四川大學網絡教育學院 電工電子綜合實踐 校外學習中心:

　廣東奧鵬教育中心

　學 生

　姓 名:

　陳曉宇

　專

　業:

　 電氣工程及其自動化

　 層

　次:

　 專 升 本

　 年

　級:

　2016 年春

　 學

　號:

　 實

　驗 時 間:

　 2017 年 03 月 07

　 實驗 題目

　1、L、C 元件上電流電壓的相位關系。

　2、電路功率因素的提高。

　3、虛擬一階 RC 電路。

　4、用數字電橋測交流參數。

　5、差動放大電路。

　6、負反饋電路。

　7、算術運算電路。

　8、整流、濾波與穩壓電路。

　9、編碼器與譯碼器。

　10、數據選擇器。

　11、觸發器。

　12、計數器。

　實驗 目的

　1、在正弦電壓激勵下研究 L、C 元件上電流,電壓的大小與它們的相位關系,以及輸入信號的頻率對它們的影響,學習示波器、函數發生器以及數字相位儀的使用。

　2、明確交流電路中電流、電壓與功率之間的關系,了解提高感性交流電路功率因數的方法及電路現象,學習功率表的使用方式,了解日光燈工作原理及線路連接。

　3、在 Electronics workbench Multisim 電子電路仿真軟件中,對一階電路輸入方波信號,用示波器測量其輸入,輸出之間的波形,以驗證 RC 電路的充放電原理,并熟悉示波器的使用。

　4、用TH2080型LCR數字交流電橋測量RLC的各種參數,了解電阻、電容、電感的特性。

　5、加深對差動放大電路工作原理的理解,學習差動放大電路靜態工作點的測量方法。解差動放大電路零漂產生的原因及抑制零漂的方法。學習差動放大電路差模、共模放大倍數與共模抑制比的測量方法。

　6、加深對負反饋放大電路放大特性的理解。學習負反饋放大電路靜態工作點的測試及調整方法。研究電壓串聯負反饋電路、電流負反饋偏置電路、電壓負反饋偏置電路的反饋作用的實現過程,學習判斷反饋電路的組態。觀察輸出電壓波形,測定電路的電壓放大倍數。

　7、了解集成運放開環放大倍數vA 與最大輸出電壓max ov 的測

　試方法,掌握比例運算、加法運算、減法運算、積分運算電路的調整,微分運算電路的連接與測試。了解集成運算放大器非線性應用的特點。

　8、了解橋式整流電路的原理,以及輸入、輸出電壓間的數量關系。認識濾波器的作用,理解變壓器參數的選擇方法。了解串聯穩壓電路與并聯穩壓電路的工作原理。了解保護電路的限流保護作用與工作原理。了解集成穩壓塊的性能及其測試方法。

　9、掌握二進制編碼器的邏輯功能及編碼方法。掌握譯碼器的邏輯功能,了解常用集成譯碼器件的使用方法。掌握譯碼器、編碼器的工作原理與特點。熟悉常用譯碼器、編碼器的邏輯功能及典型應用。

　10、掌握數據選擇器基本電路的構成及電路原理。學習并掌握數據選擇器邏輯功能及其測試方法。掌握應用數據選擇器組成其它邏輯電路的方法。

　11、掌握觸發器邏輯功能與測試方法。測試與非門構成的 RS觸發器的邏輯功能。測試 JK 觸發器的邏輯功能。測試 D 觸發器的邏輯功能。

　12、了解中規模集成計數器 74LS90,74LS161 的功能,學習其使用方法。掌握將十進制計數器變換成 N 進制計數器的方法。了解同步,異步計數器的分頻功能,學會調整同步,異步計數器的分頻數。

　儀器 儀表 目錄

　1、交流電流表、交流電壓表、數字相位計。

　2、單相調壓器、交流電壓表、電流表、單、三相功率表、十進電容器及熒光燈元件。

　3、脈沖信號發生器、虛擬示波器、動態電路實驗板。

　4、FB2020 型電橋綜合實驗平臺、待測元件盒、交流檢流計。

　5、交流毫伏表、示波器(自備)、數字直流電壓表、晶體三極管。

　6、模擬實驗箱,函數信號發生器,雙蹤示波器,交流伏安表,數字萬用表。

　7、示波器、數字萬用表。

　8、Maxplus II,FPGA 實驗箱。

　9、數字邏輯電路實驗箱、數字邏輯電路實驗箱擴展板、數字萬用表、芯片。

　10、計算機、Electronics Workbench Multisim 2001 電子線路仿真軟件 。

　11、 四 2 輸入正與非門 74LS00、雙 D 觸發器 74LS74。

　12、適配器 、2JK 觸發器、LED 顯示器、四位計數器。

　實驗報告一

　L L 、C C 元件上電流電壓的相位關系

　一、實驗線路、實驗原理與操作步驟

　操作步驟: 1、調節 ZH-12 實驗臺上的交流電源,使其輸出交流電源電壓值為220V。

　2、按電路圖接線,先自行檢查接線就是否正確,并經教師檢查無誤后通電 3、用示波器觀察電感兩端電壓 uL 與電阻兩端 uR 的波形,由于電阻上電壓與電流同相位,因此從觀察相位的角度出發,電阻上電壓的波形與電流的波形就是相同的,而在數值上要除以“R”。仔細調節示波器,觀察屏幕上顯示的波形,并將結果記錄

　操作步驟: 1、調節 ZH-12 實驗臺上的交流電源,使其輸出交流電源電壓值為24V。

　2、按圖電路圖接線,先自行檢查接線就是否正確,并經教師檢查無誤后通電。

　3、用示波器的觀察電容兩端電壓 uC 與電阻兩端電壓 uR 的波形,(原理同上)。仔細調節示波器,觀察屏幕上顯示的波形

　二、實驗結果: 1、在電感電路中,電感元件電流強度跟電壓成正比,即I∝U、用 1/(XL)作為比例恒量,寫成等式,就得到 I=U/(XL)這就就是純電感電路中歐姆定律的表達式。電壓超前電路 90°。

　分析:當交流電通過線圈時,在線圈中產生感應電動勢。根據電磁感應定律,感應電動勢為die Ldt? ?(負號說明自感電動勢的實際方向總就是阻礙電流的變化)。

　當電感兩端有自感電動勢,則在電感兩端必有電壓,且電壓 u 與自感電動勢 e 相平衡。在電動勢、電壓、電流三者參考方向一致的情況下,則diu e Ldt? ? ? 設圖所示的電感中,有正弦電流Imsin i t ? ?通過,則電感兩端電壓為: (Imsin )sin( 90 )odi d tu L L Um tdt dt?? ? ? ? ? 波形與相量圖如下:

　2、在交流電容電路中 對電容器來說,其兩端極板上電荷隨時間的變化率,就就是流過連接于電容導線中的電流,而極板上儲存的電荷由公式 q=Cu 決定,于就是就有:

　dq dui Cdt dt? ? 也可寫成:1u idtC?? 設:電容器兩端電壓sin u Um t ? ? ( sin )cos Imsin( 90 )odu d Um ti C C CUm t tdt dt?? ? ? ? ? ? ? ? 由上式可知: Im CUm ? ?,即1ImUm UI C ?? ?

　實驗與理論均可證明,電容器的電容 C 越大,交流電頻率越高,則1C ?越小,也就就是對電流的阻礙作用越小,電容對電流的“阻力”稱做容抗,用 Xc 代表。

　1 12XcC fC ? ?? ? 波形與相量圖如下:

　結論:電壓與電流的關系為:

　實驗報告二

　電路功率因素的提高

　一、實驗原理:

　供電系統由電源通過輸電線路向負載供電。負載通常有電阻負載,也有電感性負載。由于電感性負載有較大的感抗,因而功率較低。

　若電源向負載傳送的功率 ,當功率 P 與供電電壓 U 一定時,功率因數 越低,線路電流 I 就越大,從而增加了線路電壓降與線路功率損耗,若線路總電阻為R,則線路電壓降與線路功率損耗分別為 ;負載電感進行能量交換,電源向負載提供有功功率的能力必然下降,從而降低了電源容量的利用率。因此,從提高供電系統的經濟效益與供電質量,必須采取措施提高電感性負載額功率因數。

　通常提高電感性負載功率因數的方法就是在負載兩端并聯適當數量的電容器,使負載的總無功功率 減小,在傳送的有功功率 P 不變時,使得功率因數提高,線路電流減小。當并聯電容器時,總無功功率為 Q 為 0,此時功率因數 =1,線路電流 I 最小。若繼續并聯電容器,將導致功率因數下降,線路電流增大,這種現象稱為過補償。

　負載功率因數可以用三表法測量電源電壓 U、負載電流 I 與功率 P,用公式 計算。

　 （a）

　 (b) 圖 2-12-1

　日光燈電路原理圖 二、實驗內容 1.按實驗電路圖 2-12-2 聯接線路。

　2.將開關 K1 閉合,電容支路開關 K2 斷開 ,通電并觀察日光燈的起輝過程,待燈管點亮后,將開關K1斷開,測出實驗數據表中C=0時的各項測量數據,記入表 2-12-1 內。

　3.合上開關K2,改變電容C的數值,將測量的數據均記入表2-12-1內。(注:每次改變電容之前,應先將開關 K1 閉合,待改變電容之后,再將開關 K1 斷開)

　 圖 2-12-2

　日光燈電路實驗電路圖

　 按照書上電路圖組成實驗電路,按下按鈕開關,調節自耦變壓器

　的輸出電壓為 220V,記錄功率表、功率因數表、電壓表、電流表的讀數,接入電容,從小到大增加電容容值,記錄不同電容值時的功率表、功率因數表、電壓表與電流表的讀數,記入表中。

　三、實驗數據及處理

　P(W) U(V) Uc(V)

　 I(A)

　0 36、38 220 219、9 168、8 110、6 0、350 L0、47 0、47 36、54 220 219、2 168、5 111、5 0、321 L0、51 1 36、87 220 219、6 168、4 111、4 0、297 L0、56 1、47 36、99 220 219、4 167、8 112、3 0、273 L0、65 2、2 37、27 220 218、6 167、3 112、0 0、231 L0、74 2、67 37、26 220 219、0 167、3 112、4 0、211 L0、82 3、2 37、23 220 218、4 167、8 112、6 0、199 L0、87 3、67 37、74 220 219、2 167、4 112、3 0、187 L0、94 4、3 37、74 220 218、4 165、6 113、5 0、182 L0、96 4、77 37、79 220 219、1 167、5 111、9 0、185 L0、94 5、3 38、59 220 219、9 170、2 111、8 0、192 L0、91 結論

　在日光燈電路中,在一定范圍內,電容值越大,視在功率越少,有電源電壓且電路的有功功率一定時,隨電路的功率因素提高,它占用電源的容量 S 就降低,負載電流明顯降低。

　實驗報告三

　虛擬一階 C RC 電路

　一、實驗原理:

　1、 動態網絡的過渡過程就是十分短暫的單次變化過程。要用普通示波器觀察過渡過程與測量有關的參數,就必須使這種單次變化的過程重復出現。為此,我們利用信號發生器輸出的方波來模擬階躍激勵信號,即利用方波輸出的上升沿作為零狀態響應的正階躍激勵信號;利用方波的下降沿作為零輸入響應的負階躍激勵信號。只要選擇方波的重復周期遠大于電路的時間常數τ,那么電路在這樣的方波序列脈沖信號的激勵下,它的響應就與直流電接通與斷開的過渡過程就是基本相同的。

　 2、圖 3-1(b)所示的 RC 一階電路的零輸入響應與零狀態響應分別按指數規律衰減與增長,其變化的快慢決定于電路的時間常數τ。

　 3、 時間常數τ的測定方法

　 用示波器測量零輸入響應的波形如圖 3-1(a)所示。

　根據一階微分方程的求解得知 uc＝Ume-t/RC＝Ume-t/τ。當 t＝τ時,Uc(τ)＝0、368Um。此時所對應的時間就等于τ。亦可用零狀態響應波形增加到 0、632 Um 所對應的時間測得,如圖 3-1(c)所示。

　(a) 零輸入響應

　(b) RC 一階電路

　 (c) 零狀態響應 圖 3-1 4、 微分電路與積分電路就是 RC 一階電路中較典型的電路, 它對電路元件參數與輸入信號的周期有著特定的要求。一個簡單的 RC 串聯電路, 在方波序列脈沖的重復激勵下,

　當滿足τ＝RC<< 2T時(T 為方波脈沖的重復周期),且由 R 兩端的電壓作為響應輸出,這就就是一個

　微分電路。因為此時 電路的輸出信號電壓與輸入信號電壓的微分成正比。如圖 3-2(a)所示。利用微分電路可以將方波轉變成尖脈沖。

　(a) 微分電路

　 (b) 積分電路

　 圖 3-2 若將圖 3-2(a)中的 R 與 C 位置調換一下,如圖 3-2(b)所示,由 C 兩端的電壓作為響應輸出。當電路的參數滿足τ＝RC>> 2T條件時,即稱為積分電路。因為此時電路的輸出信號電壓與輸入信號電壓的積分成正比。利用積分電路可以將方波轉變成三角波。

　從輸入輸出波形來瞧,上述兩個電路均起著波形變換的作用,請在實驗過程仔細觀察與記錄。

　實驗線路板采用 HE-14 實驗掛箱的“一階、二階動態電路”,如圖 3-3所示,請認清 R、C 元件的布局及其標稱值,各開關的通斷位置等等。

　二、實驗內容

　 1、 從電路板上選 R＝10KΩ,C＝6800pF 組成如圖 3-2(b)所示的RC 充放電電路。ui 為脈沖信號發生器輸出的 Um＝3V、f＝1KHz 的方波電壓信號,并通過兩根同軸電纜線,將激勵源ui與響應uc的信號分別連至虛擬示波器接口箱的兩個輸入口 CH1 與 CH2。這時可在示波器的屏幕上觀察到激勵與響應的變化規律,請測算出時間常數τ,并用方格紙按 1:1 的比例描繪波形。

　TRCR

　<<T/2RCR

　>>T/2icRccu uuiuT

　少量地改變電容值或電阻值,定性地觀察對響應的影響,記錄觀察到的現象。

　 2、 令 R＝10KΩ,C＝0、01μF,觀察并描繪響應的波形。繼續增大 C 之值,定性地觀察對響應的影響。

　 3、 令 C＝0、01μF,R＝100Ω,組成如圖 3-2(a)所示的微分電路。在同樣的方波激勵信號(Um＝3V,f＝1KHz)作用下,觀測并描繪激勵與響應的波形。

　圖 3-3 動態電路、選頻電路實驗板 三、實驗結論 輸入為頻率為 50Hz 的方波,經過微分電路后,輸出為變化很陡峭的曲線。當第一個方波電壓加在微分電路的兩端(輸入端)時,電容 C 上的電壓開始因充電而增加。而流過電容 C 的電流則隨著充電電壓的上升而下降。電流經過微分電路(R、C)的規律可用下面的公式來表達 i = (V/R)e-(t/CR)

　i-充電電流(A); v-輸入信號電壓(V);

　R-電路電阻值(歐姆);

　C-電路電容值(F);

　e-自然對數常數(2、71828);

　t-信號電壓作用時間(秒);

　CR-R、C 常數(R*C)

　 由此我們可以瞧出輸出部分即電阻上的電壓為i*R,結合上面的計0.01u1000p30K10K1001K10K1M1000p6800p0.01u0.1u10K10mH4.7mH0.1u

　算,我們可以得出輸出電壓曲線計算公式為:iR = V[e-(t/CR)] 積分電路可將矩形脈沖波轉換為鋸齒波或三角波,還可將鋸齒波轉換為拋物波。電路原理很簡單,都就是基于電容的沖放電原理,這里就不詳細說了,這里要提的就是電路的時間常數R*C,構成積分電路的條件就是電路的時間常數必須要大于或等于 10 倍于輸入波形的寬度。

　輸出信號與輸入信號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 t=to 時,Uc=Oo、隨后C 充電,由于 RC≥Tk,充電很慢,所以認為 Ui=UR=Ric,即 ic=Ui/R,故

　 Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫icdt

　 這就就是輸出 Uo 正比于輸入 Ui 的積分(∫icdt)

　 RC 電路的積分條件:RC≥Tk 實驗報告四

　用數字電橋測交流參數

　一、實驗原理 圖 1 就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,四個橋臂一般就是由交流電路元件如電阻、電感、電容組成;電橋的電源通常就是正弦交流電源;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 以下時可采用諧振式檢流計;音頻范圍內可采用耳機作為平衡指示器;音頻或更高的頻率時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。本實驗采用高靈敏度的交流檢流計,檢流計指針指零(或達到最小)時,電橋達到平衡。

　圖 1 一、交流電橋的平衡條件 本實驗在正弦穩態的條件下討論交流電橋的基本原理。在交流電橋中,四個橋臂由阻抗元件組成,在電橋的一個對角線 CD 上接入交流檢流計,另一對角線 AB 上接入交流電源。

　當調節電橋參數,使交流檢流計中無電流通過時(即0 ?GI),CD 兩點的電位相等,電橋達到平衡,這時有: ?????DBADU UU UCBAC(1) 即:

　???????3 3 2 24 4 1 1Z I Z IZ I Z I? ?? ?(2) 兩式相除有: 3 34 42 21 1Z IZ IZ IZ I?????(3) 當電橋平衡時,0 ?GI,由此可得:

　?????3 42 1I II I(4) 所以 4 2 3 1Z Z Z Z? ? ? ?? (5)

　上式就就是交流電橋的平衡條件,它說明:當交流電橋達到平衡時,相對橋臂的阻抗的乘積相等。

　由圖 1 可知,若第二橋臂由被測阻抗xZ?構成,則: 341ZZZZ x????? ?(6) 當其它橋臂的參數已知時,就可決定被測阻抗 Zx 的值。

　二、實驗結論 交流電橋的平衡條件 我們在正弦穩態的條件下討論交流電橋的基本原理。在交流電橋中,四個橋臂由阻抗元件組成,在電橋的一個對角線 cd 上接入交流指零儀,另一對角線 ab 上接入交流電源。

　當調節電橋參數,使交流指零儀中無電流通過時(即 I0=0),cd 兩點的電位相等,電橋達到平衡,這時有 Uac=Uad

　 Ucb=Udb 即:

　I1Z1=I4Z4

　I2Z2=I3Z3 兩式相除有:

　3 34 42 21 1Z IZ IZ IZ I? 當電橋平衡時,I0=0,由此可得:

　I1=I2,

　I3=I4 所以

　Z1Z3=Z2Z4

　 上式就就是交流電橋的平衡條件,它說明:當交流電橋達到平衡時,相對橋臂的阻抗的乘積相等。

　由圖 4-13-1 可知,若第一橋臂由被測阻抗 Zx 構成,則: 432ZZZZ x ? ?

　當其她橋臂的參數已知時,就可決定被測阻抗 Zx 的值。

　實驗報告五

　差動放大電路

　一、實驗原理

　 圖 5—1 就是差動放大器的基本結構。它由兩個元件參數相同的基本共射放大電路組成。當 K 接入左邊時,構成典型的差動放大器。調零電位器 RP 用來調節 V1、V2 管的靜態工作點,使得輸入信號 Ui=0時,雙端輸出電壓 Uo=0。RE 為兩管共用的發射極電阻,它對差模信號無負反饋作用,因而不影響差模電壓放大倍數,但對共模信號有較強的負反饋作用,故可以有效地抑制零漂,穩定靜態工作點。

　510 ?510 ?R B 10K ?R L 68K ?R C210K ?R C110K ?R P

　 100 ?R E10K ?R E35.1K ?R 236K ?T 1T 2U O+ -+-U i+V CC+12V-V EE-12VKR B 10K ?I C1I C2I E 圖 5—1

　 當 K 接入右邊時,構成具有恒流源的差動放大器,用晶體管恒流源代替發射極電阻RE,可以進一步提高差動放大器抑制共模信號的能力。

　 1.靜態工作點的估算

　 典型電路

　 ) 0 (| |2 1? ???B BEBE EEEU URU VI 認為

　E C CI I I212 1? ?

　恒流源電路 ? ?32 123 3| |EBE BE CCE CRU U VR RRI I? ??? ? E C CI I I212 1? ?

　2.差模電壓放大倍數與共模電壓放大倍數

　 當差動放大器的射極電阻 RE 足夠大,或采用恒流源電路時,差模電壓放大倍數 Ad 由輸出端方式決定,而與輸入方式無關。

　 雙端輸出 RE= ,RP 在中心位置 單端輸出

　當輸入共模信號時,若為單端輸出,則有

　若為雙端輸出,在理想情況下 實際上由于元件不可能完全對稱,因此 AC 也不絕對等于零。

　 3.共模抑制比 CMRR

　 為了表征差動放大器對有用信號(差模信號)的放大作用與對共模信號的抑制能力,通常用一個綜合指標來衡量,即共模抑制比 AcAdCMRR?

　 或) ( 20 dB Log CMRRAcAd?

　 差動放大器的輸入信號可采用直流信號也可用交流信號。本實驗由信號源提供頻率 f=1KHz 的正弦信號為輸入信號。

　二、實驗內容 1、測量靜態工作點 按計劃連接電路 調零:將Vi1與Vi2接地,接通直流電源,調節Rp使雙端輸出電壓Vo=0 測量 V1,V2,V3 的對地電壓 對地電壓 Vc1 Vc2 Vc3 Vb1 Vb2 Vb3 Ve1 Ve2 Ve3 測 量 值(V) 6、34 6 、37 0 、75 0 、00 0 、00 -7、95 -0 、62 -0、62 -8 、60 2、測量差模電壓放大倍數與共模電壓放大倍數:

　將輸入端接入+0、1V,-0、1V 的直流電壓信號;將輸入端 B1,B2 短接,一端接入輸入端記錄相應數據并計算共模抑制比

　差模輸入 測量值 計算值 信號 Vc1 Vc2 V0 雙 Ad1 Ad2 Ad 雙 +0、1V 3、82 8、92 5、02 38、2 89、2 50、2 -0、1V A d =

　= ?U o

?。?R C ?U i

　R B1 ＋r Bo ＋

　(1＋?)R P

　1 2 A d1

　=

　 =

　A d

　 A d2

　=

　 =－

　A d

　?U o

　1

　 ?U C2

　 1 ?U i

　2

　 ?U i

　2 A C1 = A C2

　=

　 =

　?－ ?U C1

?。?R c

　R c ?U 1

　 R B1 ＋r be ＋(1＋?)(

　 R P ＋2R E )

　 2R E

　1 2A C =

　 =0 ?U o

　?U i

　 共模輸入 測量值 計算值 信號 Vc1 Vc2 V0 雙 Ad1 Ad2 Ad 雙 +0、1V 5、40 7、28 1、88 54 -72、8 -18、8 -0、1V 5、40 7、29 1、88 54 -72、9 -18、9 共模抑制比 Ad=50、2

　Ac=18、8

　 則其比為 2、67 差模 Ad1=Vc1/UI=38、2

　Ad2=Vc2/UI=-89、2

　 Ad 雙=Vo 雙/UI=50、2 共模+0、1V: Ad1=Vc1/UI=54

　Ad2=Vc2/UI=-72、8

　 Ad 雙=Vo 雙/UI=-18、8 Ad1=Vc1/UI=54

　Ad2=Vc2/UI=-72、9

　 Ad 雙=Vo 雙/UI=-18、9 3、單端輸入的差分放大電路 B2 接地組成單端輸入差分放大器,b1 端接入+0、1V,-0、1V 測量單端雙端輸出的電壓值

　電壓值 單端 Av 雙端 Av 信號 Vc1 Vc2 V0 直流+0、1V 4、49 8、21 3、72 -1 -2 直流-0、1V 6、42 6、25 -0、17 -1 -2 三、實驗結論

　輸入阻抗較高, 抗干擾能力強就是對雙極性晶體管電路而言的、 輸入阻抗越高,抗干擾能力就強 。

　共模抑制比高(對差模信號有放大作用,對共模信號沒有放大作用) 通常情況下,差動放大器用來放大微弱電信號的。

　實驗報告六

　負反饋電路

　一、實驗原理 1、下圖為帶有電壓串聯負反饋的兩極阻容耦合放大器電路,在電路中通過 Rr 把輸出電壓 Uo 引回到輸入端,家在晶體管 T1 的發射極上,在發射極電阻 Rf1 上形成反饋電壓 Uf。

　主要性能指標如下:

　(1)閉環電壓放大倍數 Ar=Av/1+AvFv ,Av 為開環放大倍數。

　 圖 1 為帶有電壓串聯負反饋的兩極阻容耦合放大器 （2）反饋系數 Fv=RF1/Rf+RF1 （3）輸入電阻 R1f=(1+AvFv)Rf

　 Rf 為基本放大器的輸入電阻 （4）輸出電阻 Rof=Ro/(1+AvoFv)

　 Ro 為基本放大器的輸出電阻 Avo 為基本放大器 Rl=∞時的電壓放大倍數。

　2.本實驗還需測量放大器的動態參數,即去掉圖 1 的反饋作用,得到基本放大器電路如下圖 2

　圖 2 基本放大器 二、實驗內容 1.靜態工作點的測量 條件:Ucc=12V,Ui=0V 用直流電壓表測第一級,第二級的靜態工作點。

　Us(V) UE(V) Uc(V) Ic(mA)

　第一級 2、81 2、14 7、33 2、00 第二級 2、72 2、05 7、35 2、00

　 表 3—1 2、測量基本放大器的各項性能指標 實驗將圖 2 改接,即把 Rf 斷開后風別并在 RF1 與 RL 上。

　 測量中頻電壓放大倍數 Av,輸入輸出電阻 Ri 與 Ro。

　（b）

　條件;f=1KH,Us=5mV的正弦信號,用示波器監視輸出波形,在輸出波形不失真的情況下用交流毫伏表測量 Us,Ui,UL 計入 3—2 表

　基本放大器 Us(mV) Ui(mV) UL(V) Uo(V) Av Rf(KΩ) Ro(KΩ) 5、0 0、5 0、25 0、48 500 1、11 2、208 負反饋放大器 Us(mV) Ui(mV) UL(V) Uo(V) Avf Rif(KΩ) Rof(KΩ) 5、0 2、3 0、14 0、20 87 8、52 1、028

　 表 3—2 （2）保持 Us 不變,,斷開負載電阻 RL,測量空載時的輸出電壓 Uo 計入 3—2 表 三、實驗結論 1、負反饋在電子電路中的作用:改善放大器的動態指標,如穩定放大倍數,改變輸入輸出電阻,減小非線性失真與展寬通頻帶,但同時也會使放大器的放大倍數降低。

　2、與基本放大電路實驗時相比,其輸入電阻變大,使電路在采集原始

　信號時其真度提高,其輸出電阻減小式電路攜帶負載的能力提高;同時其帶寬增加;電路的的穩定性也有所增加;但就是其放大倍數明顯變低。

　實驗報告七

　算術運算電路

　一、實驗內容 1、選擇集成運算放大器

　選用集成運算放大器時,應先查閱有關產品手冊,了解以下主要參數:運放的開環電 壓增益 Auo,運放的開環帶寬 BWo,運放的輸入失調電壓 UIO、輸入失調電壓溫漂 UIO/ T,輸入失調電流 IIo、輸入失調電流溫漂 IIO/ T,輸入偏置電流IIB,運放的差模輸入電阻Rid與輸出電阻Ro等。

　為了減小比例放大電路的閉環電壓增益誤差,提高放大電路的工作穩定性,應盡量選 用輸入失調參數小,開環電壓增益與差模輸入電阻大,輸出電阻小的集成運放。

　為了減小比例放大電路的動態誤差,(主要就是頻率失真與相位失真),集成運算放大器的增益帶寬積 Au·BW 與轉換速率 SR 還應滿足以下關系:

　Au·BW >∣Auf∣·BWf

　 SR > 2πfmaxUOmax 上式中,fmax 就是輸入信號的最高工作頻率。

　 UOmax 就是集成運算放大器的最大輸出電壓。

?。?）

　計算最佳反饋電阻

　 按以下公式計算最佳反饋電阻:

　KR RRo idf2??=2) 1 (uf o idA R R ? ?

　為了保證放大電路工作時,不超過集成運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:maxmax//OOL fIUR R ?。

　 如果算出來的 Rf 太小,不滿足上式時,應另外選擇一個最大輸出電流 IOmax 較大且能滿足 式(1)中要求的運算放大器。在放大倍數要求不高的情況下,可以選用比最佳反饋電阻值大的 Rf。

　(3)計算輸入電阻 R1

　 uffARR ?1

　由上式計算出來的 R1 必須大于或等于設計要求規定的閉環輸入電阻 Rif。否則應改變 Rf 的值,或另選差模輸入電阻高的集成運算放大器。

　(4)計算平衡電阻 RP

　RP=R1//Rf (5)計算輸入失調溫漂電壓

　 TdTdIR TdTdURRUIO IOfI? ? ?????????? ? ?111 要求ΔUI << UImin。一般應使 UImin > 100ΔUI,這樣才能使溫漂引起的誤差小于 1%。若ΔUI 不滿足要求,應另外選擇漂移小的集成運算放大器。

　 2、反相比例放大電路的調試與性能測試 （1）

　消除自激振蕩 按照所設計的電路與計算的參數,選擇元件,安裝電路,弄清集成運放的電源端,調 零端、輸入與輸出端。根據所用運放的型號與 Auo 的大小,考慮就是否需要相位補償。若需要相位補償,應從使用手冊中查出相應的補償電路及其元件參數。

　當完成相位補償后,將放大電路的輸入端接地,檢查無誤后,接通電源。用示波器觀察其輸出端就是否有振蕩波形。若有振蕩波形,應適當地調整補償電路的參數,直至完全消除自激振蕩為止。在觀察輸出波形時,應把噪聲波形與自激振蕩波形區分開來。噪聲波形就是一個頻率不定,幅值不定的波形,自激振蕩波形就是一個頻率與幅度固定的周期波形。

?。?）

　調零 把輸入端接地,用直流電壓表測量輸出電壓,檢查輸出電壓 UO 就是否等于零,若 UO 不等于零,應仔細調節運放的調零電位器,使輸出電壓為零。

?。?）

　在輸入端加入UI=0、1V的直流信號,用直流電壓表測量輸出電壓。將測量值與計算值 進行比較,瞧就是否滿足設計要求。

　(4)觀察輸出波形 在輸入端加入 f=1000Hz,Uim=1V 的交流信號,用示波器觀察輸出波形,若輸出波形出現“平頂形”失真,表明運放已進入飽與區工作,

　此 時 應 提 高 電 源 電 壓 , 以 消 除 “ 平 頂 形 ” 失 真 。

　R1

　 Rf

　1.同相比例放大電路的特點

　由運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為:

　Rf

　 1 111RRRR RUUAf fIOuf? ??? ?

　 圖 2

　同相 同相放大器的輸入電阻為:

　比例放大器 Rif=R1//Rf+Rid(1+Auo• F)

　其中:Rid就是運放的差模輸入電阻,Auo 就是集成運放的開環電壓增益,F=R1/(R1+Rf)為反饋系數。

　輸出電阻:Ro≈0

　放 大 器 同 相 端 的 直 流 平 衡 電 阻 為 :RP = Rf // R1 。

　(9)放大器的閉環帶寬為: oufuofBWAABW ? ?

　 (10)最佳反饋電阻

　 ?fR2uf o idA R R ? ?

　2.同相比例放大電路的設計 要求設計一個同相比例放大電路,性能指標與已知條件如下:閉環電壓放大倍數 Auf,閉環帶寬 BWf,閉環輸入電阻 Rif,最小輸入信號UImin,最大輸出電壓 UOmax,負載電阻 RL,工作溫度范圍。

　設計步驟: （1）

　選擇集成運算放大器

　 在設計同相放大器時,對于所選用的集成運算放大器,除了要滿足反相比例放大電路 設計中所提出的各項要求外,集成運放共模輸入電壓的最大值還必須滿足實際共模輸入信號的最大值。并且要求集成運放具有很高的共模抑制比。當要求共模誤差電壓小于ΔUOC 時,集成運放的共模抑制比必須滿足:

　 ufOCICCMRAUUK ??? 式中:UIC 就是運放輸入端的實際共模輸入信號。ΔUOC 就是運放的共模誤差電壓。

　實驗報告八

　整流、濾波與穩壓電路

　一、實驗原理

　 整流電路的任務就是利用二極管的單向導電性,把正、負交變的50Hz 電網電壓變成單方向脈動的直流電壓。

　整流電路只就是將交流電變換為單方向的脈動電壓與電流,由于后者含有較大的交流成分,通常還需在整流電路的輸出端接入濾波電路,以濾除交流分量,從而得到平滑的直流電壓。

　 由波形可知:

　1、開關 S 打開時,電容兩端電壓為變壓器付邊的最大值 。

　2 、開關 S 閉合,即為電容濾波電阻負載,當變壓器付邊電壓大于電容上電壓時 ,電容充電,輸出電壓升高,當 時電容放電,輸出下降。如此充電快,放電慢的不斷反復,在負載上將得到比較平滑的輸出電壓。當負載電阻越大時,放電越慢,紋波電壓越小,負載電阻小時,放電快,紋波大,而且輸出電壓低。

　為此有三種情況下的輸出電壓估算值: 1)電容濾波,負載開路時 。

　2) 無 電 容 濾 波 , 電 阻 負 載 時 , 輸 出 電 壓 平 均 值為: 。

　3)電容濾波,電阻負載時通常用下式進行估算 ,通常按 估算。

　為確保二極管安全工作,要求:不同電子設備要求其電源電壓的平滑

　程度不同,為此可采用不同的濾波電路。常見的有電容濾波、電感濾波與復式濾波電路(兩個或兩個以上濾波元件組成)。

　二、線性串聯型穩壓電路 整流濾波后的電壓就是不穩壓的,在電網電壓或負載變化時,該電壓都會產生變化,而且紋波電壓又大。所以,整流濾波后,還須經過穩壓電路,才能使輸出電壓在一定的范圍內穩定不變。

　1、穩壓電路(電源)的主要性能指標 輸出的穩定電壓值 Vo,最大輸出電流 Imax,輸出紋波電壓 V～,穩壓系數(電壓調整率) , 該值越小,穩定性越好 。

　輸出電阻(內阻) , ,內阻越小越好。

　三、結論 1、單相半波整流電路

　 在交流電一個周期內,二極管半個周期導通半個周期截止,以后周期重復上述過程。

　 2、單相橋式整流電路

　在交流輸入電壓的正負半周,都有同一個方向的電流流過負載。

　 3、單相橋式整流電容濾波電路

　 在交流電一個周期內,電容器 C 充放電各兩次。經電容器濾波后,輸出電壓就比較平滑了,交流成分大大減少,而且輸出電壓平均值得到提高。

　實驗報告九

　編碼器與譯碼器

　 一、實驗原理:

　(1) 10- 4 線優先編碼器 74HC147 74HC147 外引線排列如圖 1 所示,邏輯符號如圖 2 所示。

　 圖 7 1

　74HC147 外引腳排列圖

　圖 2

　7 74HC147 邏輯符號如圖

　74HC147有9路輸入信號,4位BCD碼輸出,因輸出端帶圈,所以輸入輸出均為低電平有效。她將 0—9 十個十進制數編成 4 位 BCD 碼,可把輸入端的 9 路輸入信號與隱含的不變信號按優先級進行編碼,且優先級別高的排斥級別低的。當輸入端都無效時,隱含著對 0 路信號進行編碼(輸出采用反碼輸出)。74HC147 的功能見表 1。

　表 表 1 10- -

　4 4 線優先編碼器 74HC147

　輸

　入

　輸

　出

　1 I

　 2 I

　 3 I

　4 I

　 5 I

　6 I

　 7 I

　 8 I

　 9 I

　 3 Y

　 2 Y

　 1 Y

　 0 Y

　 H H

　H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H ×

　× × × × × × × L L

　L L H H H H L L

　× × × × × × × L L

　H H

　L L H H H H H H

　× × × × × × L L

　H H H H H H L L L L L L

　× × × × × L L

　H H H H H H H H L L L L H H

　× × × × L L

　H H H H H H H H H H L L H H L L

　× × ×

　L L H H H H H H H H H H H H L L H H H H

　× × L L

　H H H H H H H H H H H H H H H H L L L L

　×

　L L

　H H H H H H H H H H H H H H H H H H L L H H

　L L

　H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H

　L L

　(2) 8- -3 3 線優先編碼器 74LS148

　74LS148就是8-3線優先編碼器邏輯符號如圖3,外引線排列如圖4 所示。共有 8 個輸入信號,且輸入低電平有效。三位代碼輸出端(反碼輸出)。

　 圖 圖 3 邏輯符號如圖

　圖 圖 4 4 外引線排列圖

　其中, ST 為選通輸入端,YS 為選通輸出端,EX Y為優先擴展輸出端。74LS148 功能見表 2。

　表 表 8 2

　74LS148 功能表

　輸

　入

　輸

　出

　ST

　 0 I

　 1 I

　 2 I

　 3 I

　4 I

　 5 I

　6 I

　 7 I

　 3 Y

　 2 Y

　 1 Y

　 EX Y

　 S Y

　1 1

　×

　× × × × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

　1 1 1 1 0 0

　0 0 × × × × × × × 0 0

　0 0 0 0

　0 0

　0 0 1 1 0 0 × × × × × × 0 0

　1 1 0 0 0 0

　1 1

　0 0 1 1 0 0 × × × × × 0 0

　1 1 1 1 0 0 1 1 0 0

　0 0 1 1 0 0 × × × × 0 0

　1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1

　0 0 1 1 0 0 × × × 0 0

　1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0

　0 0

　0 0 1 1 0 0 × ×

　 0 0 ×

　 1 1

　1 1

　0 0 1 1 (3) 3 3- -8 8 線二進制譯碼器 74LS138

　74LS138 就是 3-8 線二進制譯碼器,其邏輯符號如圖 5,外引線排列如圖 6 所示。

　 圖 圖 8 5

　74LS138 邏輯符號圖

　圖 圖 6 外引線排列圖

　74LS138譯碼器有3個使能端,當0 G

　 , 0

　 , 1 1 2B 2 ? ? ? A G G時允許譯碼,否則禁止譯碼。A2、A1、A3 為 3 個地址輸入端。0 Y～7 Y為 8 個輸出端。74LS138 其功能見表 3、 表 表 3 8 74LS138 其功能見表

　輸

　入

　輸

　出

　1 G

　 A G 2 B G 2 2 A

　 1 A

　 0 A

　 0 Y

　 1 Y

　 2 Y

　 3 Y

　 4 Y

　 5 Y

　 6 Y

　 7 Y

　 ×

　1 1

　× × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 × × 1 1

　× × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0

　× × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

　1 1

　 1 1 1 1 1 1

　1 1 1 1 1 1

　1 1 1 1 1 1

　1 1 1 1 1 1

　 1 1 1 1 1 1

　 1 1 1 1 1 1

　 0 0

　1 1

　1 1

　 1 1

　0 0

　7 (4) 7 段顯示譯碼器 74LS47

　 74LS47 就是驅動共陽極的數碼管的譯碼器。其邏輯符號如圖7,外引線排列如圖 8 所示。

　 圖 圖 7 邏輯符號圖

　圖 圖 8 8 外引線排列如圖

　74LS47 輸出低電平有效,即輸出為 0 時,對應字段點亮;輸出為 1時,對應字段熄滅。A、B、C、D 接收二進制碼輸入, a ～f的輸出分別驅動 7 段譯碼器的 a～f 段。其功能見表 4。

　表 表 7 4 74LS47 功能表

　功能

　及數輸

　入

　RBO BI/

　輸

　出

　顯示字形LT

　 RBI

　 D D

　C B A a b c d e f g 滅燈

　×

　×

　×

　×

　×

　×

　0 0

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　滅燈

　試燈

　0 0

　×

　×

　×

　×

　×

　1 1

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　8 8

　滅零

　1 1

　1 1

　1 1

　滅零

　0 0

　0 0

　0 0

　1 1

　0 0

　1 1

　1 1

　×

　1 1

　1 1

　2 2

　1 1

　×

　0 0

　2 2

　3 3

　1 1

　×

　0 0

　3 3

　4 4

　1 1

　×

　0 0

　4 4

　5 5

　1 1

　×

　0 0

　5 5

　6 6

　1 1

　×

　0 0

　6 6

　7 7

　1 1

　×

　1 1

　7 7

　8 8

　1 1

　×

　1 1

　8 8

　9 9

　1 1

　×

　1 1

　9 9

　12

　H H

　×

　H H

　H H

　L L

　L L

　H H

　1 1

　0 0

　1 1

　1 1

　1 1

　0 0

　0 0

　13

　H H

　×

　H H

　H H

　L L

　H H

　H H

　0 0

　1 1 1 1

　0 0

　1 1

　0 0

　0 0

　14

　H H

　×

　H H

　H H

　H H

　L L

　H H

　1 1

　1 1

　1 1

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　15

　H H

　×

　H H

　H H

　H H

　H H

　H H

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　RBO BI/ ×

　×

　×

　×

　×

　×

　L L

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　熄滅

　RBI

　 H H

　L L

　L L

　L L

　L L

　L L

　L L

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　滅零

　LT

　 L L

　×

　×

　×

　×

　×

　H H

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　測試

　二、實驗過程( ( 實驗步驟、記錄、數據、分析) )

　1 1 、

　實驗內容與完成情況: :

　(1)測試 74LS148 的邏輯功能,并填表說明。(添表 5) (2)測試譯碼器 74LS47 控制管腳 LT 、 RBI 與RBO BI/的功能。(添表 6) (3)用 proteus 設計一個簡單的數字顯示系統,要求輸入十進制數據 0～9,通過數碼管顯示。觀察并記錄顯示結果。(原理圖畫在下面,記錄結果貼在結論部分) A7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U174LS47

　2 2 、

　出現的( ( 已解決的) ) 問題與解決辦法 :

　 (1)在 74LS47 功能表中,當 LT =1, RBI =1, RBO BI/ =0,DCBA=0000 時,輸出abcdefg=0000001 就是錯誤的,要得到輸出顯示結果為 0,應該將 RBO BI/ =1,此時才不會因靜態滅零而不顯示任何數字。

　(2)再用 Proteus 設計一個簡單的數字顯示系統中直接把 LT 、 RBI 、 RBO BI/ 三個端口接高電平,不考慮測試、滅燈、滅零的情況,從而使 74LS47 直接工作譯碼狀態。

　3 3 、

　未解決的問題與可能的解決方案: :

　當通過 BUTTON 按鍵實現 LT 、 RBI 、 RBO BI/ 高低電平控制時,未能實現數字的正常顯示。正確設置各個端口的控制電平可能實現對 LT 、 RBI 、 RBO BI/ 三個端口的正常控制。

　三、 結論

　1 1 、

　實驗 結 果: :

　(1) 測試 74LS148 的邏輯功能 表 表 8 5 74LS148 的邏輯功能測試結果

　輸

　入

　輸

　出

　ST

　 0 I

　 1 I

　 2 I

　 3 I

　4 I

　 5 I

　6 I

　 7 I

　 3 Y

　 2 Y

　 1 Y

　 EX Y

　 S Y

　 1 1

　×

　× × × × × × ×

　 1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

　 1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　0 0

　0 0 × × × × × × × 0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　1 1

　0 0 × × × × × × 0 0

　1 1

　 0 0

　0 0

　1 1

　0 0

　1 1

　0 0 × × × × × 0 0

　1 1 1 1

　 0 0

　1 1

　0 0

　0 0

　1 1

　0 0 × × × × 0 0

　1 1 1 1 1 1

　 0 0

　1 1

　1 1

　0 0

　1 1

　0 0 × × × 0 0

　1 1 1 1 1 1 1 1

　 1 1

　0 0

　0 0

　0 0

　1 1

　0 0 × × 0 0

　1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

　 1 1

　0 0

　1 1

　0 0

　1 1

　0 0 ×

　0 0

　1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

　 1 1

　1 1

　0 0

　0 0

　1 1

　0 0 0 0

　1 1

　1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

　 1 1

　1 1

　1 1

　0 0

　1 1

　(2)測試譯碼器 74LS47 控制管腳 LT 、 RBI 與RBO BI/的功能

　表 6 譯碼器 74LS47 控制管腳 LT 、 RBI 與RBO BI/的功能測試結果 功能

　及數輸

　入

　RBO BI/

　輸

　出

　顯示字形LT

　 RBI

　 D D

　C B A a b c d e f g 滅燈

　×

　×

　×

　×

　×

　×

　0 0

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　滅燈

　試燈

　0 0

　×

　×

　×

　×

　×

　1 1

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　0 0

　8 8

　滅零

　1 1

　1 1

　1 1

　滅零

　0 0

　0 0

　0 0

　1 1

　0 0

　1 1

　1 1

　×

　1 1

　1 1

　2 2

　1 1

　×

　0 0

　2 2

　3 3

　1 1

　×

　0 0

　3 3

　4 4

　1 1

　×

　0 0

　4 4

　5 5

　1 1

　×

　0 0

　5 5

　6 6

　1 1

　×

　0 0

　6 6

　7 7

　1 1

　×

　1 1

　7 7

　8 8

　1 1

　×

　1 1

　8 8

　9 9

　1 1

　×

　1 1

　9 9

　RBO BI/ ×

　×

　×

　×

　×

　×

　L L

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　熄滅

　RBI

　 H H

　L L

　L L

　L L

　L L

　L L

　L L

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　1 1

　滅零

　LT

　 L L

　×

　×

　×

　×

　×

　H H

　0 0

　0 0

　0 0

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　測試

　實驗報告十

　數據選擇器

　一、實驗原理 數據選擇器(multiplexer )又稱為多路開關,事一種重要的組合邏輯部件,它可以實現從多路數據中選擇任何一路數據輸出,選擇的控制由專門的端口編碼決定,稱為地址碼,數據選擇器可以完成很多邏輯功能,例如函數發生器、桶形移位器、并串轉化器、波形產生器等。

　雙四選一數據選擇器 常見的雙四選一數據選擇器為 TTL 雙極型數字集成邏輯電路 74LS153,它有兩個四選一,外形為雙列直插,示,邏輯符號如圖 3、1。其中0, 1, 2, 3 D D D D為數據輸入端,Q為數據輸出端,0, 1 A A為數據選擇器的控制端(地址碼),同時控制兩個選擇器的數據輸出, S 為工作狀態控制端(使能端),74LS153 的功能參見表 4、1

　U174LS153D2Y92C0102C1112C2122C313A14B2~1G11Y71C061C151C241C33~2G15GND8VCC16 圖 3、1 1 1 01 0 1 01 0 1 01 0 1 01 02 1 02 0 1 02 0 1 02 0 1 02 0Q A A D A A D A A D A A DQ A A D A A D A A D A A D? ? ? ?? ? ? ? 輸入 S

　1 A

　0 A 輸出 1Q

　 2Q 1 X X 0 0 0 0 0 1D0 2D0 0 0 1 1D1 2D1 0 1 0 1D2 2D2 0 1 1 1D3 2D3 用四選一數據選擇器 74LS153 實現全加器 由題目要求可知,要實現的加法器就是以二進制作運算的,其真值表如圖 4、1 所示:其中 A,B 表示參加加法運算的項,C 為來自低位的進位,則 S 為所加數的與,Co 為向高位的進位,則 ABC 的邏輯關系進行轉化可得出以下的邏輯關系表 4、1:

　 全加器真值表

　 / C S

　A B C S Co

　B

　 A 0 1 0 /1 C /1 C 1 /1 C /1 C 0/ C C B

　 A 0 1 0 0 /1

　/1 C 1 /1 C 1/1

　 表 4、1

　 所以:對應于四選一數據選擇器,用全加器的輸入端 A,B 代替數據選擇器的控制端,用來自低位的進位 C 的不同狀態來代替數據選擇器的輸入端,則輸出 1Q,2Q 就就是所得的結果:S 與 Co。且輸入與輸出的關系式為: 0 0OS ABC ABC ABC ABCC AB ABC ABC AB? ? ? ?? ? ? ? ? ? 用四選一數據選擇器實現全加全減電路。

　按照題目要求,實現全加全減為一體的電路只需要用一個輸入量 M 加以區分即可,當 M=1 時電路為全減器,當 M=0 時電路為全加器。此時邏輯電路的真值表可表示為:

　全加全減器真值表

　0

　 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1...

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