《电工学（电子技术）》 实验指导书 张丹肖伟郝丽霞编 电工电子实验中心 2018.08
《电工学（电子技术）》 实 验 指 导 书 张丹 肖伟 郝丽霞编 电工电子实验中心 2018.08
实验前必读 为保证实验教学的质量与水平，维护实验室仪器设备的完好， 保证同学人身安全，希望同学认真阅读下列内容： 一、凡进人实验室进行实验的学生必须严格遵守实验室的各 项规章制度： 二、每次实验前，必须认真阅读实验指导书和实验教材，听 从指导教师的指导，在了解仪器设备的性能之后，严格按照规程 进行操作： 三、严格遵守实验室纪律，爱护仪器设备和实验设施： 四、珍惜实验时间，重视实验技能训练： 五、实验结束后，做好仪器设备和实验器材的整理，经教师 验收仪器设备和实验数据后方可离开实验室： 六、提倡严谨科学的实验作风，如实做好实验记录，认真完 成实验报告，注意培养分析问题和解决问题的能力： 七、注意人身安全，爱护仪器设备，因不按规定程序操作而 造成人身伤害或造成仪器设备损坏者按规定作出严肃处理或赔偿 经济损失： 八、实验过程中应保持安静，遵守秩序，维护实验室的清洁 整齐
实验前必读 为保证实验教学的质量与水平，维护实验室仪器设备的完好， 保证同学人身安全，希望同学认真阅读下列内容： 一、凡进人实验室进行实验的学生必须严格遵守实验室的各 项规章制度； 二、每次实验前，必须认真阅读实验指导书和实验教材，听 从指导教师的指导，在了解仪器设备的性能之后，严格按照规程 进行操作； 三、严格遵守实验室纪律，爱护仪器设备和实验设施； 四、珍惜实验时间，重视实验技能训练； 五、实验结束后，做好仪器设备和实验器材的整理，经教师 验收仪器设备和实验数据后方可离开实验室； 六、提倡严谨科学的实验作风，如实做好实验记录，认真完 成实验报告，注意培养分析问题和解决问题的能力； 七、注意人身安全，爱护仪器设备，因不按规定程序操作而 造成人身伤害或造成仪器设备损坏者按规定作出严肃处理或赔偿 经济损失； 八、实验过程中应保持安静，遵守秩序，维护实验室的清洁 整齐
目录 实验一常用电子仪器的使用 实验二单级放大电路.. .6 实验三射极跟随器.... 10 实验四集成运算放大器的应用 … 13 实验五门电路逻辑功能及测试… .18 实验六组合逻辑电路 24 实验七数字电子秒表. 27 附录常用数字集成电路引脚图.. 32
目录 实验一 常用电子仪器的使用……………………….1 实验二 单级放大电路……………………………….6 实验三 射极跟随器…………………………………10 实验四 集成运算放大器的应用……..…………..… 13 实验五 门电路逻辑功能及测试……………………18 实验六 组合逻辑电路………………………………24 实验七 数字电子秒表………………………………27 附 录 常用数字集成电路引脚图…………………32
实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的 1.学会万用表的使用方法： 2.学会用示波器测试电压波形、幅度、频率的基本方法： 3.学会正确调节函数信号发生器频率、幅度的方法： 4.学会交流毫伏表的使用方法等。 二、实验仪器 1.DS-5000系列数字示波器： 2.TH一SG10型数字合成信号发生器： 3.FLUKE-15B数字万用表： 4.智能真有效值交流数字毫伏表： 三、预习要点 在电子技术实验中，经常使用的电子仪器示波器、信号发生器、万用 表、交流毫伏表等，在实验台上，与电子电路相互连接，可以完成对电子电 路的各种测试。在实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号的流 向，以连线简捷，调节顺手，观察和读数方便的原则合理布局。接线时注意 各仪器的公共接地端应连接在一起，称为共地。 四、实验内容及步骤 1.数字万用表的使用 FLUKE-15B(福禄克)数字万用表可以 253 用来测量交直流电压和电流、电阻、电容、 AC 二极管正向压降等。使用时要注意黑表笔接 “COM”。 电表有手动和自动量程两个选择。在自) 动量程模式内，电表会为检测到的输入选择最佳量程。你可以手动选择按
实验一 常用电子仪器的使用 一、实验目的 1．学会万用表的使用方法； 2．学会用示波器测试电压波形、幅度、频率的基本方法； 3．学会正确调节函数信号发生器频率、幅度的方法； 4．学会交流毫伏表的使用方法等。 二、实验仪器 1．DS-5000 系列数字示波器； 2．TH—SG10 型数字合成信号发生器； 3．FLUKE-15B 数字万用表； 4．智能真有效值交流数字毫伏表； 三、预习要点 在电子技术实验中，经常使用的电子仪器示波器、信号发生器、万用 表、交流毫伏表等，在实验台上，与电子电路相互连接，可以完成对电子电 路的各种测试。在实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号的流 向，以连线简捷，调节顺手，观察和读数方便的原则合理布局。接线时注意 各仪器的公共接地端应连接在一起，称为共地。 四、实验内容及步骤 1．数字万用表的使用 FLUKE-15B（福禄克）数字万用表可以 用来测量交直流电压和电流、电阻、电容、 二极管正向压降等。使用时要注意黑表笔接 “COM”。 电表有手动和自动量程两个选择。在自 动量程模式内，电表会为检测到的输入选择最佳量程。你可以手动选择按
“RANGE”来改变自动量程。要退出手动选择只要按住“RANGE”两秒种即 可。 ★在实验台上直流稳压电源区分别测量下+5V、-5V、+12V、-12V和 035V三组电源的电压值。 2.TH-SG10型数字合成信号发生器 本仪器具有输出函数信号、调频、FSK、 PSK、频率扫描等信号的功能，输出波形有正 细银数业卡专4生青无1王 行 弦波、方波和TTL波。 频率范围为10mHz~10Mz,分辨率为1μHz,频率误差≤±5×105。 幅度范围为2mV~20Vm-p(高阻)、1mV~10V.-p(502),最高分辨率 为2μV(高阻)、1μV-p(502)。 其中V表示为电压的峰-峰值。 例如，设置输出“20mV-P,10KHz)正弦信号的步骤如下： 1)打开电源： 2)按下“频率”按键→由右侧数码键盘分别输入“1、0”→按下单 位按键“调制/Kz”,此时，屏幕显示“10KHz”: 3)按下“幅度”按键→由右侧数码键盘分别输入“2、0”→按下单 位按键“偏移/mV”,此时，屏幕显示“20mV-”: 4)按下“波形”键，选择输出正弦波，此时，屏幕显示为正弦波形符 号。 ★改变频率和幅度进行几组数据的设置练习，最后调出“f=1Hz, 50mV。-”的正弦波信号。 注意：信号发生器输出幅度为电压的峰-峰值，而不是有效值，两者的 换算关系读者想一想
“RANGE”来改变自动量程。要退出手动选择只要按住“RANGE” 两秒种即 可。 ★ 在实验台上直流稳压电源区分别测量下+5V、-5V、+12V、-12V 和 0~35V 三组电源的电压值。 2．TH-SG10 型数字合成信号发生器 本仪器具有输出函数信号、调频、FSK、 PSK、频率扫描等信号的功能，输出波形有正 弦波、方波和 TTL 波。 频率范围为 10mHZ～10MHZ，分辨率为 1μHZ，频率误差≤±5×10-5 。 幅度范围为 2mV～20VP—P（高阻）、 1mV～10VP—P（50Ω）， 最高分辨率 为 2μVP—P（高阻）、1μVP-P（50Ω）。 其中 VP—P表示为电压的峰-峰值。 例如，设置输出“20mVP—P ,10KHz)正弦信号的步骤如下： 1）打开电源； 2）按下“频率”按键→由右侧数码键盘分别输入“1、0” →按下单 位按键“调制/KHz”，此时，屏幕显示“10KHz ”； 3）按下“幅度”按键→由右侧数码键盘分别输入“2、0” →按下单 位按键“偏移/mV”，此时，屏幕显示“20mVP—P”； 4）按下“波形”键，选择输出正弦波，此时，屏幕显示为正弦波形符 号。 ★ 改变频率和幅度进行几组数据的设置练习，最后调出 “f=1KHz， 50mVP—P”的正弦波信号。 注意：信号发生器输出幅度为电压的峰-峰值，而不是有效值，两者的 换算关系读者想一想
3.DS-5000系列数字示波器 示波器的液晶显示屏上所显示 的是被测电压随时间变化的波形， 即被测电压的瞬时值与时间在直角 坐标系中的函数图像。 DS-5000系列数字示波器有两个信道输入：“CH1和CH2”,还有一个外 触发通道“EXT TRIC”。 垂直系统： 1)使用垂直“POSITION”旋钮使得波形上下位置在窗口居中显示。 垂直“POSITION”旋钮控制信号的垂直显示位置。当转动垂直 “POSITION”旋钮时，指示通道地(GROUND)的标识跟随波形而上下移动。 2)调节垂直“SCALE”旋钮，改变垂直设置。 转动垂直“SCALE”旋钮，改变“Volt/div(伏/格)”垂直挡位，液晶 显示屏幕下方的状态信息栏发生了改变，如由“2mV/格”变为“5mV/格”等， 同时，液晶屏幕上显示的波形上下也发生了变化。 水平系统 1)使用水平“P0 SITION”旋钮使得波形左右位置在窗口居中显示。 2)调节水平“SCALE”旋钮，改变波形周期个数的设置。 转动水平“SCALE”旋钮，改变“S/iv(秒/格)”水平挡位，液晶显 示屏幕下方的状态信息栏发生了改变，如由“10us/格”变为“10ns/格”等， 同时，液晶屏幕上显示的波形的周期个数也发生了变化。一般显示3-5个周 期比较合适。 触发系统 触发系统由一个旋钮“LEVEL”和三个按钮“MENW、50%、FORCE” 组成。转动旋钮”LEVEL”,可以改变触发电平设置。按下“MENU”键可以
3．DS-5000 系列数字示波器 示波器的液晶显示屏上所显示 的是被测电压随时间变化的波形， 即被测电压的瞬时值与时间在直角 坐标系中的函数图像。 DS-5000 系列数字示波器有两个信道输入：“CH1 和 CH2”，还有一个外 触发通道“EXT TRIC”。 垂直系统： 1）使用垂直“POSITION”旋钮使得波形上下位置在窗口居中显示。 垂直“POSITION”旋钮控制信号的垂直显示位置。当转动垂直 “POSITION”旋钮时，指示通道地（GROUND）的标识跟随波形而上下移动。 2）调节垂直“SCALE”旋钮，改变垂直设置。 转动垂直“SCALE”旋钮，改变“Volt/div（伏/格）”垂直挡位，液晶 显示屏幕下方的状态信息栏发生了改变，如由“2mV/格”变为“5mV/格”等， 同时，液晶屏幕上显示的波形上下也发生了变化。 水平系统 1）使用水平“POSITION”旋钮使得波形左右位置在窗口居中显示。 2）调节水平“SCALE”旋钮，改变波形周期个数的设置。 转动水平“SCALE”旋钮，改变“S/div（秒/格）”水平挡位，液晶显 示屏幕下方的状态信息栏发生了改变，如由“10us/格”变为“10ns/格”等， 同时，液晶屏幕上显示的波形的周期个数也发生了变化。一般显示 3-5 个周 期比较合适。 触发系统 触发系统由一个旋钮“LEVEL”和三个按钮“MENU、50%、FORCE” 组成。转动旋钮”LEVEL”,可以改变触发电平设置。按下“MENU” 键可以
调出触发菜单以改变触发设置等等。 波形信号的自动设置 DS-5000系列数字示波器具有自动设置的功能。根据输入的信号，可以 自动调整电压倍率、时基、以及触发方式至最好形态显示。 使用自动设置显示波形的操作步骤为： 1)打开电源： 2)将被测信号连接到信号输入通道CH1或CH2: 3)按下“AUT0”按钮。 示波器将自动设置垂直、水平和触发控制。如需要，可以手工调整这些 控制使波形显示达到最佳。 DS-5000系列数字示波器可以进行电压的“峰-峰”值、瞬时值、周期、 带宽等多种量的测量，详悉情况可参考该仪器的用户使用手册。 ★请用信号发生器调出“f=1KHz,50mV-”的正弦波信号，然后送到 示波器CH1通道，观察记录显示的波形并计算其频率和幅度大小。 4.智能真有效值交流数字毫代表 该表数码显示，自动转换量程，打开电源后将被测电压接入输入端，显 示屏将自动显示出输入交流电压的有效值。 交流数字毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量周期交流信号 的有效值。 ★请用信号发生器调出“f=1KIz,50mV→”的正弦波信号，然后再利 用交流数字毫伏表测量该信号的大小。 五、实验思考题 1.整理测试数据，画出用示波器观察到的实验波形： 2.用示波器测量正弦波的值和用交流毫伏表测量正弦波的值有何不 同？
调出触发菜单以改变触发设置等等。 波形信号的自动设置 DS-5000 系列数字示波器具有自动设置的功能。根据输入的信号，可以 自动调整电压倍率、时基、以及触发方式至最好形态显示。 使用自动设置显示波形的操作步骤为： 1） 打开电源； 2） 将被测信号连接到信号输入通道 CH1 或 CH2; 3） 按下“AUTO”按钮。 示波器将自动设置垂直、水平和触发控制。如需要，可以手工调整这些 控制使波形显示达到最佳。 DS-5000 系列数字示波器可以进行电压的“峰-峰”值、瞬时值、周期、 带宽等多种量的测量，详悉情况可参考该仪器的用户使用手册。 ★ 请用信号发生器调出“f=1KHz，50mVP—P”的正弦波信号，然后送到 示波器 CH1 通道，观察记录显示的波形并计算其频率和幅度大小。 4. 智能真有效值交流数字毫伏表 该表数码显示,自动转换量程,打开电源后将被测电压接入输入端,显 示屏将自动显示出输入交流电压的有效值。 交流数字毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量周期交流信号 的有效值。 ★ 请用信号发生器调出“f=1KHz，50mVP—P”的正弦波信号，然后再利 用交流数字毫伏表测量该信号的大小。 五、实验思考题 1．整理测试数据，画出用示波器观察到的实验波形； 2．用示波器测量正弦波的值和用交流毫伏表测量正弦波的值有何不 同？
3.简述使用示波器自动显示被测波形的基本步骤： 4.简述使用函数信号发生器设置输出正弦波信号的基本步骤： 5.简述使用交流毫伏表的注意事项
3．简述使用示波器自动显示被测波形的基本步骤； 4．简述使用函数信号发生器设置输出正弦波信号的基本步骤； 5．简述使用交流毫伏表的注意事项
实验二单级放大电路 一、 实验目的 1.熟悉电子元器件和实验台模拟电路装置。 2.掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。 3.学习测量放大器Q点、放大倍数AV、输入电阻Ri、输出电阻R0 的方法，了解共射极放大电路特性。 4.学习放大器的动态性能。 二、 实验设备 1.数字示波器。 2.数字万用表。 3.信号发生器。 三、预习要求 1.单级放大电路的工作原理。 2.放大器动态及静态测量方法。 四、实验内容及实验步骤 1.电路原理图，如图2-1所示
实验二 单级放大电路 一、 实验目的 1． 熟悉电子元器件和实验台模拟电路装置。 2． 掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。 3． 学习测量放大器 Q 点、放大倍数 Av、输入电阻 Ri、输出电阻 R0 的方法，了解共射极放大电路特性。 4． 学习放大器的动态性能。 二、 实验设备 1． 数字示波器。 2． 数字万用表。 3． 信号发生器。 三、 预习要求 1． 单级放大电路的工作原理。 2． 放大器动态及静态测量方法。 四、 实验内容及实验步骤 1． 电路原理图,如图 2-1 所示
RWI RB2 RC1 2.4K 9 20K 10uF NPN TI 3DG6 RFI 100 2.4K RBI 20R REI CEI 100u 图2-1单级放大电路 2.静态调试 a)用万用表判断三极管好坏。 b)设置放大电路的静态工作点： 检查电路连接无误后接通+12V电源(U,和U,不接)，调节电位 器Rw1使VE=2.2V,测量VE、VcE和R2的值，并填入表 2.1。 表2.1 Vpeo (V) VeEo (V) RB2 (KO) c) 改变电位器Rw1的值，使Ve=22V,记录Ic值，测量三极 管T1的基极电压VB、基极电阻R2和R1的值并填入表 22,计算三极管T1的基极电流I.和共射电流放大倍数B
NPN T1 3DG6 Us Ui R 10k C1 10uF RW1 100K 20K RB2 RB1 20K RE1 1K RF1 100 CE1 100uF RC1 2.4K C2 10uF RL1 2.4K m A vcc U0 图 2-1 单级放大电路 2． 静态调试 a) 用万用表判断三极管好坏。 b) 设置放大电路的静态工作点： 检查电路连接无误后接通+12V 电源（ Ui 和 Us 不接），调节电位 器 RW1 使 V 2.2V E ，测量 VBE 、 VCE 和 RB2 的值，并填入表 2.1。 表 2.1 VBEQ （V） VCEQ （V） RB2 （KΩ） c) 改变电位器 RW1 的值，使 V 2.2V E ，记录 C I 值，测量三极 管 T1 的基极电压 VB 、基极电阻 RB2 和 RB1 的值并填入表 2.2，计算三极管 T1 的基极电流 B I 和共射电流放大倍数