1、 四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院實(shí)踐課程報(bào)告實(shí)踐課程 電工電子綜合實(shí)踐9001 校外學(xué)習(xí)中心 貴州遵義奧鵬學(xué)習(xí)中心4A 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 層 次 專升本 年 級(jí) 0909 學(xué)生姓名 王汝鑫 學(xué) 號(hào) aDH1092k5008 2012年 7 月 1 日實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:一 、L、C元件上電流電壓的相位關(guān)系二、電路功率因素的提高三、虛擬一階RC電路四、用數(shù)字電橋測(cè)交流參數(shù). 五、差動(dòng)放大電路六、負(fù)反饋電路七、算術(shù)運(yùn)算電路八、整流、濾波和穩(wěn)壓電路九、編碼器和譯碼器十、數(shù)據(jù)選擇器十一、觸發(fā)器十二、計(jì)數(shù)器院校：四川大學(xué)電氣信息學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)人：王汝新，同組人： 時(shí)間：2012年2月6日實(shí)驗(yàn)報(bào)告

2、一 L、C元件上電流電壓的相位關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、在正弦電壓激勵(lì)下研究L、C元件上電流，電壓的大小和它們的相位關(guān)系，以及輸入信號(hào)的頻率對(duì)它們的影響。2、學(xué)習(xí)示波器、函數(shù)發(fā)生器以及數(shù)字相位儀的使用二、儀器儀表目錄1、交流電流表、交流電壓表2、數(shù)字相位計(jì)三、實(shí)驗(yàn)線路、實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟操作步驟：1、調(diào)節(jié)ZH-12實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的交流電源，使其輸出交流電源電壓值為24V。2、按圖電路圖接線，先自行檢查接線是否正確，并經(jīng)教師檢查無(wú)誤后通電。3、用示波器的觀察電容兩端電壓uC和電阻兩端電壓uR的波形，（原理同上）。仔細(xì)調(diào)節(jié)示波器，觀察屏幕上顯示的波形并將結(jié)果記錄。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1、在電感電路中，電感元件電流強(qiáng)

3、度跟電壓成正比，即IU.用 1/（XL）作為比例恒量，寫(xiě)成等式，就得到I=U/（XL）這就是純電感電路中歐姆定律的表達(dá)式。電壓超前電路90°。分析：當(dāng)交流電通過(guò)線圈時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（負(fù)號(hào)說(shuō)明自感電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向總是阻礙電流的變化）。當(dāng)電感兩端有自感電動(dòng)勢(shì)，則在電感兩端必有電壓，且電壓u與自感電動(dòng)勢(shì)e相平衡。在電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流三者參考方向一致的情況下，則設(shè)圖所示的電感中，有正弦電流通過(guò)，則電感兩端電壓為：波形與相量圖如下：2、在交流電容電路中對(duì)電容器來(lái)說(shuō)，其兩端極板上電荷隨時(shí)間的變化率，就是流過(guò)連接于電容導(dǎo)線中的電流，而極板上儲(chǔ)存的電荷由公式

4、q=Cu決定，于是就有：也可寫(xiě)成：設(shè)：電容器兩端電壓由上式可知：，即實(shí)驗(yàn)和理論均可證明，電容器的電容C越大，交流電頻率越高，則越小，也就是對(duì)電流的阻礙作用越小，電容對(duì)電流的“阻力”稱做容抗，用Xc代表。 波形與相量圖如下：結(jié)論：1.電容元件電壓電流大小關(guān)系：Uc=U/C=XcIc， Ic=CU=Uc/Xc;2.相位關(guān)系，電流超前電壓90°。 實(shí)驗(yàn)二 日光燈電路及其功率因數(shù)的提高一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解日光燈電路的工作原理2 掌握提高功率因數(shù)的意義與方法二、實(shí)驗(yàn)器材1 1臺(tái)型號(hào)為RTDG3A或 RTDG4B 的電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)2 1根40W日光燈燈管3 1臺(tái)型號(hào)為RTZN13智能存儲(chǔ)式交流電

5、壓電流表4 1個(gè)型號(hào)為 RTDG08的實(shí)驗(yàn)電路板，含有鎮(zhèn)流器、啟輝器、電容器組三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)量日光燈電路有并聯(lián)電容和沒(méi)有并聯(lián)電容這兩種情況下的功率因數(shù)，掌握提高功率因數(shù)的方法。四、實(shí)驗(yàn)原理在正弦交流電路中，功率因數(shù)的高低關(guān)系到交流電源的輸出功率和電力設(shè)備能否得到充分利用。 為了提高交流電源的利用率，減少線路的能量損耗，可采取在感性負(fù)載兩端并聯(lián)適當(dāng)容量的補(bǔ)償電容，以改善電路的功率因數(shù)。 并聯(lián)了補(bǔ)償電容器C 以后，原來(lái)的感性負(fù)載取用的無(wú)功功率中的一部分，將由補(bǔ)償電容提供，這樣由電源提供的無(wú)功功率就減少了，電路的總電流 也會(huì)減小，從而使得感性電路的功率因數(shù)cos 得到提高。圖41 日光燈電路原理圖五

6、、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1. 日光燈沒(méi)有并聯(lián)電容時(shí)的操作過(guò)程 (1) 先切斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總供電電源開(kāi)關(guān)，按照實(shí)驗(yàn)電路圖41來(lái)連線。用導(dǎo)線將調(diào)壓器輸出相線端、總電流測(cè)量插孔、日光燈電流測(cè)量插孔、鎮(zhèn)流器、日光燈燈絲一端、啟輝器、日光燈燈絲另一端、調(diào)壓器輸出地線端按順序聯(lián)接到實(shí)驗(yàn)線路中。 (2) 用導(dǎo)線將電容器電流測(cè)量插孔與電容器組串聯(lián)再與上述日光燈電路并聯(lián)，并將電容器組中各電容器的控制開(kāi)關(guān)均置于斷開(kāi)位置。注意，電容器電流測(cè)量插孔應(yīng)聯(lián)接在總電流測(cè)量插孔的后面。 (3) 實(shí)驗(yàn)電路接線完成后，需經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查無(wú)誤，方可進(jìn)行下一步操作。 (4) 將安裝在電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)左側(cè)面的自耦變壓器調(diào)壓手柄按照逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到底。 (

7、5) 閉合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總供電電源開(kāi)關(guān)，按下啟動(dòng)按鍵。 (6) 按下調(diào)壓按鍵，使實(shí)驗(yàn)臺(tái)的調(diào)壓器開(kāi)始工作，這時(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的三相電壓表顯示調(diào)壓器的輸出電壓。 (7) 閉合交流電表開(kāi)關(guān)，用導(dǎo)線將交流電壓表與調(diào)壓器輸出端相聯(lián)接，按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)自耦變壓器的調(diào)壓手柄，用交流電壓表監(jiān)測(cè)，將調(diào)壓器輸出電壓逐漸調(diào)升至220V。這時(shí)安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部的日光燈燈管將會(huì)點(diǎn)亮，日光燈電路開(kāi)始正常工作。 (8) 使用交流電壓表、交流電流表，按表41中的順序測(cè)量電路端電壓U、電路總電流I、日光燈燈管電壓UR，將測(cè)量結(jié)果記入表41中。表41 日光燈電路的測(cè)量項(xiàng)目U (V)I (A)UR (V)cos測(cè)量值21022071.80.34

8、 2. 日光燈并聯(lián)電容時(shí)的操作過(guò)程按照表42中列出的電容器容量值，逐項(xiàng)測(cè)量電路總電流I、日光燈支路電流IR(或IL)、電容器支路電流IC的數(shù)值，并將測(cè)量結(jié)果記入表42中。表42并聯(lián)電容提高功率因數(shù)項(xiàng)目電容值I (mA)IR或IL (mA)IC (mA)cos 0 F22022000.341 F160 140200.482.2 F90101000.834.7 F1001902900.789.4 F4801806600.17六、注意事項(xiàng) (1) 實(shí)驗(yàn)前需要做充分的準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，寫(xiě)出預(yù)習(xí)報(bào)告。無(wú)預(yù)習(xí)報(bào)告者不得進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。(2) 本實(shí)驗(yàn)使用220V動(dòng)力線路供電，在進(jìn)行日光燈電路的聯(lián)接線操作

9、時(shí)，務(wù)必切斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)總供電電源開(kāi)關(guān)，嚴(yán)禁帶電操作。在本次實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量三條支路電流，需要在實(shí)驗(yàn)電路中接入三個(gè)電流測(cè)量插孔，如果接入的電流測(cè)量插孔個(gè)數(shù)不夠，將無(wú)法正常完成電流數(shù)值的測(cè)量。如果實(shí)驗(yàn)電路接線正確，接通工作電源后日光燈不能正常點(diǎn)亮，可轉(zhuǎn)動(dòng)啟輝器以使日光燈點(diǎn)亮。(5) 在實(shí)驗(yàn)連線中、檢查實(shí)驗(yàn)連線時(shí)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拆線時(shí)，均應(yīng)切斷電源，在斷電狀態(tài)下操作。(6) 實(shí)驗(yàn)完畢，拆線時(shí)用力不要過(guò)猛，以防拔斷導(dǎo)線，最好是輕輕的旋拔。做完實(shí)驗(yàn)后，收拾好實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材，經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師檢查并簽字后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求畫(huà)出實(shí)驗(yàn)原理圖。根據(jù)表41中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算日光燈電路的功率因數(shù)cos值。根據(jù)表4

10、2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算在并聯(lián)不同容量值的電容器時(shí)日光燈電路的功率因數(shù)cos值。由表42中計(jì)算出的功率因數(shù)cos值分析，使日光燈電路功率因數(shù)改善效果最佳的電容器容量值為多少。答：最佳電容器電容值為：2.2uf實(shí)驗(yàn)報(bào)告三 虛擬一階RC電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、在Electronics workbench Multisim電子電路仿真軟件中，對(duì)一階電路輸入方波信號(hào)，用示波器測(cè)量其輸入，輸出之間的波形，以驗(yàn)證RC電路的充放電原理。2、熟悉示波器的使用二、實(shí)驗(yàn)原理RC電路充放電如實(shí)驗(yàn)圖所示。實(shí)驗(yàn)圖 R電路C充放電電容具有充放電功能，充放電時(shí)間與電路時(shí)間常數(shù)有關(guān)。當(dāng)足夠小就構(gòu)成微分電路，從電阻端輸出的電壓與輸入

11、電源電壓之間呈微分關(guān)系，如實(shí)驗(yàn)圖。實(shí)驗(yàn)圖 RC微分電路而當(dāng)足夠大就構(gòu)成積分電路，從電容兩端輸出的電壓與輸入電源電壓之間呈積分關(guān)系，如實(shí)驗(yàn)圖實(shí)驗(yàn)圖RC積分電路三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、RC電路的充放電特性測(cè)試（1）在EWB的電路工作區(qū)按圖連接。按自己選擇的參數(shù)設(shè)置。（2）選擇示波器的量程，按下啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān)，通過(guò)空格鍵使電路中的開(kāi)關(guān)分別接通充電和放電回路，觀察不同時(shí)間常數(shù)下RC電路的充放電規(guī)律。（3）依照實(shí)驗(yàn)表計(jì)算其時(shí)間常數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論輸入為頻率為50Hz的方波，經(jīng)過(guò)微分電路后，輸出為變化很陡峭的曲線。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)方波電壓加在微分電路的兩端（輸入端）時(shí)，電容C上的電壓開(kāi)始因充電而增加。而流過(guò)電容C的電流

12、則隨著充電電壓的上升而下降。電流經(jīng)過(guò)微分電路（R、C）的規(guī)律可用下面的公式來(lái)表達(dá)i = (V/R)e-(t/CR) i-充電電流（A）；v-輸入信號(hào)電壓（V）； R-電路電阻值（歐姆）； C-電路電容值（F）； e-自然對(duì)數(shù)常數(shù)（2.71828）； t-信號(hào)電壓作用時(shí)間（秒）； CR-R、C常數(shù)（R*C） 由此我們可以看出輸出部分即電阻上的電壓為i*R，結(jié)合上面的計(jì)算，我們可以出輸出電壓曲線計(jì)算公式為：iR = Ve-(t/CR)積分電路可將矩形脈沖波轉(zhuǎn)換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉(zhuǎn)換為拋物波。電路原理很簡(jiǎn)單，都是基于電容的沖放電原理，這里就不詳細(xì)說(shuō)了，這里要提的是電路的時(shí)間常數(shù)R*C，構(gòu)

13、成積分電路的條件是電路的時(shí)間常數(shù)必須要大于或等于10倍于輸入波形的寬度。 輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的積分成正比的電路，稱為積分電路。原理：Uo=Uc=(1/C)icdt,因Ui=UR+Uo,當(dāng)t=to時(shí)，Uc=Oo.隨后C充電，由于RCTk,充電很慢，所以認(rèn)為Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故 Uo=(1/c)icdt=(1/RC)icdt這就是輸出Uo正比于輸入U(xiǎn)i的積分（icdt）RC電路的積分條件：RCTk實(shí)驗(yàn)報(bào)告四 用數(shù)字電橋測(cè)交流參數(shù)UsGI1I2I3I4Z1Z2Z3Z4I0dabc 交流電橋原理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠肨H2080型LCR數(shù)字交流電橋測(cè)量RLC的各種參數(shù)，了解電阻、電容、電感

14、的特性二、實(shí)驗(yàn)元件TH2080型LCR數(shù)字測(cè)量?jī)x、待測(cè)元件三、實(shí)驗(yàn)原理圖是交流電橋的原理線路。它與直流單臂電橋原理相似。在交流電橋中，四個(gè)橋臂一般是由交流電路元件如電阻、電感、電容組成；電橋的電源通常是正弦交流電源；交流平衡指示儀的種類很多，適用于不同頻率范圍。頻率為200Hz以下時(shí)可采用諧振式檢流計(jì)；音頻范圍內(nèi)可采用耳機(jī)作為平衡指示器；音頻或更高的頻率時(shí)也可采用電子指零儀器；也有用電子示波器或交流毫伏表作為平衡指示器的。本實(shí)驗(yàn)采用高靈敏度的電子放大式指零儀，具有足夠的靈敏度。指示器指零時(shí)，電橋達(dá)到平衡。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論交流電橋的平衡條件我們?cè)谡曳€(wěn)態(tài)的條件下討論交流電橋的基本原理。在交流電橋中，

15、四個(gè)橋臂由阻抗元件組成，在電橋的一個(gè)對(duì)角線cd上接入交流指零儀，另一對(duì)角線ab上接入交流電源。當(dāng)調(diào)節(jié)電橋參數(shù)，使交流指零儀中無(wú)電流通過(guò)時(shí)（即I0=0），cd兩點(diǎn)的電位相等，電橋達(dá)到平衡，這時(shí)有Uac=Uad Ucb=Udb即： I1Z1=I4Z4 I2Z2=I3Z3兩式相除有： 當(dāng)電橋平衡時(shí)，I0=0，由此可得： I1=I2， I3=I4所以 Z1Z3=Z2Z4 上式就是交流電橋的平衡條件，它說(shuō)明：當(dāng)交流電橋達(dá)到平衡時(shí)，相對(duì)橋臂的阻抗的乘積相等。由圖4-13-1可知，若第一橋臂由被測(cè)阻抗Zx構(gòu)成，則：當(dāng)其他橋臂的參數(shù)已知時(shí)，就可決定被測(cè)阻抗Zx的值實(shí)驗(yàn)五 差動(dòng)放大電路實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜げ顒?dòng)

16、放大器工作原理； 掌握差動(dòng)放大器的基本測(cè)試方法。二、 實(shí)驗(yàn)儀器雙蹤示波器；數(shù)字萬(wàn)用表；信號(hào)源；三、 實(shí)驗(yàn)原理及預(yù)習(xí)要求 計(jì)算圖5-1的靜態(tài)工作點(diǎn)（Rbc=3K，=100）及電壓放大倍數(shù)。 在圖5-1基礎(chǔ)上畫(huà)出單端輸入和共模輸入的電路。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)電路如圖5-1所示。圖5-1（1）調(diào)零 將輸入端短路并接地，接通直流電源，調(diào)節(jié)電位器Rp1使雙端輸出電壓Vo=0。（2）測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn) 測(cè)量V1、V2、V3各極對(duì)地電壓填入表5-1中。表5-11 測(cè)量差模電壓放大倍數(shù)。在輸入端加入直流電壓信號(hào)Vid=+-0.1V按表5-2要求測(cè)量并記錄，由測(cè)量數(shù)據(jù)算出單端和雙端輸出的電壓放大倍數(shù)，數(shù)以百計(jì)點(diǎn)調(diào)

17、好DC信號(hào)的OUT1和OUT2，使其分別為+0.1V和-0.1V再接入Vi1和Vi2。2 測(cè)量共模電壓放大倍數(shù)。將輸入端b1、b2短接，接到信號(hào)源輸入端，信號(hào)源號(hào)另一端接地。DC信號(hào)分先后接OUT1和OUT2，分別測(cè)量并填表5-2。由測(cè)量數(shù)據(jù)算出單端和雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。進(jìn)一步算出共模抑制比CMRR=|Ad/Ac|。表5-23 在實(shí)驗(yàn)板上組成單端輸入的差放電路進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。（1） 在圖1中將b2接地，組成單端輸入差動(dòng)放大器，從b1端輸入直流信號(hào)Vi=+0.1V，測(cè)量單端及雙端輸出，填表5-3記錄電壓值。計(jì)算單端輸入時(shí)的單端及雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。并與雙端輸入時(shí)的單端及雙雙端差模電壓放大倍

18、數(shù)進(jìn)行比較。表5-3（2） 從b1端加入交流信號(hào)Vi=0.05V，f=1000Hz分別測(cè)量、記錄單端及雙端輸出電壓，填入表5-3計(jì)算單端及雙端的差模放大倍數(shù)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析從測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)和實(shí)際計(jì)算結(jié)果來(lái)看，它們存在一定的誤差，造成這種誤差的原因有多方面，如在計(jì)算的過(guò)程中有些值是取約等值，當(dāng)時(shí)作實(shí)驗(yàn)時(shí)儀器的調(diào)節(jié)不夠準(zhǔn)確，儀器的性能性等等。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我了解了差動(dòng)放大電路的性能和特點(diǎn)，以及其與前面學(xué)習(xí)的其它放大電路的區(qū)別；還有差動(dòng)放大電路能夠抑制零點(diǎn)漂移，輸入大信號(hào)的時(shí)候，具有良好的限幅特性。差動(dòng)放大電路對(duì)不同的輸入信號(hào)放大能力不同，如差動(dòng)放大電路對(duì)差模輸入信號(hào)和共模輸入信號(hào)的

19、放大能力的不同。 實(shí)驗(yàn)六 負(fù)反饋電路一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?加深對(duì)負(fù)反饋放大電路放大特性的理解。2學(xué)習(xí)負(fù)反饋放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試及調(diào)整方法。3. 掌握多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻的測(cè)試方法。掌握負(fù)反饋對(duì)放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響。二、 實(shí)驗(yàn)原理： 實(shí)際放大電路由多級(jí)組成，構(gòu)成多級(jí)放大電路。多級(jí)放大電路級(jí)聯(lián)而成時(shí)，會(huì)互相產(chǎn)生影響。故需要逐級(jí)調(diào)整，使其發(fā)揮發(fā)揮放大功能。三、 實(shí)驗(yàn)步驟 1.兩級(jí)阻容耦合放大電路（無(wú)反饋）兩級(jí)阻容耦合放大電路圖（1） 測(cè)輸入電阻及放大倍數(shù) 由圖可得輸入電流Ii=107.323nA輸入電壓Ui=1mA輸出電壓Uo=107.306mV. 則由輸入電阻Ri=Ui

20、/Ii=9.318kOhm.放大倍數(shù)Au=Uo/Ui=107.306（2）測(cè)輸出電阻輸出電阻測(cè)試電路由圖可得輸出電流Io=330.635nA.則輸出電阻Ro=Uo/Io=3.024kOhm.（3）頻率響應(yīng)幅頻相應(yīng)與相頻相應(yīng)由左圖可知當(dāng)放大倍數(shù)下降到中頻的0.707倍對(duì)應(yīng)的頻率為上限頻率或下限頻率。由下表可知，中頻對(duì)應(yīng)的放大倍數(shù)是601.1943則上限頻率或下限頻率對(duì)應(yīng)的放大倍數(shù)應(yīng)為425.044左右。故下限頻率為fL=50.6330kHZ上限頻率為fH=489.3901kHZ則頻帶寬度為438.7517kHZ(4)非線性失真當(dāng)輸入為10mA時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)明顯失真，輸出波形如下圖所示2. 有串聯(lián)電壓

21、負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大電路有串聯(lián)電壓負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大電路圖（1）測(cè)輸入電阻及放大倍數(shù)由圖可得輸入電流Ii=91.581nA.輸入電壓Ui=1mA.輸出電壓Uo=61.125mV. 則由輸入電阻Ri=Ui/Ii=10.919kOhm.放大倍數(shù)Au=Uo/Ui=61.125（2）測(cè)輸出電阻由圖可得輸出電流Io=1.636uA. 則輸出電阻Ro=Uo/Io=611.247Ohm（3）頻率響應(yīng)幅頻相應(yīng)與相頻相應(yīng)由圖可知當(dāng)放大倍數(shù)下降到中頻的0.707倍對(duì)應(yīng)的頻率為上限頻率或下限頻率。由下表可知，中頻對(duì)應(yīng)的放大倍數(shù)是85.6793。則上限頻率或下限頻率對(duì)應(yīng)的放大倍數(shù)應(yīng)為60.575左右。故下限

22、頻率為fL=9.7757kHZ，上限頻率為fH=3.0049MHZ頻帶寬度為3.0049MHZ(4)非線性失真當(dāng)輸入為21mA時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)明顯失真，輸出波形如下圖所示（5）驗(yàn)證Af»1/F 由上圖可知Xf=925.061uV.Xo=61.154mV.又由負(fù)反饋中Af=Xo/Xi=61.154 F=Xf/Xo 1/F=Xo/Xf=66.1081顯然Af»1/F四、實(shí)驗(yàn)分析：1、在降低放大倍數(shù)的同時(shí)，可以使放大器的某些性能大大改善2、負(fù)反饋使放大器的凈入信號(hào)有所減小，因而使放大器增益下降，但卻改善了放大性能，提高了它的穩(wěn)定性五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知,放大電路中加了串聯(lián)電壓負(fù)

23、反饋之后，電路的放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻，頻帶寬度以及非線性失真情況都發(fā)生了改變，比較之后可以得出以下結(jié)論：串聯(lián)電壓負(fù)反饋可以減少電壓放大倍數(shù)串聯(lián)電壓負(fù)反饋可以增加輸入電阻。串聯(lián)電壓負(fù)反饋可以減少輸出電阻。串聯(lián)電壓負(fù)反饋可以擴(kuò)展頻帶寬度。串聯(lián)電壓負(fù)反饋可以改善非線性失真。實(shí)驗(yàn)報(bào)告七 算術(shù)運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解集成運(yùn)放開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)和最大輸出電壓的測(cè)試方法。2.掌握比例運(yùn)算、加法運(yùn)算、減法運(yùn)算、積分運(yùn)算電路的調(diào)整，微分運(yùn)算電路的連接與測(cè)試。了解集成運(yùn)算放大器非線性應(yīng)用的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)步驟放大電路的調(diào)試： Rf 反相比例放大電路 R1 1反相比例放大電路的特點(diǎn) UI RP Uo 741 由

24、運(yùn)算放大器組成的反相比例放大電路如圖1所示。 根據(jù)集成運(yùn)算放大器的基本原理，反相比例放大電路的閉環(huán)特為：閉環(huán)電壓增益： （1） 圖1 反相比例放大器輸入電阻 （2）輸出電阻 （3）其中： Auo為運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益，環(huán)路帶寬 （4）其中：BWo為運(yùn)放的開(kāi)環(huán)帶寬。最佳反饋電阻 = （5）上式中：Rid為運(yùn)放的差模輸入電阻，Ro為運(yùn)放的輸出電阻。平衡電阻 （6）從以上公式可以看出，由運(yùn)算放大器組成的反相輸入比例放大電路具有以下特性： （1）在深度負(fù)反饋的情況下工作時(shí)，電路的放大倍數(shù)僅由外接電阻R1和 Rf 的值決定。 （2）由于同相端接地，故反相端的電位為“虛地”，因此，對(duì)前級(jí)信號(hào)源來(lái)說(shuō)，其負(fù)載不

25、是運(yùn)放本身的輸入電阻，而是電路的閉環(huán)輸入電阻R1。由于Rif = R1，因此反相比例放大電路只適用于信號(hào)源對(duì)負(fù)載電阻要求不高的場(chǎng)合（小于500k） （3）在深度負(fù)反饋的情況下，運(yùn)放的輸出電阻很小。 2反相比例放大電路的設(shè)計(jì)反相比例放大電路的設(shè)計(jì)，就是根據(jù)給定的性能指標(biāo)，計(jì)算并確定運(yùn)算放大器的各項(xiàng)參數(shù)以及外電路的元件參數(shù)。例如，要設(shè)計(jì)一個(gè)反相比例放大電路，性能指標(biāo)和已知條件如下：閉環(huán)電壓增益Auf，閉環(huán)帶寬BWf，閉環(huán)輸入電阻Rif，最小輸入信號(hào)UImin，最大輸出電壓UOmax，負(fù)載電阻RL，工作溫度范圍。設(shè)計(jì)步驟如下：（1） 選擇集成運(yùn)算放大器 選用集成運(yùn)算放大器時(shí)，應(yīng)先查閱有關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)，了

26、解以下主要參數(shù)：運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益Auo，運(yùn)放的開(kāi)環(huán)帶寬BWo，運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓UIO、輸入失調(diào)電壓溫漂¶UIO/¶T，輸入失調(diào)電流IIo、輸入失調(diào)電流溫漂¶IIO/¶T，輸入偏置電流IIB，運(yùn)放的差模輸入電阻Rid和輸出電阻Ro等。 為了減小比例放大電路的閉環(huán)電壓增益誤差，提高放大電路的工作穩(wěn)定性，應(yīng)盡量選用輸入失調(diào)參數(shù)小，開(kāi)環(huán)電壓增益和差模輸入電阻大，輸出電阻小的集成運(yùn)放。 為了減小比例放大電路的動(dòng)態(tài)誤差，（主要是頻率失真與相位失真），集成運(yùn)算放大器的增益帶寬積Au·BW和轉(zhuǎn)換速率SR還應(yīng)滿足以下關(guān)系： Au·BW >Au

27、f·BWf SR > 2fmaxUOmax上式中，fmax 是輸入信號(hào)的最高工作頻率。 UOmax 是集成運(yùn)算放大器的最大輸出電壓。（2） 計(jì)算最佳反饋電阻 按以下公式計(jì)算最佳反饋電阻： = 為了保證放大電路工作時(shí)，不超過(guò)集成運(yùn)算放大器所允許的最大輸出電流IOmax，Rf 值的選取還必須滿足：。 如果算出來(lái)的Rf太小，不滿足上式時(shí)，應(yīng)另外選擇一個(gè)最大輸出電流IOmax較大且能滿足式（1）中要求的運(yùn)算放大器。在放大倍數(shù)要求不高的情況下，可以選用比最佳反饋電阻值大的Rf。 （3）計(jì)算輸入電阻R1 由上式計(jì)算出來(lái)的R1必須大于或等于設(shè)計(jì)要求規(guī)定的閉環(huán)輸入電阻Rif。否則應(yīng)改變Rf的值

28、，或另選差模輸入電阻高的集成運(yùn)算放大器。 （4）計(jì)算平衡電阻RP RP=R1/Rf（5）計(jì)算輸入失調(diào)溫漂電壓 要求UI << UImin。一般應(yīng)使 UImin > 100UI，這樣才能使溫漂引起的誤差小于1%。若UI不滿足要求，應(yīng)另外選擇漂移小的集成運(yùn)算放大器。 3反相比例放大電路的調(diào)試與性能測(cè)試（1） 消除自激振蕩按照所設(shè)計(jì)的電路和計(jì)算的參數(shù)，選擇元件，安裝電路，弄清集成運(yùn)放的電源端，調(diào)零端、輸入與輸出端。根據(jù)所用運(yùn)放的型號(hào)和Auo的大小，考慮是否需要相位補(bǔ)償。若需要相位補(bǔ)償，應(yīng)從使用手冊(cè)中查出相應(yīng)的補(bǔ)償電路及其元件參數(shù)。當(dāng)完成相位補(bǔ)償后，將放大電路的輸入端接地，檢查無(wú)誤后

29、，接通電源。用示波器觀察其輸出端是否有振蕩波形。若有振蕩波形，應(yīng)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整補(bǔ)償電路的參數(shù)，直至完全消除自激振蕩為止。在觀察輸出波形時(shí)，應(yīng)把噪聲波形和自激振蕩波形區(qū)分開(kāi)來(lái)。噪聲波形是一個(gè)頻率不定，幅值不定的波形，自激振蕩波形是一個(gè)頻率和幅度固定的周期波形。（2） 調(diào)零把輸入端接地，用直流電壓表測(cè)量輸出電壓，檢查輸出電壓UO是否等于零，若UO不等于零，應(yīng)仔細(xì)調(diào)節(jié)運(yùn)放的調(diào)零電位器，使輸出電壓為零。（3） 在輸入端加入U(xiǎn)I=0.1V的直流信號(hào),用直流電壓表測(cè)量輸出電壓。將測(cè)量值與計(jì)算值進(jìn)行比較，看是否滿足設(shè)計(jì)要求。 （4）觀察輸出波形在輸入端加入f=1000Hz，Uim=1V的交流信號(hào)，用示波器觀察輸

30、出波形，若輸出波形出現(xiàn)“平頂形”失真，表明運(yùn)放已進(jìn)入飽和區(qū)工作，此時(shí)應(yīng)提高電源電壓，以消除“平頂形”失真。 R1 Rf R1Rf Uo （二）同相比例放大電路 1同相比例放大電路的特點(diǎn)由運(yùn)算放大器組成的同相輸入比例 R1 741 Uo 放大電路如圖2所示。UI 同相放大器的電壓放大倍數(shù)為： Rf （7） 同相放大器的輸入電阻為： 圖2 同相比例放大器Rif=R1/Rf+Rid（1+Auo F） （8） 其中：Rid是運(yùn)放的差模輸入電阻，Auo是集成運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓增益，F(xiàn)=R1/(R1+Rf）為反饋系數(shù)。輸出電阻：Ro0 放大器同相端的直流平衡電阻為：RP = Rf / R1。 （9）放大器的閉

31、環(huán)帶寬為： （10）最佳反饋電阻 2同相比例放大電路的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)同相比例放大電路，性能指標(biāo)和已知條件如下：閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Auf，閉環(huán)帶寬BWf，閉環(huán)輸入電阻Rif，最小輸入信號(hào)UImin，最大輸出電壓UOmax，負(fù)載電阻RL，工作溫度范圍。設(shè)計(jì)步驟：（1） 選擇集成運(yùn)算放大器 在設(shè)計(jì)同相放大器時(shí)，對(duì)于所選用的集成運(yùn)算放大器，除了要滿足反相比例放大電路設(shè)計(jì)中所提出的各項(xiàng)要求外，集成運(yùn)放共模輸入電壓的最大值還必須滿足實(shí)際共模輸入信號(hào)的最大值。并且要求集成運(yùn)放具有很高的共模抑制比。當(dāng)要求共模誤差電壓小于UOC時(shí)，集成運(yùn)放的共模抑制比必須滿足： 式中：UIC是運(yùn)放輸入端的實(shí)際共模輸入信號(hào)。UO

32、C是運(yùn)放的共模誤差電壓。實(shí)驗(yàn)八 整流濾波與并聯(lián)穩(wěn)壓電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.熟悉單相半波、全波、橋式整流電路。 2.觀察了解電容濾波作用。 3.了解并聯(lián)穩(wěn)壓電路。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料 1.示波器 2.數(shù)字萬(wàn)用表三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.半波整流、橋式整流電路實(shí)驗(yàn)電路分別如圖13.1，圖13.2所示。分別接二種電路，用示波器觀察V2及VL的波形。并測(cè)量V2、VD、VL。 特別提示：為避免經(jīng)常燒保險(xiǎn)，要將不得通電接線，接線要準(zhǔn)確，確定無(wú)誤后再通電。（否則及易燒毀保險(xiǎn)）圖13.1 圖13.22.電容濾波電路實(shí)驗(yàn)電路如圖13.3(1)分別用不同電容接入電路，RL先不接，用示波器觀察波形，用電壓表測(cè)VL并記錄。(2)接

33、上RL，先用RL=1K，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)并記錄。(3)將RL改為150，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。3.并聯(lián)穩(wěn)壓電路實(shí)驗(yàn)電路如圖13.4所示，(1) 電源輸入電壓不變，負(fù)載變化時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。圖13.3 電容濾波電路圖13.4 并聯(lián)穩(wěn)壓電路改變負(fù)載電阻RL使負(fù)載電流IL=5mA，10mA，15mA分別測(cè)量VL，VR，IL，IR，計(jì)算電源輸出電阻。(2)負(fù)載不變，電源電壓變化時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。用可調(diào)的直流電壓變化模擬220V電源電壓變化，電路接入前將可調(diào)電源調(diào)到10V(模擬工作穩(wěn)定時(shí))，然后分別調(diào)到8V、9V、11V、12V(模擬工作不穩(wěn)定時(shí))，按表8.1內(nèi)容測(cè)量填表，并計(jì)算穩(wěn)壓系數(shù)。表8.1VIVLIR(mA

34、)IL(mA)10V5V5Ma5Ma8V6V6Ma4Ma9V7V7Ma3Ma11V8V8Ma2Ma12V9V9Ma1Ma四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容計(jì)算。 2.圖13.4所示電路能輸出電流最大為多少？為獲得更大電流應(yīng)如何選用電路元器件及參數(shù)？答：1.計(jì)算結(jié)果如表8.12.最大電流9Ma實(shí)驗(yàn)九 編碼器、譯碼器及應(yīng)用電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 掌握中規(guī)模集成編碼器、譯碼器的邏輯功能測(cè)試和使用方法；2、 學(xué)會(huì)編碼器、譯碼器應(yīng)用電路設(shè)計(jì)的方法；3、 熟悉譯碼顯示電路的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)原理：1、什么是編碼： 用文字、符號(hào)、數(shù)字表示特定對(duì)象的過(guò)程。2、編碼器74LS147的特點(diǎn)及引腳排列圖

35、：什么是譯碼：編碼的逆過(guò)程，即把代碼狀態(tài)的特定含義“翻譯”出來(lái)的過(guò)程。 譯碼器按照功能的不同，一般分為三類：二進(jìn)制譯碼器、二十進(jìn)制譯碼器、顯示譯碼器。（1） 變量譯碼器74LS138的特點(diǎn)及其引腳排列圖：反碼輸出。 （2） 碼制變換譯碼器： 譯碼器74LS42的特點(diǎn)及其引腳排列圖： （3）數(shù)碼顯示與七段譯碼驅(qū)動(dòng)器： a、七段發(fā)光二極管數(shù)碼顯示管的特點(diǎn)：（共陰極）b、七段譯碼驅(qū)動(dòng)器：4、在本數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)裝置上已完成了譯碼器74LS48和數(shù)碼管之間的連接圖。 三四端接高電頻，五端隨便，數(shù)碼管的單獨(dú)端接低電頻。三、實(shí)驗(yàn)器件：集成塊：74LS147 74LS138 74LS42 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：1

36、、 74LS147編碼器邏輯功能測(cè)試：將編碼器9個(gè)輸入端I1I9各接一根導(dǎo)線，來(lái)改變輸入端的狀態(tài)，4個(gè)輸出端依次從高到低Q3-Q0示，在各輸入端輸入有效電平，觀察并記錄電路輸入與輸出地對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及當(dāng)幾個(gè)輸入同時(shí)我有效電平時(shí)編碼器的優(yōu)先級(jí)別關(guān)系。輸 入輸 出I9I8I7I6I5I4I3I2I1Q3Q2Q1Q011111111111110××××××××011010×××××××0111110××××

37、5;×10001110×××××100111110××××1010111110×××10111111110××110011111110×11012、74LS138 譯碼器邏輯功能測(cè)試：輸 入輸 出S1A2A1A00××××11111111×1×××11111111100000111111110001101111111001011011111100111110

38、11111010011110111101011111101110110111111011011111111110邏輯表達(dá)式3、74LS47譯碼器邏輯功能測(cè)試：BIRBORBILTABCDQAQBQCQDQEQFQG000××××1111111001××××1111111010××××1111111011××××1111111100××××000000010100000000001101000100

39、000001010010100110010100111011100101010000100101010111111000010110001001111101100100011001011010010010010111000000110101101101101001011110000111110111111111111110××××000000011100000000001111000100000001110010100110011100111011100111010000100101110101111001011101101100000111011111

40、100001111000100111111110010001100111101001001001111011011010011111000000110111110111001101111110000111111111111111111進(jìn)一步猜測(cè)，74ls47為反碼輸出，在以下進(jìn)行試驗(yàn)。ABCDBIRBILTQAQBQCQDQEQFQG字型0000111000000000010111011000010100111111100120110111110110131000111011001141010111101101151100111001111161110111111000070001111111

41、111181001111111101194、編碼器、譯碼器和顯示器三者之間的聯(lián)接：5、用74LS48譯碼器代替實(shí)現(xiàn)3-8線的譯碼器，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。ABCDBIRBILTQAQBQCQDQEQFQG字型0000111000000000010111011000010100111111100120110111110110131000111011001141010111101101151100111001111161110111111000076、用兩片74LS138組合成一個(gè)4-16線的譯碼器，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)十 數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握中規(guī)模集成數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能及使用方法 2、學(xué)

42、習(xí)用數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成組合邏輯電路的方法二、實(shí)驗(yàn)原理數(shù)據(jù)選擇器又叫“多路開(kāi)關(guān)”。數(shù)據(jù)選擇器在地址碼（或叫選擇控制）電位的控制下，從幾個(gè)數(shù)據(jù)輸入中選擇一個(gè)并將其送到一個(gè)公共的輸出端。數(shù)據(jù)選擇器的功能類似一個(gè)多擲開(kāi)關(guān)，如圖11所示，圖中有四路數(shù)據(jù)D0D3，通過(guò)選擇控制信號(hào) A1、A0（地址碼）從四路數(shù)據(jù)中選中某一路數(shù)據(jù)送至輸出端Q。 數(shù)據(jù)選擇器為目前邏輯設(shè)計(jì)中應(yīng)用十分廣泛的邏輯部件，它有2選1、4選1、8選1、16選1等類別。數(shù)據(jù)選擇器的電路結(jié)構(gòu)一般由與或門陣列組成，也有用傳輸門開(kāi)關(guān)和門電路混合而成的。 1、八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151 74LS151為互補(bǔ)輸出的8選1數(shù)據(jù)選擇器，引腳排列如圖12，

43、功能如表11。 選擇控制端（地址端）為A2A0，按二進(jìn)制譯碼，從8個(gè)輸入數(shù)據(jù)D0D7中，選擇一個(gè)需要的數(shù)據(jù)送到輸出端Q，為使能端，低電平有效。圖11 4選1數(shù)據(jù)選擇器示意圖 圖 1 2 74LS151引腳排列使能端1時(shí)，不論A2A0狀態(tài)如何，均無(wú)輸出（Q0，1），多路開(kāi)關(guān)被禁止。使能端0時(shí)，多路開(kāi)關(guān)正常工作，根據(jù)地址碼A2、A1、A0的狀態(tài)選擇D0D7中某一個(gè)通道的數(shù)據(jù)輸送到輸出端Q。 表11 輸 入輸 出A2A1A0Q1×××010000D00001D10010D20011D30100D40101D50110D60111D7如：A2A1A0000，則選擇D0數(shù)據(jù)到輸出端，即QD0。如：A2A1A0001，則選擇D1