电子技术实验指导..
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数字电子技术综合实训指导书实训指导书目录第一节课程设计的目的及要求---------------------------------- 3 第二节数字电子电路的设计方法 --------------------------------4 第三节数字电路的安装、调试方法-------------------------------9 第四节数字电路设计内容及原理简介-----------------------------14 第五节设计说明书的要求---------------------------------------19第一节综合实训的目的及要求一、目的要紧目的,是提高学生在数字集成电路应用方面的实践技能,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力,树立严谨的科学作风,。
学生通过电路设计、安装、调试、整理资料等环节,初步把握工程设计思想与方法,训练组织电路开发工作的差不多技能,学会编写设计文件,逐步了解开展科学实践的程序。
二、差不多要求通过课程设计各环节的实践,同学们应达到如下要求:1.把握数字电路分析和设计的差不多方法;2.把握数字电路的安装、调试以及故障分析的专业技能;3.具备查阅资料,应用资料分析和解决问题的能力。
三、课程设计的任务:1.完成一规定电路的安装与调试2.完成一任选电路的设计、安装和调试四、课程设计完成的内容:1.数字电路设计书2.符合设计功能的电路第二节数字电子电路的设计方法数字电路系统一样由输入电路、操纵电路、输出电路、时钟电路、脉冲产生电路和电源等部分组成。
输入电路要紧作用是将被信号加工变换成数字信号、其形式包括各输入接口电路。
比如用正弦波振荡器产生信号,要通过放大器对柔弱信号进行放大与整形后,才能得到数字信号,有些模拟信号要通过模数转换电路转换成数字信号后再进行处理。
在设计输入电路时,必须第一了解输入信号的性质及接口条件,以满足设计要求。
操纵电路的功能是将信息进行加工处理,并为系统各部分提供所需的各种操纵。
实验一常用电子仪器的使用一、实验目的:1,学习电子电路实验中常用的电子仪器---示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。
2,初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。
二、实验设备及仪表表1-1 实验设备及仪表三、实验内容1.测量示波器内的标准信号用机内校准信号(probe adjust)(方波f=1 (1±2%)KH Z), 电压幅度0.5 (1±2%) V对示波器进行自检。
(1)调出“标准信号”波形:将示波器校准信号输出通过专用电缆线于CH1(或CH2)输入插口接通,调节示波器各有关旋钮,将扫描方式开关置“自动”位置,对校准信号的频率和幅值正确选择扫描开关(sec/div)及Y轴灵敏度开关(V olts/div)位置,则在荧光屏上可显示出一个或数个周期的方波。
(2)校准“校准信号”幅度:将Y轴灵敏度(volts/div)微调旋钮(variable)置“校准(cal)”位置,Y轴灵敏度开关置适当位置,读取校准信号幅度,填入表1-2.表1-2数据记录(3) 校准“校准信号”频率:将扫速微调旋钮(sec/div)置“校准”位置,扫速开关置适当位置,读取校准信号周期,记入表1-2.(4)测量“校准信号”的上升时间和下降时间:调节“Y轴灵敏度”开关位置及微调旋钮,并移动波形,使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上,且上下对称,便于阅读。
通过扫速开关逐级提高扫描速度,使波形在X 轴方向扩展(必要时可以利用扫速扩展(pull)”开关将波形再扩展5倍),并同时调节触发电平旋钮,从荧光屏上清楚的读出上升时间和下降时间,填入表1-2. 2. 用示波器和交流毫伏表测量信号参数令函数信号发生器输出频率分别为100Hz,1KHz, 10KHz, 100KHz,有效值均为1V (交流毫伏表测量值)的正弦波信号。
改变示波器扫描开关及Y 轴灵敏度开关位置,测量信号源输出电压的频率及峰值)(P P V ,填入表1-3表1-3 数据记录四、回答问题:1.开机后未输入信号,荧光屏上没有扫描线,可以采取哪些措施找到扫描线?2.在单踪工作方式下,输入正弦波信号,如果屏幕出现图1-2所示几种情形,因如何调节示波器有关旋钮,才能显示稳定的便于测量的正弦波? 图1-2 示波器显示屏出现的几种情形实验二叠加原理和戴维宁定理一、实验目的1、牢固掌握叠加原理的基本概念,进一步验证叠加原理的正确性。
实验四射极跟随器一、实验目的1.进一步学习放大器参数的测量方法2.掌握射极跟随器的特性及测试方法二、预习要求1.熟悉射极跟随器的原理及特点。
2.结合教材练习静态工作点的估算和交、直流负载线的画法。
三、实验内容和步骤射极跟随器电路如图4-1所示。
1.按图4-1连线。
检查无误后通电,准备测量。
2.静态工作点的调整和测量令交流输入u s=0(即A点接地)。
调节R p使V E约在7V左右,测V C和V E并填入表4-1。
计算V BE、V CE,估算I E、r be。
设β=50~60。
图4-1V B(V) V E(V) V C(V) V BE (V) V CE(V)估算值I E(mA) r be(kΩ)3.理论计算根据图4-1中的元件参数,计算射极跟随器的电压放大倍、源电压放大倍数、输入电阻和输出电阻,并填入表4-2中。
A u1(R L=∞) A u2(R L=1k) A us1(R L=∞) A us2(R L=1k) R i R o4.测量A u、R i、R o保持R p不变,调节信号波发生器使其输出f=1kHz,u s=0.5V的正弦波,用晶体管毫伏表测量输入电压u i(B点对地电压)及空载输出电压u o1和负载输出电压u o2。
填入表4-3。
u s(V) u i(V) u o1(R L=∞) u o2(R L=1k) A u1A u2A s1A s2(1) 其中。
,,,so us s o us i o u i o u u uA u u A u u A u u A 12112211====与理论值比较。
(2) 计算s i s ii R u u u R -=和 s o o o R u u R ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=121,与理论值比较。
5. 电压跟随特性测试接入负载电阻,并在电路输入端加入f=1kHz 的正弦信号。
用示波器观察输出信号,直至输出电压幅度最大(没有失真),用晶体管毫伏表测u i 和u o ,填入表4-4中。
《电力电子技术》实验指导书兰州工业高等专科学校电气工程系实验中心目录实验安全操作规程┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄Ⅰ实验一单结晶体管触发电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 1 实验二正弦波同步移相触发电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 3 实验三锯齿波同步移相触发电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 5 实验四西门子TCA785集成触发电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 7 实验五单相半波可控整流电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 11 实验六单相桥式半控整流电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 14 实验七单相桥式全控整流及有源逆变电路实验┄┄┄┄┄┄┄ 17 实验八三相半波可控整流电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 20 实验九三相半波有源逆变电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 23 实验十三相桥式半控整流电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 26 实验十一三相桥式全控整流及有源逆变电路实验┄┄┄┄┄┄ 29 实验十二单相交流调压电路实验(1) ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 33 实验十三单相交流调压电路实验(2) ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 36 实验十四单相交流调功电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 39 实验十五三相交流调压电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 42 实验十六直流斩波电路原理实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 45实验十七单相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变电路实验┄┄┄┄ 48实验十八全桥DC-DC变换电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 53 实验十九直流斩波电路的性能研究(六种典型线路)┄┄┄┄ 55 实验二十单相斩控式交流调压电路实验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 61实验安全操作规程为了顺利完成电力电子技术实验,确保实验时人身安全与设备可靠运行要严格遵守如下安全操作规程:(1)在实验过程时,绝对不允许实验人员双手同时接到隔离变压器的两个输出端,将人体作为负载使用。
(2)为了提高学生的安全用电常识,任何接线和拆线都必须在切断主电源后方可进行。
《电力电子与变频技术》实验实训指导书李翔编写适用专业:电气自动化机电一体化安徽国防科技职业学院机电工程系2011 年 11 月第一部分电力电子技术实验指导实验一三相半波可控整流电路的研究一.实验目的了解三相半波可控整流电路的工作原理,研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作。
二.实验线路及原理三相半波可控整流电路用三只晶闸管,与单相电路比较,输出电压脉动小,输出功率大,三相负载平衡。
不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过,变压器利用率低。
实验线路见图2-1。
三.实验内容1.研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。
2.研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作。
四.实验设备及仪表1.MCL系列教学实验台主控制屏。
2.MCL—18组件(适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件(适合MCL—Ⅲ)。
3.MCL—33组件或MCL—53组件(适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ)4.MEL—03组件(900Ω,0.41A)或自配滑线变阻器.5.双踪示波器。
6.万用电表。
五.注意事项1.整流电路与三相电源连接时,一定要注意相序。
2.整流电路的负载电阻不宜过小,应使I d不超过0.8A,同时负载电阻不宜过大,保证I d超过0.1A,避免晶闸管时断时续。
3.正确使用示波器,避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上,造成短路事故。
六.实验方法1.按图接线,未上主电源之前,检查晶闸管的脉冲是否正常。
(1)打开MCL—18电源开关,给定电压有电压显示。
(2)用示波器观察MCL-33(或MCL-53,以下同)的双脉冲观察孔,应有间隔均匀,幅度相同的双脉冲(3)检查相序,用示波器观察“1”,“2”单脉冲观察孔,“1”脉冲超前“2”脉冲600,则相序正确,否则,应调整输入电源。
(4)用示波器观察每只晶闸管的控制极,阴极,应有幅度为1V—2V的脉冲。
2.研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作合上主电源,接上电阻性负载,调节主控制屏输出电压U uv、U vw、U wv,从0V调至110V:(a)改变控制电压U ct,观察在不同触发移相角α时,可控整流电路的输出电压U d=f(t)波形,并记录相应的U d、I d、U ct值。
U U图 11-1LR图 11-2图 11-3实验一戴维南定理的验证12.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
1.戴维南定理和诺顿定理戴维南定理指出:任何一个有源二端线性网络,总可以用一个电压源U S和一个电阻R S串联组成的实际电压源来代替,其中:电压源U S等于这个有源二端网络的开路电压U OC, 内阻R S等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短路,电流源开路)后的等效电阻R O。
U S、R S和I S、R S称为有源二端网络的等效参数。
2.(1在有源二端线性网络输出端开路时,用电压表直接测其输出端的开路电压U OC, 然后再将其输出端短路,测其短路电流I SCSCOCS IUR=。
此法必须在短路电流Isc的数值小于有源二端网络允许范围内进行,否则会因短路电流过大而损坏网络内的器件。
(2)用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线,如图5-1所示。
开路电压为U OC,根据外特性曲线求出斜率tgφ,则内阻为:图5-1IUR∆∆==φtgS。
(3)如图5-2所示,当负载电压为被测网络开路电压U OC一半时,负载电阻R L的大小(由电阻箱的读数确定)即为被测有源二端网络的等效内阻R S数值。
图5-2 图5-3(4)在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时,用电压表进行直接测量会造成较大的误差,为了消除电压表内阻的影响,往往采用零示测量法,如图5-3所示。
零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较,当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时,电压表的读数将为“0”,然后将电路断开,测量此时恒压源的输出电压U,即为被测有源二端网络的开路电压。
三.实验设备1.直流数字电压表、直流数字毫安表2.直流稳压电源3.直流稳流电源4.综合实验台四.实验内容被测有源二端网络如图5-4所示.图5—41.图5-4线路接入直流稳压电源U S=12V和直流稳流电源I S=20mA及可变电阻R L。
《电工电子技术》(上)实训指导书模块1 直流电路实训1 欧姆定律仿真实验1。
实验目的1) 学习使用万用表测量电阻。
2) 验证欧姆定律I=U/R 。
2。
元器件选取1)电源:Place Source →POWER_SOURCES →DC_POWER ,选取直流电源,设置电源电压为12V 。
2)接地:Place Source →POWER_SOURCES →GROUND ,选取电路中的接地。
3)电阻:Place Basic →RESISTOR ,选取R 1=10Ω,R 2=2k Ω。
4)数字万用表:从虚拟仪器工具栏调取数字万用表XMM1。
5)电流表:Place Indicators →AMMETER ,选取电流表并设置为直流档. 6)电压表:Place Indicators →VOLTMETER ,选取电压表并设置为直流档。
3。
仿真电路图1—1 数字万用表测量电阻阻值的仿真实验电路及数字万用表面板V112 VR110.0U1DC 1e-0091.200A+-XMM1a )b )图1—2 欧姆定律仿真电路及数字万用表面板4。
电路原理简述:欧姆定律I=U/R 5.仿真分析(1) 测量电阻阻值的仿真分析1)搭建图1-1a 所示的用数字万用表测量电阻阻值的仿真实验电路,数字万用表按图设置. 2)单击仿真开关,激活电路,记录数字万用表显示的读数。
3)将两次测量的读数与所选电阻的标称值进行比较,验证仿真结果。
(2) 欧姆定律电路的仿真分析1)搭建图1—2a所示的欧姆定律仿真电路。
2)单击仿真开关,激活电路,电压表和电流表均出现读数,记录R两端的电压值U和流过R的电流值I. 3)根据电压测量值U、电流测量值I及电阻测量值R验证欧姆定律。
4)改变电源V1的电压数值分别为2V、4V、6V、8V、10V、12V,读取U和I的数值,填入表1-1,根据记录数值验证欧姆定律,画出U(I)特性曲线.表1—1 记录U和I的数值V1/v U/v I1/A (R1=10Ω)I2/mA (R2=2kΩ)测量值计算值测量值计算值220。
数字电子技术基础实验指导书实验一、认识实验一、实验目的:1、熟悉面包板的结构2、进一步掌握与非门、或非门、异或门的功能3、初步尝试在面包板上连接逻辑电路 二、实验用仪器:面包板一块 74LS00一块 74LS20一块74LS02(四二输入或非门)一块、 74LS86(四二输入异或门)一块 万用表一块 导线若干 稳压电源一台三、面包板和4LS00、74LS20、74LS02、74LS86的介绍: 1面包板上的小孔每5个为一组,其内部有导线相连。
横排小孔是4、3、4(3、4、3)的结构,即每5*4(5*3)、5*3(5*4)、5*4(5*3)组横排小孔内部有导线相连。
用到的双列直插式集成块跨接在凹槽两边,管脚插入小孔。
通常用面包板的上横排小孔接电源,用下横排小孔接地。
2、74LS00的内部结构示意图:74LS00的管脚排列如上图所示,为双列直插式14管脚集成块,是四集成二输入与非门。
74LS20是二四输入与非门。
VCC 3A 3B 3Y 4A 4B 4Y VCC 2A 2B NC 2C 2D 4Y1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND 74LS00 74LS20VCC 3Y 3B 3A 4Y 4B 4A VCC 3B 3A 3Y 4B 4A 4Y1Y 1A 1B 2Y 2A 2B GND 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND四、实验内容与步骤:1、测试面包板的内部结构情况:用两根导线插入小孔,用万用表的电阻挡分别测试小孔组与组之间的导通情况,并记录下来。
2、验证与非门的逻辑功能:1)将4LS00插入面包板,并接通电源和地。
2)选择其中的一个与非门,进行功能验证。
3)、将验证结果填入表1: 表1其中,A 、B 1”时,输入端接电源;Y 是输出端,用万用表(或发光二极管)测得在不同输入取值组合情况下的输出,并将结果填入表中。
5)分析测得的结果是否符合“与非”的关系。
目录基本实验实验一集成逻辑门的逻辑功能测试(第一次) (02)实验五触发器的逻辑功能与应用(第四次) (20)设计性实验实验二译码器应用设计(第二次) (05)实验三组合逻辑电路的设计(仿真,课后完成) (11)实验四数据选择器的设计(第三次) (14)实验六移位寄存器的设计(第五次) (27)实验七计数器应用设计(第六次) (33)实验九555时基电路及其应用(仿真,课后完成) (40)综合性实验实验八设计24时制数字电子钟(参考,仿真) (47)说明:实物实验按照上面黑体标注及顺序完成。
实验一集成逻辑门的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握集成电路的逻辑功能测试方法2、掌握器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构,基本功能和使用方法二、实验设备与器件1、+5V直流电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、74LSXX×1、CD40XX×1三、实验原理本实验采用:(1)双-四输入门电路74LSXX,即在一块集成块内含有2个互相独立的逻辑门,每个逻辑门有四个输入端。
其引脚排列如图1-1(74LSXX)所示。
(2)四-二输入门电路CD40XX,即在一块集成块内含有4个互相独立的逻辑门,每个逻辑门有2个输入端。
其引脚排列如图1-1(CD40XX)所示。
图1-1 74LSXX及CD40XX的引脚排列1、74LSXX的逻辑功能74LSXX的逻辑功能是:输出端1Y对应输入端是1A、1B、1C、1D;输出端2Y对应输入端是2A、2B、2C、2D;NC端为空。
2、CD40XX的逻辑功能CD40XX的逻辑功能是:输出端O1对应输入端是I1、I2;输出端O2对应输入端是I3、I4;输出端O3对应输入端是I5、I6;输出端O4对应输入端是I7、I8。
四、实验内容1、在合适的位置选取一个14P插座,按定位标记插好74LSXX集成块。
参照图1-1(A)接线:VCC接+5V电源,GND接电源地,门的四个输入端接逻辑开关输出插口,以提供“0”与“1”电平信号,开关向上,输出逻辑“1”,向下为逻辑“0”。
实验三 晶闸管直流调速系统的调试一、实验目的1.分析晶闸管半控桥式整流电路电机负载(反电动势负载)时的电压、电流波形。
2.熟悉典型小功率晶闸管直流调速系统的工作原理,掌握直流调速系统的整定与调试。
3.测定直流调速系统的机械特性。
二、实验设备高自EAD —I 型电力电子与自控系统实验装置 万用表 双踪示波器 滑动变阻器直流电机机组,带涡流制动和机械制动负载,并有光电数字测速计及转速反馈模拟量输出。
机组的直流电机为SZD01型稀土高性能永磁直流电动机,电机的额定值为P nom =100W ,U nom =90V ,I nom =1.5A ,n nom =1000,T nom =1Nm ,Ω=11a R 。
三、实验电路实验电路具体接线如图3-1所示 四、实验原理此调速系统是小容量晶闸管直流调速装置,适用于4kW 以下直流电动机无级调速。
装置的主回路采用单相半控桥式晶闸管可控整流电路,触发电路采用电压控制的单结晶体管移相触发电路。
具有电压负反馈和电流正反馈及电流截止负反馈环节,电路均为分离元件,用于要求不太高的小功率传动调速场合。
1.晶闸管直流调速系统的基本工作原理虽然采用转速负反馈可以有效地保持转速的近似恒定,但安装测速发电机比较麻烦,费用也多。
所以在要求不太高的场合,往往以电压负反馈加电流正反馈来代替转速负反馈。
这是由于当负载转矩变化(设转矩增加)而使转速降低时,电动机的电枢电流将增加,而电流的增加,整流装置的内阻和平波电抗器上的电压降落也成正比地增加,这样,电动机电枢两端的电压将减小,转速也因此要下降,因而可考虑引入电压负反馈,使电压保持不变。
另一方面,电枢电流(d I )的大小也间接地反映了负载转矩l T (扰动量)的大小(d T m l I K T T Φ=≈),因此可考虑采用扰动顺馈补偿,引入电流正反馈,以补偿因负载转矩l T (扰动)增加而形成的转速降。
电压负反馈不能弥补电枢压降所造成的转速降落,调速性能不太理想。
数字实验部分实验一 TTL、CMOS门电路逻辑功能测试一、实验目的1、熟悉TTL、CMOS门电路的外型和管脚排列。
2、了解TTL、CMOS门电路的原理、性能和使用方法。
3、学习逻辑门电路功能测试方法,并测“与非”、“或非”、“与或非”门及传输门电路的逻辑功能,验证门电路逻辑功能。
4、初步学会DLB-6型数字逻辑实验箱的结构和使用方法。
二、实验内容说明组成数字逻辑电路的基本单元有两大部分,一部分是门电路,另一部分是触发器。
门电路实际上是一种条件开关电路,只有在输入信号满足一定的逻辑条件时,开关电路才允许信号通过,否则信号就不能通过,即门电路的输出信号与输入信号之间存在着一定的逻辑关系,故又称之为逻辑门电路。
最基本的逻辑门路有“与”门、“或”门及“非”门电路,但常用的则是“与非”门、“或非”门、“与或非”门以及“异或”门等具有复合逻辑功能的门电路。
以前逻辑电路都是用分立元件组成,现在大量使用的则是集成门电路,若按电路中晶体管导电类型分,集成门电路可分为双极型和单极型两大类。
双极型中应用最多的是晶体管——晶体管逻辑门电路,即TTL门电路。
单极型的有金属——氧化物——半导体互补对称逻辑门电路,即CMOS门电路。
图图1-1 图1-21、TTL“与非”门电路。
图1-1a所示为TTL集成“与非”门的典型电路,图b为其逻辑符号。
电路中V1称为多发射极晶体管,其等效电路如图1-2所示,相当于一个“与门”电路;V2起放大及电平转移作用;V5起反相作用,用于实现逻辑“非”运算;V3和V4组成两级射极输出器,用以改善门电路的输出特性。
其逻辑表达为:F=C·A·B2、TTL“或非”门电路。
图1-3所示为其典型电路及逻辑符号。
电路中V3和V4采用并接方式,只要其中有一只管子饱和导通,都将使饱和导通,V5和VD截止。
其逻辑表达为:F=BA+图1-3 图1-43、TTL“与或非”门电路。
图1-4所示为其典型电路及逻辑符号,与图1-3所示电路相比较,“与或非”门电路中的V1和V2均采用了具有“与”逻辑功能的多发射极晶体管,使A与B及C与D实现相“与”,这样整个门电路即具有“与或非”逻辑功能。
实验一 门电路逻辑功能测试一、实验目的1.掌握CMOS 、TTL 集成与非门的逻辑功能测试方法。
2.掌握CMOS 、TTL 器件的使用规则。
3.熟悉数字电路实验装置的结构,基本功能和使用方法 二、实验内容1.验证CMOS (TTL )集成与非门74HC00(74LS00)的逻辑功能。
2.74HC00(74LS00)电压传输特性测试。
三、实验设备及器件数字电路实验台、74HC00(74LS00)、万用表 四、实验原理1.芯片介绍本实验采用二输入四与非门74HC00(74LS00),在一块集成块内含有四个相互独立的与非门,每个与非门有两个输入端,其引脚排列如图1所示。
图1 74LS00(74HC00)引脚图 与非门的逻辑功能实:当输入端中有一个或一个以上是低电平时,输出端为高电平;只有当输入端全部为高电平时,输出端才是低电平(即有0得1,全1得0)。
2.74HC00(74LS00)电压传输特性门的输出电压V O 随输入电压V I 而变化的曲线,称为门的电压传输特性,通过它可以读得门电路的一些重要参数,如输出高电平V OH 、输出低电平V OL 、阈值电压V TH 、及抗干扰容限等值。
测试电路如图2所示。
采用逐点测试法,及调节滑动变阻器,逐点测得V I和V O,然后绘制曲线。
图2 74HC00(74LS00)电压传输特性测试电路五、实验步骤1. 测试74HC00(74LS00)的逻辑功能门的输入端接逻辑电平开关输出插口,以提供0与1电平信号,开关向上,输出为逻辑1,向下为逻辑0。
门的输出端接由LED发光二极管组成的逻辑电平显示器(又称0-1指示器)的显示插口,LED亮为逻辑1,不亮为逻辑0。
按表1逐个测试集成块中与非门的逻辑功能,判断芯片逻辑功能是否正常。
表1 74HC00(74LS00)逻辑功能2. 测试相关数据,并绘制电压传输特性曲线图。
按图2接线,调节电位器RW,使VI 从0V向高电平变化,逐点测得VI和VO的对应值,记入表2中(芯片采用TTL门电路74LS00时,记入表3中)。
【电力电子技术实验】指导书合肥师范学院电子信息工程学院实验一电力电子器件仿真过程:进入MATLAB环境,点击工具栏中的Simulink选项。
进入所需的仿真环境,如图1.1所示。
点击File/New/Model新建一个仿真平台。
点击左边的器件分类,找到Simulink和SimPowerSystems,分别在他们的下拉选项中找到所需的器件,用鼠标左键点击所需的元件不放,然后直接拉到Model平台中。
图1.1实验一的具体过程:第一步:翻开仿真环境新建一个仿真平台,根据表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。
元件名称提取路径触发脉冲Simulink/Sources/Pulse Generator电源Sim Power Systems/Electrical Sources/ DC Voltage Source接地端子Simulink/Sinks/Scope示波器Sim Power Systems/Elements/Ground信号分解器Simulink/Signal Routing/Demux电压表Sim Power Systems/Measurements/ Voltage Measurement电流表Sim Power Systems/Measurements/Current Measurement负载RLC Sim Power Systems/Elements/ Series RLC BranchGTO器件Sim Power Systems/Power Electronics/Gto 提取出来的器件模型如图1.2所示:图1.2第二步,元件的复制跟粘贴。
有时候相同的模块在仿真中需要屡次用到,这时按照常规的方法可以进行复制跟粘贴,可以用一个虚线框复制整个仿真模型。
还有一个常用方便的方法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标,选中的模块上会出现一个小“+〞好,继续按住鼠标和Ctrl键不动,移动鼠标就可以将模块拖拉到模型的其他地方复制出一个相同的模块,同时该模块名后会自动加“1〞,因为在同一仿真模型中,不允许出现两个名字相同的模块。
模拟电子技术实验指导书安阳工学院电子信息与电气工程学院电工电子教研室实验要求1.实验前必须充分预习,完成指定的预习任务。
预习要求如下:(1)认真阅读实验指导书,分析、掌握实验电路的工作原理,并进行必要的估算。
(2)完成各实验“预习要求”中指定的内容。
(3)熟悉实验任务。
(4)复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。
2.使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项,在使用时应严格遵守。
3.实验时接线要认真,相互仔细检查,确定无误才能接通电源,初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。
4.模拟电路实验注意:(1)在进行小信号放大实验时,由于所用信号发生器及连接电缆的缘故,往往在进入放大器前就出现噪声或不稳定,有些信号源调不到毫伏以下,实验时可采用在放大器输入端加衰减的方法。
一般可用实验箱中电阻组成衰减器,这样连接电缆上信号电平较高,不易受干扰。
(2)做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变成方波,应检查工作点较设置是否正确,或输入信号是否过大,由于实验箱所用三极管hfe 大,特别是两级放大电路容易饱和失真。
5.实验时应注意观察,若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源,保持现场,报告指导教师。
找出原因、排除故障,经指导教师同意再继续实验。
6.实验过程中需要改接线时,应关断电源后才能拆、接线。
7.实验过程中应仔细观察实验现象,认真记录实验结果(数据波形、现象)。
所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。
8.实验结束后,必须关断电源、拔出电源插头,并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。
9.实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。
目录实验一常用电子仪器的使用 (1)实验二单管共射放大电路设计 (3)实验三两级交流放大电路设计 (7)实验四差分放大电路设计 (9)实验五负反馈放大电路设计 (12)实验六RC正弦波振荡电路设计 (15)实验七基本运算电路设计 (18)实验八波形发生电路设计 (19)实验九直流稳压电源设计 (20)实验十音频功率放大电路设计 (23)实验一常用电子仪器的使用一、实验目的1.熟悉函数信号发生器、示波器、交流毫伏表及数字万用表的工作原理。
第三章电力电子技术实验本章节介绍电力电子技术基础的实验内容,其中包括单相、三相整流及有源逆变电路,直流斩波电路原理,单相、三相交流调压电路,单相并联逆变电路,晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率三极管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极性晶体管(IGBT)等新器件的特性及驱动与保护电路实验。
实验一单结晶体管触发电路实验一、实验目的(1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
(2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件单结晶体管触发电路的工作原理已在1-3节中作过介绍。
四、实验内容(1)单结晶体管触发电路的调试。
(2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。
五、预习要求阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容,弄清单结晶体管触发电路的工作原理。
六、思考题(1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系?(2)单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°?七、实验方法(1)单结晶体管触发电路的观测将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V(不能打到“交流调速”侧工作,因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%,而“交流调速”侧输出的线电压为240V。
如果输入电压超出其标准工作范围,挂件的使用寿命将减少,甚至会导致挂件的损坏。
在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时,通过操作控制屏左侧的自藕调压器,将输出的线电压调到220V左右,然后才能将电源接入挂件),用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端,按下“启动”按钮,打开DJK03-1电源开关,这时挂件中所有的触发电路都开始工作,用双踪示波器观察单结晶体管触发电路,经半波整流后“1”点的波形,经稳压管削波得到“2”点的波形,调节移相电位器RP1,观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形;最后观测输出的“G、K”触发电压波形,其能否在30°~170°范围内移相?(2)单结晶体管触发电路各点波形的记录调整RP1,同时观察“5”点是否出现触发脉冲,以及α的变化情况及范围,观察并记录1-5点波形及输出的“G、K”触发电压波形。
《电路与模拟电子技术基础 习题及实验指导答案 第二版》第1章 直流电路一、填 空 题1.4.1 与之联接的外电路;1.4.2 1-n ,)1(--n b ;1.4.3 不变;1.4.4 21W ,负载;1.4.5 Ω1.65A , ;1.4.6 1A 3A , ; 1.4.7 3213212)(3)23(R R R R R R R +++=; 1.4.8 1A ;1.4.9 Ω4.0,A 5.12;1.4.10 电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源;1.4.11 3A ;1.4.12 3A ;1.4.13 Ω2;1.4.14 15V ,Ω5.4;1.4.15 V 6S =U 。
二、单 项 选 择 题1.4.16 C ; 1.4.17 B ; 1.4.18 D ; 1.4.19 A ;1.4.20 A ; 1.4.21 C ; 1.4.22 B ; 1.4.23 D 。
第2章一阶动态电路的暂态分析一、填 空 题2.4.1 短路,开路;2.4.2 零输入响应;2.4.3 短路,开路;2.4.4 电容电压,电感电流;2.4.5 越慢;2.4.6 换路瞬间;2.4.7 三角波;2.4.8 s 05.0,k Ω25; 2.4.9 C R R R R 3232+; 2.4.10 mA 1,V 2。
二、单 项 选 择 题2.4.11 B ; 2.4.12 D ; 2.4.13 B ;2.4.14 D ; 2.4.15 B ; 2.4.16 C 。
第3章 正弦稳态电路的分析一、填 空 题3.4.1 ︒300.02s A 10, , ; 3.4.2 V )13.532sin(25)(︒+=t t u ;3.4.3 容性, A 44;3.4.4 10V ,2V3.4.5 相同;3.4.6 V 30,20V ;3.4.7 A 44,W 7744;3.4.8 A 5;3.4.9 减小、不变、提高;3.4.10 F 7.87μ;3.4.11 20kVA ,12kvar -;3.4.12 不变、增加、减少;3.4.13 电阻性,电容性; 3.4.14 LC π21,阻抗,电流;3.4.15 1rad/s ,4;3.4.16 Ω10;3.4.17 P L U U =,P L 3I I =,︒-30; 3.4.18 P L 3U U =,P L I I =,超前。
实验一示波器的使用及实验仪的认识一、实验目的1、熟悉硬件实验注意事项2、掌握示波器的使用方法3、掌握数字实验仪的使用方法二、验仪器示波器、数字电路实验仪三、示波器使用及实验仪使用注意事项1、示波器亮度不要调的太大2、示波器不要加入过大电压(一班低于30V)3、实验仪不要短路四、实验步骤1、实验仪的熟悉交流电压源、正弦波信号源、单脉冲、可调连续脉冲、固定连续脉冲、电平指示、连续开关、面包板。
2、示波器使用说明⑴ POWER:电源开关。
⑵ INTENSTY:辉度控制。
⑶ FOCUS:聚焦控制。
⑷ CH1 CH2:信号输入端。
⑸ AC-GND-DC:输入耦合开关,其中AC输入信号有交流通过;GND输入端接地;DC输入信号直接通过。
⑹ VOLTS/DIV:伏/度选择开关,用于垂直幅度因数,用*10探头连于示波器输入端时,读数乘十。
⑺ DOSITION:调节输入信号垂直方向位移。
⑻ MODE:工作方式选择开关。
CH1,CH2:显示相应的通道信号ALT:CH1,CH2通道信号交替显示CHOP:CH1,CH2通道信号同时显示ADD CH1,CH2通道信号代数和显示⑼ TIME/DIV:扫描时间选择开关⑽ SWPVAR:扫描微调开关⑾ SOURCE:触发信号源选择INT:内触发LINE:取电源频率为触发源EXT:外触发3、用示波器测量基本波形练习⑴测量实验板仪上的直流电压(5V,12V)基本步骤:耦合开关置于GND,确定零电平,置开关于DC,调节VOLTS/DIV开关使波形清晰,大小适中,测量垂直格数。
⑵测量实验板仪上的交流电压频率(1000HZ)基本步骤:耦合开关置于GND,确定零电平,置开关于AC,调节VOLTS/DIV开关及TIME/DIV开关使波形清晰,大小适中,测量水平格数。
4、实验报告上画出直流及交流的波形图及格数。
实验二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.熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。
实验一 常用电子仪器的使用一、 实验目的1.熟悉示波器,低频信号发生器和晶体管毫伏表等常用电子仪器面板,控制旋钮的名称,功能及使用方法。
2.学习使用低频信号发生器和频率计。
3.初步掌握用示波器观察波形和测量波形参数的方法。
二、实验原理在电子电路实验中,经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。
它们和万用电表一起,可以完成对电子电路的静态和动态工作情况的测试。
实验中要对各种电子仪器进行综合使用,可按照信号流向,以连线简捷,调节顺手,观察与读数方便等原则进行合理布局,各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1—1所示。
接线时应注意,为防止外界干扰,各仪器的共公接地端应连接在一起,称共地。
信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源的接线用普通导线。
图1—1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1. 低频信号发生器低频信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。
输出电压最大可达20V (峰-峰值)。
通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。
低频信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。
低频信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。
2.交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围之内,用来测量正弦交流电压的有效值。
为了防止过载而损坏,测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上,然后在测量中逐档减小量程。
3.示波器示波器是一种用途极为广泛的电子测量仪器,它能把电信号转换成可在荧光屏幕上直接观察的图象。
示波器的种类很多,通常可分通用、多踪多线、记忆存贮、逻辑专用等类。
双踪示波器可同时观测两个电信号,需要对两个信号的波形同时进行观察或比较时,选用双踪示波器比较合适。
本实验要测量正弦波和方波脉冲电压的波形参数,正弦信号的波形参数是幅值U m 、周期T (或频率f )和初相;脉冲信号的波形参数是幅值U m 、周期T 和脉宽T P 。
1 电子技术实验指导 电子技术实验,实验仪器与被测电路的基本连接方法,如图1所示。
实验1 共发射极单级放大器 一、实验目的 1、学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。 2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 图1-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路由B1R和B2R分压电路组成,发射极接有电阻ER,以稳定放大器的静态工作点。当放大器的输入端加入输入信号iu后,在放大器的输出端便可得到一个与iu相位相反、幅值被放大了的输出信号ou,从而实现电压放大。
图1 测量模拟电子电路常用电子仪器的接法
图1-1 共发射级单管放大器实验电路 2
在图1-1电路中,当流过偏置电阻B1R和B2R的电流远大于晶体管T的基极电流BI时(一般大5~10倍),它的静态工作点可用下式估算。
212BBCC
BB
RUURR
, BBECEUUIR, CBII,)(ECCCCCERRIUU
放大器的动态参数,电压放大倍数为
1)1(//EbeLCVRrRRA
输入电阻为 121//[(1)]iBBbeERRRrR 输出电阻为
CoRR 由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。在设计前应测量所有元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计和配装以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质的放大器,必须是理论设计与实验调整相结合的产物。因此,除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量与调试技术。 放大器的测量和调试包括:放大器静态工作点的测量与调试和放大器动态参数的测量与调试等。 1、放大器静态工作点的测量与调试 (1)静态工作点的测量:测量放大器的静态工作点,应在输入信号0iu的情况下进行。将放大器输入端与地端短接,用直流电压表分别测量晶体管各电极对地的电位BU、CU和EU。然后算出
CIEI=EU/ER;BEU=BU—EU,CEU=CU—EU。为了减少误差,提高测量精度,应选用内阻
较高的直流电压表。 (2)静态工作点的调试:是指对管子集电流CI(或CEU)的调整与测试。 静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。以NPN型三极管为例,如果工作点偏高,放大器易产生饱和失真,此时ou的负半周被缩底,如图1-2a所示。如果工作点偏低则易产生截止失真,即ou的正半周被缩顶,如图1-2b所示。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试,即在放大器的输入端加入一定的iu,检查输出电压o
u
的大小和波形是否满足要求。如果不满足,则应调节静态工作点。 改变电路参数CCU、CR、BR(1BR、2BR)都会引起静态工作点的变化,通常采用调节偏置电阻2BR的方法来改变静态工作点,如减小2BR,可使静态工作点提高。 最后还要说明的是:工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的,是相对信号的幅度而言,如果信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切的说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求,静态工作点最好靠近交流负载的中点。
(a)截止失真 (b)饱和失真 图1-2 静态工作点对ou的影响 3
2、放大器动态指标测试 放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻,输出电阻、最大不是真输出电压(动态范围)等。 (1)测量电压放大倍数VA 调整放大器到合适的静态工作点,然后加入输入电压iu,在输出电压ou不失真的情况下,用交流毫伏表测出iu和ou的有效值iU和oU,则VA=oU/iU。 (2)测量输入电阻iR 为了测量放大器的输入电阻,如图1-3电路所示,在被测放大器的输入端与信号源之间串入已知电阻R,在放大器正常工作的情况下,用交流毫伏表测出SU和iU,根据输入电阻的定义可得 iiiiRiSi
UUURRUIUUR
测量时应注意: 1)测量R两端电压RU时必须分别测出SU和iU,然后由RU=SU—iU求出RU值。 2)电阻R的值不宜取得过大或过小,以免产生较大的测量误差,通常取R与iR为同一量级,本实验取R=1~2kΏ。 (3)测量输出电阻oR 如图1-3电路所示,放大器正常工作条件下,测量输出端不接负载LR的输出电压oU和接入负载后的输出电压LU,
根据LLooLRUURR,求出(1)ooLLURRU。
在测试中应注意,必须保持LR接入前后输入信号的幅度大小不变。 (4)测量最大不失真输出电压oPPU(最大动态范围):为了得到最大动态范围,应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下,逐步增大输入信号的幅度,并同时调节RP(改变静态工作点),用示波器观察oU,当输出波形同时出现削底和缩顶时,说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号,使波形输出幅度最大,且无明显失真时,用交流毫伏表测出
oU(有效值),或用示波器直接读出oPPU。
三、实验设备与仪表 直流稳压电源、函数信号发生器、示波器、交流毫伏表、万用表、实验电路板。 四、实验内容
实验电路如图1-1所示,各电子仪器按图1所示方式连接,为了防止干扰,各仪器的公共端必须连接在一起。 1、测量静态工作点 先将电位器RP调到最大,接通12V电源,调节RP,使2mACI(即EU=2.2V),用万用表测量BU、EU和CU,填入表1-1.。
图1-3 输入、输出电阻测量电路 4
表1-1数据记录与计算 2、测量电压放大倍数 在放大器输入端加入频率为1KHz,幅度为10mV的正弦信号Su。用示波器观察放大器输出电压oU的波形,在波形不失真的情况下用交流毫伏表测量三组CR、LR情况下的oU值,并用双踪示波器观察oU和iU的相位关系,填入表1-2。 表1-2数据记录(C2mAI i10mVU)
C/kΩR L/kΩR O/VU VA 观察记录一组OU和iU
波形
2.4KΩ 2.4KΩ 2.4KΩ 2.4KΩ 1KΩ
3、观察静态工作点对输出波形失真的影响 置2.4KΩCR,2.4KΩLR,0iU,调节RP使C2mAI,测出CEU值,再逐步加大输入信号,使输出电压oU足够大但不失真。 (1)测量最大不失真输出电压 按照实验原理(4)所述方法,同时调节输入信号的幅度和电位器RP,用示波器和交流毫伏表测量oPPU及oU值,填入表1-3。 表1-3数据记录(C2.4kΩR,L2.4kΩR)
C/mAI IM/mVU OM/VU
Opp/VU
(2)测量输入电阻和输出电阻 输入1KHzf的正弦信号,在输出电压oU不失真的情况下,用交流毫伏表测出SU、iU和L
U
填入表1-4;保持SU不变,断开LR,测量输出电压oU,填入表1-4。 表1-4 数据记录与计算(2mACI,2.4kΩCR,2.4kΩLR)
/mVsU /mViU /kΩiR /VLU /VoU /kΩoR
测量值 计算值 测量值 计算值
测量值 计算值 B/VU E/VU C/VU BE/VU CE/VU C/mAI 5 五、预习思考题 (1)假设放大电路的晶体管=100,1BR=20kΏ,2BR=60kΏ,CR=2.4kΏ,CR=2.4kΏ。估算放大器的静态工作点,电压放大倍数VA,输入电阻iR和输出电阻oR。 (2)能否用万用表直接测晶体管的BEU?为什么要采用测BU、EU,再间接算出BEU的方法? (3)调节偏置电阻2BR,使放大器输出波形出现饱和或截止失真时,晶体管的管压降CEU怎样变化? (4)改变静态工作点时,放大器的输入电阻iR是否有影响?改变外接电阻LR对输出电阻oR是否有影响? (5)在测试VA,iR和oR时怎样选择输入信号的频率和幅度?为什么频率一般选1kHz,而不选100kHz或更高? (6)测试中,如果将函数发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的两个测试端子互相调换位置,将会出现什么问题? 六、实验报告 (1)整理测量结果,并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的值与理论计算值比较,分析产生误差的原因。 (2)讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 (3)分析讨论在调试过程中出现的问题。 6
实验2 RC耦合多级放大器 一、实验目的 1、学习和掌握多级放大电路电压放大倍数和幅频特性的测量方法 2、加深理解放大电路中接入负反馈的方法及负反馈对放大器各项性能指标的影响 二、实验原理 单级放大电路的放大倍数一般只有几十倍,然而在实际电路中常常需要更加高的放大倍数,这就需要将若干单级放大电路串联起来,将前级的输出端加在后级的输入端上构成多级放大器,使信号经多次放大后达到所需值,如图2-1所示。多级放大器之间的连接称为耦合,其耦合方式一般有三种,阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。
本实验选用RC耦合两级放大电路来研究多级放大器的相关性能指标,如图2-2所示。 1、电压放大倍数 在多级放大电路中,由于各级之间是串联起来的,后一级的输入电阻就是前一级的负载。所以多级放大器的电压放大倍数是各级电压放大倍数的乘积,即nVVVVAAAA....21。注意各级的放大倍数应考虑前后级的相互影响。 两级RC耦合放大器中有 '11111(1)LVbeERArR, '2222LV
be
RAr
式中,'112//LCiRRR;222212////iBBbeRRRr;'22//LCLRRR。 2、输入、输出电阻 多级放大器的输入电阻就是第一级的输入电阻,即1112111////(1)iBBbeERRRrR。多级放
图2-1 多级放大器的组成 图2-2 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大放大器