《无线电技术基础》.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流无线电技术基础.精品文档.无线电技术基础.txt爱人是路，朋友是树，人生只有一条路，一条路上多棵树，有钱的时候莫忘路，缺钱的时候靠靠树，幸福的时候别迷路，休息的时候靠靠树！ 本文由cdled006贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 无线电技术基础 实验指导书 黄焕 编 广东海洋大学航海学院 二 00 七年五月 1 目录 无线电技术基础 1 实验指导书 1 孙 珽 编 1 广东海洋大学航海学院 1 二 00 七年五月 1 目录 2 晶体管单管放大器 3 实验一 晶体管单管放大器 整流、滤波

2、与稳压 12 实验三 整流、滤波与稳压 实验四 组合逻辑电路 17 实验五 触发器 20 2 实验一 实验一 晶体管单管放大器 一、实验目的 1、 学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2、 掌握放大器电压放大倍数、 输入电阻、 输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、原理说明 图 11 为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用 RB1 和 RB2 组成的分压电路，并在发射极中接有电阻 RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输 入端加入输入信号 ui 后，在放大器的输出端便可得到一个

3、与 ui 相位相反，幅值被放大了的 输出信号 u0，从而实现了电压放大。 图 11 共射极单管放大器实验电路 在图 11 电路中，当流过偏置电阻 RB1 和 RB2 的电流远大于晶体管 T 的 基极电流 IB 时（一般 510 倍） ，则它的静态工作点可用下式估算 UB R B1 U CC R B1 + R B2 IE U B ? U BE IC RE UCEUCCIC（RCRE） 电压放大倍数 R / R L A V = ? C rbe 输入电阻 RiRB1 / RB2 / rbe / / 输出电阻 RORC 由于电子器件性能的分散性比较大， 因此在设计和制作晶体管放大电路时， 离不开测量

4、和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计 和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必 定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外， 还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括： 放大器静态工作点的测量与调试， 消除干扰与自激振荡 3 及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号 ui0 的情况下进行， 即将放大器输入端与 地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分

5、别测量晶体管的集电极电流 IC 以及各电极对地的电位 UB、UC 和 UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电 压 UE 或 UC，然后算出 IC 的方法，例如，只要测出 UE，即可用 I C IE = UE U ? UC 算出 IC（也可根据 IC = CC ，由 UC 确定 IC） ， RE RC 同时也能算出 UBEUBUE，UCEUCUE。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流 IC（或 UCE）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放

6、大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时 uO 的负半周将被削底，如图 12(a)所示； 如工作点偏低则易产生截止失真， uO 的正半周被缩顶 即 （一般截止失真不如饱和失真明显） ， 如图 12(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进 行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压 ui，检查输出电压 uO 的大小和波形 是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a)饱和失真 图 12 (b)截止失真 静态工作点对 uO 波形失真的影响 改变电路参数 UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图 13 所示。但 通常多采

7、用调节偏置电阻 RB2 的方法来改变静态工作点，如减小 RB2，则可使静态工作点提高 等。 4 图 13 电路参数对静态工作点的影响 最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信 号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确 切地说， 产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。 如需满足较大信号幅度 的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。 2、放大器动态指标测试 放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态 范围）等。 1) 电压放大倍数 AV 的测量 调整放大器到合适的静态

8、工作点，然后加入输入电压 ui，在输出电压 uO 不失真的情况 下，用交流毫伏表测出 ui 和 uo 的有效值 Ui 和 UO，则 AV = U0 Ui 2) 输入电阻 Ri 的测量 为了测量放大器的输入电阻， 按图 14 电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入 一已知电阻 R，在放大器正常工作的情况下， 用交流毫伏表测出 US 和 Ui，则根据输入电阻 的定义可得 Ri = Ui Ui Ui R = = Ii U R U S ? Ui R 图 14 输入、输出电阻测量电路 测量时应注意下列几点: 由于电阻 R 两端没有电路公共接地点，所以测量 R 两端电压 UR 时必须分别测出 US 和

9、Ui，然后按 URUSUi 求出 UR 值。 电阻 R 的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取 R 与 Ri 为同一 数量级为好，本实验可取 R12K。 3) 输出电阻 R0 的测量 按图 1-4 电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载 RL 的输出电压 UO 和接 入负载后的输出电压 UL，根据 UL = RL UO RO + RL 即可求出： R O =( UO ? 1)R L UL 5 在测试中应注意，必须保持 RL 接入前后输入信号的大小不变。 4) 最大不失真输出电压 UOPP 的测量（最大动态范围） 如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负

10、载线的中点。为此在 放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节 RW（改变静态工作点） ，用 示波器观察 uO，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图 15）时，说明静态工作点已 调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时， 用交流毫伏表测出 UO（有效值） ，则动态范围等于 2 2U 0 。或用示波器直接读出 UOPP 来。 图 15 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 3DG 3CG 9011(NPN) 9012(PNP) 9013(NPN) 图 16 晶体三极管管脚排列 三、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 晶体三极管 名

11、直流电源 函数信号发生器 双踪示波器 交流毫伏表 直流毫安表 万用表 3DG61(50 100)或 90111 （管 脚排列如图 66 所 示） 10 电阻器、电容器 若干 称 型号与规格 12V 数量 1 1 1 1 1 1 备注 四、实验内容 6 实验电路如图 11 所示。各电子仪器连接时，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一 起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线， 则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。 1、调试静态工作点 接通直流电源前，先将 RW 调至最大， 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通12V 电 源、调节 RW，使 IC2.0mA（

12、即 UE2.0V） 用直流电压表测量 UB、UE、UC 及用万用电表测 ， 量 RB2 值。记入表 11。 表 1-1 实验数据表一 （ IC2mA） 测 UB（V） UE（V） 量 值 UC（V） RB2（K） UBE（V） 计 算 值 IC（mA） UCE（V） 2、测量电压放大倍数 在放大器输入端加入频率为 1KHz 的正弦信号 uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放 大器输入电压 Ui 10mV，同时用示波器观察放大器输出电压 uO 波形，在波形不失真的条件 下用交流毫伏表测量下述三种情况下的 UO 值，并用双踪示波器观察 uO 和 ui 的相位关系，记 入表 12。 表 12 实验数

13、据表二 （ Ic2.0mA Ui mV ） RC（K） 2.4 1.2 2.4 RL(K) 2.4 Uo(V) AV 观察记录一组 uO 和 u1 波形 3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响 置 RC2.4K，RL，Ui 适量，调节 RW，用示波器监视输出电压波形，在 uO 不失真的 条件下，测量数组 IC 和 UO 值，记入表 13。 表 13 IC(mA) UO(V) AV 实验数据表三 （ RC2.4K RL 2.0 U i mV ） 测量 IC 时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使 Ui0） 。 4、观察静态工作点对输出波形失真的影响 置 RC2.4K，RL2.4K， ui0，调节

14、RW 使 IC2.0mA，测出 UCE 值，再逐步加大输 入信号，使输出电压 u0 足够大但不失真。 然后保持输入信号不变，分别增大和减小 RW，使 波形出现失真，绘出 u0 的波形，并测出失真情况下的 IC 和 UCE 值，记入表 14 中。每次测 IC 和 UCE 值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。 7 表 14 实验数据表四 （ RC2.4K RL U i mV IC(mA) UCE(V) u0 波形 失真情况 管子工作状态 2.0 5、测量最大不失真输出电压 置 RC2.4K，RL2.4K，按照实验原理 2.4)中所述方法，同时调节输入信号的幅 度和电位器 RW，用示波器和交流毫伏表测

15、量 UOPP 及 UO 值，记入表 15。 表 15 实验数据表五 （ RC2.4K Uim(mV) RL2.4K ） UOPP(V) IC(mA) Uom(V) 五、实验总结 1、 列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数之值与理论计算值比较 （取一组数据进行比较） ，分析产生误差原因。 2、总结 RC，RL 及静态工作点对放大器电压放大倍数的影响。 3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 4、分析讨论在调试过程中出现的问题。 六、预习要求 1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：3DG6 的 100，RB120K，RB260K，RC2.4K，

16、RL2.4K。估算放大器的静态工作点，电压放 大倍数 AV，输入电阻 Ri 和输出电阻 RO 2、能否用直流电压表直接测量晶体管的 UBE？ 为什么实验中要采用测 UB、UE，再间接算 出 UBE 的方法？ 3、当调节偏置电阻 RB2，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降 UCE 怎样变化？ 4、改变静态工作点对放大器的输入电阻 Ri 有否影响？改变外接电阻 RL 对输出电阻 RO 有否影响？ 5、测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测试端子接 线换位（即各仪器的接地端不再连在一起） ，将会出现什么问题？ 8 实验二 实验二 一、实验目的 晶体管双管

17、放大电路 晶体管双管放大电路 1、了解阻容耦合放大电路的静态工作点的调整方法； 2、验证电压总放大倍数与单级电压放大倍数的关系，了解两级放大电路后级对前级的 影响。 二、原理说明 原理说明 比较典型的两级阻容耦合放大电路如图 2-1： U CC = 12V R b1 R C1 C2 R b12 R C2 C3 Ci & Ui & U i1 R b2 R e1 Ce1 & U 01 R b22 & U i2 & U 02 R e2 C e2 RL 图 2-1 阻容耦合放大电路 图 1-1 两级放大电路的放大倍数： & & & & & U U U U U & & & A u = O2 O2 ? i

18、 2 O2 ? O1 A u1 ? A u 2 & & & & & Ui U i 2 U i1 U i 2 U i1 在忽略偏置电阻 Rb 的影响时： & & U U ( R / r ) ? R & A u1 = O1 O1 1 L1 = ? 1 C1 be 2 & & rbe1 rbe1 Ui U i1 & & U U ( R / RL ) ? R & A u 2 = O2 O2 2 L 2 = ? 2 C 2 & & r r U U i2 O1 be 2 be 2 总电压放大倍数为： ( R / r ) ? 2 ( RC 2 / RL ) & & & Au = Au1 ? Au 2 = 1

19、 C1 be 2 rbe1 ? rbe 2 由上式计算可知： 1、多级放大电路的计算是在单级放大电路计算的基础上进行的，计算各个单级时，必 须注意后级放大电路的输入电阻为前级的负载。 2、多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。 三、实验器材 1、信号发生器 2、可调直流稳压源(030V) 3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、万用表 6、实验板 一台 一台 一台 一台 一台 一块 9 四、实验内容 图 2-2 为本实验电路原理图。 R P1 1M R C1 2k R b21 10 k 1000P U CC= 12V R C2 3k Rb R b11 C1 10 F 100 k T

20、1 C2 10 F AB & U i2 R P2 10 k R b22 2k Re C3 10 F & U i1 & U 01 Ce RL 2.7k & U 02 2k 图 2-2 两级阻容耦合放大器实验电路图 1、按电路图检查实验电路板电路及外部接线后，送上电源。 2、测量静态工作点： 接通 Ec12V，调 RP1 ，使 UC1 11.5V 左右，调节 RP2 ，使 UC2 8.5V 左右，然后 按照表 2-1 进行测量静态 表 21 UC1（V） UBE1（V） UE1 （V） UBE2（V） UE2（V） UC2 3、动态测量：连接 AB，输入信号 Ui3mv（f1KHz） ，用示波器观

21、察第二级输出 是否失真，若有失真现象，则应重新调整 RP1 、RP2 或减小输入信号，直至 UO2 不失真为止， 记下此静态工作点，然后按表 2-2 进行记录。 表 22 Ui 3mv 断开 AB 时 UO1 （V） 连接 AB 时 U O1 连接 AB 断开负载 RL UO2 （V） 连接负载 RL 时 U O2 （V） （V） f1KHz 根据实验所测数据计算电压放大倍数： & U & Au1 = O1 & U i1 & Au1 = & U O1 & U i1 & U & Au 2 = O 2 & U i2 & Au 2 = & UO2 & U i2 = 两级电压放大倍数： & U & A

22、u = O 2 = & U i1 & Au = & UO2 = & U i1 10 五、思考题 u1 1、由式计算结果可知 A A u1 ，为什么？ 2、提高放大倍数应采取什么措施？ 3、若本实验原理图第二级发射极电阻的旁路电容 Ce 虚焊，会有什么现象？ 六、实验报告 1、 根据实验中测量的数据填写数据表格，计算有关量； 2、总结两级放大电路间的相互影响。 11 整流、 实验三 整流、滤波与稳压 一、实验目的 1、 研究集成稳压器的特点和性能指标的测试方法。 2、 了解集成稳压器扩展性能的方法。 二、实验原理 随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小， 外接线

23、路简单、 使用方便、 工作可靠和通用性等优点， 因此在各种电子设备中应用十分普遍， 基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。 集成稳压器的种类很多， 应根据设备对直流电源 的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成 稳压器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。 W7800、W7900 系列三端式集成稳压器的输出电压是固定的，在使用中不能进行调整。 W7800 系列三端式稳压器输出正极性电压，一般有 5V、6V、9V、12V、15V、18V 、24V 七个 档次，输出电流最大可达 1.5A（加散热片） 同类型 78M 系列稳压器的输出电流为 0

24、.5A， 。 78L 系列稳压器的输出电流为 0.1A。若要求负极性输出电压，则可选用 W7900 系列稳压器。 图 3-1 为 W7800 系列的外形和接线图。 它有三个引出端 输入端（不稳定电压输入端） 标以 “1” 输出端（稳定电压输出端） 公共端 标以 “3” 标以 “2” 除固定输出三端稳压器外， 尚有可调式三端稳压器， 后者可通过外接元件对输出电压进 行调整，以适应不同的需要。 本实验所用集成稳压器为三端固定正稳压器 W7812， 它的主要参数有： 输出直流电压 U0 12V，输出电流 L:0.1A，M:0.5A，电压调整率 10mV/V，输出电阻 R00.15，输入电 压 UI

25、的范围 1517V 。因为一般 UI 要比 U0 大 35V ，才能保证集成稳压器工作在线性区。 图 3-1 W7800 系列外形及接线图 图 3-2 是用三端式稳压器 W7812 构成的单电源电压输出串联型稳压电源的实验电路 12 图。其中整流部分采用了由四个二极管组成的桥式整流器成品（又称桥堆） ，型号为 2W06(或 KBP306)，内部接线和外部管脚引线如图 3-3 所示。滤波电容 C1、C2 一般选取几 百几千微法。当稳压器距离整流滤波电路比较远时，在输入端必须接入电容器 C3（数值为 0.33F ） ，以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。输出端电容 C4(0.1F)用以滤除 输

26、出端的高频信号，改善电路的暂态响应。 图 3-2 由 W7815 构成的串联型稳压电源 图 8-3(a) 圆桥 2W06 图 3-3 桥堆管脚图 图 8-3(b) 排桥 KBP306 则可选用 W7815 图 3-4 为正、 负双电压输出电路， 例如需要 U0115V， U0215V， 和 W7915 三端稳压器，这时的 UI 应为单电压输出时的两倍。 图 3-4 正、负双电压输出电路 图 3-5 输出电压扩展电路 当集成稳压器本身的输出电压或输出电流不能满足要求时，可通过外接电路来进行性 13 能扩展。图 3-5 是一种简单的输出电压扩展电路。 如 W7812 稳压器的 3、2 端间输出电压

27、 为 12V，因此只要适当选择 R 的值，使稳压管 DW 工作在稳压区，则输出电压 U012Uz， 可以高于稳压器本身的输出电压。 稳压电源的主要性能指标: 1、 输出电压 U0 2、 最大负载电流 I0m 3、 输出电阻 R0 输出电阻 R0 定义为：当输入电压 UI（指稳压电路输入电压）保持不变，由于负载变化 而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即 RO = U O IO UI常数 4、 稳压系数 S （电压调整率） 稳压系数定义为：当负载保持不变，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比， 即 S= U O /U O U I /U I R L =常数 由于工程上常把电网电压波动

28、10做为极限条件， 因此也有将此时输出电压的相对变 化U0U0 做为衡量指标，称为电压调整率。 5、 纹波电压 输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中所含交流分量的有效值（或峰值）。 附：(1) 图 3-6 为 W7900 系列（输出负电压）外形及接线图 图 3-6 W7900 系列外形及接线图 三、实验设备与器件 序号 1 2 3 名 可调工频电源 双踪示波器 交流毫伏表 称 型号与规格 数量 1 1 1 备注 14 4 5 6 7 8 直流电压表 直流毫安表 三端稳压器 桥堆 电阻器、电容器若干 W7812、W7815、W7915 2WO6(或 KBP306) 1 1 各1 1 若干

29、 四、实验内容 1、 整流滤波电路测试 按图 3-7 连接实验电路，取可调工频电源 14V 电压作为整流电路输入电压 u2。接通工 频电源，测量输出端直流电压 UL 及纹波电压 U L，用示波器观察 u2，uL 的波形，把数据及波 形记入自拟表格中。 图 3-7 整流滤波电路 2、 集成稳压器性能测试 断开工频电源，按图 3-2 改接实验电路，取负载电阻 RL120。 1) 初测 接通工频 14V 电源，测量 U2 值；测量滤波电路输出电压 UI(稳压器输入电压） 集成稳 ， 压器输出电压 U0，它们的数值应与理论值大致符合，否则说明电路出了故障。设法查找故障 并加以排除。 电路经初测进入正常

30、工作状态后，才能进行各项指标的测试。 2)各项性能指标测试 输出电压 U0 和最大输出电流 Iomix 的测量 。 在输出端接负载电阻 RL120，由于 7812 输出电压 U012V，因此流过 RL 的电流 Iomix = 12 = 100mA 。这时 U0 应基本保持不变，若变化较大则说明集成块性能不良。 120 稳压系数 S 的测量 输出电阻 R0 的测量 15 输出纹波电压的测量 把测量结果记入自拟表格中。 3)集成稳压器性能扩展 根据实验器材，选取图 3-4 、图 3-5 中各元器件，并自拟测试方法与表格，记录实验 结果。 五、实验总结 1、 整理实验数据，计算 S 和 R0。 2、

31、 分析讨论实验中发生的现象和问题。 六、预习要求 1、复习教材中有关集成稳压器部分内容。 2、列出实验内容中所要求的各种表格。 3、在测量稳压系数 S 和内阻 R0 时，应怎样选择测试仪表？ 16 实验四 实验四 组合逻辑电路 一、实验目的 掌握组合逻辑电路的设计与测试方法 二、实验原理 1、使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。设计组合电路的一般 步骤如图 41 所示。 图 41 组合逻辑电路设计流程图 根据设计任务要求建立输入、输出变量，并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化 简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑门类型修改逻辑表达式。 根据简化后的逻 辑表达式，画出

32、逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。最后，用实验来验证设计的正确性。 2、 组合逻辑电路设计举例 用“与非”门设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才 为“1” 。 设计步骤：根据题意列出真值表如表 41 所示，再填入卡诺图表 42 中。 表 41 表决电路真值表 D A B C Z 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0

33、 1 1 1 1 1 1 由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式 ZABCBCDACDABD ABC ? BCD ? ACD ? ABC 17 表 42 表决电路的卡诺表 DA BC 00 01 11 10 00 01 11 10 1 1 1 1 1 根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图 42 所示。 图 42 表决电路逻辑图 用实验验证逻辑功能 在实验装置适当位置选定三个 13P 插座，按照集成块定位标记插好集成块 CC4012。 按图 42 接线，输入端 A、B、C、D 接至逻辑开关输出插口，输出端 Z 接逻辑电平显 示输入插口，按真值表（自拟）要求，逐次改变输入变量，

34、测量相应的输出值，验证逻辑功 能，与表 41 进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。 三、实验设备与器件 序号 1 2 3 4 5 6 7 直流电源 逻辑电平开关 逻辑电平显示器 74LS138 CC4011（74LS00） 、74LS54（CC4085) CC401274LS20） CC4030（74LS86） 、CC4081（74LS08） 、CC4001 (74LS02) 1 1 各2 3 各1 名 称 型号与规格 +5V 数量 1 四、实验内容 （一） 设计要求 、设计要求 用红、黄、绿三个指示灯表示三台设备的工作情况。绿灯亮表示全部正常；红灯 亮表示有一台不正常；黄灯亮表示两台

35、不正常；红、黄灯亮表示都不正常。试设计 18 一个具有上述控制功能的逻辑电路。 （二 ） 实验要求 、实验要求 1 根据控制要求写出真值表和逻辑表达式； 2 画出用三-八译码器（74LS138）及与非门（学生自选）实现其逻辑功能的逻辑电 路图，并交实验指导教师审阅； 3 经实验指导教师审阅后，按逻辑电路图接线并带上负载（指示灯） ，调试电路， 应满足设计要求。 五、实验预习要求 1、 根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件画出逻辑 图。 2、 如何用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好？ 3、 “与或非”门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？ 六、实验报告 1、列写实验

36、任务的设计过程，画出设计的电路图。 2、对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果。 3、组合电路设计体会。 19 实验五 实验五 触发器 一、实验目的 1、掌握基本 RS、JK、D 和 T 触发器的逻辑功能 2、掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法 3、熟悉触发器之间相互转换的方法 二、实验原理 触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态“1”和“0” ，在一定的外界信号作用下， 可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器 件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。 1、基本 RS 触发器 图 81 为由两个与非门交叉耦合构成的基本 RS 触发器，它是无时钟控制低

37、电平直接 触发的触发器。基本 RS 触发器具有置“0” 、置“1”和“保持”三种功能。通常称 S 为置 “1”端，因为 S 0（ R 1）时触发器被置“1” R 为置“0”端，因为 R 0（ S 1）时 ； 触发器被置“0” ，当 S R 1 时状态保持； S R 0 时，触发器状态不定，应避免此种 情况发生，表 51 为基本 RS 触发器的功能表。 基本 RS 触发器。也可以用两个“或非门”组成，此时为高电平触发有效。 表 51 基本 RS 触发器的功能表 输 入 输 Qn+1 1 0 Qn 出 S 0 1 1 0 R 1 0 1 0 Q n+1 0 1 Qn 2、JK 触发器 在输入信号为

38、双端的情况下，JK 触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触 发器。本实验采用 74LS112 双 JK 触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。引脚功能及逻辑 符号如图 52 所示。 JK 触发器的状态方程为 Qn+1 J Q n K Qn J 和 K 是数据输入端，是触发器状态更新的依据，若 J、K 有两个或两个以上输入端 时，组成“与”的关系。Q 与 Q 为两个互补输出端。通常把 Q0、 Q 1 的状态定为触 发器“0”状态；而把 Q1， Q 0 定为“1”状态。 20 图 52 74LS112 双 JK 触发器引脚排列及逻辑符号 下降沿触发 JK 触发器的功能如表 52 表 52 下

39、降沿触发 JK 触发器的功能表 输 入 CP J 0 1 0 1 K 0 0 1 1 输 Qn+1 1 0 Q n 出 SD 0 1 0 1 1 1 1 1 注： 任意态 RD 1 0 0 1 1 1 1 1 Q n+1 0 1 Qn 0 1 1 0 Q n Qn Qn Qn 不定态 高到低电平跳变 Qn+1（ Q n+1 ） 次态 低到高电平跳变 Qn（ Q n ） 现态 3、D 触发器 JK 触发器常被用作缓冲存储器，移位寄存器和计数器。 在输入信号为单端的情况下，D 触发器用起来最为方便，其状态方程为 Q n+1 D ， 其输出状态的更新发生在 CP 脉冲的上升沿， 故又称为上升沿触发的

40、边沿触发器， n 触发器的状态只取决于时钟到来前 D 端的状态，D 触发器的应用很广，可用作数字信号的 寄存，移位寄存，分频和波形发生等。有很多种型号可供各种用途的需要而选用。如双 D 74LS74、四 D 74LS175、六 D 74LS174 等。 图 53 为双 D 74LS74 的引脚排列及逻辑符号。功能如表 53。 4、触发器之间的相互转换 在集成触发器的产品中， 每一种触发器都有自己固定的逻辑功能。 但可以利用转换的方 法获得具有其它功能的触发器。例如将 JK 触发器的 J、k 两端连在一起，并认它为 T 端， 就得到所需的 T 触发器。如图 54(a)所示，其状态方程为： Qn+

41、1 T Q n T Qn 21 图 53 74LS74 引脚排列及逻辑符号 表 53 D 触发器功能表 表 54 T 触发器的功能表 输 入 CP D 1 0 Qn 输 1 出 输 入 CP T 0 1 输出 Qn 1 SD 0 1 0 1 1 1 RD 1 0 0 1 1 1 Q n1 0 1 0 1 SD 0 1 1 1 RD 1 0 1 1 1 0 1 0 Qn 1 0 Qn Qn Qn (a) T 触发器 图 54 (b) T触发器 JK 触发器转换为 T、T触发器 T 触发器的功能如表 54。 由功能表可见，当 T0 时，时钟脉冲作用后，其状态保持不变；当 T1 时，时钟脉 冲作用后

42、，触发器状态翻转。所以，若将 T 触发器的 T 端置“1” ，如图 54(b)所示，即 得 T触发器。在 T触发器的 CP 端每来一个 CP 脉冲信号，触发器的状态就翻转一次，故称 之为反转触发器，广泛用于计数电路中。 同样，若将 D 触发器 端与 D 端相连，便转换成 T触发器。如图 55 所示。 Q JK 触发器也可转换为 D 触发器，如图 56。 图 55 D 转成 T 22 图 56 JK 转成 D 三、实验设备与器件 实验设备与器件 序号 1 2 3 4 5 6 7 名 直流电源 双踪示波器 连续脉冲源 单次脉冲源 逻辑电平开关 逻辑电平显示器 74LS112（或 CC4027） 74LS00（或 CC4011） 74LS74（或 CC4013） 四、实验内容 1、测试基本 RS 触发器的逻辑功能 按图 51，用两个与非门组成基本 RS 触发器，输入端 R 、 S 接逻辑开关的