如何用一三根火线共用一根零线实现5v稳定直流电
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时间：2017-07-30 03:51
5分钟教你认识直流屏
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发表于： 14:39:44 楼主
一．直流系统的概念直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户，为给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性和安全性。直流系统是以电池容量标称,如65AH,100AH常用名称:GZDW-65AH,GZDW-100AH。
&二．直流系统的用途广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如发电厂、变电站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地产等)，为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信部门、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源，用途十分广泛。还有直流系统的心脏是蓄电池，对蓄电池进行科学的维护是直流系统的核心工作。
&三．直流系统的组成直流系统主要由两大部份组成。一部份是电池屏，另一部份是直流充电屏（直流屏）。电池屏就是一个可以摆放多节电池的机柜（800×600×2260）。电池屏中的电池一般是由2V-12V的电池以9节到108节串联方式组成，对应电的电压输出也就是110V或220V。目前使用的电池主要是阀控式密封免维护铅酸电池。直流屏主要是由机柜、整流模块系统、监控系统、绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、降压单元及一系列的交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等配电单元。1. 整流模块系统：电力整流模块就是把交流电整流成直流电的单机模块，通常是以通过电流大小来标称（如2A模块、5A模块、10A模块、20A模块等等），按设计理念的不同也可以分为：风冷模块、独立风道模块、自冷模块、自能风冷模块和自能自冷模块。它可以多台并联使用，实现了N+1冗余。模块输出是110V、220V稳定可调的直流电压。模块自身有较为完善的各种保护功能如：输入过压保护、输出过压保护、输出限流保护和输出短路保护等。 2. 监控系统：监控系统是整个直流系统的控制、管理核心，其主要任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量数据及运行状态及时进行处理，并以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理，保证其工作的连续性、可靠性和安全性。监控系统目前分为两种：一种是按键型还有一种是触摸屏型。：监控系统提供人机界面操作，实现系统运行参数显示，系统控制操作和系统参数设置。 3. 绝缘监测单元：直流系统绝缘监测单元是监视直流系统绝缘情况的一种装置，可实时监测线路对地漏电阻，此数值可根据具体情况设定。当线路对地绝缘降低到设定值时，就会发出告警信号。直流系统绝缘监测单元目前有母线绝缘监测、支路绝缘监测。 4. 电池巡检单元：电池巡检单元就是对蓄电池在线电压情况巡环检测的一种设备。可以实时检测到每节蓄电池电压的多少，当哪一节蓄电池电压高过或低过设定时，就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一节蓄电池发生故障。电池巡检单元一般能检测2V-12V的蓄电池和巡环检测1-108节蓄电池。5. 开关量检测单元：开关量检测单元是对开关量在线检测及告警干节点输出的一种设备。比如在整套系统中哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断。目前开关量检测单元可以采集到1-108路开关量和多路无源干节点告警输出。 6. 降压单元：降压单元就是降压稳压设备，是合母电压输入降压单元，降压单元再输出到控母，调节控母电压在设定范围内（110V或220V）。当合母电压变化时，降压单元自动调节，保证输出电压稳定。降压单元也是以输出电流的大小来标称的。降压单元目前有两种，一种是有级降压硅链，一种是无级降压斩波。有级降压硅链有5级降压和七级降压，电压调节点都是3.5V，也就是说合母电压升高或下降3.5V时降压硅链就自动调节稳定控母电压。无级降压斩波就是一个降压模块，它比降压硅链体积小，它没有电压调节点所以输出电压也比降压硅链要稳定，还有过压、过流、和电池过放电等功能。不过目前无级降压斩波技术还不是很成熟常发生故障，所以还是降压硅链使用效广泛。 7. 配电单元：& & & & 配电单元主要是直流屏中为实现交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等功能所使用的器件如：电源线、接线端子、交流断路器、直流断路器、接触器、防雷器、分流器、熔断器、转换开关、按钮开关、指示灯以及电流、电压表等等。
&四．电池容量选择和模块的配置电池容量选择要进行直流负荷的统计，直流负荷按性质分为经常负荷、事故负荷、冲击负荷。经常负荷主要是保护、控制、自动装置和通信设置。事故负荷是指停电后必须由直流系统供电的负荷，如UPS、通信设置等。冲击负荷是指极短时间内施加的大电流负荷，比如断路器分、合闸操作等。根据上述三种直流负荷统计就可以计算出事故状态下的直流持续放电容量。一般在220KV的变电站直流系统的蓄电池要选择两组电池，电池容量是150AH-200AH，110KV的变电站直流系统的蓄电池要选择一组电池，池容量是100AH-150AH，35KV的变电站直流系统的蓄电池要选择一组电池，池容量是50AH-100AH。模块数量的配置是要全部模块出额定电流总值要≥最大经常负荷加蓄电池充电电流.(蓄电池充电电流是按0.1c-0.2c10).如100AH的蓄电池组其充电电流是0.1c*100=10A,在不计算经常负荷的情况下选用额定电流5A电流的模块和话2台模块就可以满足对蓄电池的充电，要实现N+1冗余总共选择3台5A模块。
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加TA为好友 发表于： 10:44:34 1楼
直流屏、直流电源型号、选型发电厂和变电站中的电力操作电源现今采用的都是直流电源，它为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制、保护的基础。直流屏由交配电单元、充电模块单元、降压硅链单元、直流馈电单元、配电监控单元、监控模块单元及绝缘监测单元组成。主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电站，和其他使用直流设备的用户（如石化、矿山、铁路等），适用于开关分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明等场合。直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统。监控主机部分高度集成化，采用单板结构（All in one），内含绝缘监察、电池巡检、接地选线、电池活化、硅链稳压、微机中央信号等功能。主机配置大液晶触摸屏，各种运行状态和参数均以汉字显示，整体设计方便简洁，人机界面友好，符合用户使用习惯。直流屏系统为远程检测和控制提供了强大的功能，并具有遥控、遥调、遥测、遥信功能和远程通讯接口。通过远程通讯接口可在远方获得直流电源系统的运行参数，还可通过该接口设定和修改运行状态及定值，满足电力自动化和电力系统无人值守变电站的要求；配有标准RS232/485串行接口和以太网接口，可方便纳入电站自动化系统。& & 直流屏、直流电源主要是给电力二次设备供电用的，不同的项目选用的直流屏也不一样，但直流屏选型问题可能对很多从事电力配电行业人员产生困扰，直注屏的选用主要是由项目所需负荷的大小以及项目所需延时供电时决定的，下面我们就来了解一下我们平时常的直流电源型号及重要参数说明。<table cellpadding="1" cellspacing="1" summary="深圳梅赛科电气是直流屏柜品牌生产厂家电话：2选择价格实惠的一体化GZDW直流电源装置、直流配电屏柜、壁挂式直流屏等直流操作电源，推荐梅赛科直流屏" width="710" height="23" style="width: 549">直流屏、直流电源型号、选型产品分类产品型号产品简介&这种直流电源主要用于小型项目，主要采用嵌入式安装，和微机保护装置一样安装在开关柜面板上的。其型号主要有三种;400W的一般可以带一面高压开关柜，可以操作国产断路四次；600W可以带两面高压柜，可以操作国产断路器四次；800W这个功率要高，一般主要用于进口型断路器。可以带2面高压柜。按以上配置，可实现延时供电10小时以上。XCD3-FB/800WM-GZDW33/20AHGZDW-20A壁挂直流屏分为两种，一种是直流输出110V的,一种是直输出220vr的，前者比后者少9节电池，,选用110V的还是220V的,主要看项目要求,GZDW-20A壁挂直流屏可以带4面高压柜,延时10小时以上,.M-GZDW33/24AH这个和20AH的差不多,负荷相对要大一些,可以带4-6面左右的高压柜,M-GZDW33/30AH可以带6-8面左右的高压,延时时间可达到10小时以上.M-GZDW33/38AH可以带8-10面左右高压开关柜,延时供电时间可达到10小时左右.GZDWM-GZDW33/40AHGZDW-40AH直流屏主要由一面柜体组成,可以带10面左右的高压柜延时时间可达到10小时以上,M-GZDW33/65AHGZDW-65AH直流屏分由一面系统柜,一面电池柜组成,其他和GZDW-40AH直流屏一样,可以同时带15面高压开关柜,延时供电10小时以上.M-GZDW33/80AHGZDW-80AH直流屏和GZDW-100AH直流屏差不多,配置上也基本一样,80AH直流负荷相对来说要小一些 ,80AH直流屏可以带20面以内高压柜还时供电10小时以上,GZDW-100AH直流屏可以带25面左右的高压柜,延时供电10小时左右,M-GZDW33/100AHM-GZDW33/200AH及以上容量200AH以上的容量的直流屏一般都是用于比较重要的大型项目，一般采用的都是2V/节电池，共需要104节电池，一般最少需要三面柜体，一面系统柜，两面电池柜，有的项目还需要配联络柜，具体情况，需要看项目要求。
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加TA为好友 发表于： 23:29:19 2楼
直流系统一般都是特别高的电压和电流。
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2011版实验指导书_图文
电工与电子技术 实验指导书
上海大学机电工程与自动化学院 自动化与信息实验中心
电工与电子技术实验是高等学校非电类专业实践性教学环节的一个重要 组成部分。 本课程着重培养学生的实验技能， 使学生能够正确地使用常用的电 工仪表和电子仪器设备， 以增加学生的感性认识； 同时起到巩固学生所学的理 论知识。通过“认识―实践―再认识”过程的训练，提高学生分析和解决问题 的能力，特别是实际的动手能力。从 1987 年起，我们就单独开设了《电工技 术》和《电子技术》实验课程。 自 20 世纪 90 年代以来，电子技术发展呈现出系统集成化、设计自动化、 用户专用化和测试智能化的发展态势。 为了适应这种新形势， 本实验指导书对 原有版的电子技术实验部分作了较大的修改。 我们加强了数字电路部分的实验 内容，扩充了综合性、设计性的实验，删减了一些验证性实验。 本课程还引入了电子仿真平台。 目的在于让学生了解不同的实验工具和手 段，为实物实验的进行打下基础。 如何做好每一个实验，学生应该做到以下三个方面： 一、 实验前的准备
预习是保证实验顺利进行并取得预期效果的重要条件， 因此在实验之前必 须进行预习。预习要求如下： 1. 明确实验目的，了解实验原理和具体任务； 2. 熟悉实验线路及具体操作步骤，了解实验过程中的注意事项； 3. 必须做好实验预习报告， 预习实验报告采用学校规定的实验报告纸， 内 容为： (1) 实验目的； (2) 实验电路图，简要实验步骤； (3) 画好实验中必需测量的各种数据表格； (4) 指导书中要求做的预习内容。
实验的进行
为了达到预期的效果， 并保证人身和设备的安全， 学生在实验进行过程中 须做到： 1. 注意人身安全。在做有关高电压实验时，不要带电接线或改变线路， 不要用手触及任何带电部分，每个实验结束后应先断开电源，然后再 拆线路。 2. 爱惜仪器设备。在做实验之前，对实验所需仪器设备进行检查，发现 有损坏的，应及时报告老师。 3. 对任何一个仪器和设备，在未了解其性能和使用方法前，不要随便接 入线路或试用。万一发生仪器或设备损坏事故，应首先断开电源，报 告老师，与老师和小组同学一起分析事故原因，从中吸取教训。 4. 实验操作时，接线要整齐、合理，设备布置要恰当。既要便于调节和 读取数据，又要确保安全，同实验小组的同学应密切配合。 5. 实验中随时注意读取的数据是否合理，以便及时发现错误并加以纠正。 实验达到预期效果，所记录的数据经指导教师认可并在预习报告上签 字后，方可拆除线路。最后将所有设备、仪表及导线整理好，完成实 验记录后方可离开实验室。 三、 实验总结
实验总结是将实验结果进行归纳、分析、提高的阶段。每个实验后需要完 成实验报告，实验报告的内容包括： 1. 姓名、班级、组别、同组者姓名、实验日期； 2. 完成实验报告的要求； 3. 将实验所得数据加以整理和运算，按要求绘出图表和曲线； 4. 回答实验指导书中提出的问题，并分析实验过程中所出现的现象。
模拟电路部分
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十
克希霍夫定律与叠加定理 ..................................................................................... 1 电压源与电流源的等效变换 ................................................................................. 3 戴维南定理 ............................................................................................................. 6 日光灯电路及其功率因数的研究 ......................................................................... 9 三相交流电路的测试 ........................................................................................... 12 异步电动机的正反转控制电路 ........................................................................... 15 时间原则、行程原则控制电路 ........................................................................... 18 单相整流、滤波稳压电路 ................................................................................... 21 集成运算放大器的应用（一） ........................................................................... 26 集成运算放大器的应用（二） ........................................................................... 30
数字电路部分
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 实验仿真平台 EWB 简介 ....................................................................................... 37 门电路逻辑功能测试 ........................................................................................... 39 组合逻辑电路的设计与测试 ............................................................................... 42 译码器及数字显示 ............................................................................................... 45 数据选择器及其应用 ........................................................................................... 51 双稳态触发器 ....................................................................................................... 56 计数器及其应用 ................................................................................................... 62 移位寄存器及其应用 ........................................................................................... 67 自激多谐振荡器 ................................................................................................... 73 555 时基电路及其应用 ........................................................................................ 76
实验十一 智力竞赛抢答装置 ........................................................................................... 82
附录一 集成逻辑门电路新旧图形符号对照 ..................................................................... 84 附录二 集成触发器电路新旧图形符号对照 ..................................................................... 85 附录三 部分集成电路引脚排列 ......................................................................................... 86 附录四 用万用电表对常用电子元器件检测 ................................................................... 95
电阻器的标称值及精度色环标志法 ................................................................... 99
附录六 THDL-1 型数字逻辑实验箱使用说明 .................................................................. 101 附录七 单相调压器使用 ................................................................................................... 105 附录八 500 型万用表使用说明 ........................................................................................ 106 附录九 电子示波器的基本原理 ....................................................................................... 108 附录十 YB1651 功率函数发生器 .......................................................................................112 附录十一 XJ1780A 型直流稳压电源 .................................................................................113 附录十二 AS2294 系列双通道交流电压表 .......................................................................115 附录十三 DA－16FS 型双路晶体管毫伏表 .......................................................................116 附录十四 EEL－Ⅰ型电工教学实验台 ..............................................................................117
模拟电路实验部分
实验一 克希霍夫定律与叠加定理
一、实验目的
1. 学习基本直流电量的测量方法； 2. 验证克希霍夫定律与叠加方法； 3. 熟悉电流测量插口在实验中的使用。
二、实验原理
1. 克希霍夫电流定律 克希霍夫电流定律是用来确定联接在同一节点的各支路电流间关系的。由于电流的 连续性，电路中任何一点（包括节点）均不能堆积电荷，因此，在任一瞬间，流入某个 节点的电流之和应该等于流出该节点的电流之和。 2. 克希霍夫电压定律 克希霍夫电压定律是用来确定回路中各段电压间的关系的。在任一瞬间，在任一回 路内，以顺时针方向或逆时针方向沿回路一周，则在这个方向上的电位升之和应该等于 电压降之和。 3. 叠加原理 在线性电路中，若有几个电源共同作用时，在任何支路中产生的电流或该支路元件 两端电压都等于每个电源分别单独作用时在该支路中产生的电流或该支路元件两端电压 的代数和。 在应用叠加原理时需注意，计算和分析各电源单独作用时，除单独作用的电源外， 应将其他电源去掉并保留其内阻（对恒压源应将其短路，对恒流源应将其开路） 。同时在 叠加时必须注意各个电源作用时支路中的电流和电压的实际方向。
三、预习要求
1. 复习克希霍夫两个定律，并自拟实验步骤 2-3 的数据记录表格。 2. 复习叠加原理，并用叠加原理对实验电路进行计算。
K1 510? R4 E 510? D
K2 R3 R5 330? C
四、实验设备
1. 直流电压表 20V 档（实验台右上方） 2. 直流毫安表（实验台右上方中） 3. 恒压源 6V,12V,0-30V（实验台右下中） 4. EEL-01 组件
五、实验步骤
1. 实验电路如图 1-1 所示，按图接入直流电源，取 E1=+12V，E2=+6V。 2. 以节点 A 为例，验证克希霍夫电流定律，数据记录于自拟表格中。 3. 取任一回路，验证克希霍夫电压定律，数据记录于自拟表格中。 4. 验证叠加原理， 令 E1 电源单独工作 （将开关 K1 投向 E1 侧， 开关 K2 投向短路侧） ， 用直流数字电压表和直流毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电 压，数据记录表格 1-1 中。 5. 令 E2 单独作用（将开关 K1 投向短路侧，开关 K2 投向 E2 侧）重复实验要求 4 的 测量和记录。 6. 令 E1 和 E2 共同作用（开关 K1 和 K2 分别投向 E1 和 E2 侧）重复上述的测量和记 录。 表 1-1 测量项目 E1 E2 I1 I2 I3 UAB UCD UAD UDE UFA 实验内容 E1 单独作用 E2 单独作用 E1,E2 共同作用
六、实验报告
1. 整理实验数据，验证克希霍夫两个定律及叠加原理的正确性。 2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算 并作出结论。
七、实验注意事项
1. 用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中的“+，-”号 的记录。 2. 注意仪表量程的及时更换。
八、思考题
1. 叠加原理中 E1， E2 分别单独作用， 在实验中应该如何操作？可否直接将不作用的 电源（E1 或 E2）置零（短接）？ 2. 利用本试验的电路图，自拟实验步骤，用实验来证明电路中电位的相对性，电压 的绝对性。
实验二 电压源与电流源的等效变换
一、实验目的
1. 掌握电源外特性的测试方法； 2. 验证电压源与电流源等效变换的条件。
二、实验原理
一个电源可以用两种电路模型来描述，即一种用电压的形式来表示的称电压源，另 一种用电流的形式来表示的称电流源，如图 2-1 所示。 若电压源的内阻 RO=0，电压恒等于电动势 E，这样的电源称理想电压源，又称恒压 源，实际电压源又可用一个恒压源与一个电阻 R 相串联的组合来表示。 若电流源的内阻 RO 无穷大，相当于开路，则电流 I 恒等于电流 IS，这样的电源称理 想电流源，又称恒流源，实际电流源又可用一个恒流源与一个电阻相并联的组合来表示。 电压源与电流源二者对外电路是等效的，可以互换，其中
I E + IS=E/RO U RL
RO=RO IS RO
E=ISRO RO=RO
三、预习要求
1. 复习电压源与电流源及其等效变换，并自拟实验要求 2 的数据表格。 2. 计算图 2-5 中等效短路电流 IS，以便与实验值进行比较。
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 5. 直流电压表（实验台右上方） 直流毫安表（实验台右上方中） 恒压源 0-30V（实验台右下中） 恒流源 0-100mA（实验台右下中） EEL-06 组件
五、实验步骤
1. 测量直流稳压电源与电压源的外特性 (1) 按图 2-2 接线，E 为 6V 直流稳压电源，R2 为十进制可变电阻箱，令其阻值由 600 欧至 100 欧变化，记录两表的读数于表 2-1 中。
+ mA R1 E + 6V V + 200? + 6V E51? V
+ mA R1 + 200?
图 2-2 表 2-1 R2(?) U(V) I(mA) 600 500 400 300 200
(2) 按图 2-3 接线，虚线框模拟为一个实际的电压源，R2 仍为十进制可变电阻箱， 令其阻值由 600 欧至 100 欧变化，读出两表的数据，记录于表 2-2 中。 表 2-2 R2(?) U(V) I(mA) 2. 测量恒流源与电流源的外特性 (1) 按图 2-4 接线，IS 为直流恒流源，调节其输出为 5mA，RO 为无穷大，R2 为十进 制可变电阻箱，使其阻值从 0-300 欧变化，记录于自拟的数据表格中（可参考表 2-1） 。 600 500 400 300 200 100 0
+ mA R1 IS RO V + 200?
(2) 按图 2-4 接线，令 RO 的阻值为 1 千欧，R2 的阻值仍从 0-300 欧变化，记录于自 拟的数据表格中（可参考表 2-2） 。 3. 验证电压源与电流源等效变化的条件 (1) 按图 2-5 接线，读出两表的数据，记录与表 2-3 中。
+ mA + 6V E51? RO 51?
+ mA + 200? V -
图 2-5 表 2-3 电压源 E=6V 电流源 IS= RO=51(?) RO=51(?) U= U= (V) (V)
(2) 按图 2-6 接线，然后调节恒流源 IS，是两表的读数与图 2-5 时的数值相等，记 录 IS 数值于表 2-3 中，验证电压源与电流源可等效变换的正确性。
六、实验报告
1. 根据实验数据绘出电源的四条外特性。 2. 从实验结果，验证电压源与电流源等效变换的条件。 3. 说明电源的外特性为什么呈下降变化趋势。
七、实验注意事项
1. 在测量恒压源和恒流源外特性时，注意恒压源不能短路，恒流源不能开路，做实 验要求 3 内容时，恒流源负载电压不可超过 20V。 2. 换接电路时，必须关闭电源开关。 3. 直流仪表的接入应注意极性与量程。
八、思考题
试另外设计一试验电路来验证电压源与电流源等效变换的条件，画出实验电路简述 实验方法。
实验三 戴维南定理
一、实验目的
1. 验证戴维南定理的正确； 2. 了解测量有源二端网络等效参数的一般方法； 3. 了解负载获得最大功率的条件。
二、实验原理
1. 戴维南定理指出： 任何一个线性的有源二端网络， 都可以用一个等效电源来代替， 如图 3-1 所示。该等效电压源的电动势 E 就是有源二端网络的开路电压 UO，即将负载断 开以后 a，b 二端之间的电压，等效电源的内阻 RO 等于有源二端网络中所有电源均去除 后（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）所得到的无源二端网络 a，b 二端之间 的等效电路。E 和 RO 称为有源二端网络的等效参数。
A U0 RL B 戴维南等效电路
R3 510? 10? + ES
图 3-1 2. 有源二端网络等效参数的测量方法很多，本实验介绍： 方法一：测出有源二端网络的开路电压 UO 和短路电流 IS，那么二端网络的等效电阻 RO=UO/IS。 方法二：半电压法。先测得有源二端网络的开路电压 UO 然后接可变负载 RL，如图 3-2 所示，当负载电阻电压为被测有源二端网络开路电压一半时，负载电阻（由电阻箱的 读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。 方法三：两次电压法。先测量一次有源二端网络的开路电压 UO，然后接入一个已知 阻值的负载电阻 RL，再测出负载电阻 RL 两端的电压 UL，则等效电阻为：
RO=(UO/UL-1)*RL
不论采用上述那种方法，只要测得了有源二端网络的开路电压 UO 和等效电阻 RO， 便可确定出该有源二端网络的戴维南等效电路。再选一电位器调节其电阻使之等于 RO， 两个串联起来便可构成有源二端网络的戴维南等效电路， 在等效电路接入负载电阻 RL 后， 测量流过 RL 的电流，并与图 3-1 电路的电流 IL 作比较，由此便可验证戴维南定理。
3. 当一个有源二端网络向一个电阻负载传送功率时，根据戴维南定理，有源二端网 络可以用一个等效的电源来代替，如图 3-1 所示，而负载获得最大功率的条件是
被 + 测 U0 有 源 网 R0 络
三、预习要求
1. 认真阅读本实验介绍的内容和本实验有关的其他内容。 2. 实验表格中所列的各电量计算值根据电路分析计算方法，要求实验前计算。
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 直流电压表和直流电流表（实验台右上侧） EEL-06 组件 EEL-01 组件 恒压源和恒流源（实验台右下侧）
五、实验步骤
1. 按电路图 3-1 接入稳压源 E=12V，IS=100mA 及十进制可变电阻 RL。先将开关 K1 打到断开位置，将负载电阻 RL 断开，测开路电压 UO，再将开关 K1 打到 2-2 位子测短 路电流 IS，填入表 3-1 中。 表 3-1 UO(V) IS(mA) RO(?)
2. 负载实验。再将开关 K1 打到 1-1 位子，调节十进制可变电阻箱，使负载电阻 RL 分别等于 300 欧-800 欧， 测量负载电阻 RL 两端的电压 Uab 和其中的电流 I， 记录于表 3-3 中。 表 3-2 RL(?) 测量值 计算值 Uab(V) I(mA) P(mW)
3. 验证戴维南定理。调节稳压源的输出电压等于 UO，选择 EEL-06 组件上的 200 欧 电阻和 470 欧电位器相串联作为等效电阻 RO，按图 3-1 接线，先将负载电阻 RL 短接（将 开关全部放在零位子） ，调节 470 欧电位器，是电流 I 等于表 3-1 中的短路电流 IS，然后 再使负载电阻 RL 分别 300 欧-800 欧，测量负载电阻两端的电压 Uab，和其中的电流 I， 记录于表 3-3 中。 表 3-3 RL(?) 测量值 计算值 Uab(V) I(mA) P(mW) 300 400 500 600 700 800
以上表 3-2，表 3-3 中的功率 P 即为负载电阻 RL 上消耗的功率。
六、实验报告
1. 做出实验要求 2，3 的外特性曲线 U=f(I)，验证戴维南定理的正确性。 2. 计算表 3-1 中 RO 和表 3-2，表 3-3 中的功率 P，并作出 P=f（RL）曲线，找出负 载取用最大功率时负载电阻 RL 值，并与理论计算值进行比较。 3. 回答预习要求中的思考题。
七、实验注意事项
1. 根据实验要求 3 调好 470 欧电位器的阻值后进行后面实验时，注意切勿再变动， 以免影响实验的准确性。 2. 在测量前，注意仪表量程的更换。 3. 在使用直流稳压电源和直流恒流源时， 注意稳压电源不能短路， 恒流源不能开路， 所以在接线或者改接线路时，要关掉电源。
八、思考题
诺顿定理的内容是：任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，都可以用一个等 效电流源来代替。该等效电流源的电流等于有源二端网络的短路电流 IS，内阻 RO 等于网 络中所有独立电源都为零时的等效电路。计算图 3-1 电路将 RL 短路后的短路电流 IS，如 何用实验方法验证诺顿定理。
实验四 日光灯电路及其功率因数的研究
一、实验目的
1. 了解日光灯电路的工作原理和各个部件的作用； 2. 观察并联电容器对提高电路的功率因数的作用。
二、实验原理
日光灯电路如图 4-1 所示，日光灯灯管是一个电阻元件，镇流器是铁心线圈，相当 于一个电感元件，所以日光灯电路相当于一个电阻与电感串联的电路。因其电感比电阻 大得多，因此电路的功率因数比较低，如果电源电压的有效值为 U，流过日光灯的电流 有效值为 I，日光灯灯管和镇流器消耗的有功功率为 P，则电路的功率因数为：
cosΦ=P/UI
为了提高电路的功率因数，可以用并联电容器的方法，如图 4-2 所示，这时电路的 总电流 I 即为日光灯电流 IRL 和电容电流 IC 的相量和。 因为电容器吸取超前的无功电流 IC， 它抵消了日光灯电流 IRL 中的一部分滞后的无功电流，因此电路的总电流将减小，而电路 的有功功率 P 基本上不变，电路的功率因数便随之提高了。电容器容量逐渐增加，总电 流逐渐下降，当电容增大到一定容量，电路的总电流下降到最小值，此时电路的功率因 数为 1（电路发生并联谐振） ，若继续增大电容量，总电流又将上升，电路由电感性转变 成电容性。
镇流器 I IC 220V 灯 管 起 动 器 U C K B URL UR IRL A
三、预习要求
1. 了解影响交流电路中功率因数的因素。 2. 掌握改善交流电路功率因数的方法及其原理。
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 交流电压表，交流电流表，交流功率表（实验台左上方） 三相调压输出（实验台左下方） ，取其中的一相 EEL-04 组件 30W 日光灯（实验台左上方） ，将开关打到实验档
五、实验步骤
1. 按图 4-2 接线，可变电容器为 EEL-04 组件下方的并联电容组，先将开关量“断” 位置，线路检查无误后，接上电源，将电压逐渐调至 220V（用电压表监视） 。 2. 测量日光灯电路中的电流 IRL，总电压 U，镇流器电压 URL，灯管两端电压 UR， 电路总功率 P 和日光灯灯管功率 PR，记录于表 4-1 中。 表 4-1 P(W) PR(W) IRL(A) URL(V) UR(V) U(V) cosΦ
3. 改变电容数值，使其分别为 2? F，3? F，4? F，4.47? F，5? F，6? F，7? F，记录电 源电压 U，电路总功率 P，电路总电流 I，日光灯电流 IRL 及电容电流 IC，记录于表 4-2 中。 表 4-2 测量值 C(? F) 2 3 4 4.47 5 6 7 P(W) I(A) IRL(A) IC(A) U(V) 计算值 cosΦ
六、实验报告
1. 计算实验记录数据表 4-1，表 4-2 中的电路功率因数 cosΦ。 2. 在毫米方格纸上按比例画出日光灯电路的总电压 U，镇流器电压 URL 及日光灯灯 管电压 UR 与电流的相量图，说明三个电压的相量和为什么不是直角三角形。 3. 对比在并联电容前后，电路的总功率 P 有无变化，并说明理由。 4. 日光灯负载并联适当电容后有什么好处？但是电容器超过一定数值后，功率因数 又下降了，这是什么原因？电路性质有何变化？并联电容前后，感性负载的有功功率， 功率因数，电流是否发生变化？ 5. 在毫米方格纸上作出 I=f(C)和 cosΦ=f(C)的关系曲线，讨论改善功率因数的意义。
七、实验注意事项
1. 功率表要正确接入电路，同极性端用短线联接后，表上只能用一根表棒。 2. 线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。
八、思考题
1. 提高感性负载的功率因数，为什么不采用给负载串联电容的方法？ 2. 有一个无源交流二端网络，看不清内部结构及元件，如何用实验的方法确定该二 端网络是感性还是容性？如果给你提供的实验设备和仪表有电压表，电流表，功率表和 一个可变电容箱，试设计这个实验电路，判断该二端网络的性质并测定其等效阻抗，叙 述测试步骤和方法。
实验五 三相交流电路的测试
一、实验目的
1. 学习三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的测量方法以及它们之间的关 系； 2. 学习负载的星形联接方法，负载不对称时星形联接中线的作用； 3. 学习负载的三角形联接，三相电路功率的测量。
二、实验原理
1. 三相四线制电源。三相交流电路是由一组频率相同、幅值相同、相位互差 120° 的三个电动势供电的电路，这种电动势称作三相对称电动势。A、B、C 三根导线称端线 或者火线，不经控制开关也不接熔断器的那根导线称零线，一般用 N 表示。端线与中线 间的电压称相电压，相电压用 UP 表示。任意两端线间的电压称线电压，线电压用 UL 表 示。相电压对称，则线电压也对称，且有 UL=
3 UP 的关系。
2. 负载的星形联接。当负载的额定电压等于电源的相电压时，则应采用星形联接， 例如照明灯及各种单相负载。本实验把四组灯泡接成如图 5-1 所示的星形联接电路，合 上 K1 形成不对称负载，断开 K1 则为对称负载。K2 接通则中线接通，K2 断开则中线断开， 无论负载对称还是不对称，只要有中线，那么每相负载上的电压就等于电源的相电压， 如果负载对称，中线上的电流为零，可去掉中线，采用三相三线制供电。如果负载不对 称，又无中线，每相负载上的相电压不再相等，有的负载相电压可能偏高，超过额定电 压，有的负载相电压偏低，使负载不能正常工作，所以负载不对称时，不能随意断开中 线。
A' A K1 x A' A K1 x
B' C' N
B' C'
3. 负载的三角形联接。 当负载的额定电压等于电源的线电压时， 应采用三角形联接。 本实验同样把四组灯泡接成图 5-2 所示的三角形联接电路，合上 K1 形成不对称负载，断 开 K1 则为对称负载。 无论负载对称还是不对称， 每相负载的相电压都等于电源的线电压， 负载对称时，相电流对称，线电流也对称，线电流与相电流的数值关系为 IL= 负载不对称，则线电流与相电流 3 的关系不再成立。 三相电路的平均功率等于各相平均功率之和，在三相四线制电路中，可利用一个瓦 特计分别测量每相功率，总功率 P=PA+PB+PC，即为三相负载功率。
在三相三线制中，不论三相负载是否对称，也不论负载是星形联接还是三角形联接， 都可以用二瓦计法来测量三相总功率。测量 时， 两功率表的电流线圈分别串入任意两根火线， * 三
相 对 称 负 载
电流线圈有*的一端一般接电源侧， 两功率表的电 压线圈一端与各自电流线圈有 *的一端联接在一 起，另一端接到未串电流线圈的第三根火线上， 如图 5-3 所示。三相电路的平均功率等于两瓦特 表的读数之和，即
三、预习要求
1. 复习《电工技术》教材第四章，熟悉三相负载星形联接和三角形联接时的电流和 电压的线值与相值间的关系。 2. 阅读有关三相功率的测量。
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 交流电流表（实验台右侧） 交流电压表（实验台右侧） 交流功率表（实验台右侧） EEL-05 组件，220V/15W 灯泡组
五、实验步骤
1. 将灯泡负载按图 5-1 接成星形联接。测量负载对称，不对称，有中线和无中线时 各相电流和电压，记录于表 5-1 中。表中 UNN'是电源中点与负载中点间的电压，IN 为中 线的电流。 表 5-1 类型 负载 对称 有中线 无中线 有中线 每相开灯数 A 2 2 4 断 4 断 B 2 2 2 2 2 2 C 2 2 2 2 2 2 UA UB UC 测 UAB UNN' 量 IA IB IC IN
负载 不对 称
2. 将灯泡负载按图 5-2 接成三角形联接，测量电压，线电流，相电流和功率，记录 于 5-2 中。
表 5-2 每相开灯数 AB 相 2 4 断 BC 相 2 2 2 CA 相 2 2 2 UAB UBC UCA 测 IAC IA 量 IB IC PA-AC PB-BC 计算值 P
六、实验报告
1. 整理实验数据，总结负载星形联接和三角形联接，负载对称，线、相电压，线、 相电流之间的关系。 2. 根据实验结果分析负载不对称星形联接中线的作用。
七、实验注意事项
1. 在联接电路前，先看清楚 EEL-05 组件的布局结构，能用短线联的尽量用短线联 接。避免导线交叉，防止短路。 2. 负载三角形联接时，因为线路较为复杂，因此接线更应该整齐有序，仔细查对， 须经指导老师检查后方可接入电源。 3. 在电路正常工作之前，禁止接入测量仪表，以防止因接错线路通电时而引起仪表 的损坏。 4. 因是 380V 的电压，请注意安全用电。
八、思考题
1. 三相四线制供电系统，如果负载不对称，能否用两瓦计法测量其平均功率？ 2. 三相四线制供电系统，如果其中一相出现短路，断路，电路将发生什么现象？是 否会影响其他两相正常工作？ 3. 采用两瓦计测三相电阻性负载的平均功率时，会不会出现一个瓦特表出现负值现 象？若出现这种现象，试分析什么原因？
实验六 异步电动机的正反转控制电路
一、实验目的
1. 熟悉几种常用控制电器：按钮、交流接触器、热继电器的构造原理及其在控制电 路中的应用； 2. 学习异步电动正反转控制电路的接线，电路的检查方法，培养分析和排除故障的 能力； 3. 掌握正反转控制电路中电气联锁的重要性以及几种保护环节的作用。
二、实验原理
许多生产机械的提升机构通常需要作左右或上下两个方向的运动，因此拖动它的电 动机必须能作正、反两个方向的旋转。由三相异步电动机的工作原理可知，要使异步电 动机反转，只需对调定子绕组通往电源三根火线中的任意二根，即改变了定子电流的相 序，为此，要对电动机实现正、反转控制，需要二只接触器，控制电路如图 6-1 所示。
U V W Q FU FU KM1 U N
KM1 KM1 KM2
图 6-1 从控制电路图中可见，当接触器 KMF 工作时，电动机正转，当接触器 KMR 工作时， 由于调换了二根电源线，电动机反转。不难看出，若正、反接触器的主触头同时闭合， 将造成电源二相短路。为避免短路事故，在两接触器控制电路中，必须要有互锁，即在 接触器线圈电路中，相互之间串入另一个接触器的常闭辅助触头 KMR、KMF，保证一个 接触器通电时另一个接触器无法同时接通。 图中热继电器 KH 是用来作电动机过载保护的，它是利用串联在主电路中的发热元 件的热效应引起双金属片的弯曲而使接在控制电路中的常闭触头断开，达到保护主电路 的目的。
三、预习要求
1. 复习三相异步电动机正、反转的工作原理。 2. 阅读教科书《电工技术》第十二章“继电接触控制系统” ，并通过实物弄清按钮， 继电器、热继电器等几种常用控制电器的结构及使用方法。 3. 了解正、反转控制电路中如何实现短路保护，过载保护及欠压保护。
四、实验设备
1. 三相异步电动机一台 2. EEL-10 组件
五、实验步骤
1. 联接图 6-1 电路 由于本实验电路较复杂，联接电路时，可先联接主电路再联接控制电路。根据电路 图从上到下，从左到右依次联接。条件允许时主电路和控制电路两部分可采用不同粗细 或不同颜色的导线进行联接。特别注意接触器的线圈、常开触头、常闭触头出现在电路 的不同部分中，联接时切勿张冠李戴。接线时还应注意合理分配各联接点上的导线数， 避免在一个联接点上集中的导线数过多。 2. 检查电路 电路接好后要进行检查，不闭合电源开关，用万用表电阻档测控制电路的电阻值， 步骤如下：用万用表电阻档（R*10 或 R*1） ，把表棒放在控制电路的电源端，这时万用表 阻值应无穷大，然后按下起动按钮 SBR 后，KMR 线圈接通，万用表指针偏转，其数值等 于 KMR 线圈的电阻值， 放开 SBR， 万用表指针返回无穷大处， 然后再按下 SBF， 此时 KMF 线圈接通，情况同上。若按下 SBR 或 SBF，万用表指针不动或者偏转为零，则说明电路 中有开路或者短路，这时不能贸然合闸，应进一步检查电路。 电路检查无误后，先将控制电路通电，主电路电源开关断开，按下正转起动按钮后， 再按下反转起动按钮，观察是否有联锁作用。 3. 异步电动机正、反转控制实验 控制电路工作正常后，然后接通主电路，观察电动机是否正、反转。经过数次操作 后，让指导教师检查后，切断电源，拆除线路。
六、实验报告
1. 本次实验重点是培养学生的联接，检查电路和排除故障的动手能力，写出这个方 面的心得体会。 2. 回答思考题。
七、实验注意事项
1. 本实验的交流接触器线圈的额定电压为 220V，切勿误接 380V。 2. 观察电动机正、反转运行时，一般等电动机停稳后再反向起动。 3. 接线、拆线，用万用表检查电路时均应在断电时进行，注意用电安全。
八、思考题
1. 在控制电路中，假如没有自锁触头和互锁触头，会发生什么后果？ 2. 为什么不能用熔断器进行过载保护？不能用热继电器进行短路保护？ 3. 如果误用接触器的常闭触头进行自锁，用常开触头进行互锁，将会出现什么现 象？
实验七 时间原则、行程原则控制电路
一、实验目的
1. 熟悉时间继电器、行程开关等控制电器的结构及正确使用； 2. 了解两台异步电动机按时间原则和按行程原则控制电路的动作原理与基本设计 方法； 3. 进一步熟悉电路接线。
二、实验原理
1. 行程原则控制电路 行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。电路如 图 7-1 所示，行程开关 STb 和 STa 通常是分别装在工作台的原点和终点，用装在工作台 上的档块来撞击，工作台由电动机 M 带动，控制电路也只是比正反转控制电路多了行程 开关而已。
U V W Q FU FU KMR KH SBF KMR STa KMR KMF
图 7-1 2. 按时间原则依次起动的控制电路 在生产中，经常有要求先开动某台电动机，然后经延时一段时间后另一台电动机才 能起动，这时通常可以用时间继电器来完成，图 7-2 为二台电动机先后依次序起动的电 路图。
U V W Q FU SB1 SB2 U KM1 N
KT KMR KMF KM1 KM2 KT M 3~ M 3~
三、预习要求
1. 阅读教科书《电工技术》第十二章“继电接触控制系统” ，并通过实物弄清时间 继电器、行程开关的结构、工作原理和使用方法。 2. 完成本实验思考题中的 1-2 内容的电路设计要求，画出电路图，交指导教师审核 后，可进行联线运行实验。 3. 认真阅读图 7-1，7-2 控制电路分析电路的动作过程，写入预习报告中，以便实 验时对照。
四、实验设备
1. 三相异步电动机一台 2. EEL-05 组件 3. EEL-10 组件
五、实验步骤
1. 异步电动机行程控制实验 (1)按图 7-1 接线，接线仍分主电路和控制电路分别接线，并合理分配各联接点上导 线数，接好线后，用万用表按实验九的方法检查电路。 (2)检查无误后，接通电源，按起动按钮及人为模拟提次自动循环（用手压动行程开 关） ，观察电路工作是否满足要求。 2. 按时间原则依次序起动的控制电路实验 (1)按图 7-2 接线，接线仍分主电路和控制电路分别接线，接好线路，用万用表按实 验九的方法检查电路。 (2)检查无误后，接通电源，按下起动按钮 SB2，观察电路的工作情况，并作记录， 分析电路的功能。经过数次操作和观察，并演示给指导教师看后，切断电源，拆除线路。
六、实验报告
1. 认真完成预习要求中的 2、3 内容，通过实验修改及完善其内容。 2. 总结接线、查线和排除故障的方法和体会。
七、实验注意事项
1. 本实验联线较多，如果是接自己设计的电路，须经指导教师审核后才能联线。 2. 交流接触器、时间继电器的额定电压均为 220V，切勿误接 380V。 3. 接线、 拆线或改接电路均应在断电的情况下进行， 切勿带电操作， 注意用电安全。
八、思考题
1. 起动按钮采用按钮的常开触头，停止按钮采用按钮的常闭触头，能否用两个复合 按钮（具有常开、常闭两种触头）作为一台电动机的起动和停止按钮用？为什么？ 2. 某三相异步电动机直接起动控制电路，主电路和控制电路接线正确，按起动按钮 后，接触器不动作，可能是什么原因？如果按起动按钮后，接触器动作，但电动机不转， 又可能是什么原因？ 3. 设计一在两地点控制一台三相电动机起停的控制电路，并且两地都可以实现点动 和连续运行。 4. 根据以下要求设计控制电路：起动时三相异步电动机 M1 先起动，过 20 秒后电动 机 M2 自行起动，M2 起动后时间继电器应断电，停车时 M2 先停，M1 在 M2 停车后方可停 车，两台电动机都应有过载保护，主电路和控制电路应有短路保护，电路还有欠压保护 功能。 5. 根据以下要求设计控制电路：二台三相异步电动机，要求电动机 M1 起动后，M2 才能起动，M2 能单独停车，停车时，必须 M2 停车后 M1 才能停。 6. 现提供交流接触器两只，时间继电器一只，起动停止按钮各一只，设计三相异步 电动机 Y-?降压换接起动的控制电路。 7. 三只灯泡的顺序为 L1，L2，L3，总是一只亮其余两只灭，每只灯亮的时间是 20 秒，按以上亮灭规律不断循环，设计复合上述要求的控制电路。
实验八 单相整流、滤波稳压电路
一、实验目的
1. 掌握单相半波及单相桥式整流电路的工作原理， 研究输入、 输出电压的数量关系， 并观察其波形。 2. 观察几种常用滤波器的效果； 3. 了解稳压管、稳压电路的性能。
二、实验原理
利用二极管的单相导电特性，把交流电压加于半波整流电路或桥式整流电路时，如 图 8-1 所示，在负载电阻 RL 上就有单相脉动的直流通过，若在负载前接上滤波电路，则 负载电阻 RL 上获得比较平滑的直流电压。
（a）单相半波整流滤波电路
(b) 桥式整流电容滤波电路 图 8-1 单相整流电路的滤波电路有电容滤波、电感滤波和 π 形滤波或 RC 滤波，由于电感 线圈的体积较大，成本较高，故一般小功率晶体管型电子设备中，多采用 π 形 RC 滤波， 其电路原理图如图 8-2 所示，它由两个电解电容和一个电阻组成。桥式整流电路输出的 脉动电压，先经电容 C1 滤波后再经 R、C2 滤波，最后加到负载 RL 上的电压就比较接近 理想的直流电压。 经整流、滤波后的输出电压，往往回随交流电源电压的波动和负载电流的变化而变 化，电压的不稳定有时会对测量和计算带来误差，引起电路的工作不稳定，甚至无法正 常工作。为此，在整流滤波电路后常常接有稳压电路，最简单的直流稳压电路是采用稳 压管来稳定电压的。 图 8-3 是一种稳压管组成的稳压电路，经桥式整流和电容滤波后，得到直流电压 Ui， 在经过限流电阻 R 和稳压管 DZ（2CW54）组成的稳压电路接到负载上，这样负载上得到 一个比较稳定的电压 UO。
稳压管稳定电压的原理： 例：交流电流 U1↑ → U2↑ → UO↑ (UZ↑) → IZ↑ → UR↑ → UO↑ 负载电流变化（电源电压保持不变）稳压电路仍能起到稳压作用（同学自行分析） 。
R C1 100? 47?
图 8-2 单相桥式整流 π 形 RC 滤波电路
R D1 D2 D3 200? C
150? 2CW54 470?
稳压管稳压电路
680? 300? 4*2C Z82C 220? 5.8V 2CW54
图 8-4 实验板电路
三、预习要求
1. 复习电工技术教材中有关整流滤波、稳压管稳压电路。 2. 预习图 8-1（a） （b）和图 8-2 整流电路和图 8-3 稳压管稳压电路。 3. 看清图 8-4 实验板的接线。
四、实验设备
1. 电源变压器 220V/9V 一只 2. 整流实验板一块 3. 500 型万用表一台 4. XJ-4245 双踪示波器一台 5. 自耦变压器一台
五、实验步骤
1. 按图 8-1（a）接成半波整流电路（先不接电容） ，接上电源和载，用万用表测量 变压器输出交流电压 U2，并用示波器官场 U2 波形，记录在下面。
2. 在无滤波、 电容滤波、 π 形滤波三种情况下， 用万用表测量负载两端直流电压 UO， 并用示波器观察 UO 的波形，记录在下面。 无滤波器：
电容滤波：
π 形 RC 滤波：
3. 按图 8-2 接成桥式整流电路，同上面一样，在无滤波器、电容滤波器及 π 形 RC 滤波情况下，测量负载两端电压 UO，并用示波器观察其波形，记录在下面。 无滤波器：
电容滤波：
π 形 RC 滤波：
4. 按图 8-3 接成稳压电路，注意合闸前自耦变压器手柄须放在零值的位置，然后合 上交流电源开关，调节自耦变压器，使输出电压 UP=220V。调节负载电阻使负载电流为 10mA。测量各部分电压，记录在表 8-1 中，并观察波形，记录波形。改变负载电阻，使 负载电阻最大和最小，记录 IO，UO 的数值于表 8-2 中。 表 8-1 U1 UP US Ui UO
表 8-2 负载电阻最大 IO UO 负载电阻最小
5. 测量稳压电路的稳压系数 保持负载电流为 10mA，调节自耦变压器使交流输入电压变化±10%（即 US 为 8.1V 至 9.9V）测量各电压，记录于表 8-3 中。 表 8-3 US Ui UO ?Ui ?UO 8.1V 9V 9.9V
六、实验报告
1. 单相半波和桥式整流电路（不带滤波器时）的输出电压 UO 与电源电压 U2 间有何 关系？并与理论计算作比较。 2. 用电容器滤波时，是否电容越大越好？此时整流二极管导通情况如何？ 3. 分析本实验中两种滤波器的效果。 4. 稳压电路中降压电阻 R 大小怎样选择？该电路有何特点？
七、实验注意事项
1. 改接线路时，不要带电操作。 2. 半波整流电路改接为全波整流电路时，变压器副边电压 U2 与实验板联接一定要 正确，以免接错而损坏二极管。 3. 实验完毕后不能忘记先断开电源， 然后拆除交流电源的接线， 以防止再次合闸时， 造成事故。
实验九 集成运算放大器的应用（一）
一、实验目的
1. 了解集成运算放大器 LM324 的使用方法； 2. 熟悉使用 LM324 集成运算放大器组成的各种基本运算电路。
二、实验原理
运算放大器组成的基本放大电路有：比例运算、加法运算、减法运算、积分运算， 微分运算。电路如下图所示： 1. 反相比例运算电路
Rf R1 10K 8 + +
输入电压与输出电压之间的关系为：
图 9-1 2. 反相加法运算电路
Rf 10K 8 + +
R ?R ? f f U ? ?? U ? U ? o ? R i1 R i 2 ? 2 ? 1 ?
??????? U ? U i1 i2
3. 减法运算电路
Rf R1 10K 8 +
+ 10k R3 10K
? R f U ? ?1 ? o ? R 1 ? R f ?????? U R i1 1 ??????Ui 2 ?Ui1
? R 3 U ? ? R ? R i2 3 ? 2
图 9-3 4. 积分运算电路
100K Cf R1 R 10k + 0.01? 8 +
1 U ?? U i dt o R1C f ?
当 u1 ? U i 为常量时
U U ?? i t o R1C f
图 9-4 5. 微分运算电路
Rf 1k C1 0.01? R 10k 10K 8 + +
dU i U ? ? R f C1 o dt
三、预习要求
1. 复习《电子技术》教材中关于运算放大器的章节。 2. 计算图 9-1 反相运算电路中当输入信号频率为 500Hz，Ui=2V 时，输出是多少？ 3. 图 9-2 为反相加法运算， 当输入为直流电压 Ui1=1.5V， Ui2=3V， 输出电压为多少？ 当输入为方波信号，Ui1=Ui2=1V，频率为 500Hz，而实验桌上只有一台信号发生器，则电 路的输入应如何联接？ 4. 图 9-4 电路，若输入信号分别为 1KHz，UP-P=2V 方波和 1KHz，UP-P=5V 的正弦波， 则输出电压是什么波形？ 5. 图 9-5 电路，若输入信号分别为 1KHz，UP-P=2V 方波和 1KHz，UP-P=5V 的三角波， 则输出电压是什么波形？
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 5. 6. XJ-4245 双踪示波器 DA-16FS 双路晶体管毫伏表 YJ56-1 型双路直流稳压电源 DF1641A 函数发生器 500 型万用表 运算放大器实验板
五、实验步骤
1. 将实验电路板与实验原理图对照后，接上运算放大器所需要的正、负 10V 直流电 源（注意正、负极性不能接错） 。 2. 反相比例运算 将运算放大器接成图 9-1 电路，并分别输入 f=500Hz，Ui=2V 的正弦波和 f=1KHz， UP-P=4V 的方波，测量输出电压，并用示波器观察波形，记录数据于表 9-1，并把输入、 输出波形描述下来。 表 9-1 f 正弦波 方 波 输入信号 Ui UiP-P Ui 输出信号 UO UOP-P UO 比例系数
3. 加法运算 将运算放大器接成图 9-2 电路， (1)两输入端同时加入 500Hz， UP-P=1V 的方波信号， 用示波器观察波形， 并记录波形。 (2)输入直流电压 Ui1=1.5V，Ui2=3V，测量输出电压 UO=_________ 4. 减法运算 将预算放大器接成图 9-3 电路，输入直流电压 Ui1=1.5V，Ui2=3V，测量输出电压 UO=_________
5. 积分运算 将运算放大器接成图 9-4 电路，并分别输入 1KHz，UP-P=2V 的方波和 1KHz，UP-P=5V 的正弦波，用示波器观察波形并记录波形。
6. 微分运算 将运算放大器接成图 9-5 电路，并分别输入 1KHz，UP-P=2V 的方波和 1KHz，UP-P=5V 的三角波，正弦波，用示波器观察波形，并记录波形。
六、实验报告
1. 记录并处理好相应的数据，画出有关电路的波形图。 2. 将反相比例器，加法器，减肥器中的各实测值和理论值作一比较，求其误差。 3. 总结运算放大器的各种运算功能。 4. 运算放大器可工作在线性区，也可工作在饱和区，本实验中的每一个实验电路各 自工作在什么区？
实验十 集成运算放大器的应用（二）
一、实验目的
1. 学习运算放大器在信号处理方面以及在波形产生方面的应用； 2. 通过低通滤波电路、电压比较器、方波发生器电路的联接和测试，熟悉这些电路 的工作原理。
二、实验原理
1. 有源滤波器 图 10-1 为低通有源滤波器。 所谓滤波器， 就是一种选频电路， 它能选出有用的信号， 而抑制无用的信号。
Rf R1 10k R2 10K 8 + + 0.01?
R f f 1? 1? U R R 1 ? 1 A? o ? U 1 ? j? RC 1 ? j ? i ? o 1 1 ?o ? 或 fo ? RC 2? RC
2. 电压比较器 电压比较器的作用是用来比较输入电压和参考电压的，图 10-2（a）是其中的一种， UR 是参考电压，加在反相输入端，输入电压加在同相输入端。运算放大器工作在开环状 态，由于开环放大倍数很大，即使输入端有一个非常小的差值信号，也会使输出电压饱 和。因此运算放大器作电压比较器用时，总是工作在饱和区。当 ui&UR 时，uo=+UO(sat)， 当 ui&UR 时，uo=-UO(sat)，当电路中接有双向稳压管时，输出电压被限在± UZ。当 UR=0 时， 及输入电压与零比较，称过零比较器，其电路与电压传输特性见图 10-2（b）所示。
+ ∞ + R3 1K DZ
图 10-2（a）
图 10-2（b）
3. 方波发生器 图 10-3（a）为方波发生器原理图，电路中运算放大器作比较器用，双向稳压管 DZ 使输出电压的幅值限制在± UZ，R1 和 R2 构成正反馈电路，R2 上的反馈电压是输出电压的 一部分，作为参考电压用，加在同相输入端。 即
U R ? U R2 ? ?
R2 UZ R1 ? R2
负反馈电路由积分电路 RF，C 构成，电压 UC 加在反相输入端，UC 和 UR 相比较决定 UO 的极性，R3 是限流电阻。
∞ + R3 1k
图 10-3（a）
图 10-3（b）
在接通电源的瞬间，设输出电压为正向饱和，及 UO=UZ，加到运放同相端的电压为：
R2 UZ R1 ? R2
而加在反相端的电压是 UC 端的电压，由于电容两端的电压不能突变，只能由输出电压 UO 通过 RF 按指数规律向 C 充电，当 UC 电压充到略大于 UR 时，输出电压即从正饱和值 变为负饱和值，即这时 UO= -UZ，而电容 C 通过 RF 放电，而后又反方向充电，当反向充 电到 UC 略负于 UR（负值）时，输出电压又翻转到正饱和值。这样周期性变化，在输出 端得到一个方波，而在电容 C 上得到一个三角波。如图 10-3（b）所示。 方波发生器又称多谐波振荡器。
三、预习要求
1. 图 10-1 低通滤波器电路的截止频率为多少？定性画出幅频特性。 2. 图 10-2 电压比较器电路， 试画出 UR=1.5V 和 UR=-1.5V 两种情况下的输出电压波 形和电压传输特性。 3. 图 10-3 方波发生器电路，复习教材有关内容，讨论输出波形频率与哪些参数相 关，怎样调节频率？试画出 UO，UC 的波形。
四、实验设备
1. XJ-4245 双踪示波器一台 2. DA-16FS 双路晶体管毫伏表一台 3. YJ56-1 双路直流稳压电源一台 4. DF161A 函数发生器一台 5. 500 型万用表一台 6. 运算放大器实验板一块
五、实验步骤
1. 接上运算放大器所需要的± 10V 直流电源（注意正负极性不能接错） 。 2. 按图 10-1 接成低通滤波电路，输入端加入 Ui=2V，频率可调的正弦信号（用晶体 管毫伏表监视输入电压大小不变）用晶体管毫伏表测量在不同频率下的输出信号电压的 大小（同时用示波器观察波形） ，测量数据记录于表 10-1 中。 表 10-1
f(Hz) Ui(V) UO(V)
3. 电压比较器。按图 10-2 接成电压比较器实验电路，输入端加入 500Hz，UP-P=10V 的正弦波信号， 分别用示波器观察 UR=0V， UR=+1.5V， UR=-1.5V 三种情况下的输出波形， 并记录输入、输出波形。
4. 按图 10-3（a）接成方波发生器电路，用示波器观察 UO，UC 的波形，并测量其 幅值的大小及频率，作好记录。 UOP-P 为___________V 用示波器测量频率为_____________Hz
六、实验报告
1. 记录并处理好相应的数据及有关电路的波形图。 2. 作出低通电路的幅频特性并计算截止频率 ωo 与实测的 ω 作一比较。 3. 画出图 10-2（a）电路的电压传输特性。 4. 如果实验电路中稳压管 DZ 的正反向电压不相等，对输出电压 UO 有何影响。 5. 三个实验电路中运算放大器工作在线性区还是饱和区？
数字电路实验部分
实验一 实验仿真平台 EWB 简介
一、实验目的
1. 数字电路实验须知； 2．掌握电路仿真的操作技术。
二、实验原理
电子工作台（Electronics WorkBench，简称 EWB）是一种专门用于电子线路仿真的 虚拟电子工作台设计软件，是由加拿大 Interactive Image Technologies 公司于 20 世纪 80 年代末、90 年代初推出的。它可以将不同类型的电路进行组合成混合电路进行仿真，且 不受工作场地、仪器设备和元器件品种及数量的限制。从事电子产品设计、开发等人员 利用它可以对电路中各种元器件参数的设定、修改，以达到设计要求的技术指标，使整 个电路性能达到最佳。这将有利于减少实际实验的次数、降低成本。 本课程引入 EWB 的目的是利用 EWB 作为辅助教学和实训手段，帮助学生更快、更 好地复习已学习过的理论知识，加深对概念、原理的理解。完成各实验预习要求中的各 集成芯片功能测试。通过虚拟实验电路设计、电路仿真，培养学生分析、应用和创新的 能力，大大提高学生动手能力的培养，体现了以学生为中心的实验教学的宗旨。 下面我们利用 WEB5.0 电子仿真软件作平台，以测试与非门功能为例，简要介绍操作 过程。双击 WEB5.0 的执行文件 WEWB32.EXE 启动 WEB5.0 便可进入它的主窗口，根据实验 需要进行。 1．元器件的选用 在逻辑门电路库中选中与非门；在指示器件库中选中彩色指示灯；在基本器件库中 选中开关；在仪器库中选中数字多用表器件；在信号源库中选中接地及 Vcc 电压源。 2．导线的连接 将鼠标指向待接原器件的端点使其出现一个小圆点，按下鼠标左键并拖曳出一根导 线，拉住导线指向另一个需连接元器件的端点并使其出现小圆点，然后释放鼠标左键， 则导线连接完成。点击仿真开关进行功能测试。电路接线图见图 1-1。
图 1-1 与非门的功能测试电路 .37.
与非门的功能测试结果见表 1－1 表 1－1 输入 输出 B 0 1 0 1
图 1-2 与非门
三、实验设备与器件
1. 计算机； 2. 仿真软件 EWB 5.O。
四、实验内容
1. 观看仿真软件的操作过程； 2．用 EWB5.0 验证门电路的逻辑功能。
六、实验报告
1.用 EWB 验证各门电路的逻辑功能，并写出逻辑表达式（与门 CC4081、或门 CC4071、 非门 74LS04 、与非门 CC4011、或非门 CC4001、异或门 74LS86） 。 把仿真实验发 到我的邮箱里，发送的文件名（有多个文件时最好是压缩文件）是：班级 -学号姓名-实验 n，如：1-张三-实验 1。邮件的名称与文件名同名。 2．制定这门课的学习计划（目标、预期收获） 。 3．实验收获与体会。
实验二 门电路逻辑功能测试
一、实验目的
1. 了解数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法； 2. 了解集成电路的外引线排列及其使用方法； 3. 验证常用 TTL、CMOS 集成门电路的逻辑功能； 4. 掌握 TTL、CMOS 器件的使用规则。
二、实验原理
集成逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件。任何复杂的组合电路和时序电 路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。目前已有门类齐全的集成门电路，例如“与 门” 、 “或门” 、 “非门” 、 “与非门” 、 “异或门”等。虽然，中大规模集成电路相继问世， 但组成某一系统时，仍少不了各种门电路。因此，有必要熟练掌握它们的使用。 1．集成电路芯片简介 数字电路实验中所用到的集成芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图 2-1 所 示。识别方法是：正对集成电路型号（如 74LS00）或看标记（左边的缺口或小圆点标记） ， 从左下角开始按逆时针方向以 1，2，3，?依次排列到最后一脚（在左上角） 。在标准形 TTL 集成电路中，电源端 VCC 一般排在左上端，接地端 GND 一般排在右下端。如 74LS00 为 14 脚芯片，14 脚为 VCC，7 脚为 GND。若集成芯片引脚上的功能标号为 NC，则表示该引脚 为空脚，与内部电路不连接。
图 2-1 74LS00 四 2 输入与非门 图 2-2 CC4001 四 2 输入或非门 外引脚的识别方法是：将集成块正面对准使用者，以凹面左起或小标点“。 ”为起始 脚 1，逆时针方向向前数 1，2，3，…，n 脚。使用时，查 IC 手册即可知管脚功能。 2．TTL 集成电路使用规则 1. 接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。 2. 电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.5V 之间，实验中要求使用 Vcc＝＋5V。电源极性绝 对不允许接错。 3. 闲置输入端处理方法 悬空，相当于正逻辑“1” ，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬 空处理。但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。因此，对于接有长线的输入端， .39.
中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要 求接入电路，不允许悬空。 4. 在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。 5. 输出端不允许直接接地或直接接＋5V 电源，否则将损坏器件。 3. CMOS 电路的使用规则 CMOS 集成门电路逻辑符号、逻辑关系及外引脚排列的方法均与 TTL 集成电路相同，所不 同的是型号和电源电压范围。 选用 CC4000 （CD4000） 系列的 CMOS 集成电路， 电源电压范围为+3～ +18v。 实验中一般要求使用＋5～＋15V。 所有输入端不允许悬空， 必须按逻辑要求接入电路。
三、预习要求
1. 2. 3. 4. 复习门电路的工作原理； 用 EWB5.0 完成实验用各集成门电路的功能测试，画出其逻辑功能验证的接线图； 自拟各实验内容的测试电路的真值表、数据记录、逻辑表达式表格； 各 CMOS 门电路闲置输入端是如何处理的。
四、实验设备与器件
1. 数字电子技术实验箱； 2. 74LS20×2，CC4011，CC4001，CC4071，CC4081。
五、实验内容
1. 在合适的位置选取一个 14P 插座，按定位标记插好 74LS20 集成块。验证 TTL 集成与非 门 74LS20 的逻辑功能 按图 2-3 接线，门的四个输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开 关向上，输出逻辑“1” ，向下为逻辑“0” 。门的输出端接由 LED 发光二极管组成的逻辑电平显 示器（又称 0－1 指示器）的显示插口，LED 亮为逻辑“1” ， 不亮为逻辑“0” 。按表 2-1 的真值 表逐个测试集成块中两个与非门的逻辑功能。74LS20 有 4 个输入端，有 16 个最小项，在实际测 试时，只要通过对输入 、、1110 五项进行检测就可判断其逻辑功能是否 正常。 表 2-1 输 An 1 0 1 1 1 图 2-3 与非门逻辑功能测试电路 .40. Bn 1 1 0 1 1 入 Cn 1 1 1 0 1 Dn 1 1 1 1 0 输 出 Y1 Y2
2. 验证 CMOS 各门电路的逻辑功能，判断其好坏。 验证与非门 CC4011、与门 CC4081、或门 CC4071 及或非门 CC4001 逻辑功能，其引脚 见附录。 以 CC4011 为例：测试时，选好某一个 14P 插座，插入被测器件，其输入端 A、B 接 逻辑开关的输出插口，其输出端 Y 接至逻辑电平显示器输入插口，拨动逻辑电平开关， 逐个测试各门的逻辑功能，并记入表 2-2 中。 表 2-2 输 A 0 0 1 图 2-4 与非门逻辑功能测试 1 入 B 0 1 0 1 AB 输 A+B 出
六、实验报告
1．画出实验用门电路的逻辑符号，并写出逻辑表达式； 2．填写实验表格； 3．画出门电路逻辑功能验证的接线图； 思考题：如何由+5V 和－5V 直流稳压电源获得+3V～－3V 连续可调的电源。
七、实验注意事项
1．集成元件的电源极性不能接错； 2．各集成元件的输出端不得接+5V 或地端，也不能接电平开关和触发方式； 3．在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。 4．若实验中需 TTL、CMOS 芯片混合使用时，电源应取+5V.
实验三 组合逻辑电路的设计与测试
一、实验目的
1. 掌握组合逻辑电路的分析与测试方法； 2. 掌握组合逻辑电路的设计方法。
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 3－1 所示。
图 3－1 组合逻辑电路设计流程图 根据设计任务的要求建立输入、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的类型修改逻辑表达式。 根据简 化后的逻辑表达式，画出逻辑图，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： (1) 根据题意列出真值表如表 3－1 所示。 表 3－1 A B C D Z .42. 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 1 1 1 1 1 1
(2) 由真值表写出逻辑式为
Z ? ABCD ? ABCD ? ABCD ? ABCD ? ABCD
(3) 用卡诺图化简逻辑式，先将逻辑式中的最小项（或真值表中取值为“1”的最小 项）分别填入卡诺图相应的小方格内。如表 3－2 表 3－2 CD AB 00 01 11 10 1 1 1 1 1 00 01 11 10
(4) 由卡诺图得出化简后的逻辑表达式，并演化成“与非”的形式 Z ＝ ABC＋BCD＋ACD＋ABD ＝ ABC ? BCD ? ACD ? ABD (5) 根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图 3－2 所示。
图 3－2 (6) 用实验验证设计的正确性 在实验装置适当位置选定三个 14P 插座，按照集成块定位标记插好集成块 CC4012。 按图 3－2 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，测量相应的输出值，验 证逻辑功能，与表 3－1 进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。
三、预习要求
1. 2. 3. 4. 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； 如何用最简单的方法验证“4 输入与非门”的逻辑功能是否完好？ “与非门”中，当某一组与端不用时，应作如何处理？ 逻辑函数的表示方法及标准表达式； .43.
5. 怎样用卡诺图化简逻辑函数？
四、实验设备与器件
1. 数字电子技术实验箱； 2. CC） ，CC） ， CC)。
五、实验内容
1. 设计用异或门、 与门组成的半加器电路。 要求按本文所述的设计步骤进行， 直到测试电 路逻辑功能符合设计要求为止。 ； 2. 设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。 3. 某汽车驾驶培训班进行结业考试，有三名评判员，其中 A 为主评判员、B 和 C 为副评判 员，在评判时，按照少数服从多数的原则通过，但主评判员认为合格，亦可通过。试用 与非门构成逻辑电路实现此评判规定。
六、实验报告
1．列写实验任务的设计过程，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。
七、实验注意事项
1．未使用的输入端的处理； 2．各集成元件的输出端不得接+5v 或地端，也不能接电平开关和触发方式； 3．在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。
实验四 译码器及数字显示
一、实验目的
1．掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法； 2. 熟悉数码管的使用。
二、实验原理
译码器是一个多输入、 多输出的组合逻辑电路。 它的作用是把给定的代码进行 “翻 译” ，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广 泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组 合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。 译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。前者又分为变量译码器和代码变换 译码器。 1. 变量译码器（又称二进制译码器） ，用以表示输入变量的状态，如 2 线－4 线、3 n n 线－8 线和 4 线－16 线译码器。 若有 n 个输入变量， 则有 2 个不同的组合状态， 就有 2 个 输出端供其使用。而每一个输出所代表的函数对应于 n 个输入变量的最小项。 以 3 线－8 线译码器 74LS138 为例进行分析，图 4－1(a)及(b)分别为其逻辑图及引 脚排列。其中 A2 、A1 、A0 为地址输入端， Y 0 ～ Y 7 为译码输出端，S1、S2 、S3 为使能端。 表 4－1 为 74LS138 功能表。 当 S1＝1， S2 ＋ S3 ＝0 时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为 0）输出，其 它所有输出端均无信号（全为 1）输出。当 S1＝0， S2 ＋ S3 ＝X 时，或 S1＝X， S2 ＋ S3 ＝ 1 时，译码器被禁止，所有输出同时为 1。
(a) 图 4－1
(b) 3－8 线译码器 74LS138 逻辑图及引脚排列 .45.
表 4－1 输 S1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 × 入 A2 0 0 0 0 1 1 1 1 × × A1 0 0 1 1 0 0 1 1 × × A0 0 1 0 1 0 1 0 1 × × 输 出
0 0 0 0 0 0 0 0 × 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端 输入数据信息，器件就成为一个数据分配器(又称多路分配器)，如图 4－2 所示。若在 S1 输入端输入数据信息， S2 ＝ S3 ＝0，地址码所对应的输出是 S1 数据信息的反码；若从 S2 端输入数据信息，令 S1＝1、S3 ＝ 0， 地址码所对应的输出就是 S2 端数据信息的原码。若数 据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。 根据输入地址的不同组合译出唯一地址，故可用作地址译码器。接成多路分配器， 可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点。 二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图 4－3 所示，实现的逻辑函数是
Z ? A BC ? ABC ? A BC ? ABC ? Y0 ? Y2 ? Y4 ? Y7
图 4－2 .46.
作数据分配器
图 4－3 实现逻辑函数
利用使能端能方便地将两个 3/8 译码器组合成一个 4/16 译码器，如图 4－4 所示。
“1” “0”
用两片 74LS138 组合成 4/16 译码器
2．数码显示译码器 a．七段发光二极管(LED)数码管 LED 数码管是目前最常用的数字显示器，图 4－5(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路， (c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。 一个 LED 数码管可用来显示一位 0～9 十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5 寸 和 0.36 寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色 不同略有差别，通常约为 2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在 5～10mA。LED 数码管 要显示 BCD 码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译 码功能，还要有相当的驱动能力。
(a) 共阴连接（ “1”电平驱动）
(b) 共阳连接（ “0”电平驱动）
(c) 符号及引脚功能
LED 数码管 .47.
b．BCD 码七段译码驱动器 此类译码器型号有 74LS47（共阳） ，74LS48（共阴） ，CC4511（共阴）等，本实验系采用 CC4511 BCD 码锁存／七段译码／驱动器。驱动共阴极 LED 数码管。图 4－6 为 CC4511 引脚 排列。
图 4－6 CC4511 引脚排列 其中 A, B, C, D 为 BCD 码输入端；a, b, c, d, e, f, g 为译码输出端，输出“1”用来 驱动共阴极 LED 数码管。
LT ― 测试输入端， LT ＝“0”时，译码输出全为“1” ；
BI ― 消隐输入端， BI ＝“0”时，译码输出全为“0” ；
LE ― 锁定端，LE＝“1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在 LE＝0 时的数值，LE＝0 为正常译码。 在本数字电路实验装置上已完成了译码器 CC4511 和数码管 BS202 之间的连接。实验 时，只要接通+5V 电源和将十进制数的 BCD 码接至译码器的相应输入端 A、B、C、D 即可 显示 0～9 的数字。 四位数码管可接受四组 BCD 码输入。 CC4511 与 LED 数码管的连接如图 4－7 所示。
CC4511 驱动一位 LED 数码管
表 4－2 为 CC4511 功能表。CC4511 内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管笔段 之间串入限流电阻即可工作。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过 1001 时，输出全为 “0” ，数码管熄灭。 表 4－2 输 LE × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 入 D × × 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 × C × × 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 × B × × 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 × A × × 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 × a 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 b 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 c 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 锁 输 d 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 e 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 存 f 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 出 g 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 锁存 消隐 显示字形
× 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
三、预习要求
1. 用 EWB5.0 完成 74LS138 译码器逻辑功能测试， 画出其逻辑功能验证的接线图及功 能表； 2. 复习有关译码器的原理； 3. 根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。 .49.
四、实验设备与器件
1. 数字电子技术实验箱：1 台； 2. 双踪示波器：1 台； 3. 74LS138× 2，CC。
五、实验内容
1. 数据拨码开关的使用。 将实验装置上的四组拨码开关的输出 Ai 、Bi、Ci、Di 分别接至 4 组显示译码／驱动 器 CC4511 的对应输入口，LE、 BI 、 LT 接至三个逻辑开关的输出插口，接上+5V 显示器 的电源，然后按功能表 4－2 输入的要求揿动四个数码的增减键（ “＋”与“－”键）和 操作与 LE、BI 、 LT 对应的三个逻辑开关，观测拨码盘上的四位数与 LED 数码管显示的 对应数字是否一致，及译码显示是否正常。 2. 用两片 74LS138 组合成一个 4 线― 16 线译码器，并进行实验。 3. 用 74LS138 实现逻辑函数 Z= ABC ? BC 。 4. 用一片 74LS138 和 74LS20 组成一位全加器。
六、实验报告
1. 画出实验接线图。 2. 对实验结果进行分析、讨论。 3. 实验收获与体会。
七、实验注意事项
连接实验电路时，注意输入输出的顺序。
实验五 数据选择器及其应用
一、实验目的
1．掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法； 2. 学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。
二、实验原理
数据选择器又叫 “多路开关” 。 数据选择器在地址码 （或叫选择控制） 电位的控制下， 从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个 多掷开关，如图 5－1 所示，图中有四路数据 D0～D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码） 从四路数据中选中某一路数据送至输出端 Q。 数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有 2 选 1、4 选 1、8 选 1、16 选 1 等类别。 数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而 成的。 1．八选一数据选择器 74LS151 74LS151 为互补输出的 8 选 1 数据选择器，引脚排列如图 5－2，功能如表 5－1。 选择控制端（地址端）为 A2～A0，按二进制译码，从 8 个输入数据 D0～D7 中，选择 一个需要的数据送到输出端 Q， S 为使能端，低电平有效。
4 选 1 数据选择器示意图 表 5－1 输
图 5－ 2 74LS151 引脚排列 输 出
入 A2 × 0 0 0 0 1 1 1 1 A1 × 0 0 1 1 0 0 1 1 A0 × 0 1 0 1 0 1 0 1 Q 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
1 0 0 0 0 0 0 0 0
D2 D3 D4 D5 D6 D7
1） 使能端 S ＝1 时，不论 A2～A0 状态如何，均无输出（Q＝0， Q ＝1） ，多路开关被 禁止。 2） 使能端 S ＝0 时，多路开关正常工作，根据地址码 A2、A1、A0 的状态选择 D0～D7 中某一个通道的数据输送到输出端 Q。 如：A2A1A0＝000，则选择 D0 数据到输出端，即 Q＝D0。 如：A2A1A0＝001，则选择 D1 数据到输出端,即 Q＝D1，其余类推。 2．双四选一数据选择器 74LS153 所谓双 4 选 1 数据选择器就是在一块集成芯片上有两个 4 选 1 数据选择器。引脚排 列如图 5－3，功能如表 5－2。 表 7－2 输 入 A1 × 0 0 1 1 A0 × 0 1 0 1 输 Q 0 D0 D1 D2 D3 出
1 0 0 0 0 图 5－3 74LS153 引脚功能
1S 、 2S 为两个独立的使能端；A1、A0 为公用的地址输入端；1D0 ～1D3 和 2D0～2D3
分别为两个 4 选 1 数据选择器的数据输入端；Q1、Q2 为两个输出端。 1）当使能端 1S （ 2S ）＝1 时，多路开关被禁止，无输出，Q＝0。 2）当使能端 1S （ 2S ）＝0 时，多路开关正常工作，根据地址码 A1、A0 的状态，将 相应的数据 D0～D3 送到输出端 Q。 如：A1A0＝00 则选择 DO 数据到输出端，即 Q＝D0。 A1A0＝01 则选择 D1 数据到输出端，即 Q＝D1，其余类推。 数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现 逻辑函数等。 3．数据选择器的应用― 实现逻辑函数 例 1：用 8 选 1 数据选择器 74LS151 实现函数
F ? A B ? AC ? BC
采用 8 选 1 数据选择器 74LS151 可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。 作出函数 F 的功能表， 如表 5－3 所示， 将函数 F 功能表与 8 选 1 数据选择器的功能 表相比较，可知（1）将输入变量 C、B、A 作为 8 选 1 数据选择器的地址码 A2、A1、A0。 （2） 使 8 选 1 数据选择器的各数据输入 D0～D7 分别与函数 F 的输出值一一相对应。 即： A2A1A0＝CBA， D0＝D7＝0 D1＝D2＝D3＝D4＝D5＝D6＝1 .52.
则 8 选 1 数据选择器的输出 Q 便实现了函数 F ? A B ? AC ? BC 接线图如图 5－4 所示。 表 5－3 输 入 C 0 0 0
输 出 A 0 1 0 1 0 1 0 1 F 0 1 1 1 1 1 1 0
B 0 0 1 1 0 0 1 1
图 5－4 用 8 选 1 数据选择器实现 F ? A B ? AC ? BC 显然，采用具有 n 个地址端的数据选择实现 n 变量的逻辑函数时, 应将函数的输入 变量加到数据选择器的地址端(A),选择器的数据输入端（D）按次序以函数 F 输出值来赋 值。 例 2：用 8 选 1 数据选择器 74LS151 实现函数 F ? A B ? AB （1）列出函数 F 的功能表如表 5-4 所示。 （2）将 A、B 加到地址端 A1、A0，而 A2 接地，由表 5－4 可见，将 D1、D2 接“1”及 D0、D3 接地，其余数据输入端 D4～D7 都接地,则 8 选 1 数据选择器的输出 Q，便实现了函数
F ? A B ? BA 。
接线图如图 5－5 所示。 表 5－4 B 0 0 1 1 A 0 1 0 1 F 0 1 1 0
“0” “0”
8 选 1 数据选择器实现 F ? A B ? AB 的接线图
显然，当函数输入变量数小于数据选择器的地址端（A）时，应将不用的地址端及不 用的数据输入端（D）都接地。 例 3：用 4 选 1 数据选择器 74LS153 实现函数
F ? ABC ? A BC ? ABC ? ABC
函数 F 的功能如表 5－5 所示 .53.
表 5－5 输 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 入 C 0 1 0 1 0 1 0 1 输出 F 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 A 0 输 B 0
表 5－6 入 C 0 1 0 1 0 1 0 1 输出 F 0 0 0 1 0 1 1 1 D0＝0 D1＝C D2＝C D3＝1 中 选 数据端
函数 F 有三个输入变量 A、 B、 C，而数据选择器有两个地址端 A1、A0 少于函数输入变 量个数，在设计时可任选 A 接 A1，B 接 A0。将函数功能表改制成表 5－6 形式，可见当将输 入变量 A、 B、 C 中 B 接选择器的地址端 A1、A0，由表 5－6 不难看出： D0＝0， D1＝D2＝C， D3＝1 F 则 4 选 1 数据选择器的输出，便实现 了函数 F ? ABC ? A BC ? ABC ? ABC 接线图 如图 5－6 所示。 当函数输入变量大于数据选择器地址 端（A）时，可能随着选用函数输入变量 作地址的方案不同，而使其设计结果不同， 需对几种方案比较，以获得最佳方案。
A B A1 A0 1D0 C
“1” “0”
图 5－6 用 4 选 1 数据选择器实现 F ? ABC ? ABC ? ABC ? ABC
三、预习要求
1. 用 EWB5.0 完成 74LS151、74LS153 逻辑功能测试，画出其逻辑功能验证的接线图 及功能表。 2. 复习数据选择器的工作原理；用数据选择器对实验内容中各函数式进行预设计； 3. 根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。
四、实验设备与器件
1. 数字电子技术实验箱：1 台 2. 74LS151（或 CC4512） 74LS153（或 CC4539）
五、实验内容
1. 测试数据选择器 74LS151 的逻辑功能 接图 5－7 接线，地址端 A2、A1、A0、数据端 D0～D7、使能端 S 接逻辑开关，输出端 Q .54.
接逻辑电平显示器，按 74LS151 功能表逐项进行测试，记录测试结果。
接逻辑电平显示器 图 5－7 74LS151 逻辑功能测试
2. 用 8 选 1 数据选择器 74LS151 设计三输入多数表决电路 1）写出设计过程 2）画出逻辑电路图 3）验证逻辑功能 3. 用 8 选 1 数据选择器实现逻辑函数 F ? A B ? AB 1）写出设计过程 2）画出逻辑电路图 3）验证逻辑功能 4. 用双 4 选 1 数据选择器 74LS153、74LS04 实现全加器 1）写出设计过程 2）画出逻辑电路图 5. 某同学参加三门课程考试，规定如下：① 课程 A 及格得 1 分，不及格得 0 分； ② 课程 B 及格得 2 分，不及格得 0 分；③ 课程 C 及格得 3 分，不及格得 0 分。 若总得分大于 4 分（含 4 分）就可以结业，试用已学过的集成电路芯片实现上述 要求的逻辑电路。
六、实验报告
用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能 测试；总结实验收获、体会。
七、实验注意事项
严格遵守 TTL、CMOS 集成电路的使用规则。
实验六 双稳态触发器
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 6－1 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 6－1 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 6－1 输 入 输 Qn+1 1 0 Qn φ 出
0 1 1 0 图 6－1 基本 RS 触发器
2. JK 触发器 在输入信号为双端的情况下，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 6－2 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。通常将 Q ＝0， Q ＝1 的状态定为 触发器“0”状态}
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发表于： 14:39:44 楼主
一．直流系统的概念直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户，为给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性和安全性。直流系统是以电池容量标称,如65AH,100AH常用名称:GZDW-65AH,GZDW-100AH。
&二．直流系统的用途广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如发电厂、变电站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地产等)，为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信部门、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源，用途十分广泛。还有直流系统的心脏是蓄电池，对蓄电池进行科学的维护是直流系统的核心工作。
&三．直流系统的组成直流系统主要由两大部份组成。一部份是电池屏，另一部份是直流充电屏（直流屏）。电池屏就是一个可以摆放多节电池的机柜（800×600×2260）。电池屏中的电池一般是由2V-12V的电池以9节到108节串联方式组成，对应电的电压输出也就是110V或220V。目前使用的电池主要是阀控式密封免维护铅酸电池。直流屏主要是由机柜、整流模块系统、监控系统、绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、降压单元及一系列的交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等配电单元。1. 整流模块系统：电力整流模块就是把交流电整流成直流电的单机模块，通常是以通过电流大小来标称（如2A模块、5A模块、10A模块、20A模块等等），按设计理念的不同也可以分为：风冷模块、独立风道模块、自冷模块、自能风冷模块和自能自冷模块。它可以多台并联使用，实现了N+1冗余。模块输出是110V、220V稳定可调的直流电压。模块自身有较为完善的各种保护功能如：输入过压保护、输出过压保护、输出限流保护和输出短路保护等。 2. 监控系统：监控系统是整个直流系统的控制、管理核心，其主要任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量数据及运行状态及时进行处理，并以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理，保证其工作的连续性、可靠性和安全性。监控系统目前分为两种：一种是按键型还有一种是触摸屏型。：监控系统提供人机界面操作，实现系统运行参数显示，系统控制操作和系统参数设置。 3. 绝缘监测单元：直流系统绝缘监测单元是监视直流系统绝缘情况的一种装置，可实时监测线路对地漏电阻，此数值可根据具体情况设定。当线路对地绝缘降低到设定值时，就会发出告警信号。直流系统绝缘监测单元目前有母线绝缘监测、支路绝缘监测。 4. 电池巡检单元：电池巡检单元就是对蓄电池在线电压情况巡环检测的一种设备。可以实时检测到每节蓄电池电压的多少，当哪一节蓄电池电压高过或低过设定时，就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一节蓄电池发生故障。电池巡检单元一般能检测2V-12V的蓄电池和巡环检测1-108节蓄电池。5. 开关量检测单元：开关量检测单元是对开关量在线检测及告警干节点输出的一种设备。比如在整套系统中哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断。目前开关量检测单元可以采集到1-108路开关量和多路无源干节点告警输出。 6. 降压单元：降压单元就是降压稳压设备，是合母电压输入降压单元，降压单元再输出到控母，调节控母电压在设定范围内（110V或220V）。当合母电压变化时，降压单元自动调节，保证输出电压稳定。降压单元也是以输出电流的大小来标称的。降压单元目前有两种，一种是有级降压硅链，一种是无级降压斩波。有级降压硅链有5级降压和七级降压，电压调节点都是3.5V，也就是说合母电压升高或下降3.5V时降压硅链就自动调节稳定控母电压。无级降压斩波就是一个降压模块，它比降压硅链体积小，它没有电压调节点所以输出电压也比降压硅链要稳定，还有过压、过流、和电池过放电等功能。不过目前无级降压斩波技术还不是很成熟常发生故障，所以还是降压硅链使用效广泛。 7. 配电单元：& & & & 配电单元主要是直流屏中为实现交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等功能所使用的器件如：电源线、接线端子、交流断路器、直流断路器、接触器、防雷器、分流器、熔断器、转换开关、按钮开关、指示灯以及电流、电压表等等。
&四．电池容量选择和模块的配置电池容量选择要进行直流负荷的统计，直流负荷按性质分为经常负荷、事故负荷、冲击负荷。经常负荷主要是保护、控制、自动装置和通信设置。事故负荷是指停电后必须由直流系统供电的负荷，如UPS、通信设置等。冲击负荷是指极短时间内施加的大电流负荷，比如断路器分、合闸操作等。根据上述三种直流负荷统计就可以计算出事故状态下的直流持续放电容量。一般在220KV的变电站直流系统的蓄电池要选择两组电池，电池容量是150AH-200AH，110KV的变电站直流系统的蓄电池要选择一组电池，池容量是100AH-150AH，35KV的变电站直流系统的蓄电池要选择一组电池，池容量是50AH-100AH。模块数量的配置是要全部模块出额定电流总值要≥最大经常负荷加蓄电池充电电流.(蓄电池充电电流是按0.1c-0.2c10).如100AH的蓄电池组其充电电流是0.1c*100=10A,在不计算经常负荷的情况下选用额定电流5A电流的模块和话2台模块就可以满足对蓄电池的充电，要实现N+1冗余总共选择3台5A模块。
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加TA为好友 发表于： 10:44:34 1楼
直流屏、直流电源型号、选型发电厂和变电站中的电力操作电源现今采用的都是直流电源，它为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制、保护的基础。直流屏由交配电单元、充电模块单元、降压硅链单元、直流馈电单元、配电监控单元、监控模块单元及绝缘监测单元组成。主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电站，和其他使用直流设备的用户（如石化、矿山、铁路等），适用于开关分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明等场合。直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统。监控主机部分高度集成化，采用单板结构（All in one），内含绝缘监察、电池巡检、接地选线、电池活化、硅链稳压、微机中央信号等功能。主机配置大液晶触摸屏，各种运行状态和参数均以汉字显示，整体设计方便简洁，人机界面友好，符合用户使用习惯。直流屏系统为远程检测和控制提供了强大的功能，并具有遥控、遥调、遥测、遥信功能和远程通讯接口。通过远程通讯接口可在远方获得直流电源系统的运行参数，还可通过该接口设定和修改运行状态及定值，满足电力自动化和电力系统无人值守变电站的要求；配有标准RS232/485串行接口和以太网接口，可方便纳入电站自动化系统。& & 直流屏、直流电源主要是给电力二次设备供电用的，不同的项目选用的直流屏也不一样，但直流屏选型问题可能对很多从事电力配电行业人员产生困扰，直注屏的选用主要是由项目所需负荷的大小以及项目所需延时供电时决定的，下面我们就来了解一下我们平时常的直流电源型号及重要参数说明。<table cellpadding="1" cellspacing="1" summary="深圳梅赛科电气是直流屏柜品牌生产厂家电话：2选择价格实惠的一体化GZDW直流电源装置、直流配电屏柜、壁挂式直流屏等直流操作电源，推荐梅赛科直流屏" width="710" height="23" style="width: 549">直流屏、直流电源型号、选型产品分类产品型号产品简介&这种直流电源主要用于小型项目，主要采用嵌入式安装，和微机保护装置一样安装在开关柜面板上的。其型号主要有三种;400W的一般可以带一面高压开关柜，可以操作国产断路四次；600W可以带两面高压柜，可以操作国产断路器四次；800W这个功率要高，一般主要用于进口型断路器。可以带2面高压柜。按以上配置，可实现延时供电10小时以上。XCD3-FB/800WM-GZDW33/20AHGZDW-20A壁挂直流屏分为两种，一种是直流输出110V的,一种是直输出220vr的，前者比后者少9节电池，,选用110V的还是220V的,主要看项目要求,GZDW-20A壁挂直流屏可以带4面高压柜,延时10小时以上,.M-GZDW33/24AH这个和20AH的差不多,负荷相对要大一些,可以带4-6面左右的高压柜,M-GZDW33/30AH可以带6-8面左右的高压,延时时间可达到10小时以上.M-GZDW33/38AH可以带8-10面左右高压开关柜,延时供电时间可达到10小时左右.GZDWM-GZDW33/40AHGZDW-40AH直流屏主要由一面柜体组成,可以带10面左右的高压柜延时时间可达到10小时以上,M-GZDW33/65AHGZDW-65AH直流屏分由一面系统柜,一面电池柜组成,其他和GZDW-40AH直流屏一样,可以同时带15面高压开关柜,延时供电10小时以上.M-GZDW33/80AHGZDW-80AH直流屏和GZDW-100AH直流屏差不多,配置上也基本一样,80AH直流负荷相对来说要小一些 ,80AH直流屏可以带20面以内高压柜还时供电10小时以上,GZDW-100AH直流屏可以带25面左右的高压柜,延时供电10小时左右,M-GZDW33/100AHM-GZDW33/200AH及以上容量200AH以上的容量的直流屏一般都是用于比较重要的大型项目，一般采用的都是2V/节电池，共需要104节电池，一般最少需要三面柜体，一面系统柜，两面电池柜，有的项目还需要配联络柜，具体情况，需要看项目要求。
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加TA为好友 发表于： 23:29:19 2楼
直流系统一般都是特别高的电压和电流。
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2011版实验指导书_图文
电工与电子技术 实验指导书
上海大学机电工程与自动化学院 自动化与信息实验中心
电工与电子技术实验是高等学校非电类专业实践性教学环节的一个重要 组成部分。 本课程着重培养学生的实验技能， 使学生能够正确地使用常用的电 工仪表和电子仪器设备， 以增加学生的感性认识； 同时起到巩固学生所学的理 论知识。通过“认识―实践―再认识”过程的训练，提高学生分析和解决问题 的能力，特别是实际的动手能力。从 1987 年起，我们就单独开设了《电工技 术》和《电子技术》实验课程。 自 20 世纪 90 年代以来，电子技术发展呈现出系统集成化、设计自动化、 用户专用化和测试智能化的发展态势。 为了适应这种新形势， 本实验指导书对 原有版的电子技术实验部分作了较大的修改。 我们加强了数字电路部分的实验 内容，扩充了综合性、设计性的实验，删减了一些验证性实验。 本课程还引入了电子仿真平台。 目的在于让学生了解不同的实验工具和手 段，为实物实验的进行打下基础。 如何做好每一个实验，学生应该做到以下三个方面： 一、 实验前的准备
预习是保证实验顺利进行并取得预期效果的重要条件， 因此在实验之前必 须进行预习。预习要求如下： 1. 明确实验目的，了解实验原理和具体任务； 2. 熟悉实验线路及具体操作步骤，了解实验过程中的注意事项； 3. 必须做好实验预习报告， 预习实验报告采用学校规定的实验报告纸， 内 容为： (1) 实验目的； (2) 实验电路图，简要实验步骤； (3) 画好实验中必需测量的各种数据表格； (4) 指导书中要求做的预习内容。
实验的进行
为了达到预期的效果， 并保证人身和设备的安全， 学生在实验进行过程中 须做到： 1. 注意人身安全。在做有关高电压实验时，不要带电接线或改变线路， 不要用手触及任何带电部分，每个实验结束后应先断开电源，然后再 拆线路。 2. 爱惜仪器设备。在做实验之前，对实验所需仪器设备进行检查，发现 有损坏的，应及时报告老师。 3. 对任何一个仪器和设备，在未了解其性能和使用方法前，不要随便接 入线路或试用。万一发生仪器或设备损坏事故，应首先断开电源，报 告老师，与老师和小组同学一起分析事故原因，从中吸取教训。 4. 实验操作时，接线要整齐、合理，设备布置要恰当。既要便于调节和 读取数据，又要确保安全，同实验小组的同学应密切配合。 5. 实验中随时注意读取的数据是否合理，以便及时发现错误并加以纠正。 实验达到预期效果，所记录的数据经指导教师认可并在预习报告上签 字后，方可拆除线路。最后将所有设备、仪表及导线整理好，完成实 验记录后方可离开实验室。 三、 实验总结
实验总结是将实验结果进行归纳、分析、提高的阶段。每个实验后需要完 成实验报告，实验报告的内容包括： 1. 姓名、班级、组别、同组者姓名、实验日期； 2. 完成实验报告的要求； 3. 将实验所得数据加以整理和运算，按要求绘出图表和曲线； 4. 回答实验指导书中提出的问题，并分析实验过程中所出现的现象。
模拟电路部分
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十
克希霍夫定律与叠加定理 ..................................................................................... 1 电压源与电流源的等效变换 ................................................................................. 3 戴维南定理 ............................................................................................................. 6 日光灯电路及其功率因数的研究 ......................................................................... 9 三相交流电路的测试 ........................................................................................... 12 异步电动机的正反转控制电路 ........................................................................... 15 时间原则、行程原则控制电路 ........................................................................... 18 单相整流、滤波稳压电路 ................................................................................... 21 集成运算放大器的应用（一） ........................................................................... 26 集成运算放大器的应用（二） ........................................................................... 30
数字电路部分
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 实验仿真平台 EWB 简介 ....................................................................................... 37 门电路逻辑功能测试 ........................................................................................... 39 组合逻辑电路的设计与测试 ............................................................................... 42 译码器及数字显示 ............................................................................................... 45 数据选择器及其应用 ........................................................................................... 51 双稳态触发器 ....................................................................................................... 56 计数器及其应用 ................................................................................................... 62 移位寄存器及其应用 ........................................................................................... 67 自激多谐振荡器 ................................................................................................... 73 555 时基电路及其应用 ........................................................................................ 76
实验十一 智力竞赛抢答装置 ........................................................................................... 82
附录一 集成逻辑门电路新旧图形符号对照 ..................................................................... 84 附录二 集成触发器电路新旧图形符号对照 ..................................................................... 85 附录三 部分集成电路引脚排列 ......................................................................................... 86 附录四 用万用电表对常用电子元器件检测 ................................................................... 95
电阻器的标称值及精度色环标志法 ................................................................... 99
附录六 THDL-1 型数字逻辑实验箱使用说明 .................................................................. 101 附录七 单相调压器使用 ................................................................................................... 105 附录八 500 型万用表使用说明 ........................................................................................ 106 附录九 电子示波器的基本原理 ....................................................................................... 108 附录十 YB1651 功率函数发生器 .......................................................................................112 附录十一 XJ1780A 型直流稳压电源 .................................................................................113 附录十二 AS2294 系列双通道交流电压表 .......................................................................115 附录十三 DA－16FS 型双路晶体管毫伏表 .......................................................................116 附录十四 EEL－Ⅰ型电工教学实验台 ..............................................................................117
模拟电路实验部分
实验一 克希霍夫定律与叠加定理
一、实验目的
1. 学习基本直流电量的测量方法； 2. 验证克希霍夫定律与叠加方法； 3. 熟悉电流测量插口在实验中的使用。
二、实验原理
1. 克希霍夫电流定律 克希霍夫电流定律是用来确定联接在同一节点的各支路电流间关系的。由于电流的 连续性，电路中任何一点（包括节点）均不能堆积电荷，因此，在任一瞬间，流入某个 节点的电流之和应该等于流出该节点的电流之和。 2. 克希霍夫电压定律 克希霍夫电压定律是用来确定回路中各段电压间的关系的。在任一瞬间，在任一回 路内，以顺时针方向或逆时针方向沿回路一周，则在这个方向上的电位升之和应该等于 电压降之和。 3. 叠加原理 在线性电路中，若有几个电源共同作用时，在任何支路中产生的电流或该支路元件 两端电压都等于每个电源分别单独作用时在该支路中产生的电流或该支路元件两端电压 的代数和。 在应用叠加原理时需注意，计算和分析各电源单独作用时，除单独作用的电源外， 应将其他电源去掉并保留其内阻（对恒压源应将其短路，对恒流源应将其开路） 。同时在 叠加时必须注意各个电源作用时支路中的电流和电压的实际方向。
三、预习要求
1. 复习克希霍夫两个定律，并自拟实验步骤 2-3 的数据记录表格。 2. 复习叠加原理，并用叠加原理对实验电路进行计算。
K1 510? R4 E 510? D
K2 R3 R5 330? C
四、实验设备
1. 直流电压表 20V 档（实验台右上方） 2. 直流毫安表（实验台右上方中） 3. 恒压源 6V,12V,0-30V（实验台右下中） 4. EEL-01 组件
五、实验步骤
1. 实验电路如图 1-1 所示，按图接入直流电源，取 E1=+12V，E2=+6V。 2. 以节点 A 为例，验证克希霍夫电流定律，数据记录于自拟表格中。 3. 取任一回路，验证克希霍夫电压定律，数据记录于自拟表格中。 4. 验证叠加原理， 令 E1 电源单独工作 （将开关 K1 投向 E1 侧， 开关 K2 投向短路侧） ， 用直流数字电压表和直流毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电 压，数据记录表格 1-1 中。 5. 令 E2 单独作用（将开关 K1 投向短路侧，开关 K2 投向 E2 侧）重复实验要求 4 的 测量和记录。 6. 令 E1 和 E2 共同作用（开关 K1 和 K2 分别投向 E1 和 E2 侧）重复上述的测量和记 录。 表 1-1 测量项目 E1 E2 I1 I2 I3 UAB UCD UAD UDE UFA 实验内容 E1 单独作用 E2 单独作用 E1,E2 共同作用
六、实验报告
1. 整理实验数据，验证克希霍夫两个定律及叠加原理的正确性。 2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算 并作出结论。
七、实验注意事项
1. 用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中的“+，-”号 的记录。 2. 注意仪表量程的及时更换。
八、思考题
1. 叠加原理中 E1， E2 分别单独作用， 在实验中应该如何操作？可否直接将不作用的 电源（E1 或 E2）置零（短接）？ 2. 利用本试验的电路图，自拟实验步骤，用实验来证明电路中电位的相对性，电压 的绝对性。
实验二 电压源与电流源的等效变换
一、实验目的
1. 掌握电源外特性的测试方法； 2. 验证电压源与电流源等效变换的条件。
二、实验原理
一个电源可以用两种电路模型来描述，即一种用电压的形式来表示的称电压源，另 一种用电流的形式来表示的称电流源，如图 2-1 所示。 若电压源的内阻 RO=0，电压恒等于电动势 E，这样的电源称理想电压源，又称恒压 源，实际电压源又可用一个恒压源与一个电阻 R 相串联的组合来表示。 若电流源的内阻 RO 无穷大，相当于开路，则电流 I 恒等于电流 IS，这样的电源称理 想电流源，又称恒流源，实际电流源又可用一个恒流源与一个电阻相并联的组合来表示。 电压源与电流源二者对外电路是等效的，可以互换，其中
I E + IS=E/RO U RL
RO=RO IS RO
E=ISRO RO=RO
三、预习要求
1. 复习电压源与电流源及其等效变换，并自拟实验要求 2 的数据表格。 2. 计算图 2-5 中等效短路电流 IS，以便与实验值进行比较。
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 5. 直流电压表（实验台右上方） 直流毫安表（实验台右上方中） 恒压源 0-30V（实验台右下中） 恒流源 0-100mA（实验台右下中） EEL-06 组件
五、实验步骤
1. 测量直流稳压电源与电压源的外特性 (1) 按图 2-2 接线，E 为 6V 直流稳压电源，R2 为十进制可变电阻箱，令其阻值由 600 欧至 100 欧变化，记录两表的读数于表 2-1 中。
+ mA R1 E + 6V V + 200? + 6V E51? V
+ mA R1 + 200?
图 2-2 表 2-1 R2(?) U(V) I(mA) 600 500 400 300 200
(2) 按图 2-3 接线，虚线框模拟为一个实际的电压源，R2 仍为十进制可变电阻箱， 令其阻值由 600 欧至 100 欧变化，读出两表的数据，记录于表 2-2 中。 表 2-2 R2(?) U(V) I(mA) 2. 测量恒流源与电流源的外特性 (1) 按图 2-4 接线，IS 为直流恒流源，调节其输出为 5mA，RO 为无穷大，R2 为十进 制可变电阻箱，使其阻值从 0-300 欧变化，记录于自拟的数据表格中（可参考表 2-1） 。 600 500 400 300 200 100 0
+ mA R1 IS RO V + 200?
(2) 按图 2-4 接线，令 RO 的阻值为 1 千欧，R2 的阻值仍从 0-300 欧变化，记录于自 拟的数据表格中（可参考表 2-2） 。 3. 验证电压源与电流源等效变化的条件 (1) 按图 2-5 接线，读出两表的数据，记录与表 2-3 中。
+ mA + 6V E51? RO 51?
+ mA + 200? V -
图 2-5 表 2-3 电压源 E=6V 电流源 IS= RO=51(?) RO=51(?) U= U= (V) (V)
(2) 按图 2-6 接线，然后调节恒流源 IS，是两表的读数与图 2-5 时的数值相等，记 录 IS 数值于表 2-3 中，验证电压源与电流源可等效变换的正确性。
六、实验报告
1. 根据实验数据绘出电源的四条外特性。 2. 从实验结果，验证电压源与电流源等效变换的条件。 3. 说明电源的外特性为什么呈下降变化趋势。
七、实验注意事项
1. 在测量恒压源和恒流源外特性时，注意恒压源不能短路，恒流源不能开路，做实 验要求 3 内容时，恒流源负载电压不可超过 20V。 2. 换接电路时，必须关闭电源开关。 3. 直流仪表的接入应注意极性与量程。
八、思考题
试另外设计一试验电路来验证电压源与电流源等效变换的条件，画出实验电路简述 实验方法。
实验三 戴维南定理
一、实验目的
1. 验证戴维南定理的正确； 2. 了解测量有源二端网络等效参数的一般方法； 3. 了解负载获得最大功率的条件。
二、实验原理
1. 戴维南定理指出： 任何一个线性的有源二端网络， 都可以用一个等效电源来代替， 如图 3-1 所示。该等效电压源的电动势 E 就是有源二端网络的开路电压 UO，即将负载断 开以后 a，b 二端之间的电压，等效电源的内阻 RO 等于有源二端网络中所有电源均去除 后（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）所得到的无源二端网络 a，b 二端之间 的等效电路。E 和 RO 称为有源二端网络的等效参数。
A U0 RL B 戴维南等效电路
R3 510? 10? + ES
图 3-1 2. 有源二端网络等效参数的测量方法很多，本实验介绍： 方法一：测出有源二端网络的开路电压 UO 和短路电流 IS，那么二端网络的等效电阻 RO=UO/IS。 方法二：半电压法。先测得有源二端网络的开路电压 UO 然后接可变负载 RL，如图 3-2 所示，当负载电阻电压为被测有源二端网络开路电压一半时，负载电阻（由电阻箱的 读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。 方法三：两次电压法。先测量一次有源二端网络的开路电压 UO，然后接入一个已知 阻值的负载电阻 RL，再测出负载电阻 RL 两端的电压 UL，则等效电阻为：
RO=(UO/UL-1)*RL
不论采用上述那种方法，只要测得了有源二端网络的开路电压 UO 和等效电阻 RO， 便可确定出该有源二端网络的戴维南等效电路。再选一电位器调节其电阻使之等于 RO， 两个串联起来便可构成有源二端网络的戴维南等效电路， 在等效电路接入负载电阻 RL 后， 测量流过 RL 的电流，并与图 3-1 电路的电流 IL 作比较，由此便可验证戴维南定理。
3. 当一个有源二端网络向一个电阻负载传送功率时，根据戴维南定理，有源二端网 络可以用一个等效的电源来代替，如图 3-1 所示，而负载获得最大功率的条件是
被 + 测 U0 有 源 网 R0 络
三、预习要求
1. 认真阅读本实验介绍的内容和本实验有关的其他内容。 2. 实验表格中所列的各电量计算值根据电路分析计算方法，要求实验前计算。
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 直流电压表和直流电流表（实验台右上侧） EEL-06 组件 EEL-01 组件 恒压源和恒流源（实验台右下侧）
五、实验步骤
1. 按电路图 3-1 接入稳压源 E=12V，IS=100mA 及十进制可变电阻 RL。先将开关 K1 打到断开位置，将负载电阻 RL 断开，测开路电压 UO，再将开关 K1 打到 2-2 位子测短 路电流 IS，填入表 3-1 中。 表 3-1 UO(V) IS(mA) RO(?)
2. 负载实验。再将开关 K1 打到 1-1 位子，调节十进制可变电阻箱，使负载电阻 RL 分别等于 300 欧-800 欧， 测量负载电阻 RL 两端的电压 Uab 和其中的电流 I， 记录于表 3-3 中。 表 3-2 RL(?) 测量值 计算值 Uab(V) I(mA) P(mW)
3. 验证戴维南定理。调节稳压源的输出电压等于 UO，选择 EEL-06 组件上的 200 欧 电阻和 470 欧电位器相串联作为等效电阻 RO，按图 3-1 接线，先将负载电阻 RL 短接（将 开关全部放在零位子） ，调节 470 欧电位器，是电流 I 等于表 3-1 中的短路电流 IS，然后 再使负载电阻 RL 分别 300 欧-800 欧，测量负载电阻两端的电压 Uab，和其中的电流 I， 记录于表 3-3 中。 表 3-3 RL(?) 测量值 计算值 Uab(V) I(mA) P(mW) 300 400 500 600 700 800
以上表 3-2，表 3-3 中的功率 P 即为负载电阻 RL 上消耗的功率。
六、实验报告
1. 做出实验要求 2，3 的外特性曲线 U=f(I)，验证戴维南定理的正确性。 2. 计算表 3-1 中 RO 和表 3-2，表 3-3 中的功率 P，并作出 P=f（RL）曲线，找出负 载取用最大功率时负载电阻 RL 值，并与理论计算值进行比较。 3. 回答预习要求中的思考题。
七、实验注意事项
1. 根据实验要求 3 调好 470 欧电位器的阻值后进行后面实验时，注意切勿再变动， 以免影响实验的准确性。 2. 在测量前，注意仪表量程的更换。 3. 在使用直流稳压电源和直流恒流源时， 注意稳压电源不能短路， 恒流源不能开路， 所以在接线或者改接线路时，要关掉电源。
八、思考题
诺顿定理的内容是：任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，都可以用一个等 效电流源来代替。该等效电流源的电流等于有源二端网络的短路电流 IS，内阻 RO 等于网 络中所有独立电源都为零时的等效电路。计算图 3-1 电路将 RL 短路后的短路电流 IS，如 何用实验方法验证诺顿定理。
实验四 日光灯电路及其功率因数的研究
一、实验目的
1. 了解日光灯电路的工作原理和各个部件的作用； 2. 观察并联电容器对提高电路的功率因数的作用。
二、实验原理
日光灯电路如图 4-1 所示，日光灯灯管是一个电阻元件，镇流器是铁心线圈，相当 于一个电感元件，所以日光灯电路相当于一个电阻与电感串联的电路。因其电感比电阻 大得多，因此电路的功率因数比较低，如果电源电压的有效值为 U，流过日光灯的电流 有效值为 I，日光灯灯管和镇流器消耗的有功功率为 P，则电路的功率因数为：
cosΦ=P/UI
为了提高电路的功率因数，可以用并联电容器的方法，如图 4-2 所示，这时电路的 总电流 I 即为日光灯电流 IRL 和电容电流 IC 的相量和。 因为电容器吸取超前的无功电流 IC， 它抵消了日光灯电流 IRL 中的一部分滞后的无功电流，因此电路的总电流将减小，而电路 的有功功率 P 基本上不变，电路的功率因数便随之提高了。电容器容量逐渐增加，总电 流逐渐下降，当电容增大到一定容量，电路的总电流下降到最小值，此时电路的功率因 数为 1（电路发生并联谐振） ，若继续增大电容量，总电流又将上升，电路由电感性转变 成电容性。
镇流器 I IC 220V 灯 管 起 动 器 U C K B URL UR IRL A
三、预习要求
1. 了解影响交流电路中功率因数的因素。 2. 掌握改善交流电路功率因数的方法及其原理。
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 交流电压表，交流电流表，交流功率表（实验台左上方） 三相调压输出（实验台左下方） ，取其中的一相 EEL-04 组件 30W 日光灯（实验台左上方） ，将开关打到实验档
五、实验步骤
1. 按图 4-2 接线，可变电容器为 EEL-04 组件下方的并联电容组，先将开关量“断” 位置，线路检查无误后，接上电源，将电压逐渐调至 220V（用电压表监视） 。 2. 测量日光灯电路中的电流 IRL，总电压 U，镇流器电压 URL，灯管两端电压 UR， 电路总功率 P 和日光灯灯管功率 PR，记录于表 4-1 中。 表 4-1 P(W) PR(W) IRL(A) URL(V) UR(V) U(V) cosΦ
3. 改变电容数值，使其分别为 2? F，3? F，4? F，4.47? F，5? F，6? F，7? F，记录电 源电压 U，电路总功率 P，电路总电流 I，日光灯电流 IRL 及电容电流 IC，记录于表 4-2 中。 表 4-2 测量值 C(? F) 2 3 4 4.47 5 6 7 P(W) I(A) IRL(A) IC(A) U(V) 计算值 cosΦ
六、实验报告
1. 计算实验记录数据表 4-1，表 4-2 中的电路功率因数 cosΦ。 2. 在毫米方格纸上按比例画出日光灯电路的总电压 U，镇流器电压 URL 及日光灯灯 管电压 UR 与电流的相量图，说明三个电压的相量和为什么不是直角三角形。 3. 对比在并联电容前后，电路的总功率 P 有无变化，并说明理由。 4. 日光灯负载并联适当电容后有什么好处？但是电容器超过一定数值后，功率因数 又下降了，这是什么原因？电路性质有何变化？并联电容前后，感性负载的有功功率， 功率因数，电流是否发生变化？ 5. 在毫米方格纸上作出 I=f(C)和 cosΦ=f(C)的关系曲线，讨论改善功率因数的意义。
七、实验注意事项
1. 功率表要正确接入电路，同极性端用短线联接后，表上只能用一根表棒。 2. 线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。
八、思考题
1. 提高感性负载的功率因数，为什么不采用给负载串联电容的方法？ 2. 有一个无源交流二端网络，看不清内部结构及元件，如何用实验的方法确定该二 端网络是感性还是容性？如果给你提供的实验设备和仪表有电压表，电流表，功率表和 一个可变电容箱，试设计这个实验电路，判断该二端网络的性质并测定其等效阻抗，叙 述测试步骤和方法。
实验五 三相交流电路的测试
一、实验目的
1. 学习三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的测量方法以及它们之间的关 系； 2. 学习负载的星形联接方法，负载不对称时星形联接中线的作用； 3. 学习负载的三角形联接，三相电路功率的测量。
二、实验原理
1. 三相四线制电源。三相交流电路是由一组频率相同、幅值相同、相位互差 120° 的三个电动势供电的电路，这种电动势称作三相对称电动势。A、B、C 三根导线称端线 或者火线，不经控制开关也不接熔断器的那根导线称零线，一般用 N 表示。端线与中线 间的电压称相电压，相电压用 UP 表示。任意两端线间的电压称线电压，线电压用 UL 表 示。相电压对称，则线电压也对称，且有 UL=
3 UP 的关系。
2. 负载的星形联接。当负载的额定电压等于电源的相电压时，则应采用星形联接， 例如照明灯及各种单相负载。本实验把四组灯泡接成如图 5-1 所示的星形联接电路，合 上 K1 形成不对称负载，断开 K1 则为对称负载。K2 接通则中线接通，K2 断开则中线断开， 无论负载对称还是不对称，只要有中线，那么每相负载上的电压就等于电源的相电压， 如果负载对称，中线上的电流为零，可去掉中线，采用三相三线制供电。如果负载不对 称，又无中线，每相负载上的相电压不再相等，有的负载相电压可能偏高，超过额定电 压，有的负载相电压偏低，使负载不能正常工作，所以负载不对称时，不能随意断开中 线。
A' A K1 x A' A K1 x
B' C' N
B' C'
3. 负载的三角形联接。 当负载的额定电压等于电源的线电压时， 应采用三角形联接。 本实验同样把四组灯泡接成图 5-2 所示的三角形联接电路，合上 K1 形成不对称负载，断 开 K1 则为对称负载。 无论负载对称还是不对称， 每相负载的相电压都等于电源的线电压， 负载对称时，相电流对称，线电流也对称，线电流与相电流的数值关系为 IL= 负载不对称，则线电流与相电流 3 的关系不再成立。 三相电路的平均功率等于各相平均功率之和，在三相四线制电路中，可利用一个瓦 特计分别测量每相功率，总功率 P=PA+PB+PC，即为三相负载功率。
在三相三线制中，不论三相负载是否对称，也不论负载是星形联接还是三角形联接， 都可以用二瓦计法来测量三相总功率。测量 时， 两功率表的电流线圈分别串入任意两根火线， * 三
相 对 称 负 载
电流线圈有*的一端一般接电源侧， 两功率表的电 压线圈一端与各自电流线圈有 *的一端联接在一 起，另一端接到未串电流线圈的第三根火线上， 如图 5-3 所示。三相电路的平均功率等于两瓦特 表的读数之和，即
三、预习要求
1. 复习《电工技术》教材第四章，熟悉三相负载星形联接和三角形联接时的电流和 电压的线值与相值间的关系。 2. 阅读有关三相功率的测量。
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 交流电流表（实验台右侧） 交流电压表（实验台右侧） 交流功率表（实验台右侧） EEL-05 组件，220V/15W 灯泡组
五、实验步骤
1. 将灯泡负载按图 5-1 接成星形联接。测量负载对称，不对称，有中线和无中线时 各相电流和电压，记录于表 5-1 中。表中 UNN'是电源中点与负载中点间的电压，IN 为中 线的电流。 表 5-1 类型 负载 对称 有中线 无中线 有中线 每相开灯数 A 2 2 4 断 4 断 B 2 2 2 2 2 2 C 2 2 2 2 2 2 UA UB UC 测 UAB UNN' 量 IA IB IC IN
负载 不对 称
2. 将灯泡负载按图 5-2 接成三角形联接，测量电压，线电流，相电流和功率，记录 于 5-2 中。
表 5-2 每相开灯数 AB 相 2 4 断 BC 相 2 2 2 CA 相 2 2 2 UAB UBC UCA 测 IAC IA 量 IB IC PA-AC PB-BC 计算值 P
六、实验报告
1. 整理实验数据，总结负载星形联接和三角形联接，负载对称，线、相电压，线、 相电流之间的关系。 2. 根据实验结果分析负载不对称星形联接中线的作用。
七、实验注意事项
1. 在联接电路前，先看清楚 EEL-05 组件的布局结构，能用短线联的尽量用短线联 接。避免导线交叉，防止短路。 2. 负载三角形联接时，因为线路较为复杂，因此接线更应该整齐有序，仔细查对， 须经指导老师检查后方可接入电源。 3. 在电路正常工作之前，禁止接入测量仪表，以防止因接错线路通电时而引起仪表 的损坏。 4. 因是 380V 的电压，请注意安全用电。
八、思考题
1. 三相四线制供电系统，如果负载不对称，能否用两瓦计法测量其平均功率？ 2. 三相四线制供电系统，如果其中一相出现短路，断路，电路将发生什么现象？是 否会影响其他两相正常工作？ 3. 采用两瓦计测三相电阻性负载的平均功率时，会不会出现一个瓦特表出现负值现 象？若出现这种现象，试分析什么原因？
实验六 异步电动机的正反转控制电路
一、实验目的
1. 熟悉几种常用控制电器：按钮、交流接触器、热继电器的构造原理及其在控制电 路中的应用； 2. 学习异步电动正反转控制电路的接线，电路的检查方法，培养分析和排除故障的 能力； 3. 掌握正反转控制电路中电气联锁的重要性以及几种保护环节的作用。
二、实验原理
许多生产机械的提升机构通常需要作左右或上下两个方向的运动，因此拖动它的电 动机必须能作正、反两个方向的旋转。由三相异步电动机的工作原理可知，要使异步电 动机反转，只需对调定子绕组通往电源三根火线中的任意二根，即改变了定子电流的相 序，为此，要对电动机实现正、反转控制，需要二只接触器，控制电路如图 6-1 所示。
U V W Q FU FU KM1 U N
KM1 KM1 KM2
图 6-1 从控制电路图中可见，当接触器 KMF 工作时，电动机正转，当接触器 KMR 工作时， 由于调换了二根电源线，电动机反转。不难看出，若正、反接触器的主触头同时闭合， 将造成电源二相短路。为避免短路事故，在两接触器控制电路中，必须要有互锁，即在 接触器线圈电路中，相互之间串入另一个接触器的常闭辅助触头 KMR、KMF，保证一个 接触器通电时另一个接触器无法同时接通。 图中热继电器 KH 是用来作电动机过载保护的，它是利用串联在主电路中的发热元 件的热效应引起双金属片的弯曲而使接在控制电路中的常闭触头断开，达到保护主电路 的目的。
三、预习要求
1. 复习三相异步电动机正、反转的工作原理。 2. 阅读教科书《电工技术》第十二章“继电接触控制系统” ，并通过实物弄清按钮， 继电器、热继电器等几种常用控制电器的结构及使用方法。 3. 了解正、反转控制电路中如何实现短路保护，过载保护及欠压保护。
四、实验设备
1. 三相异步电动机一台 2. EEL-10 组件
五、实验步骤
1. 联接图 6-1 电路 由于本实验电路较复杂，联接电路时，可先联接主电路再联接控制电路。根据电路 图从上到下，从左到右依次联接。条件允许时主电路和控制电路两部分可采用不同粗细 或不同颜色的导线进行联接。特别注意接触器的线圈、常开触头、常闭触头出现在电路 的不同部分中，联接时切勿张冠李戴。接线时还应注意合理分配各联接点上的导线数， 避免在一个联接点上集中的导线数过多。 2. 检查电路 电路接好后要进行检查，不闭合电源开关，用万用表电阻档测控制电路的电阻值， 步骤如下：用万用表电阻档（R*10 或 R*1） ，把表棒放在控制电路的电源端，这时万用表 阻值应无穷大，然后按下起动按钮 SBR 后，KMR 线圈接通，万用表指针偏转，其数值等 于 KMR 线圈的电阻值， 放开 SBR， 万用表指针返回无穷大处， 然后再按下 SBF， 此时 KMF 线圈接通，情况同上。若按下 SBR 或 SBF，万用表指针不动或者偏转为零，则说明电路 中有开路或者短路，这时不能贸然合闸，应进一步检查电路。 电路检查无误后，先将控制电路通电，主电路电源开关断开，按下正转起动按钮后， 再按下反转起动按钮，观察是否有联锁作用。 3. 异步电动机正、反转控制实验 控制电路工作正常后，然后接通主电路，观察电动机是否正、反转。经过数次操作 后，让指导教师检查后，切断电源，拆除线路。
六、实验报告
1. 本次实验重点是培养学生的联接，检查电路和排除故障的动手能力，写出这个方 面的心得体会。 2. 回答思考题。
七、实验注意事项
1. 本实验的交流接触器线圈的额定电压为 220V，切勿误接 380V。 2. 观察电动机正、反转运行时，一般等电动机停稳后再反向起动。 3. 接线、拆线，用万用表检查电路时均应在断电时进行，注意用电安全。
八、思考题
1. 在控制电路中，假如没有自锁触头和互锁触头，会发生什么后果？ 2. 为什么不能用熔断器进行过载保护？不能用热继电器进行短路保护？ 3. 如果误用接触器的常闭触头进行自锁，用常开触头进行互锁，将会出现什么现 象？
实验七 时间原则、行程原则控制电路
一、实验目的
1. 熟悉时间继电器、行程开关等控制电器的结构及正确使用； 2. 了解两台异步电动机按时间原则和按行程原则控制电路的动作原理与基本设计 方法； 3. 进一步熟悉电路接线。
二、实验原理
1. 行程原则控制电路 行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。电路如 图 7-1 所示，行程开关 STb 和 STa 通常是分别装在工作台的原点和终点，用装在工作台 上的档块来撞击，工作台由电动机 M 带动，控制电路也只是比正反转控制电路多了行程 开关而已。
U V W Q FU FU KMR KH SBF KMR STa KMR KMF
图 7-1 2. 按时间原则依次起动的控制电路 在生产中，经常有要求先开动某台电动机，然后经延时一段时间后另一台电动机才 能起动，这时通常可以用时间继电器来完成，图 7-2 为二台电动机先后依次序起动的电 路图。
U V W Q FU SB1 SB2 U KM1 N
KT KMR KMF KM1 KM2 KT M 3~ M 3~
三、预习要求
1. 阅读教科书《电工技术》第十二章“继电接触控制系统” ，并通过实物弄清时间 继电器、行程开关的结构、工作原理和使用方法。 2. 完成本实验思考题中的 1-2 内容的电路设计要求，画出电路图，交指导教师审核 后，可进行联线运行实验。 3. 认真阅读图 7-1，7-2 控制电路分析电路的动作过程，写入预习报告中，以便实 验时对照。
四、实验设备
1. 三相异步电动机一台 2. EEL-05 组件 3. EEL-10 组件
五、实验步骤
1. 异步电动机行程控制实验 (1)按图 7-1 接线，接线仍分主电路和控制电路分别接线，并合理分配各联接点上导 线数，接好线后，用万用表按实验九的方法检查电路。 (2)检查无误后，接通电源，按起动按钮及人为模拟提次自动循环（用手压动行程开 关） ，观察电路工作是否满足要求。 2. 按时间原则依次序起动的控制电路实验 (1)按图 7-2 接线，接线仍分主电路和控制电路分别接线，接好线路，用万用表按实 验九的方法检查电路。 (2)检查无误后，接通电源，按下起动按钮 SB2，观察电路的工作情况，并作记录， 分析电路的功能。经过数次操作和观察，并演示给指导教师看后，切断电源，拆除线路。
六、实验报告
1. 认真完成预习要求中的 2、3 内容，通过实验修改及完善其内容。 2. 总结接线、查线和排除故障的方法和体会。
七、实验注意事项
1. 本实验联线较多，如果是接自己设计的电路，须经指导教师审核后才能联线。 2. 交流接触器、时间继电器的额定电压均为 220V，切勿误接 380V。 3. 接线、 拆线或改接电路均应在断电的情况下进行， 切勿带电操作， 注意用电安全。
八、思考题
1. 起动按钮采用按钮的常开触头，停止按钮采用按钮的常闭触头，能否用两个复合 按钮（具有常开、常闭两种触头）作为一台电动机的起动和停止按钮用？为什么？ 2. 某三相异步电动机直接起动控制电路，主电路和控制电路接线正确，按起动按钮 后，接触器不动作，可能是什么原因？如果按起动按钮后，接触器动作，但电动机不转， 又可能是什么原因？ 3. 设计一在两地点控制一台三相电动机起停的控制电路，并且两地都可以实现点动 和连续运行。 4. 根据以下要求设计控制电路：起动时三相异步电动机 M1 先起动，过 20 秒后电动 机 M2 自行起动，M2 起动后时间继电器应断电，停车时 M2 先停，M1 在 M2 停车后方可停 车，两台电动机都应有过载保护，主电路和控制电路应有短路保护，电路还有欠压保护 功能。 5. 根据以下要求设计控制电路：二台三相异步电动机，要求电动机 M1 起动后，M2 才能起动，M2 能单独停车，停车时，必须 M2 停车后 M1 才能停。 6. 现提供交流接触器两只，时间继电器一只，起动停止按钮各一只，设计三相异步 电动机 Y-?降压换接起动的控制电路。 7. 三只灯泡的顺序为 L1，L2，L3，总是一只亮其余两只灭，每只灯亮的时间是 20 秒，按以上亮灭规律不断循环，设计复合上述要求的控制电路。
实验八 单相整流、滤波稳压电路
一、实验目的
1. 掌握单相半波及单相桥式整流电路的工作原理， 研究输入、 输出电压的数量关系， 并观察其波形。 2. 观察几种常用滤波器的效果； 3. 了解稳压管、稳压电路的性能。
二、实验原理
利用二极管的单相导电特性，把交流电压加于半波整流电路或桥式整流电路时，如 图 8-1 所示，在负载电阻 RL 上就有单相脉动的直流通过，若在负载前接上滤波电路，则 负载电阻 RL 上获得比较平滑的直流电压。
（a）单相半波整流滤波电路
(b) 桥式整流电容滤波电路 图 8-1 单相整流电路的滤波电路有电容滤波、电感滤波和 π 形滤波或 RC 滤波，由于电感 线圈的体积较大，成本较高，故一般小功率晶体管型电子设备中，多采用 π 形 RC 滤波， 其电路原理图如图 8-2 所示，它由两个电解电容和一个电阻组成。桥式整流电路输出的 脉动电压，先经电容 C1 滤波后再经 R、C2 滤波，最后加到负载 RL 上的电压就比较接近 理想的直流电压。 经整流、滤波后的输出电压，往往回随交流电源电压的波动和负载电流的变化而变 化，电压的不稳定有时会对测量和计算带来误差，引起电路的工作不稳定，甚至无法正 常工作。为此，在整流滤波电路后常常接有稳压电路，最简单的直流稳压电路是采用稳 压管来稳定电压的。 图 8-3 是一种稳压管组成的稳压电路，经桥式整流和电容滤波后，得到直流电压 Ui， 在经过限流电阻 R 和稳压管 DZ（2CW54）组成的稳压电路接到负载上，这样负载上得到 一个比较稳定的电压 UO。
稳压管稳定电压的原理： 例：交流电流 U1↑ → U2↑ → UO↑ (UZ↑) → IZ↑ → UR↑ → UO↑ 负载电流变化（电源电压保持不变）稳压电路仍能起到稳压作用（同学自行分析） 。
R C1 100? 47?
图 8-2 单相桥式整流 π 形 RC 滤波电路
R D1 D2 D3 200? C
150? 2CW54 470?
稳压管稳压电路
680? 300? 4*2C Z82C 220? 5.8V 2CW54
图 8-4 实验板电路
三、预习要求
1. 复习电工技术教材中有关整流滤波、稳压管稳压电路。 2. 预习图 8-1（a） （b）和图 8-2 整流电路和图 8-3 稳压管稳压电路。 3. 看清图 8-4 实验板的接线。
四、实验设备
1. 电源变压器 220V/9V 一只 2. 整流实验板一块 3. 500 型万用表一台 4. XJ-4245 双踪示波器一台 5. 自耦变压器一台
五、实验步骤
1. 按图 8-1（a）接成半波整流电路（先不接电容） ，接上电源和载，用万用表测量 变压器输出交流电压 U2，并用示波器官场 U2 波形，记录在下面。
2. 在无滤波、 电容滤波、 π 形滤波三种情况下， 用万用表测量负载两端直流电压 UO， 并用示波器观察 UO 的波形，记录在下面。 无滤波器：
电容滤波：
π 形 RC 滤波：
3. 按图 8-2 接成桥式整流电路，同上面一样，在无滤波器、电容滤波器及 π 形 RC 滤波情况下，测量负载两端电压 UO，并用示波器观察其波形，记录在下面。 无滤波器：
电容滤波：
π 形 RC 滤波：
4. 按图 8-3 接成稳压电路，注意合闸前自耦变压器手柄须放在零值的位置，然后合 上交流电源开关，调节自耦变压器，使输出电压 UP=220V。调节负载电阻使负载电流为 10mA。测量各部分电压，记录在表 8-1 中，并观察波形，记录波形。改变负载电阻，使 负载电阻最大和最小，记录 IO，UO 的数值于表 8-2 中。 表 8-1 U1 UP US Ui UO
表 8-2 负载电阻最大 IO UO 负载电阻最小
5. 测量稳压电路的稳压系数 保持负载电流为 10mA，调节自耦变压器使交流输入电压变化±10%（即 US 为 8.1V 至 9.9V）测量各电压，记录于表 8-3 中。 表 8-3 US Ui UO ?Ui ?UO 8.1V 9V 9.9V
六、实验报告
1. 单相半波和桥式整流电路（不带滤波器时）的输出电压 UO 与电源电压 U2 间有何 关系？并与理论计算作比较。 2. 用电容器滤波时，是否电容越大越好？此时整流二极管导通情况如何？ 3. 分析本实验中两种滤波器的效果。 4. 稳压电路中降压电阻 R 大小怎样选择？该电路有何特点？
七、实验注意事项
1. 改接线路时，不要带电操作。 2. 半波整流电路改接为全波整流电路时，变压器副边电压 U2 与实验板联接一定要 正确，以免接错而损坏二极管。 3. 实验完毕后不能忘记先断开电源， 然后拆除交流电源的接线， 以防止再次合闸时， 造成事故。
实验九 集成运算放大器的应用（一）
一、实验目的
1. 了解集成运算放大器 LM324 的使用方法； 2. 熟悉使用 LM324 集成运算放大器组成的各种基本运算电路。
二、实验原理
运算放大器组成的基本放大电路有：比例运算、加法运算、减法运算、积分运算， 微分运算。电路如下图所示： 1. 反相比例运算电路
Rf R1 10K 8 + +
输入电压与输出电压之间的关系为：
图 9-1 2. 反相加法运算电路
Rf 10K 8 + +
R ?R ? f f U ? ?? U ? U ? o ? R i1 R i 2 ? 2 ? 1 ?
??????? U ? U i1 i2
3. 减法运算电路
Rf R1 10K 8 +
+ 10k R3 10K
? R f U ? ?1 ? o ? R 1 ? R f ?????? U R i1 1 ??????Ui 2 ?Ui1
? R 3 U ? ? R ? R i2 3 ? 2
图 9-3 4. 积分运算电路
100K Cf R1 R 10k + 0.01? 8 +
1 U ?? U i dt o R1C f ?
当 u1 ? U i 为常量时
U U ?? i t o R1C f
图 9-4 5. 微分运算电路
Rf 1k C1 0.01? R 10k 10K 8 + +
dU i U ? ? R f C1 o dt
三、预习要求
1. 复习《电子技术》教材中关于运算放大器的章节。 2. 计算图 9-1 反相运算电路中当输入信号频率为 500Hz，Ui=2V 时，输出是多少？ 3. 图 9-2 为反相加法运算， 当输入为直流电压 Ui1=1.5V， Ui2=3V， 输出电压为多少？ 当输入为方波信号，Ui1=Ui2=1V，频率为 500Hz，而实验桌上只有一台信号发生器，则电 路的输入应如何联接？ 4. 图 9-4 电路，若输入信号分别为 1KHz，UP-P=2V 方波和 1KHz，UP-P=5V 的正弦波， 则输出电压是什么波形？ 5. 图 9-5 电路，若输入信号分别为 1KHz，UP-P=2V 方波和 1KHz，UP-P=5V 的三角波， 则输出电压是什么波形？
四、实验设备
1. 2. 3. 4. 5. 6. XJ-4245 双踪示波器 DA-16FS 双路晶体管毫伏表 YJ56-1 型双路直流稳压电源 DF1641A 函数发生器 500 型万用表 运算放大器实验板
五、实验步骤
1. 将实验电路板与实验原理图对照后，接上运算放大器所需要的正、负 10V 直流电 源（注意正、负极性不能接错） 。 2. 反相比例运算 将运算放大器接成图 9-1 电路，并分别输入 f=500Hz，Ui=2V 的正弦波和 f=1KHz， UP-P=4V 的方波，测量输出电压，并用示波器观察波形，记录数据于表 9-1，并把输入、 输出波形描述下来。 表 9-1 f 正弦波 方 波 输入信号 Ui UiP-P Ui 输出信号 UO UOP-P UO 比例系数
3. 加法运算 将运算放大器接成图 9-2 电路， (1)两输入端同时加入 500Hz， UP-P=1V 的方波信号， 用示波器观察波形， 并记录波形。 (2)输入直流电压 Ui1=1.5V，Ui2=3V，测量输出电压 UO=_________ 4. 减法运算 将预算放大器接成图 9-3 电路，输入直流电压 Ui1=1.5V，Ui2=3V，测量输出电压 UO=_________
5. 积分运算 将运算放大器接成图 9-4 电路，并分别输入 1KHz，UP-P=2V 的方波和 1KHz，UP-P=5V 的正弦波，用示波器观察波形并记录波形。
6. 微分运算 将运算放大器接成图 9-5 电路，并分别输入 1KHz，UP-P=2V 的方波和 1KHz，UP-P=5V 的三角波，正弦波，用示波器观察波形，并记录波形。
六、实验报告
1. 记录并处理好相应的数据，画出有关电路的波形图。 2. 将反相比例器，加法器，减肥器中的各实测值和理论值作一比较，求其误差。 3. 总结运算放大器的各种运算功能。 4. 运算放大器可工作在线性区，也可工作在饱和区，本实验中的每一个实验电路各 自工作在什么区？
实验十 集成运算放大器的应用（二）
一、实验目的
1. 学习运算放大器在信号处理方面以及在波形产生方面的应用； 2. 通过低通滤波电路、电压比较器、方波发生器电路的联接和测试，熟悉这些电路 的工作原理。
二、实验原理
1. 有源滤波器 图 10-1 为低通有源滤波器。 所谓滤波器， 就是一种选频电路， 它能选出有用的信号， 而抑制无用的信号。
Rf R1 10k R2 10K 8 + + 0.01?
R f f 1? 1? U R R 1 ? 1 A? o ? U 1 ? j? RC 1 ? j ? i ? o 1 1 ?o ? 或 fo ? RC 2? RC
2. 电压比较器 电压比较器的作用是用来比较输入电压和参考电压的，图 10-2（a）是其中的一种， UR 是参考电压，加在反相输入端，输入电压加在同相输入端。运算放大器工作在开环状 态，由于开环放大倍数很大，即使输入端有一个非常小的差值信号，也会使输出电压饱 和。因此运算放大器作电压比较器用时，总是工作在饱和区。当 ui&UR 时，uo=+UO(sat)， 当 ui&UR 时，uo=-UO(sat)，当电路中接有双向稳压管时，输出电压被限在± UZ。当 UR=0 时， 及输入电压与零比较，称过零比较器，其电路与电压传输特性见图 10-2（b）所示。
+ ∞ + R3 1K DZ
图 10-2（a）
图 10-2（b）
3. 方波发生器 图 10-3（a）为方波发生器原理图，电路中运算放大器作比较器用，双向稳压管 DZ 使输出电压的幅值限制在± UZ，R1 和 R2 构成正反馈电路，R2 上的反馈电压是输出电压的 一部分，作为参考电压用，加在同相输入端。 即
U R ? U R2 ? ?
R2 UZ R1 ? R2
负反馈电路由积分电路 RF，C 构成，电压 UC 加在反相输入端，UC 和 UR 相比较决定 UO 的极性，R3 是限流电阻。
∞ + R3 1k
图 10-3（a）
图 10-3（b）
在接通电源的瞬间，设输出电压为正向饱和，及 UO=UZ，加到运放同相端的电压为：
R2 UZ R1 ? R2
而加在反相端的电压是 UC 端的电压，由于电容两端的电压不能突变，只能由输出电压 UO 通过 RF 按指数规律向 C 充电，当 UC 电压充到略大于 UR 时，输出电压即从正饱和值 变为负饱和值，即这时 UO= -UZ，而电容 C 通过 RF 放电，而后又反方向充电，当反向充 电到 UC 略负于 UR（负值）时，输出电压又翻转到正饱和值。这样周期性变化，在输出 端得到一个方波，而在电容 C 上得到一个三角波。如图 10-3（b）所示。 方波发生器又称多谐波振荡器。
三、预习要求
1. 图 10-1 低通滤波器电路的截止频率为多少？定性画出幅频特性。 2. 图 10-2 电压比较器电路， 试画出 UR=1.5V 和 UR=-1.5V 两种情况下的输出电压波 形和电压传输特性。 3. 图 10-3 方波发生器电路，复习教材有关内容，讨论输出波形频率与哪些参数相 关，怎样调节频率？试画出 UO，UC 的波形。
四、实验设备
1. XJ-4245 双踪示波器一台 2. DA-16FS 双路晶体管毫伏表一台 3. YJ56-1 双路直流稳压电源一台 4. DF161A 函数发生器一台 5. 500 型万用表一台 6. 运算放大器实验板一块
五、实验步骤
1. 接上运算放大器所需要的± 10V 直流电源（注意正负极性不能接错） 。 2. 按图 10-1 接成低通滤波电路，输入端加入 Ui=2V，频率可调的正弦信号（用晶体 管毫伏表监视输入电压大小不变）用晶体管毫伏表测量在不同频率下的输出信号电压的 大小（同时用示波器观察波形） ，测量数据记录于表 10-1 中。 表 10-1
f(Hz) Ui(V) UO(V)
3. 电压比较器。按图 10-2 接成电压比较器实验电路，输入端加入 500Hz，UP-P=10V 的正弦波信号， 分别用示波器观察 UR=0V， UR=+1.5V， UR=-1.5V 三种情况下的输出波形， 并记录输入、输出波形。
4. 按图 10-3（a）接成方波发生器电路，用示波器观察 UO，UC 的波形，并测量其 幅值的大小及频率，作好记录。 UOP-P 为___________V 用示波器测量频率为_____________Hz
六、实验报告
1. 记录并处理好相应的数据及有关电路的波形图。 2. 作出低通电路的幅频特性并计算截止频率 ωo 与实测的 ω 作一比较。 3. 画出图 10-2（a）电路的电压传输特性。 4. 如果实验电路中稳压管 DZ 的正反向电压不相等，对输出电压 UO 有何影响。 5. 三个实验电路中运算放大器工作在线性区还是饱和区？
数字电路实验部分
实验一 实验仿真平台 EWB 简介
一、实验目的
1. 数字电路实验须知； 2．掌握电路仿真的操作技术。
二、实验原理
电子工作台（Electronics WorkBench，简称 EWB）是一种专门用于电子线路仿真的 虚拟电子工作台设计软件，是由加拿大 Interactive Image Technologies 公司于 20 世纪 80 年代末、90 年代初推出的。它可以将不同类型的电路进行组合成混合电路进行仿真，且 不受工作场地、仪器设备和元器件品种及数量的限制。从事电子产品设计、开发等人员 利用它可以对电路中各种元器件参数的设定、修改，以达到设计要求的技术指标，使整 个电路性能达到最佳。这将有利于减少实际实验的次数、降低成本。 本课程引入 EWB 的目的是利用 EWB 作为辅助教学和实训手段，帮助学生更快、更 好地复习已学习过的理论知识，加深对概念、原理的理解。完成各实验预习要求中的各 集成芯片功能测试。通过虚拟实验电路设计、电路仿真，培养学生分析、应用和创新的 能力，大大提高学生动手能力的培养，体现了以学生为中心的实验教学的宗旨。 下面我们利用 WEB5.0 电子仿真软件作平台，以测试与非门功能为例，简要介绍操作 过程。双击 WEB5.0 的执行文件 WEWB32.EXE 启动 WEB5.0 便可进入它的主窗口，根据实验 需要进行。 1．元器件的选用 在逻辑门电路库中选中与非门；在指示器件库中选中彩色指示灯；在基本器件库中 选中开关；在仪器库中选中数字多用表器件；在信号源库中选中接地及 Vcc 电压源。 2．导线的连接 将鼠标指向待接原器件的端点使其出现一个小圆点，按下鼠标左键并拖曳出一根导 线，拉住导线指向另一个需连接元器件的端点并使其出现小圆点，然后释放鼠标左键， 则导线连接完成。点击仿真开关进行功能测试。电路接线图见图 1-1。
图 1-1 与非门的功能测试电路 .37.
与非门的功能测试结果见表 1－1 表 1－1 输入 输出 B 0 1 0 1
图 1-2 与非门
三、实验设备与器件
1. 计算机； 2. 仿真软件 EWB 5.O。
四、实验内容
1. 观看仿真软件的操作过程； 2．用 EWB5.0 验证门电路的逻辑功能。
六、实验报告
1.用 EWB 验证各门电路的逻辑功能，并写出逻辑表达式（与门 CC4081、或门 CC4071、 非门 74LS04 、与非门 CC4011、或非门 CC4001、异或门 74LS86） 。 把仿真实验发 到我的邮箱里，发送的文件名（有多个文件时最好是压缩文件）是：班级 -学号姓名-实验 n，如：1-张三-实验 1。邮件的名称与文件名同名。 2．制定这门课的学习计划（目标、预期收获） 。 3．实验收获与体会。
实验二 门电路逻辑功能测试
一、实验目的
1. 了解数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法； 2. 了解集成电路的外引线排列及其使用方法； 3. 验证常用 TTL、CMOS 集成门电路的逻辑功能； 4. 掌握 TTL、CMOS 器件的使用规则。
二、实验原理
集成逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件。任何复杂的组合电路和时序电 路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。目前已有门类齐全的集成门电路，例如“与 门” 、 “或门” 、 “非门” 、 “与非门” 、 “异或门”等。虽然，中大规模集成电路相继问世， 但组成某一系统时，仍少不了各种门电路。因此，有必要熟练掌握它们的使用。 1．集成电路芯片简介 数字电路实验中所用到的集成芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图 2-1 所 示。识别方法是：正对集成电路型号（如 74LS00）或看标记（左边的缺口或小圆点标记） ， 从左下角开始按逆时针方向以 1，2，3，?依次排列到最后一脚（在左上角） 。在标准形 TTL 集成电路中，电源端 VCC 一般排在左上端，接地端 GND 一般排在右下端。如 74LS00 为 14 脚芯片，14 脚为 VCC，7 脚为 GND。若集成芯片引脚上的功能标号为 NC，则表示该引脚 为空脚，与内部电路不连接。
图 2-1 74LS00 四 2 输入与非门 图 2-2 CC4001 四 2 输入或非门 外引脚的识别方法是：将集成块正面对准使用者，以凹面左起或小标点“。 ”为起始 脚 1，逆时针方向向前数 1，2，3，…，n 脚。使用时，查 IC 手册即可知管脚功能。 2．TTL 集成电路使用规则 1. 接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。 2. 电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.5V 之间，实验中要求使用 Vcc＝＋5V。电源极性绝 对不允许接错。 3. 闲置输入端处理方法 悬空，相当于正逻辑“1” ，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬 空处理。但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。因此，对于接有长线的输入端， .39.
中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要 求接入电路，不允许悬空。 4. 在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。 5. 输出端不允许直接接地或直接接＋5V 电源，否则将损坏器件。 3. CMOS 电路的使用规则 CMOS 集成门电路逻辑符号、逻辑关系及外引脚排列的方法均与 TTL 集成电路相同，所不 同的是型号和电源电压范围。 选用 CC4000 （CD4000） 系列的 CMOS 集成电路， 电源电压范围为+3～ +18v。 实验中一般要求使用＋5～＋15V。 所有输入端不允许悬空， 必须按逻辑要求接入电路。
三、预习要求
1. 2. 3. 4. 复习门电路的工作原理； 用 EWB5.0 完成实验用各集成门电路的功能测试，画出其逻辑功能验证的接线图； 自拟各实验内容的测试电路的真值表、数据记录、逻辑表达式表格； 各 CMOS 门电路闲置输入端是如何处理的。
四、实验设备与器件
1. 数字电子技术实验箱； 2. 74LS20×2，CC4011，CC4001，CC4071，CC4081。
五、实验内容
1. 在合适的位置选取一个 14P 插座，按定位标记插好 74LS20 集成块。验证 TTL 集成与非 门 74LS20 的逻辑功能 按图 2-3 接线，门的四个输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开 关向上，输出逻辑“1” ，向下为逻辑“0” 。门的输出端接由 LED 发光二极管组成的逻辑电平显 示器（又称 0－1 指示器）的显示插口，LED 亮为逻辑“1” ， 不亮为逻辑“0” 。按表 2-1 的真值 表逐个测试集成块中两个与非门的逻辑功能。74LS20 有 4 个输入端，有 16 个最小项，在实际测 试时，只要通过对输入 、、1110 五项进行检测就可判断其逻辑功能是否 正常。 表 2-1 输 An 1 0 1 1 1 图 2-3 与非门逻辑功能测试电路 .40. Bn 1 1 0 1 1 入 Cn 1 1 1 0 1 Dn 1 1 1 1 0 输 出 Y1 Y2
2. 验证 CMOS 各门电路的逻辑功能，判断其好坏。 验证与非门 CC4011、与门 CC4081、或门 CC4071 及或非门 CC4001 逻辑功能，其引脚 见附录。 以 CC4011 为例：测试时，选好某一个 14P 插座，插入被测器件，其输入端 A、B 接 逻辑开关的输出插口，其输出端 Y 接至逻辑电平显示器输入插口，拨动逻辑电平开关， 逐个测试各门的逻辑功能，并记入表 2-2 中。 表 2-2 输 A 0 0 1 图 2-4 与非门逻辑功能测试 1 入 B 0 1 0 1 AB 输 A+B 出
六、实验报告
1．画出实验用门电路的逻辑符号，并写出逻辑表达式； 2．填写实验表格； 3．画出门电路逻辑功能验证的接线图； 思考题：如何由+5V 和－5V 直流稳压电源获得+3V～－3V 连续可调的电源。
七、实验注意事项
1．集成元件的电源极性不能接错； 2．各集成元件的输出端不得接+5V 或地端，也不能接电平开关和触发方式； 3．在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。 4．若实验中需 TTL、CMOS 芯片混合使用时，电源应取+5V.
实验三 组合逻辑电路的设计与测试
一、实验目的
1. 掌握组合逻辑电路的分析与测试方法； 2. 掌握组合逻辑电路的设计方法。
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 3－1 所示。
图 3－1 组合逻辑电路设计流程图 根据设计任务的要求建立输入、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的类型修改逻辑表达式。 根据简 化后的逻辑表达式，画出逻辑图，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： (1) 根据题意列出真值表如表 3－1 所示。 表 3－1 A B C D Z .42. 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 1 1 1 1 1 1
(2) 由真值表写出逻辑式为
Z ? ABCD ? ABCD ? ABCD ? ABCD ? ABCD
(3) 用卡诺图化简逻辑式，先将逻辑式中的最小项（或真值表中取值为“1”的最小 项）分别填入卡诺图相应的小方格内。如表 3－2 表 3－2 CD AB 00 01 11 10 1 1 1 1 1 00 01 11 10
(4) 由卡诺图得出化简后的逻辑表达式，并演化成“与非”的形式 Z ＝ ABC＋BCD＋ACD＋ABD ＝ ABC ? BCD ? ACD ? ABD (5) 根据逻辑表达式画出用“与非门”构成的逻辑电路如图 3－2 所示。
图 3－2 (6) 用实验验证设计的正确性 在实验装置适当位置选定三个 14P 插座，按照集成块定位标记插好集成块 CC4012。 按图 3－2 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，测量相应的输出值，验 证逻辑功能，与表 3－1 进行比较，验证所设计的逻辑电路是否符合要求。
三、预习要求
1. 2. 3. 4. 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； 如何用最简单的方法验证“4 输入与非门”的逻辑功能是否完好？ “与非门”中，当某一组与端不用时，应作如何处理？ 逻辑函数的表示方法及标准表达式； .43.
5. 怎样用卡诺图化简逻辑函数？
四、实验设备与器件
1. 数字电子技术实验箱； 2. CC） ，CC） ， CC)。
五、实验内容
1. 设计用异或门、 与门组成的半加器电路。 要求按本文所述的设计步骤进行， 直到测试电 路逻辑功能符合设计要求为止。 ； 2. 设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。 3. 某汽车驾驶培训班进行结业考试，有三名评判员，其中 A 为主评判员、B 和 C 为副评判 员，在评判时，按照少数服从多数的原则通过，但主评判员认为合格，亦可通过。试用 与非门构成逻辑电路实现此评判规定。
六、实验报告
1．列写实验任务的设计过程，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。
七、实验注意事项
1．未使用的输入端的处理； 2．各集成元件的输出端不得接+5v 或地端，也不能接电平开关和触发方式； 3．在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。
实验四 译码器及数字显示
一、实验目的
1．掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法； 2. 熟悉数码管的使用。
二、实验原理
译码器是一个多输入、 多输出的组合逻辑电路。 它的作用是把给定的代码进行 “翻 译” ，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广 泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组 合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。 译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。前者又分为变量译码器和代码变换 译码器。 1. 变量译码器（又称二进制译码器） ，用以表示输入变量的状态，如 2 线－4 线、3 n n 线－8 线和 4 线－16 线译码器。 若有 n 个输入变量， 则有 2 个不同的组合状态， 就有 2 个 输出端供其使用。而每一个输出所代表的函数对应于 n 个输入变量的最小项。 以 3 线－8 线译码器 74LS138 为例进行分析，图 4－1(a)及(b)分别为其逻辑图及引 脚排列。其中 A2 、A1 、A0 为地址输入端， Y 0 ～ Y 7 为译码输出端，S1、S2 、S3 为使能端。 表 4－1 为 74LS138 功能表。 当 S1＝1， S2 ＋ S3 ＝0 时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为 0）输出，其 它所有输出端均无信号（全为 1）输出。当 S1＝0， S2 ＋ S3 ＝X 时，或 S1＝X， S2 ＋ S3 ＝ 1 时，译码器被禁止，所有输出同时为 1。
(a) 图 4－1
(b) 3－8 线译码器 74LS138 逻辑图及引脚排列 .45.
表 4－1 输 S1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 × 入 A2 0 0 0 0 1 1 1 1 × × A1 0 0 1 1 0 0 1 1 × × A0 0 1 0 1 0 1 0 1 × × 输 出
0 0 0 0 0 0 0 0 × 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端 输入数据信息，器件就成为一个数据分配器(又称多路分配器)，如图 4－2 所示。若在 S1 输入端输入数据信息， S2 ＝ S3 ＝0，地址码所对应的输出是 S1 数据信息的反码；若从 S2 端输入数据信息，令 S1＝1、S3 ＝ 0， 地址码所对应的输出就是 S2 端数据信息的原码。若数 据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。 根据输入地址的不同组合译出唯一地址，故可用作地址译码器。接成多路分配器， 可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点。 二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图 4－3 所示，实现的逻辑函数是
Z ? A BC ? ABC ? A BC ? ABC ? Y0 ? Y2 ? Y4 ? Y7
图 4－2 .46.
作数据分配器
图 4－3 实现逻辑函数
利用使能端能方便地将两个 3/8 译码器组合成一个 4/16 译码器，如图 4－4 所示。
“1” “0”
用两片 74LS138 组合成 4/16 译码器
2．数码显示译码器 a．七段发光二极管(LED)数码管 LED 数码管是目前最常用的数字显示器，图 4－5(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路， (c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。 一个 LED 数码管可用来显示一位 0～9 十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5 寸 和 0.36 寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色 不同略有差别，通常约为 2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在 5～10mA。LED 数码管 要显示 BCD 码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译 码功能，还要有相当的驱动能力。
(a) 共阴连接（ “1”电平驱动）
(b) 共阳连接（ “0”电平驱动）
(c) 符号及引脚功能
LED 数码管 .47.
b．BCD 码七段译码驱动器 此类译码器型号有 74LS47（共阳） ，74LS48（共阴） ，CC4511（共阴）等，本实验系采用 CC4511 BCD 码锁存／七段译码／驱动器。驱动共阴极 LED 数码管。图 4－6 为 CC4511 引脚 排列。
图 4－6 CC4511 引脚排列 其中 A, B, C, D 为 BCD 码输入端；a, b, c, d, e, f, g 为译码输出端，输出“1”用来 驱动共阴极 LED 数码管。
LT ― 测试输入端， LT ＝“0”时，译码输出全为“1” ；
BI ― 消隐输入端， BI ＝“0”时，译码输出全为“0” ；
LE ― 锁定端，LE＝“1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在 LE＝0 时的数值，LE＝0 为正常译码。 在本数字电路实验装置上已完成了译码器 CC4511 和数码管 BS202 之间的连接。实验 时，只要接通+5V 电源和将十进制数的 BCD 码接至译码器的相应输入端 A、B、C、D 即可 显示 0～9 的数字。 四位数码管可接受四组 BCD 码输入。 CC4511 与 LED 数码管的连接如图 4－7 所示。
CC4511 驱动一位 LED 数码管
表 4－2 为 CC4511 功能表。CC4511 内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管笔段 之间串入限流电阻即可工作。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过 1001 时，输出全为 “0” ，数码管熄灭。 表 4－2 输 LE × × 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 入 D × × 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 × C × × 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 × B × × 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 × A × × 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 × a 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 b 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 c 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 锁 输 d 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 e 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 存 f 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 出 g 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 锁存 消隐 显示字形
× 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
三、预习要求
1. 用 EWB5.0 完成 74LS138 译码器逻辑功能测试， 画出其逻辑功能验证的接线图及功 能表； 2. 复习有关译码器的原理； 3. 根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。 .49.
四、实验设备与器件
1. 数字电子技术实验箱：1 台； 2. 双踪示波器：1 台； 3. 74LS138× 2，CC。
五、实验内容
1. 数据拨码开关的使用。 将实验装置上的四组拨码开关的输出 Ai 、Bi、Ci、Di 分别接至 4 组显示译码／驱动 器 CC4511 的对应输入口，LE、 BI 、 LT 接至三个逻辑开关的输出插口，接上+5V 显示器 的电源，然后按功能表 4－2 输入的要求揿动四个数码的增减键（ “＋”与“－”键）和 操作与 LE、BI 、 LT 对应的三个逻辑开关，观测拨码盘上的四位数与 LED 数码管显示的 对应数字是否一致，及译码显示是否正常。 2. 用两片 74LS138 组合成一个 4 线― 16 线译码器，并进行实验。 3. 用 74LS138 实现逻辑函数 Z= ABC ? BC 。 4. 用一片 74LS138 和 74LS20 组成一位全加器。
六、实验报告
1. 画出实验接线图。 2. 对实验结果进行分析、讨论。 3. 实验收获与体会。
七、实验注意事项
连接实验电路时，注意输入输出的顺序。
实验五 数据选择器及其应用
一、实验目的
1．掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法； 2. 学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。
二、实验原理
数据选择器又叫 “多路开关” 。 数据选择器在地址码 （或叫选择控制） 电位的控制下， 从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个 多掷开关，如图 5－1 所示，图中有四路数据 D0～D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码） 从四路数据中选中某一路数据送至输出端 Q。 数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有 2 选 1、4 选 1、8 选 1、16 选 1 等类别。 数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而 成的。 1．八选一数据选择器 74LS151 74LS151 为互补输出的 8 选 1 数据选择器，引脚排列如图 5－2，功能如表 5－1。 选择控制端（地址端）为 A2～A0，按二进制译码，从 8 个输入数据 D0～D7 中，选择 一个需要的数据送到输出端 Q， S 为使能端，低电平有效。
4 选 1 数据选择器示意图 表 5－1 输
图 5－ 2 74LS151 引脚排列 输 出
入 A2 × 0 0 0 0 1 1 1 1 A1 × 0 0 1 1 0 0 1 1 A0 × 0 1 0 1 0 1 0 1 Q 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
1 0 0 0 0 0 0 0 0
D2 D3 D4 D5 D6 D7
1） 使能端 S ＝1 时，不论 A2～A0 状态如何，均无输出（Q＝0， Q ＝1） ，多路开关被 禁止。 2） 使能端 S ＝0 时，多路开关正常工作，根据地址码 A2、A1、A0 的状态选择 D0～D7 中某一个通道的数据输送到输出端 Q。 如：A2A1A0＝000，则选择 D0 数据到输出端，即 Q＝D0。 如：A2A1A0＝001，则选择 D1 数据到输出端,即 Q＝D1，其余类推。 2．双四选一数据选择器 74LS153 所谓双 4 选 1 数据选择器就是在一块集成芯片上有两个 4 选 1 数据选择器。引脚排 列如图 5－3，功能如表 5－2。 表 7－2 输 入 A1 × 0 0 1 1 A0 × 0 1 0 1 输 Q 0 D0 D1 D2 D3 出
1 0 0 0 0 图 5－3 74LS153 引脚功能
1S 、 2S 为两个独立的使能端；A1、A0 为公用的地址输入端；1D0 ～1D3 和 2D0～2D3
分别为两个 4 选 1 数据选择器的数据输入端；Q1、Q2 为两个输出端。 1）当使能端 1S （ 2S ）＝1 时，多路开关被禁止，无输出，Q＝0。 2）当使能端 1S （ 2S ）＝0 时，多路开关正常工作，根据地址码 A1、A0 的状态，将 相应的数据 D0～D3 送到输出端 Q。 如：A1A0＝00 则选择 DO 数据到输出端，即 Q＝D0。 A1A0＝01 则选择 D1 数据到输出端，即 Q＝D1，其余类推。 数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现 逻辑函数等。 3．数据选择器的应用― 实现逻辑函数 例 1：用 8 选 1 数据选择器 74LS151 实现函数
F ? A B ? AC ? BC
采用 8 选 1 数据选择器 74LS151 可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。 作出函数 F 的功能表， 如表 5－3 所示， 将函数 F 功能表与 8 选 1 数据选择器的功能 表相比较，可知（1）将输入变量 C、B、A 作为 8 选 1 数据选择器的地址码 A2、A1、A0。 （2） 使 8 选 1 数据选择器的各数据输入 D0～D7 分别与函数 F 的输出值一一相对应。 即： A2A1A0＝CBA， D0＝D7＝0 D1＝D2＝D3＝D4＝D5＝D6＝1 .52.
则 8 选 1 数据选择器的输出 Q 便实现了函数 F ? A B ? AC ? BC 接线图如图 5－4 所示。 表 5－3 输 入 C 0 0 0
输 出 A 0 1 0 1 0 1 0 1 F 0 1 1 1 1 1 1 0
B 0 0 1 1 0 0 1 1
图 5－4 用 8 选 1 数据选择器实现 F ? A B ? AC ? BC 显然，采用具有 n 个地址端的数据选择实现 n 变量的逻辑函数时, 应将函数的输入 变量加到数据选择器的地址端(A),选择器的数据输入端（D）按次序以函数 F 输出值来赋 值。 例 2：用 8 选 1 数据选择器 74LS151 实现函数 F ? A B ? AB （1）列出函数 F 的功能表如表 5-4 所示。 （2）将 A、B 加到地址端 A1、A0，而 A2 接地，由表 5－4 可见，将 D1、D2 接“1”及 D0、D3 接地，其余数据输入端 D4～D7 都接地,则 8 选 1 数据选择器的输出 Q，便实现了函数
F ? A B ? BA 。
接线图如图 5－5 所示。 表 5－4 B 0 0 1 1 A 0 1 0 1 F 0 1 1 0
“0” “0”
8 选 1 数据选择器实现 F ? A B ? AB 的接线图
显然，当函数输入变量数小于数据选择器的地址端（A）时，应将不用的地址端及不 用的数据输入端（D）都接地。 例 3：用 4 选 1 数据选择器 74LS153 实现函数
F ? ABC ? A BC ? ABC ? ABC
函数 F 的功能如表 5－5 所示 .53.
表 5－5 输 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 入 C 0 1 0 1 0 1 0 1 输出 F 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 A 0 输 B 0
表 5－6 入 C 0 1 0 1 0 1 0 1 输出 F 0 0 0 1 0 1 1 1 D0＝0 D1＝C D2＝C D3＝1 中 选 数据端
函数 F 有三个输入变量 A、 B、 C，而数据选择器有两个地址端 A1、A0 少于函数输入变 量个数，在设计时可任选 A 接 A1，B 接 A0。将函数功能表改制成表 5－6 形式，可见当将输 入变量 A、 B、 C 中 B 接选择器的地址端 A1、A0，由表 5－6 不难看出： D0＝0， D1＝D2＝C， D3＝1 F 则 4 选 1 数据选择器的输出，便实现 了函数 F ? ABC ? A BC ? ABC ? ABC 接线图 如图 5－6 所示。 当函数输入变量大于数据选择器地址 端（A）时，可能随着选用函数输入变量 作地址的方案不同，而使其设计结果不同， 需对几种方案比较，以获得最佳方案。
A B A1 A0 1D0 C
“1” “0”
图 5－6 用 4 选 1 数据选择器实现 F ? ABC ? ABC ? ABC ? ABC
三、预习要求
1. 用 EWB5.0 完成 74LS151、74LS153 逻辑功能测试，画出其逻辑功能验证的接线图 及功能表。 2. 复习数据选择器的工作原理；用数据选择器对实验内容中各函数式进行预设计； 3. 根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。
四、实验设备与器件
1. 数字电子技术实验箱：1 台 2. 74LS151（或 CC4512） 74LS153（或 CC4539）
五、实验内容
1. 测试数据选择器 74LS151 的逻辑功能 接图 5－7 接线，地址端 A2、A1、A0、数据端 D0～D7、使能端 S 接逻辑开关，输出端 Q .54.
接逻辑电平显示器，按 74LS151 功能表逐项进行测试，记录测试结果。
接逻辑电平显示器 图 5－7 74LS151 逻辑功能测试
2. 用 8 选 1 数据选择器 74LS151 设计三输入多数表决电路 1）写出设计过程 2）画出逻辑电路图 3）验证逻辑功能 3. 用 8 选 1 数据选择器实现逻辑函数 F ? A B ? AB 1）写出设计过程 2）画出逻辑电路图 3）验证逻辑功能 4. 用双 4 选 1 数据选择器 74LS153、74LS04 实现全加器 1）写出设计过程 2）画出逻辑电路图 5. 某同学参加三门课程考试，规定如下：① 课程 A 及格得 1 分，不及格得 0 分； ② 课程 B 及格得 2 分，不及格得 0 分；③ 课程 C 及格得 3 分，不及格得 0 分。 若总得分大于 4 分（含 4 分）就可以结业，试用已学过的集成电路芯片实现上述 要求的逻辑电路。
六、实验报告
用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能 测试；总结实验收获、体会。
七、实验注意事项
严格遵守 TTL、CMOS 集成电路的使用规则。
实验六 双稳态触发器
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 6－1 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 6－1 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 6－1 输 入 输 Qn+1 1 0 Qn φ 出
0 1 1 0 图 6－1 基本 RS 触发器
2. JK 触发器 在输入信号为双端的情况下，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 6－2 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。通常将 Q ＝0， Q ＝1 的状态定为 触发器“0”状态}
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