电路实验

第2章 电 路 实 验
2.3 戴维南定理
2.3.1 实验目的
(1) 掌握线性含源二端网络等效参数的测量方法。

(2) 验证戴维南定理。

2.3.2 实验原理
戴维南定理指出：任何一个线性含源二端网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原含源二端网络的开路电压U oc ，其电阻(又称为等效内阻)等于网络中所有独立源置零时输入端等效电阻R eq ，如图2-9所示。

1．开路电压的测量方法
方法一：直接测量法。

当有源二端网络的等效内阻R eq 与电压表的内阻R v 相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压。

图2-9 线性含源二端网络等效电路 图2-10 补偿法测量电路
方法二：补偿法。

其测量电路如图2-10所示，E 为高精度的标准电压源，R 为标准分压电阻箱，G 为高灵敏度检流计。

调节电阻箱的分压比，c 、d 两端的电压随之改变，当U cd ＝U ab 时，流过检流计G 的电流为零，因此
U cd ＝U ab ＝
2
21
R R R +E ＝KE
式中，K ＝
2
21
R R R 为电阻箱的分压比。

根据标准电压E 和分压比K 就可求得开路电压
第2章 电路实验 ·37·
U ab ，因为电路平衡时I G =0，不消耗电能，所以此法测量精度较高。

2．等效电阻R eq 的测量方法
对于已知的线性有源一端口网络，其输入端等效电阻R eq 可以从原网络计算得出，也可以通过实验测出，下面介绍几种测量方法。

方法一：将有源二端口网络中的独立源都去掉，在ab 端外加一已知电压U ，测量一端口的总电流I 总，则等效电阻R eq ＝U
I 总
实际的电压源和电流源都具有一定的内阻，它并不能与电源本身分开，因此在去掉电源的同时，也把电源的内阻去掉了，无法将电源内阻保留下来，这将影响测量精度，因而这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。

方法二：测量ab 端的开路电压U OC 及短路电流I SC ，则等效电阻为
R eq ＝
OC
SC
U I 这种方法适用于ab 端等效电阻R eq 较大，而短路电流不超过额定值的情况，否则有损坏电源的危险。

方法三：半电压测量法。

测量电路如图2-11所示，第一次测量最靠近ab 端的开路U OC ，第二次在ab 端接一已知电阻R L (负载电阻)，测量此时a 、b 端的负载电压U ，则a 、b 端的有效电阻R eq 为
R eq ＝OC 1U U ⎛⎫
-
⎪⎝⎭
R L 第三种方法克服了前两种方法的缺点和局限性，在实际测量中常被采用。

3．戴维南等效电路法
如果用电压等于开路电压U OC 的理想电压源与等效电阻R eq 相串联的电路(称为戴维
南等效电路，如图2-12所示)来代替原有源二端网络，则它的外特性U =f (I )应与有源二端网络的外特性完全相同。

实验原理电路如图2-13(c )所示。

图2-11 测量电路图 图2-12 戴维南等效电路
被 测 电 路
·38· 电路与电子技术实验指导
(a ) 有源二端电路① (b ) 有源二端电路②
(c ) 等效电路
图2-13 实验原理电路
2.3.3 预习要求
在图2-13(a )中设E 1=3 V ，E 2=6 V ，R 1=R 2=1 k Ω，根据戴维南定理将AB 以左的电路简化为戴维南等效电路。

即计算图示虚线部分的开路电压U OC 及等效内阻R eq 值。

2.3.4 实验仪器与设备
模拟/数字电路实验箱，直流毫安表，数字万用表，直流稳压电源。

2.3.5 实验内容与步骤
(1) 测定有源二端网络的开路电压U OC 和等效电阻R eq 。

按图2-13(a )接线，经检查无误后，采用直接测量法测定有源二端网络的开路电压U OC 。

电压表内阻应远大于二端网络的等效电阻R eq 。

测定有源二端网络的等效电阻R eq 。

在图2-13(a )中移去R L 及E 1、E 2，用短路线代替，用万用表欧姆挡测量b 、c 两端电阻R eq 。

(2) 测定有源二端网络的外特性。

调节电位器R 4即改变负载电阻R L 之值，在不同负载的情况下，测量相应的负载端电
k Ω
k Ω
第2章 电路实验 ·39·
U L ，共取五个点将数据记入表2-5中。

(3) 测定戴维南等效电路的外特性。

将另一路直流稳压电源的输出电压调节到等于实测的开路电压U oc 值，以此作为理想电压源，调节电位器R 6，使R 5＋R 6＝R eq ，并保持不变，以此作为等效内阻，将两者串联起来组成戴维南等效电路。

按图2-13(b )接线，经检查无误后，重复上述步骤测出负载电压U 'L ，并将数据记入表2-5中。

表2-5 实验数据
(4) 按图2-13(b )电路，测量R L 支路的电压，利用I L = U L / R L 计算I L 。

改变R L 值，测出所对应的L R U 值，计算出相应的功率L R P (=L R U ×I L )(一个线性含源二端网络，当所接的负载R L 等于其等效内阻R eq 时，则负载获得最大功率)。

所测数据填入自拟表格中。

2.3.6 实验报告
(1) 在同一坐标纸上作出两种情况下的外特性曲线，做适当分析。

判断戴维南定理的正确性。

(2) 绘制功率特性曲线P =ƒ(R L )，并分析得出的结论。

·40·电路与电子技术实验指导
第2章 电路实验 ·41·
2.4 频率特性及RLC 串联交流电路
2.4.1 实验目的
(1) 通过实验掌握串联谐振时的特点，了解电路参数对谐振特性的影响。

(2) 测定RLC 串联谐振电路的频率特性曲线。

(3) 了解品质因数对谐振曲线的影响。

(4) 正确使用双踪示波器。

2.4.2 实验原理
(1) RLC 串联电路的阻抗是电源频率的函数，如图2-14所示，即
Z ＝R ＋j (ωL －1
C
ω)＝j e Z ϕ
当ωL ＝1
C
ω时，电路呈现电阻性，U S 一定时，电流达
到最大值，这种现象称为串联谐振。

谐振时的频率称为谐振频率，也称为电路的固有频率。

即
0ω 或
0f 上式表明谐振频率仅与元件L 、C 有关，而与电阻R 无关。

(2) 电路处于谐振状态时的特征。

① 复阻抗Z 达到最小，电路呈电阻性，电流与输入电压同相。

② 电感电压与电容电压数值相等，相位相反。

此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q 倍，Q 称为品质因数，即
C 0L S S 01U L U Q U U R CR ＝＝＝＝＝ωω在L 和C 为定值时，Q 值仅由回路电阻R 的大小来决定。

③ 在激励电压有效值不变时，回路中的电流达最大值，即：S 0U
I I R
＝＝ 。

(3) 串联谐振电路的频率特性。

① 回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性，表明其关系的图形称为串联谐振曲线。

电流与角频率的关系为
(
)I ω
图2-14 RLC 串联电路
·42· 电路与电子技术实验指导
当L 、C 一定时，改变回路的电阻R 值，即可得到不同Q 值下的电流的幅频特性曲线。

显然，Q 值越大，曲线越尖锐。

有时为了方便，常以0ωω为横坐标、0I
I 为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称为通用
幅频特性)，图2-15画出了不同Q 值下的幅频特性曲线。

回路的品质因数Q 值越大，在一定的频偏下，
I
I 下降得越厉害，电路的选择性就越好。

为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力，引进通频带的概念。

把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以BW 表示)即：
2100BW ωωωω-＝
Q 值越大，通频带越窄，电路的的选择性越好。

② 激励电压与响应电流的相位差ϕ角和激励电源角频率ω的关系称为相频特性，即
()1arctan
arctan L X C R R
-
＝＝ωωϕω 显然，当电源频率ω从0变到ω0、电抗X 由-∞变到0时，ϕ角从π2
-变到0，电路为容性。

当ω从ω0增大到
∞时，电抗X 由0增大到∞，ϕ角从0增大到π
2
，电路
为感性。

相角ϕ与
ω
ω的关系称为通用相频特性。

谐振电路的幅频特性和相频特性是衡量电路特性的重要标志。

2.4.3 实验仪器与设备
模拟/数字电路实验箱，信号发生器，交流毫伏表，双踪示波器。

2.4.4 实验内容与步骤
按图2-16联结线路，电源U S 为低频信号发生器。

将电源的输出电压接示波器的Y A 插座，输出电流从R 两端取出，接到示波器Y B 插座以观察信号波形，取L ＝0.01 H ，C ＝0.47 μF ，R ＝10 Ω，电源的输出电压U S ＝1 V 。

(1) 改变信号源频率，找出电路谐振频率
f 0，一般可采用如下两种方法。

① 用电阻电压U R 达到最大值的办法确定f 0。

将U S 调到1V ，然后改变频率f ，此时U R 也将随着变化，用毫伏表检测U R ，当U R
出
图2-15 不同Q 值下的幅频
特性曲线
图2-16 实验线路图
第2章电路实验·43·
现最大值时所对应的f即为f0(为什么，请读者自己分析)。

②用双踪示波器找f0。

按图2-16接线，U S实际上代表着串联电路的电流I，调节信号源的频率f，当看到示波器中U S和U R两波形同相位时，此时的f即为f0(这又是为什么，请读者自己分析)。

(2) 在谐振情况下用晶体管毫伏表测量U S、U C、U L、U R及U L-C(注意毫伏表量程)，并记录入表2-6中。

表2-6 谐振测量数据
(3) 以f0为中心两边对称取点，保持U S=1 V不变，改变f逐点测量，在f0附近，应多取些测试点。

用交流毫伏表测试每个测试点的U R值，电流I是通过测量U R值，由I=U R/R换算而得，记录入表2-7中。

表2-7R1=10 Ω，R2=50 Ω，L与C维持不变
(4) 任选一组参数(R1或R2)用示波器分别观察f > f0及f < f0时，电流、电压相位关系；并作出波形图，说明电流超前还是电压超前?
2.4.5实验报告
1．根据实验数据，在方格纸上绘出I( f )曲线。

2．通过实验总结RLC串联谐振电路的主要特点。

3．讨论问题：
实验中，当RLC串联电路发生谐振时，是否有U C＝U L及U R＝U S？若关系不成立，试分析其原因。

·44· 电路与电子技术实验指导
2.5 一阶RC 电路的矩形脉冲响应
2.5.1 实验目的
(1) 学习用示波器观察和分析RC 电路的时域响应。

(2) 加强对一阶电路动态过程的了解，掌握一阶电路时间常数的测定方法。

(3) 增强对微分电路、积分电路和和耦合电路的认识。

搞清楚时间常数与矩形脉冲宽度的关系。

2.5.2 实验仪器与设备
模拟/数字电路实验箱，示波器，晶体管毫伏表。

2.5.3 预习要求
(1) 复习课本中一阶RC 电路的充电和放电过程的有关内容。

(2) 分清微分电路、积分电路和耦合电路成立的条件。

按实验步骤中给出的参数，考虑表2-9中应选的参数值。

(3) 了解脉冲信号发生器原理，掌握矩形脉冲的调整方法。

(4) 分析图2-18、图2-19中的u i 为矩形脉冲时，当电路的时间常数τ不同时，对输出波形的影响。

2.5.4 实验内容说明
(1) 图2-17所示的矩形脉冲电压u i ，可以看成是按一定规律定时接通和关断的直流电压源U 。

若将此电压u i 加在RC 串联电路上，如图2-18所示，则会产生一系列的电容连续充电和放电的动态过程。

在u i 的上升沿为电容的充电过程，而在u i 的下降沿为电容的放电过程。

实质上，电容电压初始值为零的RC 电路的矩形脉冲响应就是RC 电路的阶跃响应和零输入响应的连续。

矩形脉冲电压u i 的脉冲宽度t w 与RC 串联电路的时间常数τ有十分密切的关系。

当t w 不变时，而适当选取不同的参数以改变时间常数τ，会使电路特性发生质的变化。

(2) 微分电路。

如图2-19所示电路，将RC 串联电路的电阻电压作为输出u o ，且满足τ t w 的条件，则该电路就构成了微分电路。

此时，输出电压u o 近似地与输入电压u i 呈微分关系。

i o d d u
u RC t
微分电路的输出波形为正负相同的尖脉冲。

其输入、输出电压波形的对应关系如图2-20所示。

在数字电路中，经常用微分来将矩形脉冲波形变换成尖脉冲作为触发信号。

第2章 电路实验 ·45·
图2-17 矩形脉冲电压波形 图2-18 测常数和积分电路接线 图2-19 微分电路和耦合电路接线
(3) 积分电路。

积分电路与微分电路的区别是：积分电路取RC 串联电路的电容电压作为输出u o ，如图2-20所示电路，且时间常数满足τ t w 。

此时只要取τ＝RC t w ，则输出电压u o 近似地与输入电压u i 呈积分关系，即o i 1
d u u t RC ≈
⎰。

积分电路的输出波形为锯齿波。

当电路处于稳态时，其波形对应关系如图2-21所示。

注意：u i 的幅度值很小，实验中观察该波形时要调小示波器Y 轴挡位。

(4) 耦合电路。

RC 微分电路只有在满足时间常数τ＝RC t w 的条件下，才能在输出端获得尖脉冲。

如果时间常数τ＝RC t w ，则输出波形已不再是尖脉冲，而是非常接近输入电压u i 的波形，这就是RC 耦合电路，而不再是微分电路。

这里电容C 称为耦合电容，常应用在多级交流放大电路中做级间耦合，起沟通交流、隔断直流的作用。

其波形对应关系如图2-22所示。

图2-20 微分电路波形 图2-21 积分电路波形 图2-22 耦合电路波形
2.5.5 实验内容与步骤
(1) 调节脉冲信号发生器，使输出峰值电压U =4.5 V ，周期T =5 ms (f =200 Hz )，脉冲宽度t w =T /2=2.5 ms 的矩形脉冲电压u i ，如图2-17所示。

将此矩形脉冲电压u i 从示波器Y 轴输入(开关置于DC 挡)，观察并校准该波形后描述下来。

(2) 按图2-18组成串联电路，取R =1 k Ω，C = 0.47 µF ，并按图2-23接线。

注意信号发生器的金属屏蔽线(即地线)必须与示波器的屏蔽线相联结。

计算这个RC 充放电电路的时间常数，并用u c 的波形在示波器上测定电路的时间常数，具体做法如下。

调节示波器，使屏幕上呈现出一个稳定的指数曲线，如图2-24所示。

取波形幅值的63.2%处所对应的时间轴的刻度就可测出电路的时间常数：τ =扫描时间(ms/cm )×OP (cm )。

图2-23 仪器与实验板的联结图2-24 时间常数曲线其中，扫描时间是示波器上X轴扫描速度开关“t/div”的指示值。

OP是示波器上的读出刻度(div)，参见图2-24波形。

注意读数时要把“t/div”开关的“微调”置于“校准”位置上。

将时间常数τ的计算值、测量值和波形记录在表2-8中。

(3) 积分电路。

①按图2-18接好线路，选取R=10 kΩ，C= 0.47 µF，使τ t w，则输出应为一锯齿波，记录波形于表2-8中。

表2-8 测量数据
②将R改为1 kΩ，即减少电阻以改变常数τ，观察对积分电路的影响，并测定之，记录于表2-9中。

(4) 微分电路。

①按图2-19接好线路，选取R= 0.5 kΩ，C=0.47 µF，观察尖脉冲波形，将波形、脉冲幅度、脉宽和τ记录于表2-9中。

表2-9 测量数据
②C不变，将R改为5 kΩ，观察对电路的影响，并测试之。

2.5.6 实验报告
(1) 写出RC充电电路上电容电压的动态过程的时间函数表达式，并据此说明为什么实验中到电容电压波形幅值的0.632倍处对应的时间轴刻度就是该电路的时间常数？
(2) 根据实验结果说明构成微分电路和积分电路的条件。

(3) 将实验中观测到的矩形脉冲电压、u c的充放电、微分电路、积分电路和耦合电路的波形集中按相同比例对应画出。

2.7 单管放大电路
2.7.1 实验目的
(1) 熟悉电子元件和模拟电路实验箱。

(2) 掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。

(3) 学习测量放大器Q点，A v，r i，r o的方法，了解共射极电路的特性。

(4) 学习放大器的动态性能。

2.7.2 实验仪器与设备
示波器，信号发生器，数字万用表，模拟/数字电路实验箱。

2.7.3 预习要求
(1) 熟悉分压式偏置放大器的工作原理，了解元器件参数对放大器性能的影响。

(2) 熟悉放大器的动态及静态测量方法。

2.7.4 实验内容与步骤
1．联结电路
(1)用万用表判断实验箱上三极管的好坏，电解电容的好坏。

(2)如图2-29所示，联结电路(注意：接线前先测量＋12 V电源，切断电源后再连线)，将R P的阻值调到最大。

图2-29 单级放大电路
2．调节静态工作点
放大器的输入端短路时，接通稳压电源，调节R W使U CE=1/2 U CC，测量晶体管各极对地电压U B、U C和U E，将计算所得结果填入表2-16中。

U CE =U C-U E
U BE =U B-U E
I C = I E= U E /R E
表2-16 静态工作点实验数据
3．电压放大倍数的测量
放大器的输出端接负载电阻，接通函数信号发生器电源，调节函数信号发生器，使f =1 kHz，正弦波衰减20～40 dB，使放大器的输入信号U i=10 mV。

观察当输出信号波形不失真时，用毫伏表测输出电压，计算放大倍数，并记录于表2-17中。

其余条件不变，输出端不接R L，测量输出电压，计算放大倍数，并记录于表2-17中。

表2-17 电压放大倍数的测量数据
4．观察静态工作点对失真的影响
使放大器的输入信号U i=10 mV。

用示波器观察放大器的输入波形。

调节R W，产生明显的饱和失真和截止失真。

描绘所观察到的图形和记录刚刚出现失真时的U
值，记录于
CE
表2-18中，并计算I C值。

表2-18 实验数据
5．测量放大器输入、输出电阻
(1) 输入电阻测量。

在输入端串接一个1 k Ω的电阻，如图2-30所示，测量U s 与U i ，即可计算r i 。

i i i i S i U U r R I U U ==-
(2) 输出电阻测量。

OO OL
o L OL
U U r R U -=
调节函数信号发生器，使放大器输入信号U S =10 mV ，分别测量U i 和接负载电阻R L
时的输出电压U OL 和不接负载电阻
R L 时的输出电压U OO ，记录于表2-19中，并计算r i 和r o 。

图2-30 输入电阻测量 图2-31 输出电阻测量
表2-19 实验数据
2.7.5 实验报告
(1) 如何由输出波形判断放大器的工作状态。

(2) 讨论负载电阻对放大器工作特性的影响。

2.8 运算放大器
2.8.1 实验目的
(1) 了解集成运放的基本使用方法。

(2) 利用运放进行反相比例，同相比例等运算。

2.8.2 实验仪器与设备
双踪示波器，信号发生器，晶体管毫伏表，万用表，集成运算放大器LM324，直流稳压电源。

2.8.3 实验原理
集成运放是高增益、高输入阻抗的直流放大电路，具有通用性强、灵活性大、体积小、耗电省和寿命长的特点，因此，得到广泛的应用。

由运放组成的基本运算电路是运放线性应用的典型电路。

在使用中，为了简化分析，常把实际的运放当作理想运放来处理。

这样对于工作在线性区的运放可认为
U -= U + I i = 0
本实验仅对集成运放组成的若干种数学运算电路进行实验研究。

(1) 反相比例器的闭环电压放大倍数。

A vf =f
1
R R -
当R f = R 1时，可用作反相器，如图2-32所示。

图2-32 反相比例器 图2-33 同相比例器
(2) 同相比例器，如图2-33所示，其闭环电压放大倍数如下。

A v f = 1 +
f
1
R R 当R f = 0或R 1 =∞(断路)时，可用作跟随器。

2.8.4 预习要求
(1) 复习有关集成运放的基本内容，弄清与本实验有关的各种运算电路的工作原理。

(2) 根据实验电路的参数，计算反相比例、同相比例等运算电路的运算关系式。

2.8.5 实验内容与步骤
集成运放的正负电源采用直流稳压电源的两路提供，如图2-34所示。

(1) 反相比例运算。

按图2-35联结电路，输入为U i = 500 mV (f =1 kHz )的正弦信号，取
R f =100 k Ω，R 1 =10 k Ω R f =100 k Ω，R 1 =20 K Ω
图2-34 电源接法 图2-35 反相比例运算
两组数据，测量U o 并记录于表2-20中，比较与理论值是否相符。

表2-20 测量数据
(2) 同相比例运算。

按图2-36联结电路，输入为U i = 500 mV (f =1 kHz )的正弦波，取
R f =100 k Ω，R 1 =10 k Ω R f =100 k Ω，R 1 =20 k Ω
取两组数据，测量U o 并记录于表2-20中，比较与理论值是否相符。

(3) 以上两种运算可用双踪示波器同时观察U i 和U o 的波形，并比较它们的相位关系。

2.8.6 实验报告
(1) 整理实验数据，列成表格，并与理论值相比较，分析产生误差的原因。

(2) 实验的心得体会。

图2-36 同相比例运算
2.11 组合逻辑电路
2.11.1 实验目的
(1) 掌握组合逻辑电路的一般分析方法。

(2) 熟悉组合逻辑电路的设计方法。

(3) 通过实验，验证所设计的组合逻辑电路的正确性。

2.11.2 实验仪器与设备
模拟/数字电路实验箱，74LS00，74LS86，74LS54。

2.11.3 预习要求
(1) 预习组合逻辑电路的分析方法。

(2) 预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理。

2.11.4 实验内容与步骤
(1) 组合逻辑电路分析。

①用2片74LS00组成如图2-45所示的逻辑电路。

为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。

②图中A、B、C接电平开关，Y1、Y2接发光管电平显示。

③按表2-27要求，改变A、B、C的状态填表并写出Y1、Y2逻辑表达式。

④将运算结果与实验结果比较。

表2-27 组合逻辑真值表
图2-45组合逻辑电路图图2-46组合逻辑电路图
(2) 测试用异或门(74LS86)和与非门组成的半加器的逻辑功能。

根据半加器的逻辑表达式可知，半加器Y是A、B的异或，而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图2-46逻辑电路图。

①在实验箱上用异或门和与门接成以上电路。

A、B接电平开关S。

Y、Z接发光管电平显示。

②按表2-28要求改变A、B状态，填表。

表2-28 组合逻辑真值表
(3) 测试全加器的逻辑功能。

①写出如图2-47所示电路的逻辑表达式。

②根据逻辑表达式列真值表。

③根据真值表画逻辑函数S i、C i的卡诺图。

Y= Z= X1= X2= X3= S i= C i=
图2-47 组合逻辑电路图
④填写表2-29各点状态。

表2-29 实验数据
⑤按原理图选择与非门并接线进行测试，将测试结果记入表2-30，并与表2-29进行比较看逻辑功能是否一致。

表2-30 实验数据
(4) 测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能。

全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成。

在实验中，常用一块双异或门、一个与或非门和一个与非门实现。

①画出用异或门、与或非门和非门实现全加器的逻辑电路图，写出逻辑表达式。

②找出异或门、与或非门和与门器件按自己画出的图接线。

接线时注意与或非门中不用的与门输入端接地。

当输入端A i、B i及C i－1为下列情况时，用万用表测量S i和C i的电位并将其转为逻辑状态填入表2-31中。

表2-31 实验数据
2.11.5 实验报告
(1) 整理实验结果，记录实验，验证结果。

(2) 总结组合逻辑电路的分析方法，写出设计过程。

2.12 触发器
2.12.1 实验目的
(1) 熟悉并掌握RS、D、JK触发器的构成、工作原理和功能测试方法。

(2) 学会正确使用触发器集成芯片。

(3) 了解各类触发器间的区别。

2.12.2 实验仪器与设备
模拟/数字电路实验箱，双踪示波器，74LS00，74LS74，74LS112。

2.12.3 实验内容与步骤
(1) 基本R-SFF功能测试。

两个TTL与非门首尾相接构成的基本R-SFF的电路如图2-48所示。

① 试按下面的顺序在d S 、d R 端加信号。

d ＝0， R d ＝1； S d ＝1， R d ＝l ； S d ＝1， R d ＝0； S d ＝1， R d ＝1。

观察并记录FF 的Q 、Q 端的状态，将结果填入表2-32中，并说明在上述各种输入状态下，FF 执行的是什么功能？
② S d 端接低电平，R d 端加脉冲。

③ S d 端接高电平，R d 端加脉冲。

④ 联结R d 、S d ，并加脉冲。

记录并观察在②、③、④三种情况下，Q 、Q 端的状态。

从中能否总结出基本R -SFF 的Q 和Q 端的状态改变和输入端S d 、R d 的关系。

⑤ 当S d 、R d 都接低电平时，观察Q 、Q 端的状态，当S d 、R d 同时由低电平跳为高电平时，注意观察Q 、Q 端的状态，重复2～3次观察Q 、Q 端的状态是否相同，以正确理解“不定”状态的含义。

表2-32 实验数据
(2) D 触发器功能测试。

双D 型正边沿维持一阻塞型触发器74LS74
的逻辑符号如图2-49所示。

图中S d 、R d 端为异步置1端，置0端(或称异步置位，复位端)。

CP 为时钟脉冲端。

按下面步骤做实验。

① 分别在S d 、R d 端加低电平，观察并记录Q 、Q 端的状态。

图2-48 基本R-SFF 电路 图2-49 DFF 逻辑符号
② 令S d 、R d 端为高电平，D 端分别接高、低电平，用点动脉冲作为CP ，观察并记录当CP 为0、↑、l 、↓时Q 端状态的变化。

③ 当S d ＝R d ＝1、CP ＝0(或CP ＝1)时，改变D 端信号，观察Q 端的状态是否变化? 整理上述实验数据，将结果填入表2-33中。

④ S d ＝R d ＝1，将D 和Q 端相连，CP 加连续脉冲，用双踪示波器观察并记录Q 端相对于CP 的波形。

表2-33 实验数据
(3) JK 触发器功能测试。

双JK 负边沿触发器74LS112芯片的逻辑符号如图2-50所示。

自拟实验步骤，测试其功能，并将结果填入表2-34中。

若令J =K =1时，CP 端加连续脉冲，用双踪示波器观察Q ～CP 波形，和DFF 的D 和Q 端相连时观察到的Q 端的波形相比
较，有何异同点?
(4) 触发器功能转换。

① 将D 触发器和JK 触发器转换成T 触发器，列出表达式，画出实验电路图。

② 接入连续脉冲，观察各触发器CP 及Q 端波形。

比较两者关系。

③ 整理上述实验数据，将结果填入表2-34中。

表2-34 实验数据
2.12.4 实验报告
(1) 记录各触发器的逻辑功能，整理实验测试结果。

(2) 比较基本RS 触发器、JK 触发器、D 触发器的
图2-50 JK FF 逻辑符号
逻辑功能、触发方式有何不同。

2.14 计数、译码、显示电路
2.14.1 实验目的
(1) 熟悉数字电路的计数、译码、显示电路。

(2) 了解利用中规模集成计数器电路构成任意进制计数器的方法。

2.14.2 实验仪器与设备
模拟/数字电路实验箱，74LS04，74LS00，74LS160，74LS161，74LS248，共阴数码管。

2.14.3 实验原理
计数器是利用二进制代码进行工作的数字设备基本部件，其应用范围非常广泛。

然而，在许多场合，常常需要把计数、运算、测量或处理的结果直接用十进制数形式显示出来。

要达到这个目的，则必须由译码电路将计数器中的二进制信息“翻译”成十进制信息，再由数码管显示电路显示出来。

数码管分为两种类型，一为字形重叠式，另一为分段式。

与之对应的译码电路也可分为二—十进制译码和七段译码(本实验采用后者)。

计数、译码、显示电路的原理方框如图2-53所示。

在实际工作中还常会用到任意进制计数器。

例如时钟的时、分、秒，就分别是二十四进制、六十进制和六十进制。

这就需要设计出二十四进制和六十进制计数器。

图2-53 计数、译码、显示电路原理框图
集成二进制计数器，十进制(8421编码)计数器已普遍使用。

在此基础上，利用反馈归零法可以很容易地获得任意进制(N进制)计数器。

反馈归零法构成任意进制计数器的具体做法是：写出任意进制(N进制)计数器中N 的二进制代码，求反馈归零逻辑(R D)的表达式。

即集成计数器异步复位端R D的函数表达式。