电子技术实验指导书(11学年下汇编)
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成绩
电子技术 实验指导书及报告
系 别 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导老师
上海建桥学院电子工程系 2011~ 2012学年第二学期
模拟电子电路实验指导书及报告
目 录
实验1 常用电子仪器的使用 .......................................... 1 实验2 单级晶体管共射放大电路调整与测试 ........................... 11 实验3 集成运算放大器在信号运算方面的应用 ......................... 17 实验4 逻辑门电路应用 ............................................. 22 实验5 触发器功能测试及时序逻辑电路 ............................... 27
实验1 常用电子仪器的使用
实验1 常用电子仪器的使用
一、实验目的
1.熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的性能及正确使用。 2.掌握用示波器、信号发生器、毫伏表对电路进行测试。 二、实验仪器介绍 1.XJ4318型双踪示波器
XJ4318型双踪示波器主要用于显示电压随时间变化的瞬时波形,它具有两个独立的Y
通道(CH1、CH2),故可同时测量两个的输入信号。
A
B
C
D
图1-1 XJ4318型双踪示波器面板示意图
(A)示波器波形显示屏
显示屏上带有内刻度坐标线,用于标示波形的周期和幅度。其中垂直方向是电压信号的瞬时值,水平方向是线性变化的时间轴。对应时间变化的偏转电压就称为扫描电压。 (B)主控件和自校信号
(1)电源按钮自锁开关:若按下,接通电源,电源指示灯亮。
(2)校正信号输出:用于输出峰-峰值为0.5Vp-p,频率为1KHz内部校准方波信号。 (3)辉度调节、标尺亮度调节和聚焦调节:用于调节光迹的亮度、清晰度和背景的亮度。 (C)显示波形控制按钮区 (1)显示波形水平控制
1
实验1 常用电子仪器的使用
① 水平位移调节
面板C区右部上方的“位移”旋钮可以调节荧光屏光迹的水平起点位置,顺时针方向旋动时光迹右移,逆时针方向旋动光迹左移。 ② 扫描信号触发方式选择
“位移”旋钮下方是4个水平排列的互锁按键,用以设置 “自动”、“触发”、“TV-V”、“TV-H”四种扫描方式。当选择“自动”扫描方式时,示波器无条件产生周期性扫描电压,即使没有输入信号或者触发条件不满足,荧光屏仍然显示光迹。而其它三种扫描方式在触发条件不满足时,荧光屏上没有显示光迹。 ③ 扫描速度选择
为使荧光屏上显示稳定信号轨迹,扫描信号周期必须与被测输入信号周期成整数倍关系。扫描时间调节旋钮“t/div”由两个同轴旋钮组成。外钮从0.2μS/div到0.2S/div分为19档,表示荧光屏中水平方向一大格(div)的时间值。内钮起微调作用,当对信号时间值进行定量测试时,内钮必须顺时针旋到底,处于校准位置。当微调内钮拉出时,扫描速度可扩展10倍。
被测信号时间值 =t/div× 水平距离的大格数÷时间扩展倍数
扫描速度外钮的顺时针到底一档是“X-Y”,表示荧光屏显示光迹的水平移动规律受从CH1输入的信号控制(即CH1通道改为水平X通道),使CH2与CH1通道输入的信号函数关系的曲线显示在平面直角坐标上,一般用于显示电子器件或电路输入、输出电压的传输特性。 (2)显示波形垂直控制
双踪示波器可以同时观察CH1、CH2两个通道输入的信号,所以面板上有两套相同的控制光迹垂直移动的部件,位于面板中部框内。面板中部框的下方是两路信号输入的探头插座。探头接输入信号时,探针(或红色夹子)接被测信号、黑色夹子接参考地。两个探头的夹子在示波器内部短接,所以在观察同一电路的信号时,只需一个黑色夹子接地。 ① 垂直位移调节
C区上方的两个Y轴“位移”旋钮分别调节两路信号的零位在荧光屏上的参考刻度位置。Y轴“位移”顺时针方向旋动时光迹上移,逆时针方向旋动光迹下移。 ② 显示方式选择
2
实验1 常用电子仪器的使用
“位移”和“V/div”之间有5个水平排列的按键开关。左边4个互锁,用作垂直显示方式选择。
CH1:用于显示CH1通道的信号波形轨迹。
交替:用于同时观察两路输入信号。显示方式是将一路信号波形显示完一屏后切换显
示另一输入信号,适合于观察频率较高的两路不相关信号。
断续:用于同时观察两路输入信号。显示方式是以约2uS的周期切换两路输入信号,
适合于观察频率不是很高的相关信号。 CH2:用于显示CH2通道的信号波形轨迹。 CH2通道极性选择按键:CH2波形反相输出。
若CH1、CH2、交替、断续4个按键都不按,则选择的是“CH1±CH2”方式,荧光屏上显示的是两个通道输入信号瞬时值叠加的波形。 ③ 电压幅值灵敏度V/div选择
C区中间位置是两组Y轴信号偏转灵敏度“V/div”调节旋钮,各由两个同轴旋钮组成,外钮从5mV/div到5V/div分为十档,表示荧光屏中垂直方向一大格(div)的信号幅度单位值。旋钮内钮可以微调波形显示幅度的大小。当微调内钮拉出时,灵敏度可扩展5倍。当对信号进行定量测试时,内钮必须顺时针旋到底,处于校准位置。
被测信号的幅值 =V/div× 垂直距离的大格数× 探头的衰减倍数
④ 输入信号耦合方式选择
按键按入时选择直流耦合方式(DC);按键弹出时为交流耦合方式选择(AC)。 交流耦合方式AC:只显示被测信号的变化量,信号中的直流平均分量被滤去, 直流耦合方式DC:完整显示信号,可以观察信号的实时波形。
输入耦合方式按键组的左方GND键按入时,示波器内部放大器的输入端接参考地,Y插座的输入信号被断开。
(D)显示波形稳定性控制区(扫描信号触发控制)
要使被测信号波形稳定显示,必须正确选择扫描信号的触发方式、触发源和触发电平。
(1) 扫描信号触发电平调节
面板右部上方的“电平”调节旋钮,是用来选择被测信号轨迹起点的电平值。可用于稳定输出波形 (2)扫描信号触发极性选择
3
实验1 常用电子仪器的使用
4.用示波器测量正弦函数信号波形 (1)接入正弦信号
将正弦函数信号输入示波器的CH1通道,注意探头接线夹正确连接。CH1通道的耦合方式选择“DC”,“GND”按键弹出。 (2)调节信号显示波形
示波器的垂直显示方式选择“CH1”,内触发源选择“CH1”,调节CH1的垂直灵敏度和扫描速度旋钮,使波形幅度占5~6大格,显示1~2个周期。微调“电平”旋钮使显示波形稳定,记录数据并计算。
扫描速度选择 t/div,一个波形周期占 大格,信号频率为 Hz。 垂直灵敏度选择 V/div,波形幅度占 大格,信号幅值为 V。 计算可得,该波形有效值为 V。 (3)观察函数发生器部分按钮的功能
①分别调节函数发生器的幅度调节旋钮和衰减按钮,观察波形的变化情况。 ②调节函数发生器的“占空比”旋钮观察示波器显示波形的变化,观察完毕后将该旋钮恢复零位。
③改变函数发生器的输出波形为“三角波”或“方波”,观察波形的变化情况。观察完毕后恢复为“正弦波”。
(4)观察示波器触发源选择对显示波形的影响
① 选择触发源为“CH2”,调节“电平”旋钮观察显示波形能否稳定。 ② 选择触发源为“VERT”,再调节“电平”旋钮观察显示波形能否稳定。 观察完毕后恢复触发源为“CH1”。 (5)两路不相关信号的显示
①选择垂直显示方式为“交替”,同时显示正弦信号和示波器自校信号,调节“电平”
旋钮观察两路显示波形能否稳定。
②将触发源改为“VERT”,调节“电平”旋钮观察两路显示波形能否稳定。 ③将垂直显示方式改为“断续”,调节“电平”旋钮观察两路显示波形能否稳定。
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实验1 常用电子仪器的使用
四.实验设备器材
1.函数发生器 XJ1631
1台
2.示波器XJ4318 1台 3.交流毫伏表AS2294 1台 五、实验预习要求
阅读实验仪器介绍。 六、实验思考题
1.列举4种可能引起荧光屏上无波形显示的错误操作。 2.说明如果显示波形不稳定可能有哪些原因?应该如何排除? 七、实验报告要求
整理记录数据和波形图,回答思考题。
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实验2 单级晶体管共射放大电路调试已测试
实验2 单级晶体管共射放大电路调整与测试
一、 实验目的
1.掌握共射基本放大电路静态工作点的调整和测试。 2.掌握放大器放大倍数的测量方法。
3.了解运用示波器测量放大器输入、输出波形的方法。
4.观察放大电路中,有关元件参数变化对放大器动态性能的影响。 二、 实验电路和实验原理
图2-1 单管交流放大电路
图2-1电路是交流放大器中最基本的单级共射放大电路。对于NPN型晶体管,电源采用正极性电压。要实现电压放大功能,必须确保晶体管T1的发射结处于正向偏置状态,集电结处于反向偏置状态,即UBE>0,UBC<0。图2-1中集电极负载电阻RC的作用是将交流电流iC的变化转化为输出交流电压uo的变化。调节基极偏置电阻RW1可以改变静态基极电流IB以整定静态工作点(IB、IC、UCE)。C1、C2为输入、输出耦合电容,RL是输出端负载电阻。 由电路可知:
静态基极电流IB=
UCC?UBERW1?RB1?VCCRW1?RB1 (2-1)
其中硅管的UBE约为0.7V,锗管的UBE约为0.3V,当VCC>>UBE时可以忽略。
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实验2 单级晶体管共射放大电路调试已测试
静态集电极电流IC??IB
(2-2)
静态集-射电压UCE=UCC-URC=UCC-ICRC (2-3)
当静态工作点合适时,交流输入信号ui经耦合电容C1加到晶体管T1的基极,使T1基极电流iB变化。由于晶体管的电流控制作用,集电极电流iC同规律变化,并通过集电极负载电阻RC影响T1的集电极电位,再通过耦合电容C2将T1的集-射电压uCE的变化量uce(uo)输出。
电压放大倍数Au=
UoUi=??RL'rbe (2-4)
式中RL'=RL//RC,rbe=200+(1+?)
26(mV)IE(mA) (2-5)
图2-1放大电路的输入电阻ri=rbe//(Rb1+RW1)≈rbe,输出电阻ro? RC。 三、实验内容与步骤 1.连接测试电路
利用模拟实验装置的元器件按图2-2连接电路,12V工作电源VCC位于实验装置右上方,连接时注意电源极性。
图2-2 单管交流放大测试电路
2.调节静态工作点
(1)调节
RW1,使UCE≈6V。
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实验2 单级晶体管共射放大电路调试已测试
(2)调节函数发生器,使之输出频率为1kHz、有效值为10mV的正弦信号。按入函数发生器右上方的40db幅度衰减键,用交流毫伏表测量函数发生器输出信号有效值,调节函数发生器幅度旋钮AMPLITUDE,使毫伏表读数为10mV。注意毫伏表的量程选择为30mV档,数据从第二道0~3.0刻度读取,倍数乘10。
将函数发生器的输出信号接入放大电路的输入端,注意黑夹子接电路参考地(与电源负极性端共点),红夹子接电容C1的输入端。
(3)用示波器观察放大电路输出电压uo。示波器的探头也应该黑夹子接参考地,红夹子接被测信号,即电容C2的右端。示波器的信号输入耦合方式选择“AC”,调节示波器的垂直灵敏度V/div和扫描灵敏度S/div,使波形显示合适。
(4)微调基极偏置电位器
RW1,使放大电路输出信号uo为最大不失真信号(输出幅度
最大的标准正弦信号),此时为电路空载时的最佳静态工作点。
(5)断开输入信号和输出信号,用万用表的直流电压档测量静态发射结电压射电压UCE,记录在表1中。
(6)关闭电源,断开偏置电阻的一侧连线,用万用表的电阻档测量RB=在表1中。
表1 图2放大电路的最佳静态工作点测量值
测量值 UBE(V) UCE(V) RB(kΩ) IC(mA) (7)根据下式以及各测量值计算晶体管的静态基极电流IB、集电极电流IC和电流放大系数β, 以及发射结动态等效电阻rbe。
静态基极电流 IB=
UCC?URBBEUBE、集-
RW1+RB1,记录
计算值 IB(mA) β rbe(Ω) ?VCCRB
静态集电极电流 IC?UCC?UCERCICIB
三极管放大倍数 ??
三极管的输入电阻rbe=200+(1+?)
26(mV)IE(mA)≈200+(1+?)
26(mV)IC(mA)(?)
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实验2 单级晶体管共射放大电路调试已测试
3.测量放大电路的空载电压放大倍数和带负载电压放大倍数。
(1)空载电压放大倍数的测量:
将函数发生器的信号输出信号再次接入放大电路的输入端,并在表2中记录输入电压Ui有效值的大小;电源上电,用交流毫伏表测量图2电路空载时的输出电压有效值Uoo,记录在表2中。(注意测量输出电压前先选择毫伏表量程为10V档,将探头接入电路后再逐渐减小量程,使指针位于表头的中部范围,读取数据时根据量程选择刻度。)
(2)带负载电压放大倍数的测量:
将负载电阻RL接入电路,图2-3所示,然后测量放大器的输出电压有效值UoL,记录在表2中。
图2-3带负载电压放大倍数的测量电路
表2 放大电路的交流性能指标测量
测量值 Ui(mV) Uoo(V) UoL(V) 计算值 Auo AuL (3)根据下式以及各测量值计算空载电压放大倍数Auo和带负载电压放大倍数AuL:
UooUi空载电压放大倍数 Auo=
带负载电压放大倍数AuL=
UoLUi
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实验2 单级晶体管共射放大电路调试已测试
4.波形观察
(1)输入波形与输出波形的相位关系
在图2-3电路中利用双踪示波器同时观测输入波形和输出波形,并在图2-4(a)中记录不失真情况下的波形。(注意示波器的垂直显示方式设为“断续”,耦合方式都设为“AC”) (2)观察电路元件参数变化对放大器性能的影响
调整RW1(逆时针旋),使RW1↓,直到输出信号波形uo的幅度出现明显变化。在图2-4(b)中记录失真波形。记录后,请顺时针旋RW1 ,使输出信号波形uo恢复正常。 (3)观察输入信号对放大电路的影响
增大输入信号,直到输出信号波形uo的幅度出现明显变化。在图2-4(C)中记录失真波形。
(a) (b) (c)
图 2-4 测试电路的输入/输出波形
四、实验设备
1.DML-1系列模拟电子电路实验系统 2.XJ4318双踪示波器
3.XJ1631函数信号发生器 5.SB2238B台式数字万用表 五、实验预习要求
1.复习单管交流放大器的电路组成、放大原理。 2.掌握静态工作点、晶体管发射结电阻
rbe 1台
1台 1台
1台
4.AS2294晶体管毫伏表 1台
、电压放大倍数的概念和分析方法。
3.熟悉实验内容和步骤,复习双踪示波器、函数发生器和交流毫伏表的操作方法。考虑如果在电容C2的右端测量UCE测量值会是多少? 4.分析输出电压Uoo和UoL的测量值应该哪个大? 六、实验思考题
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实验2 单级晶体管共射放大电路调试已测试
1.用示波器观察图2-3中晶体管集-射电压uCE和输出电压uo的波形时,如果采用直流耦合方式两者是否相同?用交流耦合方式呢?为什么? 七、实验报告要求
1.完成数据处理和步骤4记录的波形图绘制。
2.计算空载电压放大倍数和带2.7kΩ负载时的电压放大倍数,并比较理论计算与实测结果,分析可能导致差异的原因。 3.回答思考题。
4.记录实验中发生的问题和处理方法。
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实验3 集成运算放大器在信号运算方面的应用
实验3 集成运算放大器在信号运算方面的应用
一、实验目的
1. 了解集成运算放大器的特点和性能。 2. 理解集成运算放大器线性应用的基本条件 3. 掌握集成运算放大器在信号放大方面的应用
4. 掌握集成运算放大器在模拟信号运算(加、减)方面的应用 二、实验原理
集成运放是一种高增益直流放大器,即开环增益很高。当集成运放的输出端与同相输入端有信号通路或输入、输出端无电路连接时,工作于非线性状态,可以实现各种电压比较或信号发生功能。
当集成运放的输出端与反相输入端有信号通路时,具有深度负反馈特性,输入、输出信号成线性关系。集成运放工作于线性状态时,呈“虚短”、“虚断”特点,“虚短”即同相输入端电压等于反相输入端电压;“虚断”是指输入电阻无穷大,输入端电流约为0。通过不同的外围电路,集成运放可对输入信号实现各种不同的线性处理功能,如信号的同相或反相放大功能,加、减、乘、除、微分、积分、对数、指数等运算功能。
1.反相比例放大
图1电路的电压信号ui从集成运放的反相端输入,由于“虚短”特性,集成运放的两个输入端同电位,都为参考地零电位。由于“虚断”特性,通过电阻R1和RF的电流相等,方向
相同。根据KVL,uo=-
uiR1RF。所以,在理想情况
下,反相比例放大器的闭环增益为
Au?uoui=?RFR1 (3-1)
输入、输出电压具有反相比例放大关系。选择不同的RF和R1可以获得不同的放大倍数Au。一般
RF取值在几十千欧至几百千欧范围,过大或过小会
产生一些问题。当取RF=R1时, uo=-ui ,电路为电压反相器,没有放大功能。
运放同相输入端所接电阻R2为平衡电阻。平衡电阻的作用是为了保持集成运算放大器输
入端等效电阻对称,减小输入失调电流对输出电压的影响。为保证集成运放两个输入端的对地等效电阻相同,反相比例放大器的平衡电阻R2=R1// RF。 2.同相比例放大
图2电路的电压信号ui通过电阻R2从集成运放的同相端输入,由于“虚短”、“虚断”特性,集成运放的两个输入端都为参考地电位,通过电阻R1和RF的电流相等,方向相同。根据
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实验3 集成运算放大器在信号运算方面的应用
KVL,
uiR1?uo?uiRF。所以,在理想情况下,放
大器的闭环增益为
Au?uoui=1?RFR1 (3-2)
输入、输出电压具有同相比例放大关系。只
要RF取有限值,电压放大倍数Au恒大于1。当R1??(开路)时,放大器电压放大倍数Au为1,输出电压uo恒等于输入电压ui,具有同相电压跟随作用,称为电压跟随器。
运放同相输入端所接电阻R2也是平衡电阻,其阻值大小对比例系数Au没有影响。为保证集成运放两个输入端的对地等效电阻相同,同相比例放大器的平衡电阻R2也等于R1与RF并联。 3.反相比例加法运算
根据信号输入端的不同,加法器有同相和反相两种形式。图3电路的两个电压输入信号ui1、 ui2分别通过电阻R1、R2从集成运放的反相端输入。由于“虚短”、“虚断”特性,集成运放的两个输入端都为参考地电位,通过电阻R1、R2的电流叠加后流过反馈电阻RF,根据KCL
可得
ui1R1?ui2R2?ui?uoRF,即输出电压与输入电
压的关系为
uo??(RFR1ui1?RFR2ui2) (3-3)
当输入电阻阻值相同(R1=R2)时,输出电压与输入电压相加和成比例,相位相反,故
称为反相比例加法器。图3中集成运放同相输
入端的电阻R3是平衡电阻,为保证集成运放两个输入端的对地等效电阻相同,平衡电阻R3=R1//R2// RF 。 4.差动比例运算
图4电路的两个电压输入信号ui1、ui2通过电阻R1、R2分别从集成运放的反相端和同相端
输入。由于 “虚断”特性,集成运放的同相输入
端电位u+为电阻R2和R3分压值,即
u??ui2R3R2?R3 (3-4)
通过电阻R1和RF的电流相等,方向相同。
由于 “虚短”特性,集成运放的反相输入端电位u-与u+相同,因此有
ui1?u?R1?u??uoRF (3-5)
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实验5 触发器功能测试及时序逻辑电路
1、二-五-十进制异步集成计数器CT74LS290
74290片内有两个独立的计数器。一个是二进制计数器,CP0为时钟脉冲输入端,Q0为输出端;另一个是异步五进制加计数器,CP1为时钟脉冲输入端,Q3,Q2,Q1为输出端。R0A,R0B称为异步复位端,S9A,S9B称异步置“9”端。其引脚排列见图4-1(a)。其功能见表4。
表4 CT74LS290异步计数器逻辑功能表
输 入 复 位 端 R0A 1 1 0 × 0 × 0 × 输 出 S9B × 0 1 1 × 0 0 × 置 “9” 端 S9A 0 × 1 1 0 × × 0 R0B 1 1 × 0 × 0 × 0 Q3 0 0 1 1 Q2 0 0 0 0 Q1 0 0 0 0 Q0 0 0 1 1 计 数 CT74LS290芯片引脚图如图5-4所示。
图5-4 二-五-十进制计数器74LS290
2、集成计数器的模值修改
模值为M的集成计数器可以被用来实现模为任意值的计数器电路。利用集成计数器的清零功能或置数功能可以减小集成计数器的模,而多片集成计数器相连又可以扩展计数器的模。
①反馈清零法
利用集成计数器的清零功能实现状态跳转,可以减少计数器的模,使模N 74LS290为异步清零,可以利用无效状态SN的二进制编码综合出清零控制信号,使集成计数器立即被清为全“0”状态,SN状态转瞬即逝,不能维持。 ②反馈预置数法 利用集成计数器的预置数功能(控制端LD)实现状态跳转,减少计数器的模,使模N 29 实验5 触发器功能测试及时序逻辑电路 若预置数码值为全“0”,则称反馈置零。同反馈清零法一样,根据集成计数器预置控制方式的不同,置零控制信号可以由无效状态SN的二进制编码产生。 三、实验内容和步骤 1.基本RS触发器功能测试 按图5-1电路将两个二输入与非门组成基本RS触发器,输入RD、SD分别接一个逻辑开关,输出的逻辑状态各用一个LED发光二极管指示。根据表5中条件逐项设置RD、SD的输入电平测试电路输出Q的状态,分析逻辑功能。最后两项反复操作几遍,看RD、SD同时从“0”变为“1”后,Q状态是否一致。 表5 与非门组成的基本RS触发器的逻辑功能测试 RD SD Q 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 Q 功 能 2.集成JK触发器功能测试 (1)测试集成触发器的直接置位、复位功能。 SD在实验装置的左上角的四个JK触发器中任选一个,然后将直接置位、复位输入RD、 各接一个逻辑开关,输出Q、Q各接一个发光二极管。按表6控制 RD,SD,记录触发器的输出状态。最后两项反复操作几遍,看RD,SD同时从“0”变为“1”后,输出Q是否为同一状态。 表6 集成JK触发器的直接置位、复位功能测试 RD SD 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 Q Q 功 能 30 实验5 触发器功能测试及时序逻辑电路 (2)测试JK触发器的触发方式和逻辑功能。 JK触发器的RD,SD同时置“1”,触发器的J,K输入各接一个逻辑开关,触发时钟CP接实验装置右下方的正脉冲(“单次脉冲”按钮上面的左插孔 )。“单次脉冲”按钮在 静止状态为低电平“0” (LED指示灯灭),当按下按钮后,左插孔则输出高电平“1”(上升沿,LED指示灯亮),所以按下按钮的过程产生脉冲的上升沿↑,而松开按钮的过程产生脉冲的下降沿↓(左插孔输出低电平“0”,LED指示灯灭)。 使RD=0直接复位JK触发器,然后RD置1。按表7控制J、K和CP的输入,记录JK触发器的输出状态。测试完毕保留电路。 其中CP的上升沿(↑)是指按下脉冲按钮,记录下Q、Q 的状态后再松开脉冲按钮,记录CP下降沿(↓)后的触发器状态。 表7 集成JK触发器的触发方式和激励功能测试 J K CP Q Q 1 0 ↑ 1 0 ↓ 0 0 ↑ 0 0 ↓ 0 1 ↑ 0 1 ↓ 1 1 ↑ 1 1 ↓ 1 1 ↑ 1 1 ↓ (3)将控制RD或SD的开关置低电平“0”,J、K置“1”,再按下脉冲按钮,观察触发器的输出状态能否改变。 3.集成D触发器功能测试 任选实验装置左上角的四个D触发器中的一个,然后将直接置位SD、复位输入RD接高电平(+5V),输出Q、Q各接一个发光二极管。 激励输入D接逻辑开关,触发时钟CP接负单脉冲(“单次脉冲”按钮上面的右插孔 )。 — 负单脉冲按钮在静止状态为高电平“1”,按下后为低电平“0”。所以按下按钮的过程产生脉冲的下降沿↓,松开按钮的过程产生脉冲的上升沿↑。 按表8控制D和CP的输入,记录D触发器的输出状态。其中CP的下降沿(↓)是指按下脉冲按钮,记录下Q、Q 的状态后再松开脉冲按钮,记录CP上升沿(↑)后的触发器状态。 — 表8 D触发器功能测试 D CP Q Q 1 ↓ 1 ↑ 0 ↓ 0 ↑ 31 实验5 触发器功能测试及时序逻辑电路 4.触发器应用电路 (1)D触发器应用电路 按图5-5连接D触发器电路,输出接发光二极管。各触发器的各触发器的置位端SD全部悬空(置“1”),复位端RD串接后接在逻辑开关上,先使计数器清零(开关拨向下),然后向上拨动开关将RD置“1”,使计数器在CP脉冲作用下开始计数,观察4个发光二极管的状态变化规律记录在表9中,记录一个循环周期。 图5-5 D触发器应用电路 表9 图5-5电路状态变化关系 CP Q3 Q2 Q1 Q0 CP Q3 Q2 Q1 Q0 0 0000 9 1 10 2 11 3 12 4 13 5 14 6 15 7 16 8 17 (2)集成二-五-十进制异步加计数器CT74LS290应用 ①按图5-6(a)连接电路。注意管脚14(VCC)接+5V,管脚7(GND)接电源地。时钟CP接1Hz脉冲信号,输出Q3 ~ Q0接发光二极管。观察输出状态变化规律与表10的预习结果是否一致。说明电路功能。 (a) CT74LS290应用电路 (b)CT74LS290组成六进制加法计数器 图 5-6 集成二-五-十进制异步加计数器CT74LS290应用 32 实验5 触发器功能测试及时序逻辑电路 表10 图5-6(a)电路的状态转换关系 CP Q3 ~ Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 电路功能为 ② 按预习完成的图5-6(b)连接六进制加法计数器电路。输出Q3 ~ Q0接逻辑实验箱上方左边的七段显示器译码输入,观察显示结果。 四、实验设备器材 1.数字逻辑实验箱 1台 2.集成器件CT74LS290 1片 五、实验预习要求 1.复习基本RS触发器、JK触发器及D触发器的工作原理及特点。 2.考虑图5-5电路中D触发器转换成了什么触发器?(T触发器还是Tˊ触发器)。 3.分析图5-5,图5-6(a)电路的功能,列出各电路Q3 ~Q0状态转换图。 4. 用CT74LS290设计一个六进制加法计数器,要求状态码从“0000”到“0101”循环变化。在图5-6(b)中完成电路连线图。 六、实验注意事项 1.TTL集成器件必须连接5V工作电源才能实现逻辑功能,电源的极性不能接反。 2.触发器工作在同步触发状态时,直接置位、复位控制必须输入无效电平“1”。 七、实验思考题 考虑是否能用JK触发器实现二进制加计数功能,画出电路逻辑图。 八、实验报告要求 1.完成实验预习要求。 2.完成实验内容中的记录要求。 3.回答思考题。 33
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