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影像技术专业《影像电子学基础》实验指导书

来源:二三娱乐
影像技术专业《影像电子学基础》实验计划书

一、教学大纲中的学时分配表

单 元 电工学基础部分 模拟电路基础部分 数字电路基础部分 第一章 直流电路基本定律与分析方法 第二章 正弦交流电路 第四章 变压器与电动机 第五章 常用控制电器及应用 第六章 半导体器件 第七章 放大电路基础 第十章 直流稳压电源 第十二章 门电路与组合逻辑电路 第十三章 触发器与时序逻辑电路 第十五章 D/A、A/D转换器 合 计 理论 4 6 2 4 4 10 4 4 6 4 48 实验 4 4 0 2 2 4 2 4 2 0 24 测试 合 计 8 10 30 2 6 10 12 28 6 6 10 22 4 80 4 2 2 8

教材说明:

采用人民卫生出版社教育部高职高专规划教材《影像电子学基础》。2002年8月第一版,陈武凡主编。

二、具体各单元实验安排:

实验从教材中挑选,故标明页码

单 元 第一章 直流电路基本定律与分析方法 第二章 正弦交流电路 第五章 常用控制电器及应用 第六章 半导体器件 第七章 放大电路基础 第十二章 门电路与组合逻辑电路 实 验 实验一、叠加定理的验证 实验二、移相电路的测试 实验三、三相交流异步电动机的正反转控制电路 实验四、共发射极电路输出特性的测试 实验五、共射极放大电路 实验六、组和逻辑电路 内 容 37页 91页 163页 196页 248页 421页 电工学基础部分 模拟电路基础部分 数字电路基础部分

三、具体各实验指导书:

实验一、叠加定理的验证

(一) 实验目的:

1 学习直流电压表、直流电流表、电阻箱、滑性变阻器和直流稳压电源的使用方法。

2 加深对叠加定理及电压、电流参考方向的理解。 (二) 实验设备与器材:

直流稳压电源 2台 直流电压表(0~15~30V) 1只 直流电压表(0~50~100~300mA) 3只 电阻箱 3只 双刀双掷开关 2只 (三) 实验内容及步骤:

1 按照图1-65接线,当两个电源都作用时,测取各电压、电流值。将数据填入表1-5。

表1-5 叠加定理参数记录表 电源 20V电压 单独作用 10V电压源 单独作用 20V和10V电压 源 共同作用 叠加定理 验证结论 2 将开关K2打向4,让电源20V单独作用,测取各电压及电流值,将数据填入表1-5。

3将开关K1打向2,让电源10V单独作用,测取各电压及电流值,将数据填入表1-5。

(四) 实验报告要求:

1对图1-65所示电路用叠加定理进行分析计算,比较理论值与测量值有无差异? 2 分析误差产生的原因,便说明哪些误差是可以消除的,便说明哪些误差是无法消除的

(五) 实验思考题:

1 当20V电源单独作用时,开关K2不打向4可以吗,为什么?

2当两个电源分别单独作用时,I2和I1支路的电流表为什么要调换极性?不调换行吗?

实验二 移向电路的测试

(一) 实验目的

(1) 培养独立设计简单电路的能力。 (2) 加深对RC电路元件的认识。

(3) 掌握信号发生器和示波器的使用方法。 (二)实验设备于器材

底频信号发生器 1台 双踪示波器材 1台 电阻,电容元件若干 (三) 实验内容于步骤

实验内容参看第七页。由R、C元件构成的RC电路如图2-62所示。 (1) 按照图2-26连接实验线路,在输入电压U =2V,频率F=1000HZ的条

件下,用示波器测量在给定电路参数时的输出电压与输出电压的相位差。

(2) 设计一个RC移相电路,在输入电压U =2V,频率F=1000HZ的条件

下,调节RC参数值,使输出电压超前输入电压750,得出该状态下的RC参数值.

(3) 设计一个RC移相电路, 在输入电压U =2V,频率F=1000HZ的条件

下,调节RC参数值,使输出电压滞后输入电压75度, 得出该状态下的RC参数值..

(4) 设计一个RC移相电路(可选择多个RC元件), 在输入电压U =2V,频

率F=1000HZ的条件下,调节RC参数值,达到输出电压滞后输入电压1250的要求,得出该状态下的R、C参数值。

(四) 实验报告要求

(1) 元器件,仪器仪表的选择。

(2) 实验线路的设计,参数调整过程。 (3) 实验结果与误差分析。 (4) 对该实验的体会。

实验三 三相异步电动机的正反转控制线路

(一)实验目的

1. 通过对三相异步电动机的正反转控制线路的安装,掌握由电路原理图接成实

际操作电路的方法。

2. 掌握三相异步电动机的正反转的原理和方法。 3. 掌握接触器连锁的正反转控制线路特点。 (二)实验设备与器材 1. 三相异步电动机(M)(Y100L2-4,4极3K/380V)一台; 2. 电源开关(QS)HZ1-25/3,25A,一只; 3. 熔断器(FU1)RL1-60/20,20A,一只 4. 熔断器(FU2)RCIA-5,5A,一只 5. 起动按钮(SB1、SB2)LA2,一只 6. 停止按钮(SB3)LA2,一只

7. 正转交流接触器(KM1)CJ0-10,一只 8. 反转交流接触器(KM2)CJ0-10,一只 9. 热继电器(FR)JR10-10,一只 10. 导线若干()

(三)实验内容与步骤

1. 按元件明细配件整齐并检察元件,根据电动机额定电流选配导线。 2. 按照图5-12接线。

3. 测验绝缘电阻,请指导老师检查无误后,通电运行。

(1) 合上电源开关QS。

(2) 按下按钮SB1,观察并记录。 (3) 将SB2按下一半(即不按到底),观察并记录。 (4) 将SB2按到底,观察并记录。 (5) 将SB1按下一半(即不按到底),观察并记录。 (6) 将SB1按到底,观察并记录。

按下按钮SB3停转,断开电源开关QS,用导线将KM1、KM2两个连锁触头短接。然后重新合上QS,继续下列实验。 (7) 按下SB1,观察并记录。 (8) 按下SB2,观察并记录。

(9) 同时按下SB1、SB2,观察并记录。

步骤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 实验记录 电机KM1自KM1联KM2自KM2联转向 锁触头 锁触头 锁触头 锁触头 SB1常SB1常SB2常开触头 闭触头 开触头 SB2常闭触头 实验四 共发射极电路输出特性的测试

(一)实验目的

1. 测定共发射极电路的Uce~Ic特性曲线。 2. 根据输出特性曲线求β。 (二)实验设备与器材

1. 万用表 一块; 2. 直流稳压电源 一台;

3. 晶体管3AG1一只,电位器2个,电阻若干。 (三)实验内容与步骤

1. 按实验原理图6-34接好电路,将电位器R2、R3置于顺时针到底位置。 2. 接上电源,调节到V=10伏。

3. 利用电位器,调节基极电流Ib到20μA,此时,应在集电极接电流表处接入

R4=510Ω的电阻,以近视代替电流表的内阻,然后拆除基极回路中的电流表,接入R5=510Ω的电阻,代替电流表的内阻,然后拆除R4,接入电流表。 4. 利用电位器R3调节Uce=8伏,这时电流表锁指示的即为集电极电路中的电

流IC,将此IC值及IB =20UA,填如表6-3中。

5.以下列不同的集电压值,测量集电极电流。将结果填如数据记录表6-3中。

UCE =6V,4V,2V,1V,0.5V

6.以下列不同的集极电流,重复步骤3~5。 IB =30UA,40UA. 50UA

表6-3数据记录 UCE(V) 8.0 6.0 4.0 2.0 1.0 0.5 IB=20μA ,IC(MA) IB=30μA ,IC(MA) IB=40μA ,IC(MA) IB=50μA ,IC(MA) 7. 以表6-3数据,对每一个IB值,以(UCE,IC)为坐标,描出各实验点,然后关滑描述

出一条UCE ~IC伏安特性曲线,如图6-35所示.

8. 从所做输出的特性曲线上,在UCE =6V,且IB =40μA处,求出所用的管子

的: β=ICQ/IBQ =( )/40μA=( )

β=ΔIC/ΔIB =( )

(四)报告要求

1.测量、整理实验数据并填如相应的表格之中;

2.根据实验数据在坐标纸上描绘出三极管的伏安特性曲线; 3.根据三极管的伏安特性曲线进行有关计算; 4.回答下列思考题。

(五) 实验思考题

1.能用表6-3中数据求出β、β值吗?选取不同的数据,所计算的、ββ的值是否相同?

2.在实验中,为什么要用R4、R5代替电流表?

实验五 共发射极放大电路

(一)实验目的

1. 学习调整放大电路静态工作的方法。

2. 掌握放大电路主要性能指标的测试方法。 3. 观察静态工作点对输出电压波形的影响。 (二)实验设备与器材

低频信号发生器、晶体管毫伏表、直流稳压电源、双踪示波器、万用表、晶体管、电阻电容等。 (三)实验内容与步骤

1. 按图7-74所示,连接实验电路。

2. 加电源电压,调整、测量、计算静态工作点。

(1) 接入电源VCC=9V,调整RW使UEQ=1.6V,再测UBQ、UCQ之值,并

记录。

(2) 计算表7-1中其余各电压、电流值(β取100)。 表7-1 测量静态工作点 测量项目与单VCC UBQ UCQ UEQ UBEQ UCEQ IBQ ICQ 单位 位 测量值与计算(V)或 值 (MA) 3.测量电压放大倍数和输出电阻 a) 在BC两端加入Ui=10MV,f=1KHz的输入信号。

b) 用示波器观察放大电路的输出电压波形是否失真,若失真,则应重调静

态工作点。

c) 用毫伏表测量在不同负载电阻时的输出压Uo值,按Au=Uo/Ui计算出相

应的电压放大倍数Au,按测量输出电阻公式计算输出电阻Ro,将结果填入表7-2中。

表7-2 测量放大倍数Au及输出电阻Ro 负载电阻RL 测量项目 Uo(V) Au(倍) Ro(kΩ) RL1 1kΩ RL2 3.3kΩ RL3 11kΩ RL 开路 4.观察放大电路静态工作变化对输出波形的影响

a) 静态时,调整Rw使UEQ=2.4V;加入Ui=10Mv,观察输出波形。 b) 静态时,调整RW使UEQ≈0.1V;加入Ui=10Mv,观察出波形。

c) 按表7-3中所示测量或计算有关的电压、电流值,将结果填入表中。并

将所观察到的输出波形填入表中。

表7-3 静态工作点对输出波形影响

静态工作点 Rb2正常 减小Rb2 增大Rb2 UBQ UCQ UEQ UBEQ UCEQ IBQ ICQ 输出波形及性质 5 测量放大电路的输入电阻 (1)将Us=10mv的输入信号加到AC两端,然后测量Ui的值; (2)利用测量输入电阻公式,计算输入电阻。 (四)实验报告要求

1 列表整理放大电路在不同负载电阻时Au及Ro的测量值和计算值,并说明负载大小对放大倍数及输出电阻的影响。

2 列表整理放大电路的静态工作点变化时各个测量值、计算值与波形图。讨论当放大电路的静态工作点变化时分别会产生何种失真波形?阐明克服失真的办法。 3 列表整理放大电路输入电阻的测量值与计算值。 (五)实验思考题

3. 当用毫伏表测量某元件上的交流电压时,能否直接跨接在电阻的两端进行测量?为什么?

4. 已知电路如图7-74所示。电路参数为:β=100,ICQ=1。3MA,计算负载电阻RL分别为1KΩ、3.3KΩ、11KΩ时的电压放大倍数A

实验六 组和逻辑电路

(一) 实验的目的

1.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 2.掌握组合逻辑电路的设计方法 (二) 实验设备与器材

1.直流稳压电源 2.数字电路实验箱 3.74LS00

4.74LS86四2输入异或门 (三) 实验内容及步骤

1.使用异或门和与非门设计一个半加器,并在数字电路实验箱中实现该电路。

2.使用与非门设计一个半加器,并在数字电路实验箱中实现该电路。 3.使用所给元件设计一个三输入表决电路,多数同意有效,输入A有否决权,在数字电路实验箱中实现该电路。

(四)实验报告要求

画出实验中所设计电路的真值表,将实验数据填如真值表,并分析实验结果。

(五) 实验思考题

1.以所设计的两个半加器为例,说明如何判断两个组合逻辑电路的优劣,并说明理由。

2.总结组合逻辑电路的设计方法。

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