数字电子技术实验指导书 新

数字电子技术基础

实验指导书

（适用于数字逻辑、数字电子技术基础、数字电子技术等课程）

北京印刷学院

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北京印刷学院

信息与机电工程学院

信息工程系

《数字电子技术基础实验》

指

导

书

（适用于数字逻辑、数字电子技术基础、数字电子技术等课程）

电路教研室编

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实验一 示波器的实验研究

一、实验目的与要求

1．掌握COS5020型或V —212E 型双踪示波器的使用方法 2．掌握用示波器测量脉冲波形主要参数的方法 3．熟悉TPE —D6数字电路学习机的使用 二、实验设备与器材

1．双踪示波器 2．数字电路学习机 三、实验内容与步骤

1．双线显示示波器内的CAL 信号

通过检验该信号的周期与幅度，熟悉示波器各旋钮的作用，并测量该信号的周期与幅度。

=CAL V =C A L T

2．示波器测量

用示波器测量数字电路学习机中CP 脉冲的周期（开关放在可调连续脉冲Ⅰ、Ⅱ位置，电位器顺逆时针旋转到底位置），以及该脉冲的逻辑高电平。

=I ax m V =I min T = ax m V = min T

3．观察与测量RC 网络对矩形波信号的响应

本实验所用的电路形式如图1-1所示。

图1-1 RC 实验电路

v I 为输入方波信号，其周期为T =0.1ms 。

（1）RC 微分电路 实验电路中的Z 1和Z 2分别是电容C 和电阻R ，元件参数按表1-1选取，观察与测量输出信号v O 的波形，并测量其脉冲宽度。

（2）RC 积分电路 实验电路中的Z 1和Z 2分别是电阻R 和电容C ，元件参数按表1-2选取，观察与测量输出信号v O 的波形，并测量其脉冲上升时间。

四、预习要求

预习RC微分电路和RC积分电路的原理

五、实验报告要求

记录实验中所观察到的波形及其参数，把输入、输出波形按时间的对应关系画在坐标纸上。定量和定性分析图1-1电路，输出与输入波形的关系。

表1-1RC微分电路测试纪录

表1-2 RC积分电路测试纪录

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实验二 晶体管开关特性的研究

一、实验目的与要求

1．了解晶体管的开关特性

2．了解电路参数对晶体管开关时间的影响 二、实验设备与器材

1．双踪示波器 2．数字电路学习机 3．数字万用表 三、实验内容与要求

1.晶体二极管开关特性的观察与测试 （1）连接电路

连接电路如图2-1（a ）所示，输入ƒ = 100kHz 、V =3~5V 的方波信号，用双踪示波器直流档（DC ）观察并画下V i 与V o 的对应时间关系波形于图2-1（b ），标明各点电压值。

（2）测试与比较 将R C 改为1kΩ，画输出波形于图2-1（b ）。将R C 改为10kΩ，画输出波形于图2-1（b ）。R C 为不同值时的输出波形进行比较。

i

V

图2-1 二极管开关特性测量

D

v i

v

v v

o R C =1kΩ R C =5.1kΩ R C =10kΩ

2.晶体三极管开关特性研究

（1）连接电路如图2-2所示，图中T 采用开关管3DK ，输入ƒ = 20kHz 、V =3~5V 的方波，用双踪示波器直流档（DC ）观察并画下V i 与V o 的波形，标明电压值。

V o

+5V

图2-2 三极管开关特性测量

V i

V V f =20kHz f =100kHz

（b ） 三极管为开关管时的波形图

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改变输入频率为ƒ = 100kHz 、V =3~5V 的方波，用双踪示波器直流档（DC ）观察并画下V i 与V o 的波形，标明电平值。

（2）将图中T 改用低频管3BX ，输入ƒ = 20kHz 、V =3~5V 的方波时，记录输出波形。 改变输入频率ƒ = 100kHz 、V =3~5V 的方波，记录输出波形，如图2-3。

图2-3 三极管为低频管时的输出波形

V i

V V t

t

t

f =20kHz f =100kHz

（3）加速电容作用观察

在图2-2电路基极电阻R 两端并接加速电容C （100pF 或200 pF ），改变电容值观察输出波形V O 的变化，与未接加速电容时进行比较。并记录当三极管为低频管（3BX ）时的波形于图2-4。

图2-4 三极管为低频管时并接加速电容时的输出波形

V i

V V t t

t

f =20kHz f =100kHz

（4）对于图2-2电路，若图中T 改用PNP 管的开关管（3CK ）和低频管（3AX ），输入、输出波形如何？

四、预习要求

预习二极管、三极管的开关特性 五、实验报告要求

1．总结二极管、三极管的开关特性 2．加速电容对输出波形的影响

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实验三 集成与非门电路的测试

一、实验目的与要求

1．熟悉与非门主要技术指标的实际测量方法 2．认识与非门的逻辑功能

3．进一步熟悉电路学习机的使用方法 二、实验设备与器材 1．双踪示波器 2．数字电路学习机 3．数字万用表 三、实验内容和步骤 1．认识元件及管脚 认识与非门74LS10芯片的逻辑符号，如图3-1。

2．主要指标的测量

（1）空载导通电源电流I E1及空载导通功耗P ON ，电路如图3-2。 P ON = V CC •I E1 < 120 mw （典型值50 mw ）即I E1< 14 mA 实测I E1 = （ mA ）

（2）空载截止电源电流I E2及空载截止功耗P OFF ，电路如图3-3。 P OFF = V CC •I E2 < P ON 实测I E2 = （ mA ） （3）输入短路电流I I S

将“与非门”任一输入端经mA 表接地，其余悬空测出的I I S 应小于2 mA ，电路如图3-4。

实测I IS = （ mA ）

图3-2 P ON 的测量

1 2 4

Z 图3-1 “与非门”逻辑符号 （a ） 3输入正与非门 74LS10

1A 1B 2A 2B 2C 2Y GND

图3-1（b ）

图3-3 P OFF 的测量

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