间有什么关系，如何根据实验要求选择仪器？
答：被测信号参数应在所用仪器规定的指标范围内，应按照所测参量选择相应的仪器。如示波器、函数发生器、直流或交流稳压电源、万用表、电压表、电流表等。 4.用示波器观察某信号波形时，要达到以下要求，应调节哪些旋纽？①波形清晰；②波形稳定；③改变所显示波形的周期数；④改变所显示波形的幅值。答：①通过调节聚焦旋钮可使波形更清晰。 ②通过配合调节电平、释抑旋钮可使波形稳定。 ③调节扫描速度旋钮。 ④调节灵敏度旋钮。 实验2 基尔霍夫定律和叠加原理的验证 七、实验报告要求及思考题 1．说明基尔霍夫定律和叠加原理的正确性。计算相对误差，并分析误差原因。 答：根据实验数据可得出结论：基尔霍夫定律和叠加原理是完全正确的。 实验中所得的误差的原因可能有以下几点：
实验一门电路的功能测试 1.实验目的 （1）熟悉数字电路实验装置，能正确使用装置上的资源设计实验方案； （2）熟悉双列直插式集成电路的引脚排列及使用方法； （3）熟悉并验证典型集成门电路逻辑功能。 2.实验仪器与材料 （1）数字电路实验装置1台； （2）万用表1块 （3）双列直插集成电路芯片74LS00、74LS86、74LS125各1片，导线若干。 3.知识要点 （1）数字电路实验装置的正确使用 TPE-D6A电子技术学习机是一种数字电路实验装置，利用装置上提供的电路连线、输入激励、输出显示等资源，我们可以设计合理的实验方案，通过连接电路、输入激励信号、测试输出状态等一系列实验环节，对所设计的逻辑电路进行结果测试。该实验装置功能模块组成如图1.1所示。 图中①为集成电路芯片区，有15个IC插座及相应的管脚连接端子，其中A13是8管脚插座，A11、A12是14管脚插座，A1、A2、A3、A7、A8是16管脚插座，A4、A5是18管脚插座，A9、A14、A16、A7、A8是20管脚插座，A10、A15是24管脚插座。根据双列直插式集成电路芯片的管脚数可以选择相同管脚数的IC插座，并将集成电路芯片插入IC插座（凹口侧相对应），可以通过导线将管脚引出的接线端相连，实现电路的连接。 图中②为元件区，内有多个不同参数值的电阻、电容以及二极管、三极管、稳压管、蜂鸣器等元件可供连接电路时选择。 图中③为电位器区，内有1k、10k、22k、100k、220k阻值的电位器等元件可供连接电路时选择。 图中④为直流稳压电源区，是装置内部的直流稳压电源提供的+5V、-5V、+15V、-15V 电源输出引脚，可以为有源集成芯片提供工作电源电压。
实验4 1.叠加原理中US1, US2分别单独作用，在实验中应如何操作可否将要去掉的电源(US1或US2直接短接 2.实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性与齐次性还成立吗为什么 实验6 1.如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量 A.开路电压可以直接用V表直接量出来；然后接一个负载电阻，再量端口电压，该电压除以该电阻得电流，用该电流去除两次电压测量的差值，得等效内阻，于是，开路电压除以等效内阻得短路电流。 B.当内电阻过小时，不能测量短路电压，当内阻过大时，不能测量开路电压。 2.说明测量有源二端网络的开路电压及等效内阻的几种方法 A.开路电压、短路电流法b半电压法C.伏安法D.零示法 一用电压表直接测电压，把电路内电流源短路，电压源开路。用电阻档测电阻。二在电路分 别接二个不同电阻，测出电阻上的电流和电压。然后计算出。列两个二元一次方程就行。 实验8 1.什么是受控源了解四种受控源的缩写、电路模型、控制量与被控量的关系 受控源向外电路提供的电压或电流是受其它支路的电压或电流控制，因而受控源是双口 元件：一个为控制端口，或称输入端口，输入控制量(电压或电流) ，另一个为受控端口或 称输出端口，向外电路提供电压或电流。受控端口的电压或电流，受控制端口的电压或电流的控制。根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为四类： (1)电压控制电压源(VCVS，如图8 —1(a)所示，其特性为： u2u1 其中：皿称为转移电压比(即电压放大倍数) 。 U1 (2)电压控制电流源(VCCS, 如图8—1(b)所示，其特性为： i2 g U1 其中：g m 12称为转移电导。 U1
实验一门电路逻辑功能及测试 一、实验目的 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法。 二、实验仪器及器件 1、示波器； 2、实验用元器件：74LS00 二输入端四与非门 2 片 74LS20 四输入端双与非门 1 片 74LS86 二输入端四异或门 1 片 74LS04 六反相器 1 片 三、实验内容及结果分析 实验前检查实验箱电源是否正常。然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc 及地线不能接错(Vcc=+5v，地线实验箱上备有)。实验中改动接线须先断开电源，接好后再 通电实验。 1、测试门电路逻辑功能 ⑴选用双四输入与非门74LS20 一只，插入面包板 （注意集成电路应摆正放平），按图1.1接线，输入端接 S1～S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口)，输 出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1～ D8 中的任意一个。 ⑵将逻辑电平开关按表1.1 状态转换，测出输出逻 辑状态值及电压值填表。 表 1.1A 表1.1B 表1.1 将逻辑电平开关按表1.1A要求加入到IC的输入端，采用数字万用表直流电压档测得输入输出的电平值如表1.1B所示，转换为真值表如表1.1。 结论：根据实际测试的到的真值表，该电路完成了所设计的逻辑功能。 2、逻辑电路的逻辑关系 ⑴用 74LS00 双输入四与非门电路，按图1.2、图1.3 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.2，表1.3 中。
⑵ 写出两个电路的逻辑表达式。 图1.2的逻辑电路表达式 =Y A A B B B A 图1.3的逻辑电路表达式 =Y A B A A B B Z A B A B 将逻辑电平开关按表1.2A 和表1.3A 的要求分别加入到IC 的输入端，采用数字万用表直流电压档测得输入输出的电平值如表1.2B 和表1.3B 所示，转换为真值表如表1.2和表1.3。 结论：根据实际测试的到的真值表，该电路完成了所设计的逻辑功能。 3、利用与非门控制输出 用一片74LS00 按图1.4 接线。S 分别接高、低电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。 （1）高电平：
实验设计部分： 由于1在预习时已经做过设计，故在此省略该步骤。 2、用与非门实现Y=A’B’+CD+ABC+BD. 由于Y=A’B’+CD+ABC+BDY =(（A’B’）’（CD）’（ABC）’（BD）’)’ 由此连接电路得： 测试结果为： 3、设计一个奇偶校验器，使得三输入中“1”的个数为奇数时发出报警信号。 由题意得输出为1是报警，0是不报警，逻辑真值表为： 即： Y=A’B’C+A’BC’+AB’C’+ABC =C(A⊕B)’+C’(A⊕B) =C⊕B⊕A 所以逻辑电路图为：