433010 电工技术实验

图 2.6.1

图 2.6.2

3．根据各项测试结果说明各电路的频率特性。 与负载电阻并联电容以构成电容滤波电路，可使输出电压波形变得比较平滑。在滤波电路的时间常数τ大于或等于3～5倍整流电源的半周期的情况下，输出直流电压 限幅电路可以把输入信号的正峰或负峰限制在某一电平上。 稳压二级管反向击穿时呈现恒压特性，利用这一特性可以实现稳压，使输出电压在输入电压和负载变化时都基本保持恒定。为使稳压电路正常工作，在任何情况下，必须保证稳压二极管始终工作在反向击穿状态，并且流过稳压二极管的电流始终大于稳定电流，而小于最大稳定电流。稳压电路的稳压性能通常用稳压系数S和动态内阻r表示： 三．实验步骤启动EWB   1．半波整流电路 二. 实验电路及说明： 图 2.8.1     实验电路如图2.8.1所示。直流电流表IB、IC和直流电压表UCE，分别用来测量晶体管的基极、集电极静态电流和集电极及发射极之间的静态电压，而交流电压表Ui、Uo分别用来测量放大器的输入和输出信号电压。上偏置电阻RB为可调电阻，由设定的控制键（缺省为R）控制阻值的增减。与电容CE串联的键控开关S1由设定的控制键控制通断，以便控制CE的接通和断开。 三. 实验步骤：      启动EWB。   1．建立实验电路1）.分别打开基本元件箱、晶体管工具箱、指示器件工具箱和仪器箱，选取（拖曳）各元件至电路设计窗口，按图2.8.1中的要求旋转某些元件的方向，并按图中位置摆放，分别双击每一个元件，按图2.8.1要求设置元件的参数。 NPN型晶体管 model：                                    default/ ideal 电位器（可调电阻） 阻值 (Value / Resistance )：            150KΩ 初始设置(Value /Setting): 50% 增量(Value /Increment): 5% 增量控制键(Value /Key): 可取缺省R，也可任意设定。 开关 控制键(Value /Key):         K 电压表、电流表 按照其在电路中的作用，设置模式（(Value / Mode)为AC或DC 函数发生器：               波形：正弦               频率(Frequency)：1KHz               占空比(Duty cycle)：50%               电压幅值(Amplitude )：5mV 示波器： 时基（Time Base）：先设定为0.200ms/div，随频率变化再进行调节 触发选择：A或B 2）.设置电路图的显示内容        选择Circuit | Schematic Options 菜单命令，在Show / Hide对话框，选中Show Reference ID、Show Value两项，以便显示元件的编号和参数值。 3）.按图2.8.1所示连线，调整连线，使其比较整齐。 4）.电路的保存 选择File | Save  菜单命令，将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到事先打开的字处理软件（如word或写字板）的新文档中。   2. 放大器仿真测试1). 点击主窗口右上角的启动／停止开关，使计算机对电路进行仿真。 2). 在RB1为40%、50%、60%三种情况下，分别读取电流表IB、IC的读数，并由此计算晶体管的电流放大倍数。 使开关S1处于接通状态，在上述三种情况下，一边增大输入信号，一边用示波器同时观察输入和输出信号波形，直到输出波形刚要出现失真但还不太明显时为止。参照13页“示波器的调整”介绍的方法将波形调节稳定。按工具栏中的图形工具 1). 按照图2.11.2连接电路，选中数字集成电路工具箱图标，打开数字集成电路工具栏，选择74xx（拖曳到电路编辑区），在打开的列表中选择7445。在指示器件工具栏中连续选择10个逻辑探针，并选中它们，将它们一起旋转270°以便于接线，将它们依次连接到7445的10个译码输出端0－９。在仪表工具栏中选择字元发生器，将其低4位输出端由低向高依次连接到7445的4个代码输入端A－D。        2).双击字元发生器图标以展开其面板，在字元编辑区从首地址0000开始，依次写入10个16进制字：0000H，0001H，0002H，0003H，0004H，0005H，0006H，0007H，0008H，0009H其低4位二进制依次为0000，0001，0010，0011, 0100，0101，0110，0111, 1000，1001（必须在西文输入方式下）。触发方式（Trigger）设置为内触发（Internal），地址编辑区设置：初始地址（Initial）为0000，末地址（Final）为0009，输出频率（Frequency）为1Hz。 3). 按单步（Step）钮，每次输出一个字元，观察10个输出端状态的变化。按循环（Cycle）钮，自动循环依次输出10个字元，观察并记录10个输出端状态的变化。 4). 选择File | Save  菜单命令，将电路保存在.ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。 5). 按O／I按钮，停止电路仿真，然后建立新的电路文件。   3. BCD－七段数码管译码显示电路[table]
	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image206.png

1). 按照图2.11.3连接电路。选中数字集成电路工具箱图标，打开数字集成电路工具栏，选择74xx（拖曳到电路编辑区），在打开的列表中选择7447。在指示器件工具栏中选择7段数码管（Seven-Segment Display）,其管脚说明见图2.11.4，将其7个输入端A－Ｇ依次接到7447的译码输出OA－OG。在仪表工具栏中选择字元发生器，将其低4位输出由低向高依次连接到7447的4个代码输入端A－D。

       2).双击字元发生器图标以展开其面板，在字元编辑区从首地址0000开始，依次写入10个16进制字：0000H，0001H，0002H，0003H，0004H，0005H，0006H，0007H，0008H，0009H（必须在西文输入方式下），其低4位二进制依次为0000，0001，0010，0011, 0100，0101，0110，0111, 1000，1001。触发方式（Trigger）设置为内触发（Internal），地址编辑区设置：初始地址（Initial）为0000，末地址（Final）为0009，输出频率（Frequency）为1Hz。

1). 按照图2.11.5连接电路。选中数字集成电路工具箱图标，打开数字集成电路工具栏，选择741xx（拖曳到电路编辑区），在打开的列表中选择74157。在指示器件工具栏中连续选择12个逻辑探针，并选中它们，将它们一起旋转270°, 以便于接线。将它们分成3组，左面一组用来指示左路代码的各位，从右向左依次连接到74157的A路代码输入端1A、2A、3A、4A，同时连接到字元发生器的高4位输出；右面一组用来指示右路代码的各位，从右向左依次连接到74157的B路代码输入端1B、2B、3B、4B，同时连接到字元发生器的低4位输出。键控开关在０和＋５Ｖ之间切换，以控制74157在左、右两路代码中选择一路。中间一组用来指示74157的选择输出，从右向左依次连接到74157的选择输出端1Y、2Y、3Y、4Y。

       2).双击字元发生器图标以展开其面板，在字元编辑区首地址0000写入16进制字A005H（必须在西文输入方式下），其高4位二进制为1010，为代码A；低4位二进制为0101，为代码B。触发方式（Trigger）设置为内触发（Internal），地址编辑区设置：初始地址（Initial）为0000，末地址（Final）为0000，输出频率（Frequency）为1Hz。
3). 启动电路仿真。按单步（Step）或循环（Cycle）钮，用开关的控制键使开关在0和＋5V之间切换，注意观察74157选择输出端4个逻辑探针指示状态的变化，与左、右两路的代码指示相比较。
4). 选择File | Save 菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。
5)．停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。
四．实验报告要求列出各实验电路的逻辑真值表，说明其逻辑功能。

实验十二 时序逻辑电路分析一. 实验目的1. 学习利用EWB 对时序逻辑电路进行仿真测试的方法；
2. 了解十进制BCD码计数器和环形计数器的工作状态及逻辑功能；
3. 学习逻辑分析仪的使用方法。
二. 电路及说明

图2.12.1所示的十进制BCD码计数器由4个低电平异步置位JK触发器（JK Flip -Flop With Active Low Asynch Inputs）和7个2输入与门构成，计数器的代码输出直接由4个逻辑探针显示其状态，并经带译码器的7段数码显示器译码显示。计数脉冲由函数发生器提供，计数器的计数脉冲及代码输出还连接到逻辑分析仪的低5位输入端，以显示其波形。

图2.12.2为集成组件7490构成的两级十进制BCD码计数器，方波信号源作为低位的时钟脉冲（即计数脉冲）输入，低位的代码输出QA、QD经与门组合，作为高位的时钟脉冲（即计数脉冲）输入，两个带译码器的7段数码管作译码显示。

图2.12.3 为由8个低电平异步置位D触发器（D Flip - Flop With Active LowAsynch Inputs）构成的环形计数器，当键控开关接地时，计数器预置状态为10000000，接＋5V时，计数器正常计数。8个逻辑探针用来指示计数器的输出状态，方波信号源作为时钟脉冲（即计数脉冲）。

三. 实验步骤  1. 十进制BCD码计数器

1).在数字集成组件工具栏，选择（拖曳到电路编辑区）4个低电平异步置位JK触发器（JK Flip - Flop With Active LowAsynch Inputs），在逻辑门工具栏选择7个2输入与门，在指示器件工具栏中选择带译码器的7段数码显示器和4个逻辑探针，将它们按照图2.12.1的位置摆放，并连接成十进制BCD码计数器及译码显示电路。

2). 双击函数发生器图标，打开其面板，设置矩形波输出，频率1Hz，占空比50%，幅值5V。计数器的计数脉冲及代码输出还连接到逻辑分析仪的低5位输入端，以显示其波形，从低位至高位由上而下依次排列，双击逻辑分析仪图标，打开其面板，在右下部Clocks per division框设置波形显示的时间轴刻度为1，单击面板下部Clock区的Set按钮，在弹出的Clock Setup对话框中，对波形采集的控制时钟进行设置：时钟模式（Clock mode）为内（Internal），时钟触发沿（Clock edge）为上跳沿有效（Positive），内时钟频率（Internal
Clock rate）为2Hz 。按认可（Accept）钮结束设置。

       3).启动电路仿真，按动开关使其接地，计数器清零，再按一次开关，使其接＋5V，计数器开始计数。注意观察计数器状态的变化及数码管的显示，观测逻辑分析仪显示的计数脉冲及代码输出的波形。
停止电路仿真。点击逻辑分析仪窗口下的水平滚动条，可观察完整的波形。

选择Edit／Copy asBitmap菜单命令，按住鼠标左键，在逻辑分析仪窗口四周拉出一个矩形，将其复制到剪贴板上，然后，再将其粘贴到电子文档中。

4).选择File | Save 菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。

  2. 集成组件构成的两级十进制BCD码计数器1).在数字集成组件工具栏，选择（拖曳到电路编辑区）2个十进制计数器7490（Decade counter），在逻辑门工具栏选择1个2输入与门，在指示器件工具栏中选择2个带译码器的7段数码显示器，在电源工具栏选择1个方波信号源，按照图2.12.1连接成两级十进制BCD码计数器及译码显示电路。
2). 方波信号源设置：频率：2Hz，幅值5V，占空比50%
3). 启动电路仿真，注意观察2个数码管的显示，是否符合十进制计数法则。
4).停止电路仿真。选择File | Save 菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。
  3. 环形计数器       1).在数字集成组件工具栏，选择（拖曳到电路编辑区）4个低电平异步置位D触发器（D Flip - Flop With Active LowAsynch Inputs），在指示器件工具栏中选择8个逻辑探针，在电源工具栏选择1个方波信号源和1个直流电压源，将它们按照图2.12.3的位置摆放，并连接成环形计数器。

	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image216.png

2). 方波信号源设置：频率：2Hz，幅值5V，占空比50%

3). 启动电路仿真。
将开关接地，使计数器预置状态10000000，再将开关接＋5V，使计数器开始计数。注意观察计数器状态的变化规律，列出计数器的状态表。
4). 选择File | Save 菜单命令，将电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法，将电路图复制到粘贴板上，然后，将其粘贴到字处理软件的文档中。保存文档。
5)．停止电路仿真。退出EWB，退出Windows 98 ，关闭计算机系统。
四. 实验报告要求：    列出各时序逻辑电路的状态表，绘出其工作波形。

第二部分 附录附录一 编写电子文档式的实验报告启动EWB（Electronics Workbench）.。

选择一个支持Windows的OLE功能的字处理软件（推荐使用MicrosoftWord，在计算机系统资源配置较低时，也可以选用写字板），与EWB同时运行，将EWB的实验结果（测试数据、观测到的波形及特性曲线等）保存到字处理软件的文档中，该文档可作为电子文档式实验报告的初稿。

  1．在文档中嵌入EWB中建立的实验电路图在EWB的Edit菜单中选择Copy as Bitmap选项，然后拖曳鼠标左键，在需要的图形（电路图、仪器面板图、展开的仪器面板图如逻辑分析仪等）周围拉出一个矩形框，被选择的部分即被复制到了Windows的粘贴板上，然后，切换到字处理软件窗口，就可以将其粘贴到字处理软件的文档中。
  2．在文档中嵌入波形或曲线

在示波器上观测到的波形和在波特图仪上观测到的幅频、相频特性曲线，都可以在EWB的分析图形窗口（AnalysisGraphs）建立相应的图形页，并在其中重现示波器和波特图仪上的波形和曲线， EWB各项分析功能（暂态分析、交流频率分析等），也会在分析图形窗口建立相应的图形页，显示分析的结果。先选择需要的图形页，并参照16-19页的方法设置图形页的各项参数，再按分析图形窗口工具栏中的Copy工具按钮

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image242.png