机构参数测试实验
cmos集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验误差分析
cmos集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验误差分析
集成电路中的CMOS逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等，它们的逻辑功能和参数应当在制造后进行测试。
测试CMOS逻辑门时，常见的参数包括电压、频率、功耗、封装类型和输出电平等。
测试方法包括开路测试、短路测试、直流参数测试和交流参数测试等。
在测试过程中，可能会出现误差，常见的误差原因包括测试仪器的精度、测试环境的影响、电源波动和测量电路中的噪声等。
为了减小测量误差，需要采取一些措施，包括保持测试电源的稳定，将测试电路与环境隔离，采用合适的测试仪器和测试方法，同时进行多次测试进行平均等。
需要注意的是，测试过程中不能泄露敏感信息，比如题目中提到的身份证号、银行卡号等。
实验室简介
实验室简介机械系统设计实验室1、实验室简介机械系统设计实验室主要承担机械原理、机械设计、机械设计基础等相关技术基础课程的实验教学，主要开设的实验项目有10个。
通过实验培养学生绘制机构运动简图和进行简单机械运动参数测定等方面的实际能力，增强学生对机械零件和装置进行力、力矩、转速及效率等测试的动手能力，能够进行与课程有关的初步实验研究的能力。
要求学生自己动手做实验并独立完成实验报告，真正获得实验技能的基本训练。
实验室目前固定资产总值40余万元，主要仪器设备：机构模型、齿轮范成仪、传动效率测试试验台、轴承试验台、拆装用减速器、轴系结构实验箱、动平衡实验机、机构创新设计和拼装及运动分析实验台、机械原理语音多功能控制陈列柜等。
2、实验项目介绍本实验室所涉及的实验项目有：传动效率测试实验、滚动轴承实验、轴系结构设计实验、机构运动简图的测绘、典型机构认识实验、机构运动参数测试实验、机构组合设计实验、齿轮范成原理、动平衡实验、减速器拆装实验。
⑴传动效率测试实验：测试输入功率、输出功率与功耗间关系。
⑵滚动轴承实验：测量滚动轴承元件上的载荷分布及变化，分析轴向载荷与总轴向载荷的关系，进行滚动轴承组合设计。
⑶轴系结构设计实验：轴系结构设计与轴承组合设计及受力分析。
⑷机构运动简图的测绘：测绘机械实物机构运动简图, 计算自由度。
⑸典型机构认识实验：通过对机械原理陈列柜的观察，加深对机构的认知。
⑹机构运动参数测试实验：测量机构的位移和转速，掌握机构测试系统的基本组成，了解传感器的工作原理。
⑺机构组合设计实验：基于机构型的变异和运动原理的变化，进行机构创新设计。
⑻齿轮范成原理：掌握标准齿轮、正变位齿轮和负变位齿轮的不同切制方法。
⑼动平衡实验：掌握动平衡机的基本工作原理和操作方法，加强转子动平衡概念的理解。
⑽减速器拆装实验：了解齿轮减速器的构造与装配方式，掌握轴上零件的轴向和周向固定方法。
精密测量实验室1、实验室简介在机械制造过程中需要对零部件进行多次测量以便对产品质量进行控制，实验室配备了一般机械制造工厂和计量室常用的测量仪器，可进行尺寸误差测量、形状和位置误差测量、表面粗糙度测量、齿轮测量等，主要开设的实验项目有5个。
机械原理实验
3.曲柄摇杆机构动态参数测试分析
实验一 机构运动简图的测绘与分析
一、实验目的
➢ 通过对实际机构的模型进行机构测绘，掌握机构运 动简图的测绘方法；
➢ 进一步熟悉常用运动副的代表符号和巩固自由度的 计算方法；
➢ 增进对机构组成原理的了解。
二、实验设备与工具
机械模型（如曲柄滑块泵、曲柄摇块泵、曲柄摇杆 泵、颚式破碎机、简易冲床、铆钉机构等）；
四、实验内容
对渐开线直齿圆柱齿轮进行测量，确定其基本参数 (模数m和压力角α)并判别它是否为标准齿轮，对 非标准齿轮，求出其变位系数X
五、思考题
✓两个齿轮参数测定后，怎样判断它们能否啮合及传动 类型？
✓测量齿根圆直径 d f 时，对于齿数分别为奇数和偶数
的齿轮测量方法有什么不同？
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
4.按上述位置将齿条刀具退后（即远离中心O）—距离xm，然 后用同样的方法画出相同齿数、模数、压力角的变位齿轮。 观察齿形，有无齿顶变尖现象。
5.比较所得标准齿轮和移距变位齿轮的齿厚、齿间、调节、顶 圆齿厚、基圆齿厚，以及根圆、顶圆、分度圆和基圆的相对 变化特点。
加工过程模拟
双击标准齿轮及正变位可观看加工过程
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2407:22:4407:22:44October 24, 2020
实验36 数字mosic功能和参数测试
数字MOSIC功能和参数测试本实验的目的是熟悉MOSIC的功能和参数的物理意义，掌握其测试方法。
测试包括MOSIC的逻辑功能、最高工作频率、静态功耗、工作功耗、输入高（低）电平、输出高（低）电平、输入电流、输出驱动能力及延迟时间等。
一、实验原理1．MOSIC静态功耗（也称维持功耗）PDDMOSIC的静态功耗是：当输入端为固定的逻辑点评，输出端空载，输出状态固定不变是电路所消耗的能量。
静态功耗是温度的函数。
由于静态是从电源到底没有支流通路，MOSIC静态功耗很小，它只取决于漏电情况。
2．输出高电平（低电平VOL ）。
输入高电平（低电平VIL）(1)当输入输出为固定的VCC 或VSS，输出端空载时，所输出的固定电平为输出高电平VOH 及输出低电平VOL。
(2)当输出端维持应有的VOH 和VOH时，输出端所能输入的最小高电平VIH或最大低电平V IL。
VOH （VOH）越接近VCC（VSS），VIH（V IL）越远离VCC（VSS），其电路性能越好。
3.逻辑功能和最高工作频率fmax(1)现实根据被测的IC应有的逻辑功能确定输入输出波形时序，搭一个相应的测试电路产生这些输入波形并把其送入被测IC的输入端，用示波器或逻辑分析仪测试输入输出波形所对应的时序关系。
（2）最高工作频率fmax取决于电路各级在动态工作中的充放电速度。
在额定的负载下，保持正确逻辑关系和额定的波形幅度，电路所能承受的输入脉冲的频率为fmax。
4．工作功耗PW静态功耗和动态功耗的总和为电路的工作功耗。
P W=PDD +P A+PT动态功耗包括顺态功耗和交变功耗PA 。
其中PT是在动态工作中电源对电容（包括级间栅电容、Pn结电容和输出级负载电容等）的充放电所消耗的能量。
P T =ΣCifci(VOH-VOL)VCCPA 是由于在交变时波形的上升沿和下降沿使得电路从VCC到VSS有直流通路而消耗的能量。
PA ∝fci动态功耗是无法单独测试的，而对于CMOS电路由于PDD很小，因此PW ≈P A+PT在固定负载情况下它与工作频率成正比，在固定工作频率时，它与负载电容成正比。
实验1： BJT直流参数测试
实验一、用晶体管特性图示仪测量晶体管的特性参数一、 引言晶体管在半导体器件中占有重要的地位，也是组成集成电路的基本元件。
晶体管的各种特性参数可以通过专用仪器--晶体管特性图示仪进行直接测量。
了解和测量实际的晶体管的各种性能参数不仅有助于掌握晶体管的工作机理，而且还可以分析造成各种器件失败的原因，晶体管特性图示仪是半导体工艺生产线上最常用的一种工艺质量检测工具。
本实验的目的是：了解晶体管特性图示仪的工作原理；学会正确使用晶体管特性图示仪；测量共发射极晶体管的输入特性、输出特性、反向击穿特性和饱和压降等直流特性。
二、晶体管特性图示仪的工作原理和基本结构晶体管的输出特性曲线如图1所示，这是一组曲线族，对于其中任一条曲线，相当于I b =常数（即基极电流I b 不变）。
曲线显示出集电极与发射极之间的电压V cc 增加时，集电极电流I c 的变化。
因此，为了显示一条特性曲线，可以采用如图2所示的方法，既固定基极电流I b 为：b be b bE V I R -= （1）图1共射晶体管输出特性曲线 图2共射晶体管接法在集电极到发射极的回路中，接入一个锯齿波电压发生器E c 和一个小的电阻R c，晶体管发射极接地。
由于电阻R很小，锯齿波电压实际上可以看成是加在晶体管的集电极和发射极之间。
晶体管的集电极电流从电阻R c上流过，电阻R c上的电压降就正比于I c。
如果把晶体管的c、e两点接到示波管的x偏转板上，把电阻R c两端接到示波管的y偏转板上，示波器便显示出晶体管的I c随V cc变化的曲线。
（为了保证测量的准确性，电阻R c应该很小）。
用这种方法只能显示出一条特性曲线，因为此时晶体管的基极电流I b是固定不变的。
如果要测量整个特性曲线族，则要求基极电流I b改变。
基极电流I b的改变采用阶梯变化，每一个阶梯维持的时间正好等于作用在集电极的锯齿波电压的周期，如图3所示。
阶梯电压每跳一级，电流I b便增加一级。
实验二TTL与非门电路参数测试
实验二TTL与非门电路参数测试实验目的：本实验旨在通过测试TTL与非门电路的参数，了解其工作原理和性能特点。
实验器材：数字逻辑实验箱、集成电路74LS04、电压源、示波器、数字多用表、电线等。
实验原理：TTL与非门是一种常用的数字逻辑门电路，常用于数字电路的设计和实现。
它具有逻辑非的功能，即实现对输入信号的取反。
TTL与非门电路的输入输出关系可以用逻辑表达式表示为：Y=A'，其中Y为输出信号，A为输入信号。
实验步骤：1.将74LS04集成电路插入数字逻辑实验箱中，注意要正确插入。
2.连接电源和接地线，并调整电源输出电压为5V。
3.连接输入信号线和输出信号线：a.将一个电线连接到IC上与A端子相对应的脚，将另外一端连接到任意电路板上指定的地线上。
b.将另一个电线连接到IC上与Y端子相对应的脚，将另外一端连接到示波器的输入端。
4.打开电源，示波器波形显示器显示的为输入信号脉冲波形。
通过调整输入信号线连接的电路板上的电源按键，可以控制输入信号的高低电平。
5.分别测量输入信号电压高低电平的值，记录在实验报告中。
6.同样地，分别测量输出信号电压高低电平的值，记录在实验报告中。
7.将输入信号反转，重新进行步骤4-6，并记录测量结果。
8.关闭电源，并将实验器材恢复到初始状态。
实验数据记录与分析：根据实验步骤记录数据，我们可以得出如下实验结果：测量参数输入高电平输入低电平输出高电平输出低电平电压值(V)5.000.004.900.10通过测量数据，我们可以得出以下结论：1.输入高电平的值为5V，输入低电平的值为0V，符合TTL电平标准。
2.输出高电平的值为4.90V，输出低电平的值为0.10V，符合TTL电平标准。
3.TTL与非门电路在输入信号取反的情况下，输出信号与输入信号完全相反，即输入高电平得到输出低电平，输入低电平得到输出高电平。
实验结论：通过对TTL与非门电路的测试，我们得到了其输入输出电平参数的测量结果，并验证了TTL与非门的工作原理。
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告「篇一」集成门电路功能测试实验报告一、实验预习 1、逻辑值与电压值得关系。
２、常用逻辑门电路逻辑功能及其测试方法。
3、硬件电路基础实验箱得结构、基本功能与使用方法。
二、实验目得测试集成门电路得功能三、实验器件集成电路板、万用表四、实验原理 TTL 与非门７4LS０0 得逻辑符号及逻辑电路:双列直插式集成与非门电路CＴ74LS00：数字电路得测试：常对组合数字电路进行静态与动态测试，静态测试就是在输入端加固定得电平信号，测试输出壮态,验证输入输出得逻辑关系.动态测试就是在输入端加周期性信号,测试输入输出波形,测量电路得频率响应。
常对时序电路进行单拍与连续工作测试,验证其状态得转换就是正确。
本实验验证集成门电路输入输出得逻辑关系，实验在由硬件电路基础实验箱与相关得测试仪器组成得物理平台上进行。
硬件电路基础实验箱广泛地应用于以集成电路为主要器件得数字电路实验中,它得主要组成部分有:（１)直流电源：提供固定直流电源（+5Ｖ,—5Ｖ)与可调电源(+3～１５Ｖ，-3～1５V).(2)信号源：单脉冲源(正负两种脉冲）；连续脉冲。
（３）逻辑电平输出电路:通过改变逻辑电平开关状态输出两个电平信号：高电平“1”与低电平“0”。
（4）逻辑电平显示电路：电平显示电路由发光二极管及其驱动电路组成，用来指示测试点得逻辑电平.（5)数码显示电路：动态数码显示电路与静态数码显示电路，静态数码显示电路由七段LEＤ数码管及其译码器组成。
(6）元件库：元件库装有电位器、电阻、电容、二极管、按键开关等器件.(7)插座区与管座区：可插入集成电路，分立元件.集成门电路功能验证方法：选定器件型号，查阅该器件手册或该器件外部引脚排列图,根据器件得封装，连接好实验电路，以测试 74ＬＳ00 与非门得功能为例:正确连接好器件工作电源：７4LS00 得 1 4 脚与７脚分别接到实验平台得 5 V 直流电源得“＋5 V“与“GNＤ”端处,TＴＬ数字集成电路得工作电压为 5 V（实验允许±5％得误差）。
数电实验二--门电路特性参数测试
数电实验二- -门电路特性参数测试实验二 门电路特性、参数测试一、实验目的1. 掌握TTL 集成门电路的主要参数及测试方法2. 通过门电路的参数测试，更好的了解门电路的电气性能和特点3.掌握常用TTL 门电路的EDA 仿真以及故障诊断方法二、实验原理集成逻辑门电路是数字电路的基础，常用的有两大类：一类是以晶体三极管为核心组 成的TTL 电路。
另一类是以场效应管喂核心组成互补型MOS 管集成电路即CMOS 电路。
两 者的应用都很广泛。
为了较好的使用它们，对它们的主要电气特性必须清楚。
1. TTL 与非门的主要参数本实验采用TTL 双极型数字集成逻辑门器件74LS00,有四个2输入TTL 与非门，为双 列直插14脚塑料封装，外部引脚排列如图2.1所示。
它共有4个独立的两输入端“与非” 门，各个门的构造和逻辑功能相同，其内部电路结构如图2.2所示。
14VCC1312&11109&8AVCC17kR18kl204kBY3k&&GND12345671.5k（1） 电压传输特性与非门的输出电压U 。
随输入电压Ui 的变化用曲线描绘出來，这曲线救市与非门的电 压传输特性。
通过此曲线可知道与非门电路的一些重要参数，如输出高电平VOH 、输出低 电平VOL 阈值电平VTH（2） 输入特性、输出特性输入特性曲线：就是输入电流随输入电压变化的曲线。
一般情况下，输入电圧限止在 5.2V 以下，当输入电压在1. 5V-5. 5V 之间变化时，输入电压Ii 基本保持不变，称为输入 高电平电流IiH,其最大值为40 U A 左右，当输入电压在0V 和1.3V 之间变化时，电流开 始从输入端流出，且随输入电压的增大而迅速减小（绝对值）,称为输入低电平电流IiL, 约为-1mA ；当输入电圧为0时，称为输入短路电流IiS ； IiS 的数值要比Iil 的数值略大 一点，在作近似分析计算时，经常用手册上给出的IiS 近似替代IiL 使用。
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实验四 机构运动参数测试 机构运动参数测试实验以曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、双曲柄机构和凸轮机构等典型运动机构作为被测对象。
本着理论联系实际的作法，在实验中必须将实验检测结果与理论数据进行对比，并从中分析实验误差产生的原因及其主要影响因素。因此，实验前大都需要按实验指导书规定的待定检测对象及其原始数据，通过在计算机上进行理论计算，求解理论数据，然后方可进行实验。 在进行实验操作之前，需要通过阅读实验装置的使用说明书，熟悉实验装置的工作原理和仪器仪表的使用操作方法。然后才能进行独立实验操作。
一、实验目的 1、通过运动参数测试实验，掌握机构运动的周期性变化规律，并学会机构运动参数如：位移、速度和加速度（包括角位移、角速度和角加速度）的实验测试方法； 2、通过利用传感器、工控机等先进的实验技术手段进行实验操作，熟悉LabVIEW软件的一些常用功能和程序的编写方法，训练掌握现代化的实验测试手段和方法，增强工程实践能力； 3、通过进行实验结果与理论数据的比较，分析误差产生的原因，增强工程意识，树立正确的设计理念。 二、实验装置及工具 1、实验装置的组成 （1）实验装置的特点 该实验以培养学生的综合设计能力、创新设计能力和工程实践能力为目标。打破了传统的演示性、验证性、单一性实验的模式，建立了新型的设计型、搭接型、综合性的实验模式。本实验提供多种搭接设备，学生可根据功能要求，自己进行方案设计，并将自己设计的方案亲手组装成实物模型。形象直观，安装调整简捷，并可随时改进设计方案，从而培养学生的创造性和正确的设计理念。
（2）实验装置的功用 实验中，可组合出：①曲柄滑块；②双曲柄；③摆动导杆；④曲柄摇杆；⑤滑块为输出构件的简单的平面六杆机构；⑥直动从动件凸轮机构；⑦摆动从动件凸轮机构实验台等多种典型的运动机构；另外，各构件尺度参数可调，突出了测试机构的尺寸参数的多变性。 这样可增加学生的实验题目和测试目标，使同学在实验中充分理解尺寸参数、原动件运动规律等因素对机构运动学方面的影响，巩固学生在课堂中所学知识，使之产生感性认识，增加对机械学研究的兴趣，同时达到一机多用的目的。
2、实验装置主要技术参数 （1）电机额定功率和电机转速 机构运动参数测试实验装置电机参数： 功率：40W。电压：220V。 电机转速：1250r/min。 直齿轮减速箱速比：1：20。 （2）传感器 ① 线位移传感器（1个）： 型号：WDL—100—2 ； 精度：独立线性度0.5% ； 量程：100mm； ② 角位移传感器（1个）： 型号：WD35D—4 ； 精度：独立线性度0.1% ； 量程：00—3400； ③ 光电编码器（1个）： 型号：LEC—102.4BM—G05E ； 精度：1024脉冲/周； 量程：00—3600； （3）实验装置主要构件和部件基本参数 ①机构运动参数测试实验装置电机支撑件：1个。 ②底板：460×330×30mm。 ③曲柄：L50（L35）：1个； L90（L50）：2个。 ④连杆：L30 ：1个 ； L160：2个； L90：1个。 ⑤支撑座组件：中心高120mm支撑座2个。 ⑥摆动导杆： 1个。 ⑦滑块组件：1套。 ⑧传感器支撑架：角位移传感器支撑架：1个；线位移传感器支撑架：1个；光电移传感器支撑架：1个。 ⑨凸轮：1个。 ⑩直动从动构件组件：1套。 ○11摆动从动构件：1个。
○12偏心调整块：4个。
○13偏心块：2块。
（4）实验装置所需主要设备： 多功能测试柜：1个。 （5）实验所需工具： ①木榔头：1把。 ②棍搬子： 6#（1个）。 ③小改锥：1把。 ④活搬子：1把。 ⑤钢板尺：1把。
3、多功能测试柜使用说明 测控系统组成 （1）测量系统：测量系统由计算机、数据采集卡、测控软件等组成，通过软件编程完成数据采集、数据处理以及显示、记录等各种测量任务。 数据采集信号输入端子共有8个（AI0—AI7），布置在机柜的背面。接线如图1所示。图中： 1—信号+ 2—信号- 3— +12V 4— -12V 5— +5V 6— 地线
信号输入可采用单端连接方式，也可采用差动连接方式，根据信号源形式而定。信号电压范围为-10V— +10V，数据采样速度为200kHz，精度为16位。 另外，还有2路模拟量输出端子（AO0、AO1），接线如图2所示。 图中：1— 输出信号；2— 地线；3— 空。
（2）控制系统：控制系统由继电接触控制电路组成，前面板有4对启动、停止按钮，机柜背面有4个电机接线端子。 接线如图3所示。
1 2 3
5 4 6
图1
2 1 3 图2
V U W N
图3 （3）使用方法： 1．将实验机构搭接完毕后，首先将实验台动力源的电线插头与多功能测试柜背面板下端四个电源插座（见多功能测试柜背面板图）中任意一个连接（最好安顺序连接为好）。 2．将实验台所使用的传感器接线插头与多功能测试柜后面的AI0—AI7插座（见多功能测试柜背面板图中10个AI、AO插座）连接。 (注意：角位移传感器、直线位移传感器的接线插头都是与AI0连接，光电编码器的接线插头是与AI1连接，其余插座以备数据采集卡数据输出端子使用。) 3．检查实验装置的电源插头和传感器接线插头连接是否正确，检查无误后，合上多功能测试柜背面板右上角电源总开关（见多功能测试柜背面板图），接通多功能测试电源。 4．最后按下多功能测试柜正面板的绿色开关（即与多功能测试柜背面板下端四个电源插座相对应的开关），给实验机构通电，然后用实验测试软件进行数据采集，数据采集步骤见实验数据采集系统软件说明。
4、实验数据采集系统软件说明 该实验采用美国NI（美国国家仪器公司NATIONAL INSTRUMENTS，简称 NI）数据采集卡，进行数据采集；利用LabVIEW图形化编程平台进行数据处理和图形输出。其数据采集原理为：首先，机构在电机的驱动下运转起来，用传感器（位移传感器、角位移传感器、光电传感器）将机械量（如：位移、加速度）转变为电量，即电信号。其次，通过测试控制柜中的数据采集卡对该信号进行采集、分析，再将模拟量转变为数字量，即完成模—数转换。最后，通过LabVIEW进行程序处理将其转化为运动曲线并输出在计算机的屏幕上。 下面分别对LabVIEW软件特点和测试控制柜的使用方法作一下简单说明
（1） 测试控制柜的使用方法和操作说明 LabVIEW 7 Express 程序设计 A、 启动数据采集向导[DAQ Assistant] 1）接通电源，启动计算机，进入Windows[开始]界面。 2）双击[NI LabVIEW 7.1]图标，进入LabVIEW启动界面。 3）单击[New...]，进入新建程序界面。 4）选择[Data Acquisition with NI-DAQmx .vi]，单击[OK]，自动建立 [DAQ Assistant]图标，并进入前面板[Front Panel]设计界面。
LabVIEW启动界面
新建程序界面
前面板设计界面 B、前面板设计 1） 在前面板区域，单击右键，显示控制[Controls]模板。
控制模板 2） 选择[Graph Inds]图标内含的[Graph]图标，拖至前面板适当位置后单击，即可建立一个波形显示器。若要建立数字显示器，选择[Num Inds]图标内含的[Num Ind]图标。 波形显示器 3）显示器大小可通过拖动边框上的兰色方块进行调整。 4）双击显示器左上角标签内容，可修改显示名称。 C、程序框图设计 1）在状态栏单击[Blok...]图标，进入[Blok Diagram]程序框图设计界面。
[Blok Diagram]程序框图设计界面 3） 双击[DAQ Assistant]图标，进入数据采集向导界面。
数据采集向导界面 选择[Analog Input]→[Voltage]，输入模拟量为电压信号。 选择输入通道[ai 0]至[ai 7]，单击[Finish]按钮，进入任务设置界面。
任务设置界面
设置电压输入范围，信号连接方式（差动或单端），采样方式、速度等。 单击[Test]按钮，可进行信号采集、显示。 单击[OK]，任务设置完毕，返回程序框图设计界面。
3）在程序框图空白处单击右键，显示[Functions]功能选择框。
功能选择界面 4）选择[Arith/compare] 数学运算图标，其中包括[Time Domain]时域运算，可进行信号的微分[Differential]、积分[Integral]等运算。还包括[Numeric]数字运算，可进行加、减、乘、除、开方、倒数等运算以及设置[Num const]常数图标。 5）选图标在框图中排列整齐后，用光标靠近图标的输出端，光标自动变为接线工具，单击左键即可将导线连接到另一图标的输入端。
程序实例