电工电子实验指导书

实验一 电路仿真软件的使用一、实验目的1．学习和使用Proteus 电路仿真软件。

2．利用Proteus 电路仿真软件研究和设计电路特性。

二、实验原理1．欧姆定律：在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。

I =U R2．基尔霍夫定律：基尔霍夫（电路）定律包括基尔霍夫电流定律（KCL ）和基尔霍夫电压定律（KVL ）。

基尔霍夫电流定律（KCL ）：电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。

基尔霍夫电压定律（KVL ）：在任何一个闭合回路中，各元件上的电压降的代数和等于电动势的代数和，即从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压的代数和恒等于零，即∑U=0 三、实验设备 计算机、Proteus 软件 四、实验内容与步骤1、直流电路欧姆定律仿真试验 1）欧姆定律测试电路如图2-1所示。

2）打开Proteus 软件，按图绘制电路图。

表1 元器件明细表元器件名称 所属类 所属子类 标识 值RES DEVICE Generic R 10Ω POT-LIN （HG ） ACTIVERectifiers RP 100Ω SWITCH ACTIVE Switch SW — BA TTERYACTIVESOURCESB10V3）电路仿真按图连接好电路，单击仿真按钮，启动仿真。

调整电阻器，观察仿真数据变化，图 2-1并做好记录。

图2-2部分电路欧姆定律图2-3全电路欧姆定律图2-4 电压表后置测量电路图2-5 直流扫描分析电路图4）仿真试验中测量的误差A、电压表前接测量电路，如图2-3；B、电压表后接测量电路，如图2-4 5）基于直流扫描图表仿真通过直流扫描图表仿真观察欧姆定律电路伏安特性，电路如图2-5所示。

A、放置直流扫描分析图表；添加探针value=vB、设置直流扫描分析图表对话框；进行仿真6）电路仿真结果以及数据处理表2 部分电路欧姆定律伏安特性测试五、实验报告1．完成对数据表格的测量和计算任务。

2．画出实验过程中的电路图。

3．心得体会及其他。

六、实验注意事项1．从Proteus库中选取元器件时，要注意型号。

2．在直流扫描图表仿真时，要注意参数的设置。

七、思考题1．表前测量与表后测量为什么会存在误差？实验二常用电子仪器设备熟悉及使用一、实验目的1．掌握数字式万用表、直流稳压电源、信号发生器和示波器等常用电子仪器设备的使用方法；2．掌握单管共射极基本放大电路的静态工作点设置。

二、实验内容本实验通过学习数字式万用表、直流稳压电源和示波器的使用方法，借助这些常用电子仪器设备搭建共射极基本放大电路的直流通路，设置和测量静态工作点，加深学生对三极管电流放大和共射极放大电路电压放大工作原理的理解。

实验时每个同学须完成以下内容：1. 使用数字式万用表测量电阻、电压；2. 使用直流稳压电源输出稳定电压；3. 使用信号发生器输出正弦、方波、脉冲等信号，在示波器上测量信号；4. 搭建共射极放大电路的直流通路，测量静态工作点。

三、实验仪器设备1. 数字式万用表UT532. 直流稳压电源HG623033. 信号发生器DG1022U4. 示波器DS1102E5. 面包板、三极管9013、色环电阻四、实验原理1.数字式万用表图1为优利德UT53数字式万用表的面板介绍。

图2为UT53的基本功能参数。

数字式万用表的使用方法，请百度搜索进行预习，了解电阻、电压和电流的测量和读数方法。

图1 UT53数字式万用表图2 UT53基本功能参数2.直流稳压电源图3为华高HG62303直流稳压电源。

该电源具有两组和以上功能相同的电源，两组电源可独立使用，也可以串联或并联使用。

当在串联或并联方式时，仪器内部已将输出端口自动地连接，并且两组的输出处于自动跟踪状态。

即在该方式下，只要调整主路的电压，另一路将同时跟随变化。

在串联方式时，可获得一组最大为两倍额定电压的输出，也可以获得两组极性相反的电压输出。

在并联方式时，可获得一组最大为两倍额定电流的输出。

图3 HG62303直流稳压电源3.信号发生器和示波器图4为普源DG1022U信号发生器。

它可以提供正弦波、方波、锯齿波、脉冲波、白噪声等信号，信号频率参见DG1022U的基本参数，如图5所示。

图4 DG1022U信号发生器。

图5 DG1022U 的基本参数图6为普源DS1102E 示波器，提供双模拟通道，带宽100MHz ，实时采样率为1GSa/s ，存储深度1M 采样点（单通道），512K 采样点（双通道）。

图6 DS1102E 示波器4. 共射极放大电路的静态工作点图7为共射极接法的基本交流放大电路。

输入端接交流信号源，输入电压为i u ；输出端接负载电阻L R ，输出电压为o u 。

12V CC U =，=L R ∞，=2k C R Ω。

图7共射极接法的基本交流放大电路采用9013 NPN 型小功率三极管。

把显示文字平面朝自己，从左向右依次为E 发射极、B 基极和C 集电极，如图8所示。

CCe s uo +–图89013三极管引脚图要实现电压放大，保证足够的电压放大倍数和尽可能小的波形失真，必须要保证放大电路有合适的静态工作点(),B BE I U 和(),C CE I U 。

合适的静态工作点是保证波形不失真的前提。

静态工作点的选择要依据选择的三极管输出特性，尽可能保证在三极管放大区的中央。

通过调节偏置电阻B R 来设置合适的放大电路静态工作点。

放大电路的静态工作点由下列关系确定：CC BE BB C B CE CC C C U U I R I I U U I R β-⎧=⎪⎪⎨=⎪⎪=-⎩五、实验步骤1.获取色环电阻，利用色环读出电阻值，使用数字式万用表测量电阻，验证电阻值；2. 使用直流稳压电源输出稳定电压，使用数字式万用表测量直流电压，验证电压值；3. 使用信号发生器输出正弦波、方波、脉冲波等电压信号，在示波器上测量信号；4. 在面包板上搭建共射极放大电路的直流通路，设置=100k B R Ω，测量和记录BE U 、CE U ，计算三极管电流放大系数β。

六、实验总结报告1. 读取、测量和记录电阻值，计算电阻值精度；2.测量和记录电压值；3. 测量和记录正弦波、方波、脉冲波等电压信号；4.根据静态工作点测量值，计算三极管电流放大系数。

实验三 模拟运放电路比例运算电路设计一、实验目的1．掌握集成运算放大器的应用；2．掌握集成运算放大器的反相比例（反相加法）运算； 3．掌握电路正负电源的连接方法。

二、实验内容本实验要求实现集成运算放大器的反相比例（反相加法）运算电路。

三、实验仪器设备及元器件1. 数字式万用表UT532. 直流稳压电源HG623033. 信号发生器DG1022U4. 示波器DS1102E5. 面包板6. 元器件包括：集成运算放大器LM258，电阻（10kΩ、100kΩ、9.1 kΩ）四、实验原理1.集成运算放大器LM258LM258具有2个独立的运算放大器，最大输出电压为32V ，引脚如图1所示。

引脚8为VCC ，引脚4为接地端，引脚2（6）和3（5）分别为反相输入端和同相输入端，引脚1（7）为输出端。

图1 LM258引脚图2. 反相比例运算反相比例运算电路如图2所示。

闭环电压放大倍数为1Fo i R u u R =-，如图3所示。

图2反相比例运算电路图3 ui 和uo 的关系3．反相加法运算（选作）反相比例运算电路如图4所示。

()12121112+=10+F F o i i i i R Ru u u u u R R ⎛⎫=--⎪⎝⎭，如图5所示。

图4反相加法运算电路图5 ui和uo的关系五、实验步骤1. 在面包板搭建反相比例（反相加法）电路；2. 利用直流稳压电源的串联连接形式，为LM258的引脚8和4分别提供+15V和-15V电压；3. 输入端2通过R1与输入电压ui连接，输入端3通过R2接地，分别输入直流电压和正弦交流电压，按如下表格测量和记录输出端电压uo（幅值和波形）；ui（V）uo（V）ui（V）uo（V）0.5 0.5sin(2πt)1 sin(2πt)2 2sin(2πt)3 3sin(2πt)4. 反相加法电路的测量表格如下。

ui1（V）ui2（V）uo（V）ui1（V）ui2（V）uo（V）0.5 0.6 0.5sin(2πt)0.6sin(2πt)1 2 sin(2πt)2sin(2πt)六、实验总结报告1. 读取、测量和记录输出电压值，计算输入输出电压比值，；2. 记录波形，判断是否出现饱和。

实验四三人表决器的组合逻辑电路设计一、实验目的1．掌握用基本门电路组成逻辑电路；2．通过三人表决器组合电路的搭建，进一步理解基本门电路的应用二、实验内容利用门电路组成三人表决器。

三、实验仪器设备及元器件1. 数字式万用表UT532. 直流稳压电源HG623033. 面包板4. 元器件包括：集成电路芯片74LS10，电阻（1kΩ）四、实验原理1.集成电路芯片74LS1074LS10具有3个独立的3输入与非门，引脚图和逻辑图分别如图1和图2所示。

引脚14为VCC，引脚7为接地端，引脚1、2、13为与非门1的输入，引脚12为与非门1的输出，同理，引脚3、4、5为与非门2的输入，引脚6为与非门2的输出，引脚9、10、11为与非门3的输入，引脚8为与非门3的输出。

输入引脚悬空为高电平输入。

图1 74LS10引脚图图2 74LS10逻辑图2. 三人表决器的组合逻辑电路三人表决器的组合逻辑电路如图3所示。

图中使用了2块74LS10芯片U1和U2，U1的与非门输入分别来自三个表决常开开关A、B、C，开关按下时输入高电平（1），U1的输出作为U2的输入，U2的输出Y作为表决器结果，高电平为1，发光二极管点亮，否则不亮。

三人表决器的逻辑关系是二人以上赞成时，输出端Y为1，否则为0。

逻辑表达式为Y AB AC BC=⋅⋅。

图3 三人表决器电路五、实验步骤1. 在面包板搭建三人表决器电路；2. 利用直流稳压电源为74LS10的引脚14提供+5V电压；3. 按照下表，分别按下A、B、C三个开关，记录输出Y状态。

六、实验总结报告1. 读取和记录电路的输入和输出状态；2. 整理数据表格，验证逻辑状态表和逻辑功能。

实验五触发器的应用一、实验目的1．掌握D触发器逻辑功能的测试方法；2．通过二人抢答器时序逻辑电路的搭建，进一步理解触发器的应用。

二、实验内容利用D触发器组成二人抢答器电路。

三、实验仪器设备及元器件1. 数字式万用表UT532. 直流稳压电源HG623033. 面包板4. 元器件包括：集成电路芯片74LS74和74LS10，电阻（1kΩ）四、实验原理1. 集成电路芯片74LS7474LS74具有2个独立的D触发器，引脚图和逻辑分别如图1和图2所示。