计算机实验

⑴⑵⑶
实验十二基本运算电路及其应用
一、实验目的
1、掌握用集成运算放大器组成的比例、加法、减法、积分等运算电路的性能及其测试方法。
2、了解运算放大器（F007）使用中的一些问题。
二、实验设备
模拟电子实验箱及3#实验板（见附录I.6-4），其它仪器仪表由直流稳压电源、示波器等常用设备中选用。
三、实验电路
接上负载（调RL＝5K），重测输出电压uO，计算带载时的电压放大倍数:
(2)输出电阻RO
测量放大器输出电阻的原理电路如图9-3所示，其戴维南等效电压源 即为空载时的输出电压，等效内阻ＲO即为放大器的输出电阻。显然
(3)输入电阻Ri
测量放大器输入电阻的原理电路如图9-4所示，由图可见
其中电阻RS＝5K。本实验中可在实验板上C1之前串入RS（ui接B点），保持uS＝5mV，并测量ui。
V（峰—峰）＝V/cm×格数
注意：被测信号若经示波器10:1探头输入，测得的电压值再乘10，才是实际值。
4、观察人体感应电压的波形和频率
把“V/cm”置于5V，用手捏住Y输入的探针，调节有关旋钮，使在屏幕上显示出人体感应电压的波形。采用实验内容3中测量波形周期的方法，测得此波形的周期，取其倒数即得频率。
2、反相输入积分器：
测量电路如图12-6所示，输入信号 为1V和 为100~500Hz正弦、方波信号。输入和输出分别输送到示波器两个通道，看输出波形。
图12-6
五、预习要求
1、复习教材中“信号运算电路”的工作原理。
2、参照附录I.6-4实验板结构图及可选元件的标定数值，设计各实验电路接线方案，计算确定各电路元件参数。
5、测量直流稳压电源电压
开启直流稳压电源，调整输出电压VO为8V。
(1)将数字万用表置直流电压档，并接入稳压源输出端。选择适当量程，尽量使表针偏转接近满量程，读取数据并记录（注意：必须确保不超量程，否则易“打表”）。
(2)示波器Y1输入置“DC”方式，将探头接至稳压源输出端，选择Y1灵敏度，并观察自0V（接地）参考电平纵向偏转格数，从而换算出VO数值，并记录。
表8-1
（VS＝4V、fS＝1kHz）
注：输出衰减倍率K（dB）＝20lg（VS/VX）
2、用示波器观察波形
将示波器“Y1轴输入”端接信号源输出端（两仪器仍必须“共地”），参照附录I.2中有关GOS620双踪示波器观察波形的方法，调节“Y1灵敏度”，“X灵敏度”及“触发方式，触发电平”等旋钮，使荧光屏上得到一稳定的正弦波。保持信号源VS＝4V，依次改变fS为：100Hz、1kHz、10kHz、100kHz，并适当调整X轴扫描速度，观察所测波形。
2．熟悉常用中规模（MSI）组合逻辑部件的功能及其应用。
*3．观察组合电路的竞争-冒险现象，了解消除冒险现象的方法。
二．实验设备与器件
双踪示波器：DS1062C函数信号发生器：SG1651
数字实验箱：THD-4数字万用表：MS8222D
实验器件：74LS00、74LS02、74LS20、74LS54、74LS83、
3、用示波器测量波形的周期和幅度
将频率为1kHz、幅度为3V左右的正弦信号送入示波器输入端。将示波器扫描开关“T/cm”上的微调旋钮置“校准”位置，此时，“T/cm”的指示值即为屏幕上横向每格（1cm）代表的时间，再观察被测波形一个周期在屏幕水平轴上占据的格数，即可得信号周期T
T＝T/cm×格数
调节示波器Y通道的灵敏度开关“V/cm”，使屏幕上的波形高度适中，此时，“V/cm”的指示值即为屏幕上纵向每格代表的电压值，再观察波形的高度（峰—峰）在屏幕纵轴上占据的格数，即可得信号幅度V（峰—峰）：
说明：在输出信号中含有直流分量的应用场合下，必须考虑“调零”问题。此外，为了减小输入偏置电流引起的直流输出误差，要求配接平衡电阻，即ＲPＲN。
注意：若Vo严重偏离零点且不可调，可用示波器观察输出，检查是否存在自激振荡，并作消振处理。
(2)、测量电压放大倍数：在X1接Vi按下表调节输入电压值，用直流电压表测量输出电压，并记录于表12-1。
(3)调节W1为最大和最小时，观察并记录输出波形。
五、预习要求
1、观察1#实验板电路图（见附录I.6-1），设计图9.1实验电路接线方案。
2、预习单管放大电路原理，估算静态工作点及AV、Ri和RO。
3、估计实验电路中W1、RC和RL变化对电压放大倍数和输出波形的影响。
4、熟悉Ri、RO的测量原理。
六、实验报告
下面以反相比例运算放大器为例，说明电路功能的实现及调试中应注意的事项。
设计要求：AV＝10，Ｒi≥10K且Vi＝０Ｖ时，Vo＝０Ｖ。
按反相要求，确定图12-2中X1为信号输入端，并令X2～Xn，Y1～Ym均开路；按Ｒi≥10K，选Z1＝Ｒ1＝10 K；又因AV＝－Ｒf/Ｒ1＝－10，故选FC＝Ｒf＝100K；
3、观察W1，RC，RL的变化对放大电路的影响
*(1)将ui重新接至A点，断开负载RL，增大输入信号ui的幅度，同时用示波器观察输出波形，记录uO出现失真前的幅值。在电阻RC上并联一5.1K电阻，继续增大ui的幅度，测出新的最大不失真输出电压。
*(2)将RL（5 K）接入，用示波器观察输出波形，减小ui的幅度，记录此时的最大不失真输出电压。
三、实验内容及步骤
1、用交流毫伏表测量低频信号发生器输出的正弦信号电压：
将低频信号发生器（或称信号源）的输出端接至交流毫伏表输入端（注意：两仪器必须“共地”）。将信号源波形选择置“正弦”，频率调为“1kHz”，输出衰减先置于“0dB”，调节“输出幅度”旋钮，使LED数字表头指示值VS为11V左右（峰—峰值）。然后，将毫伏表量程由最大档位100V逐级切换为10V档，观察该表读数，使读数为4V。依次按下信号源“输出衰减”至20dB、40dB、60dB,并相应调整毫伏表量程。分别记录毫伏表读数，结果填入表8-1
2、并测量有关参数的方法。
2、会用万用表测试晶体二极管、三极管；学习使用半导体特性图示仪测试晶体管的方法。
二、实验仪器
双踪示波器：GOS620；函数信号发生器：SG1651；
交流毫伏表：SG2172；直流稳压电源：SS1792C；
数字万用表：MS8222D半导体特性图示仪：XJ4810或XJ4820
注：Vi1、Vi2用作直流或交流信号输出时等效内阻均大于500。
2、 构成的基本运算电路（如图12-2所示）
F007（国外型号741）是一个高增益的直流放大器，属第二代通用型运放，其DIP封装的引脚分布如图12-2（b）所示。
对于图12-2(a)基本运算电路，当反馈元件FC接在输出端与反相输入端之间时，运放为闭环运用，并一般满足深度负反馈条件。当FC为电阻、电容等线性元件时，电路可以实现比例放大、加法、减法、积分、微分等运算功能。当FC为导通的二极管、三极管发射结等非线性元件时，电路可实现对数运算(这是构成模拟乘法电路的基础)。
74LS86、74LS125、74LS138、74LS151
三．实验内容
(一)组合逻辑电路的分析
1．分析图16-1所示“一位数值比较器”电路的逻辑功能，说明其逻辑关系与实际意义，并将验证测试结果填入表16-1。
表16-1
输入
输出
A B
F1
F2
F3
0 0
0 1
1 0
1 1
2．分析图16-3采用MSI芯片（3-8译码器）构成的组合逻辑电路，正确连接各引脚并供电，然后测试电路功能，结果填入表16-2。
实验八常用电子仪器使用
模拟电子技术实验中，常用的电子仪器仪表主要有双踪示波器、低频信号发生器、低频交流毫伏表、直流稳压电源、万用表等。这些仪器仪表的主要用途以及与实验电路的联系如图8.1所示。
观察周期性波形
波形参数测量测
量
提供正弦、交流电压测量
方波信号
直供仪
流电
直流偏置测量器
图8-1
一、实验目的
1、初步了解常用电子仪器的功能与使用方法；掌握用示波器获取稳定波形
2、自拟实验步骤和各种数据记录表格，自选仪器设备、自定信号的有关参数。
六、实验报告
1、附入实验预习告。
2、整理实验数据，并与理论值比较，分析误差原因。
3、记录、分析实验中出现的异常现象与故障排除方法。
实验十六组合逻辑电路的分析与设计
一．实验目的
1．掌握小规模（SSI）组合逻辑电路的分析与设计方法。
四、预习要求
阅读附录I.1GOS620双踪示波器，附录I.2SG1651函数信号发生器以及附录I.3SG2172低频交流毫伏表的有关内容，了解其使用方法和有关注意事项。复习有关二极管，三极管特性及主要参数等内容；预习附录I.5中XJ4810半导体特性图示仪的工作原理和使用方法。
五、实验报告
记录实验数据及波形，分析误差原因。定性绘制每种元件所测特性曲线，并标注所记录的重要参数。
交流毫伏表：SG2172；直流稳压源：SS1792C；
数字万用表：MS8222D
模拟实验箱及A1＃实验板（见附录I.6-2）。
三、实验电路
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实验电路如图9-1所示，接入可选件W1（2M）并调整，可使电路获得合适的静态工作点。实验电路输入端设置RO1、RO2构成的分压器，分压比为：
其作用是提高信噪比，减小外界干扰信号对电路的影响。
实验九单级晶体管放大电路
一、实验目的
1、熟悉和掌握模拟电路实验箱的使用方法。
2、掌握放大器静态工作点的调试方法并测定中频电压放大倍数。
3、掌握放大电路输出电阻RO和输入电阻Ri的测定方法。
4、观察W1、R3、RL的变化对放大倍数和输出波形的影响。
二、实验设备
双踪示波器：GOS620；函数信号发生器：SG1651；
1、直流信号调节电路,如图12.1所示
图中，可获得5V ~ +5V范围内可调的两路直流信号Vi1、Vi2。