实验二复习资料 17页

实验二复习资料一、实验操作1、单级放人电路计算并测量该共射放大电路：（1）测虽静态工作点，使ICQ=2mA,并将其它数据填入下表中。（2）在输入f=lKHZ、Ui=5mV的正弦信号的情况下,求illAu=~90o（3））测呈放人器的输出电压峰峰值Unpp=1.2726Vo静态工作点记录表格：工作点Ueq（V）UBQ（V）UcEQ（V）Icq（mA）计算值2V2.7V4V2mA测量值2mA直流工作点的测量要点：考虑万用表的内阻影响：我们只需要测量UEQ和UCQ两点的氏流电位。其它的直流参数都是用这两点测出的值算岀來的。Ubq=Ueq+0.7V,Uceq=Ucq—Ueq,Icq=（E（：—Ucq）/Rc（4）记录ui和uo的波形。波形图：（请标明幅值和周期）5函数发生器的调试耍点：①衰减60Db②波形对称开关关闭和直流电平开关关闭。；示波器的调试要点：①输入接chi通道（交流耦合），输出接ch2通道（交流耦合）。②要使示波器上的波形显示稳定，触发源选择大信号（即：输出信号u。作为触发源）作为触发源。；③当输入小信号时，用示波器测量UiPP和Uopp时，测量结果谋弟较人。这时，请采用毫伏表测量Ui和Uo,Au=Uo/Ui的结果误差较小O④注意：Uopp的结果要用：Uopp=UiPPXAu^验算一下，以保证结果一致。\n2、方波发生器电路如图所示，已知民为6V,Dz为3V稳压管，输出信号频率戶500Hz,电压幅度Uopp$3V。请根据现有元件，合理设计7?和C的参数，并写出计算过程，同时指出图中各元件的作用。\n解：(1)T=2RCln(l+2R2/R|)=2RCln3^2.2RC=0.002s取20k电阻和0.047uf(473)电容,(2)2RC~0.002068s,约为2ms,即输出信号频率约为500Hz图中各元件作用：R、C构成积分定时电路,&、构成正反馈电路，R,输出限流,运算放大器构成迟滞比较器，Dz输出限幅（3）实现该电路，在示波器上显示符合要求的输出信号波形。（4）观察并记录电容上的信号波形/和〃。的波形（至少两个周期）。53.7VmsO123一3.7VLrns3、设计一个矩形波发生器电路结构如下图所示，技术指标要求如下：输出频率f2kHz,占空比的调整范围为20%〜80%,输出幅度Uo>3Vo电源电压为±9V,负载阻抗Rl=10KQo当取C二O.Oluf,Ri=llK,R2=10,Ra=lK请求解R4和Rw（求解电路参数要写出求解过程，没有过程不给分)。解:T=2RCln(1+2R2/R1)=2RCln(1+2X10/11)〜2RCln(1+1.8182)~2RC^2X0.01X10'6XR/=1KH乙T=l/f=10-3则R=l/2X0.01X10_6XlX103=l/2XW5=50X103=50KQ当Rab=O,Rac=Rw时，占为20%，则0.2T=0.01X10'6XR4,R4=(0.2X103)/(0.01X10'6)=20KQ空为80%，则0.8T=0.01X10'6X(R4+RW),R4+RW=(0.8X10_3)/(0.01X1O')=8OKQ所以，R4=20KQ,RW=8()KQ-20KQ=60KQ注意调测要点：①先调测R4电位器使f=2KHzo②再调测Rw电位器，当Rab=O,Rac=Rw时，点击开再点击时间测量开关键，选择2/3页，接着点击正占空比和负占空比键，就可测得占为：20%,空为:80%的结果。此时，调节Rw（即：占空比）频率不会发生改变。4、设计一个文氏桥正弦波振荡器,技术指标要求：①电路结构要求②电路指标（l）f=lKHZ\n(2)Uopp=15V①设计条件(1)电源电压为：±9V(2)负载电阻RL二10KQ(3)C=Ci=C2=0.Oluf,R3=1OKQ,Rw=22KQ,R4=2.2KQ,请求解R=Ri=R2的数值。解：①设计f二21RC=lKHz23.140.01>10^xio3~6.28*IO5=15.9U03取标称值为R=16KQ②画输出波形5、设计一个反相比例放人器，(一)设计技术指标1)Au=5,2)Ri210KQ,3)Uopp^lV(二)设计条件1)Ec=±6V,2)Rl=5」KQ解：已知：Au二晋亠卡一5取Rf=100Kmilr—Rf二100K二2okRp=Rf//Ri—100KII2OK=16.7K八15_5-①当Ui=0.1V(有效值)时，请画出输入和输出波形。意：Uipp=2.828x0.1V=0.2828V(咙要测准确)②当Ui波形为函数发牛•器的调测要点：(1)衰减60dB;(2)波形对称开关关闭；(3)直流电平开关打开；(4)旋转直流电平开关,用示波器测量Umax=0.25V;Umin=-0.5V再用示波器测:Uomax和Uomin\n6、设计一个反相加法电路。设计技术指标：1)运算关系Uo=-(2Uii+5Ui2)2)Rii25KQ,Ri2$5KQ。设计条件：1)Ec=±9V,2)RL=5.1KQ解：设计：取100KRj=^=J00K=20K则Ri二号-二丄器二50K取标称值：R>=51K测量:RP=Rf//R1//R2=12.5K已知：Uo=-(2Uii+5Ui2)Rii=RiRi2=R2RP=Rf//Ri//R2=12.5K7、设计一个反相加法电路。设计技术指标：1)运算关系Uo二2Uii+5Ui22)Rii25KQ,Ri2$5KQ。设计条件：1)Ec=±9V,2)RL=5.1KQ解：设计思路：反向加法器+反向比例放大器(Au=l)已知:Uoi=-(2Uii+5Ui2)Rn—RiRi2=R2Ri2R2"5取R.=100K则R尸手二罟^=5okUo=-Uoi(Au=l)\n测量:8、A/D变换器要求其输入电压的幅度为0〜+5V,现有信号变化范囤为-5V〜+5V。试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为0〜+5V。5—u\―电平抬离电路A/D一计算机解:Uwo=0・5mi+2・5V\nho=0.5//j+2.5V=0.5（//（+5）V9、信号与系统操作实验请复习所做的实验。主要掌握的耍点：①由所给的电路转换岀该电路的电压传输函数H(s)=V2(s)/Vi(s),并能把传输函数化成Multisim所需的标准形式：(A)算了S在分了的幕次不高于分母的幕次。(B)因需用积分器仿真,算子S应化成1/S0(C)分母的常数项化成1。II(S)=—''1045,2+1.0015,+103②能画出完整的系统模拟框图。③运用Multisim的模拟器件库中的积分器、比例放大器、加法器等模块组构系统模拟电路。应遵循以卜•儿个原则：(1)系统模拟电路输入端必用加法器模块对输入信号和反馈信号求和，加法器输出送积分器模块(2)根据S的最高幕次n,取出n个积分器模块串接。(3)算了S的系数使用比例放大器模块(4)传输函数1I(S)的分子是输岀项，分子小各项比例放人器模块的输出川加法器求和后成为系统输出。分母是负反馈项，其系数正、负界号后送输入端加法器。例如:(5)分母中为1的常数项不用任何运算模块RSL+—+RSC3571.4哼型+空M+152S10、D/A转换器操作实验请复习所做的实验。掌握的要点：①根据输出电压选定数字输入端。设计由DAC0832完成。根据实验课题的要求输出正负斜率锯齿波上升或下降的台阶数大于或等于16个台阶，可用4位二进制数，根据输出电压选定数字输入端。输出电压的计算公式为:\nU。其中：VREF参考电压，Dn是二进制数转换为等值的十进制数。由输出电压的计算公式可知，4位二进制数接在不同的数字输入端，转换的Dn值不同,输出电压也就不同。假设：输入的二进制数为“0000〜1111”，当接在D0〜D3端时：Dn=23+22+21+20=15,若Vref为5V时，U0=-(5/256)X15=-0.29V;当接D3〜D6端时：Dn=26+25+24+23=120,U0=-(5/256)X120=-2.34V当接D4〜D7端时：Dn=27+26+25+24=240,U0=-（5/256）X240=-4.6875V注意：输出电压5也不能太大，这里还需要考虑运放的饱和失真。讨论：输出幅度受到运放动态范围的限制。LM324运放的输出是一个对管，负载是有源负载，上饱和区为1.5V,下饱和区为1.5V,其动态范围为+3.5V〜-3.5Vo所以，Uo的输岀不能超岀+3.5V〜-3.5V的范|韦|。-1.5Gt结论：Dn的只能接到D3〜D6端。①计数器计数器为数模转换器提供4位二进制数，即：M=16。由74393完成。74193芯片下降沿触发。②波形控制电路：在开关K2K1的控制下，实现三种不同波形的输出。当K2Ki=01时，转换器输入的二进制数为0000〜1111为加法计数；当K2Ki=10时,转换器输入的二进制数为1111〜0000为减法计数；当K2K1=11时,转换器先输入0000〜1111,再输入1111〜0000为16进制（或八进制）的可逆计数器。为达到实现加法计数（正斜率波形）；减法计数（负斜率波形）；以及实现先加后减（三角波）。波形控制电路的实现是利用A®1=AA®0=A的关系，即：采用7486异或门完成。通过KK2控制电路，使其完成加或减或先加后减等功能。\n二、笔试题1、利用E2PROM28C64设计一个5路序列信号发生器，4路序列码模值均为M=8,各个序列信号的码值分别为Fl=10110100,F2=01100010,F3=10011101,F4=11001001,F5=10011101o请建立序列码的数据并将数据填入下表屮。地址00H01H02H03H数据1DH0AH03H15H地址04H05H06H07H数据1CH15H02H1CH2、已知存储器28C64的起始4个地址空间内存放的16进制数据依次为0E、97、2A、61,当采用状态QQo依次为00、01、10、11的计数器对四个空间循环寻址时，存储器的I/O。〜I/O?端口输出的序列信号分别是什么？（8分）"0。0101I/O,1110I/O?11001/0^1010VO40100I/Os00111/060001I/O?01003、卜市给出了一个带有自启动的环形计数器的电路图，请用CUPL语言来描述它的功能。带有自启动的坏形计数器Q2.D=Q1Q4.D二Q3Q].d二！Qi&!Q2&!Q3Q3.d二Q24、请用CUPL语言设计M二6的加法计数器（只需用CUPL语言写出逻辑表达式）。解：①列真值表②写出次态方程tntn+1Q?Q?Q?Qn+lQn+lQji+1000001001010010011011100100101101000-n*lQ2=Q2Q1Qo+^QiQoQi=Q2QiQo+^QiQoQo=Q2QiQq+U2QiQo+Q2Q1Q0①用CUPL语言写出次态方程Q2.D=Q2&!Q1&!Q0#!Q2&Q1&Q0;Q1.D=!Q2&Q1&!QO#!Q2&!Q1&QO;Q().D=!Q2&!Q1&!Q()#!Q2&Q1&!Q0#Q2&!Q1&!Q0;5、请用CUPL语言设计M二8的减法计数器（只需用CUPL语言写出逻辑表达式）。\ntntn+1Q：Q?Q：111110110101101100100011011010010001001000000111解：①列真值表①写出次态方程cn+1_Q2=Q2QiQo+Q2Q1Q0+Q2Q1Q0+Q2Q1Q0Q皆二Q2Q1Q0+QzQiQo+Q2Q1Q0+Q^QiQoQo=Q2Q1Qo+Q2Q1Qo+Q2Q1Qo+Q2Q1Q0②用CUPL语言写出次态方程Q2.D=Q2&Q1&QO#Q2&Q1&!Q0#Q2&!Q1&QO#!Q2&!Q1&!Q0;Q1.D=Q2&Q1&Q0#Q2&!Q1&!QO#!Q2&Q1&QO#!Q2&!Q1&!Q0;Q0.D=Q2&Q1&!QO#Q2&!Q1&!QO#!Q2&Q1&!Q0#!Q2&!Q1&!Q0;6、请用CUPL语言设计一个3BIT延时电路（只盂用CUPL语言写出逻辑表达式）。DYDXCLR解：1、建立电路模型采川移位寄存器+数据选择器;/*REG*/Q1.D=CLR&DX;Q2.D=CLR&QI；Q3.D=CLR&Q2；/*MUX4*/DY=!K2&!K1&DX#!K2&K1&Q1#K2&!K1&Q2#K2&K1&Q3;/*END*/7、请用CUPL语言设计一个四选一数据选择器（只需用CUPL语言写出逻辑表达式）。解:DY=!A2&!A1&DO#!A2&A1&DI#A2&!A1&D2#A2&A1&D3;8、请用CUPL语言设计一个3/8译码器（只需用CUPL语言写出逻辑表达式）。解:!Y0=!A2&!A1&!A0;!Y1=!A2&!A1&A0;!Y2=!A2&A1&!A0;!Y3=!A2&A1&A（）;!Y4=A2&!A1&!A0;!Y5=A2&!A1&A0;!Y6=A2&A1&!A0;!Y7=A2&A1&A0;9、诘用CUPL语言设计一''100101〃序列码发生器（只需用CUPL语言写出逻辑表达式）。\n解:设计思路：计数器+数据选择器①列真值表②写岀次态方程tntfl+1FQ?Q?Q?Qn+lQn+lQii+1000001100101000100110011100110010101010001Q2=Q2Q1Qo+Q^Q1QoQi二Q2Q1Q0+Q2QiQoQo-Q2Q1Q0+Q2Q1Q0+Q2Q1Q0F=Q2QiQi+Q^QiQo+Q2QiQo③用CUPL语言写出次态方程和F的方程Q2.D二Q2&!Q1&!Q0#!Q2&Q1&QO;Q1.D=!Q2&Q1&!Q()#!Q2&!Q1&Q();Q0.D=!Q2&!Q1&!Q0#!Q2&Q1&!Q0#Q2&!Q1&!Q0;F=!Q2&!Q1&!QO#!Q2&Q1&QO#Q2&!Q1&QO;10、卜面给岀了一个ASM图，请川每态一位的方法设计控制器和输出，并用CUPL语言來描述它的功能。解:①写出激励方程D3=So・R・L・JG+JG*Sq=So•R*L+JG*SqD2=So-L-R-JGDi=So-L-R-JGtnDo=Si+S2+JG-R-L-So+S3②写出输出方程Z=S1+S3Y=S2+S3③川CUPL语言书写次态方程和输出方程式SO.D=!CLR#(CLR&(S1#S2#!JG&!R&!L&SO#S3));51.D=!CLR&S0&L&!R&!JG;52.D二!CLR&S0&!L&R&!JG;S3.D二!CLR&S0&R&L#JG&SO;Z=S1#S3;Y=S2#S3;\n11、下面给出了一个控制器电路图，•请用每态一位CLR的方法设计控制器，并用CUPL语言来描述它的功能。解:方法一：①写出激励方程Do二To（C+E）+T3FDi二ToCE+TiFD2=TiF+T2EC_D3=T2（E+C）+T3F②用CUPL语言写出控制器方程TO.D=!CLR#(CLR&(TO&!C#T0&!E#T3&F));T1.D=CLR&(TO&C&E#T1&!F);T2.D=CLR&(Tl&F#T2&C&!E);T3.D=CLR&(T2&E#T2&!C#T3&!F);方法二:①写出激励方程Do二Qo（C+E）+Q3FDi二QoCE+Q1FD2二QiF+J2EC_D3二Q2（E+C）+Q3f②用CUPL语言写出控制器方程QO.D二!CLR#(CLR&(QO&!C#QO&!E#Q3&F));Q1.D=CLR&(QO&C&E#Ql&IF);Q2.D=CLR&(Q1&F#Q2&C&!E);Q3.D=CLR&(Q2&E#Q2&!C#Q3&!F);12、采用Multisim软件对正峰值为4V、负峰值为一4V、频率为1kHz、占空比为20%的矩形波进行单边频谱分析，可知，其直流分量为—（正、负）值，谱线包络的第一个零结点位置为5kHz,有效频带范围内谱线有_条。当增大矩形波占空比后，其谱线包络的主峰高度一增高（增高、降低），冇效频带宽度一减小（增大、减小），冇效频带范围内高次谐波数目减少（增加、减少）。13、理想的正弦波只冇基波分量,而无一谐波分量、直流分量分量。否则说明该正弦波已有失真。14、图1所示的电路，（1）请分别求解当3二3C二1/RC时，|H（jo）丨的电压比值为多少？（2）定性画出它们的频率特性和相频特性图,并标注出沧的位置和相频特性的趋向角度为多少？\n解:V2(R+J^C-)〃H(jO))=—=J—————R+[(R+俺)〃侥]1(l-a)2R2c2)+j3a)RC当a)二coc二事时，H(jo))=了彳①农二石毎JCOc|hw)|二寺RRo—II11o图1二阶RC低通电路In(j3)0.333,-180度15、nJ以根据半功率点Vrl=0.707Vrlo的结论，用交流毫伏表测量电压的方法确定半功率点的频率。简要叙述测试方法。答：(1)始终保持输入信号电压Vs不变(2)改变信号源的频率，使输出信号电压等于0.707Vrto(3)观察信号源上所显示的频率(4)记录下该频率，此频率即为半功率点的频率H(S)=V2(t)V,(t)SLR»SL1+*ST1+106S'1R=1KV2(t)116、请写出系统的传输函数(VI(t)是输入,V2(t)是输出)。17、设计一个反向比例放大器,技术指标为:Au二10,输入阻抗Ri=5k,电源电压=±9VO写出设计过程并画出电路图。RfAu=二_10©坷二5k从=10x5二50kAr取$=51k17、用DAC0832设计产生如图所示频率为1kHz的正斜率阶梯波(信号输出幅度为0〜2V可调，电源电压为±5V)发生器，其电路并不完整，试完成该电路，确定时钟频率，确定DAC0832参考电压，确定数字量的输入端，要求有简单的设计过程。\n解:阶梯数8,频率为1kHz,则计数器的时钟频率为CP=8kHzo由于输出电路为单极性反相放大输出，月•输出波形在0〜2V可调，则参考电压应取由于电源电压为±5V,则LM324的输出动态范围约为一3.5V〜+3.5V。DAC0832的输出表达式为:“0=-，OUT1XRfBR256VrefxN256若取D厂Z)2作为输入端，N=1则4V()=19.5mV,VOmax=19.5x7=0.136V,输出太小。同理不能取D-D3,D厂D厂2作为数字量输入端。若取£>7作为输入端，N=25=32则4Vo=19.5x32«0.624V,VOmax=0.624x7=4.368V,超出LM324动态范围。若取Z)4〜作为输入端，N=24=16则4Vo=19.5xl6«O.312V,VOmax=0.312x7=2.184V,符合条件。兀整的电路如卜所不:19、首先令函数发牛器输出信号f=lkHz,Uopp=0.5V,波形为正弦。其次将函数发住器输出和示波器本身的校正信号(仁lkHz,Uopp二0.5V,方波)分别送入示波器CH1和CH2通道，调整相关旋钮开关使两波形稳定显示,此吋两个信号的峰峰值相同，在Y轴所占的格数也应相同。再其次用交流毫伏表300诃档分別测量正弦信号和方波信号的电压值。请分析不同波形用示波器测得的电压的峰峰值相同，为何用交流毫伏表测得的电压不同，请说明原因。答:交流毫伏表表盘刻度是依据正弦有效值确定的,所以测量方波时将产住误差•如果一定要用交流毫伏表测量非止弦信号电压,则应计算出各种波形的有效值为止弦波有效值的换算关系，用交流毫伏表测得的初值后，换算出非正弦的有效值电压。由于非正弦种类很多，换算不方便，所以多用示波器测量。20、完成下表，指出TY-360型万用表相应档位的等效内阻。档位DC0」VDC10VAC10V2.5mA\n内阻（Q）2k200k90k10021、在实验中常有这种现象，当把交流毫伏表打至最小档位时，尽管仪表输入连线什么都没接，但是表针还时常出现打表现象，请说明原因。答:（1）未接时，空间产生（儿毫伏到儿十毫伏的感应电压或干扰信号）。故产生打表现象。（2）交流毫伏表最小档灵敏度较高或有电磁波或噪声干扰信号。22、交流毫伏表测量的是正弦电压的有效值,dbm是以600Q阻抗上消耗1卅功率为基准的。测量的是绝对电平值。23、万用表的交流电压档和交流毫伏表都可以测量交流电压，请指出它们的界同点及适用范围。答：万用表的交流电压档和交流毫伏表都用于测量正弦交流电压有效值。万用表的交流电压档适用频率范围为40Hz-1kHz,有效值小于IV时指针式万用表不能测量。交流毫伏表适用频率范围为5Hz〜2MHz,有效值电压测量下限为100mVo可见，交流毫伏表的适用范围远大于万用表的交流电压档。24、下列值应用什么仪表來测量:A・正弦波的峰一峰值B.50kHz正弦波有效值C.50Hz止弦波有效值用示波器测量用父流毫伏表测量用交流毫伏表测量当有效值人于IV吋也可用万用表交流屯压档测量D.直流电压用万用表直流电压档测量当精度要求不高时也可用示波器测量25、实验室中函数发生器输出信号为lOKHz,在空载时用交流电压表测得的输出电压为IV,若接上100Q负载，测得负载上的电压预期值应是多少？给出计算公式。解：考虑到函数发生器的内阻为50Q,此时输出电压为：（1VX100Q）一（100Q+50Q）=2/3^0.67Vo26、如图1所示电路，用TY-360型万用表的直流电压档测量Vr?,仅考虑测量仪表内阻对被电路的影响时请计算：（列出计算过程）①用50V貢流电压档测得的电压读数Vr尸4.55V。\nR1200K②用l（）v直流电压档测得的电压读数VR—3.33解:TY-360型万用表的直流电压档的等效电阻为：20KQ/V（0」〜50V档），①万用表的等效电阻R=20KQX50V=1000KQ图1Vr2=[104-(200+200//1000)]X(200//1000)*4.55V②万用表的等效电阻R=20KQX10V=200KQVr2=[104-(200+200//200)]X(200//200)^3.33V27、如图所示，它是一个RLC串联电路，请求出它的谐振频率fo=?此时电路的等效阻解:f°=^LC抗Z（）=?（10分）。Z0=R28、示波器在双踪使用时，为了使两个通道的波形稳泄的显示在屏幕上，在什么情况下使用信号强的信号作为触发同步信号;在什么情况下使用周期长的信号作为触发同步信号。答：同频下使用强信号作为同步触发信号；在不同频率下（整数倍）使用频率低的侍号或周期长的侍号作为同步触发侍号。29、有两只稳压二极管Vzi、Vz2，其稳定电压分别为Uzi=6V、Uz2=10V,正向导通压降均为0.7Vo如果将它们以不同方式串联后接入电路，可能得到几种不同的电压值？试画出相应的串联电路。答：4种。1.4V10.7V&7V16V30、示波器在双踪使用时，为了使两个通道的波形稳定的显示在屏幕上，在什么情况下使用信号强的信号作为触发同步信号;在什么情况下使用周期长的信号作为触发同步信号。答：同频卜•使用强信号作为同步触发信号；在不同频率下（整数倍）使用频率低的信号或周期长的信号作为同步触发信号。31、可以根据半功率点Vrt=0.707Vrto的结论，用交流毫伏表测量电压的方法确定半功率点的频率。简要叙述测试方法。答：1.始终保持输入信号电压Vs不变2.改变信号源的频率，使输出信号电压等于0.707Vrto3.观察信号源上所显示的频率4•记录下该频率，此频率即为半功率点的频率32、实验室中函数发生器输出信号为lOKHz,在空载时用交流电压表测得的输出电压为IV,若接上100Q\n负载，测得负载上的电压预期值应是多少？给出计算公式。解：考虑到函数发生器的内阻为50Q,此时输出电压为：(1VX100Q)4-(100Q+50Q)=2/3^0.67Vo