电工电子新实验二复习资料021.docx
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电工电子新实验二复习资料021
实验二复习资料
一、实验操作
1、信号与系统操作实验请复习所做的实验。
主要掌握的要点:
①由所给的电路转换出该电路的电压传输函数H(s)2(s)1(s),并能把传输函数化成所需的标准形式:
(A)算子S在分子的幂次不高于分母的幂次。
(B)因需用积分器仿真,算子S应化成1。
(C)分母的常数项化成1。
②能画出完整的系统模拟框图。
③运用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。
应遵循以下几个原则:
(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的最高幂次n,取出n个积分器模块串接。
(3)算子S的系数使用比例放大器模块
(4)传输函数H(S)的分子是输出项,分子中各项比例放大器模块的输出用加法器求和后成为系统输出。
分母是负反馈项,其系数正、负异号后送输入端加法器。
(5)分母中为1的常数项不用任何运算模块
例如1:
画出幅频和相频图
例如2:
画出幅频和相频图
2、操作题如下图所示,写出该图的传输函数H(S)(V1是输入信号、V2是输出信号)。
画出题中电路对应的系统模拟框图。
(20分)
写出传输函数H(S)(10分)
画出题中电路对应的系统模拟框图(10 分)
在2001环境中,测试该系统模拟电路的幅频特性相关参数。
(10分)(需包含半功率点与谐振频率点)
频率点
3.147
3.715
4.474
电压比
0.707
0.9999
0.707
根据测试数据作出该电路的幅频特性曲线图。
(10分)
有波形5分,每个参数1分.
3、
4、
]5、
6、试用74194附加门电路设计101001序列信号发生器,用实验验证,用示波器双踪观察并记录时钟和输出波形。
注意:
要想电路能自启动“000”一定要圈画,“111”一定不能圈画。
用74194和74151实现电路
注意:
要想电路能自启动“000”→“001”,“111”→“110”。
2
注意:
对于非周期波形用单次触发或脉宽触发波形才会稳定。
7、试用74194及74151设计产生序列111,···要求电路具有自启动性。
注意:
左移:
Q0Q1Q2Q3其中Q0是最高位。
右移:
Q3Q2Q1Q0其中Q3是最高位。
1、1→,2→Q2,1和2分别为直流耦合,
2、Y方向:
1和2分别选择2
X方向:
500
在栏中,点击键→选择2为触发源并且上升沿触发,注意:
对于非周期波形用单次触发或脉宽触发波形才会稳定。
8、设计一个7计数电路要求有设计过程(20分)
解:
注意:
计数器通常采用置“0”法设计电路。
同步预置数为全“0”。
对于同步预置加计数器,反馈状态为(M-1),本题中反馈状态为7-1=6=(0110)2,即计数器从“000”计到“0110”。
反馈函数:
波形图:
注意:
示波器设置:
1、1→,2→Q2,1和2分别为直流耦合,
2、Y方向:
1和2分别选择2
X方向:
500
在栏中,点击键→选择2为触发源并且上升沿触发,再按50℅键波形稳定。
3、1→2→Q2
1→Q12→Q2
1→Q02→Q2
注意:
所有的波形都对着Q2画,这样波形才能稳定。
9、设计一个7计数电路要求状态从0001~0111,并有设计过程(20分)
解:
波形图:
注意:
示波器设置:
1、1→,2→Q2,1和2分别为直流耦合,
2、Y方向:
1和2分别选择2
X方向:
500
在栏中,点击键→选择2为触发源并且上升沿触发,再按50℅键波形稳定。
3、1→2→Q2
1→Q12→Q2
1→Q02→Q2
注意:
所有的波形都对着Q2画,这样波形才能稳定。
10、试用74161和门电路设计循环顺序为0,1,2,5,6,7,0,1…的模长为6的计数电路。
要求电路具有自启动能力,写出设计过程,画出电原理图。
解:
1、列出状态转移表
2、在考虑自启动的基础上写出反馈函数
3、写出数据端的数据
D20=1,D31=0
波形图:
注意:
示波器设置:
1、1→,2→Q2,1和2分别为直流耦合,
2、Y方向:
1和2分别选择2
X方向:
500
在栏中,点击键→选择2为触发源并且上升沿触发,再按50℅键波形稳定。
3、1→2→Q2
1→Q12→Q2
1→Q02→Q2
注意:
所有的波形都对着Q2画,这样波形才能稳定。
11、试用74161和74151芯片设计001101序列信号,写出设计过程,画出电原理图(20分)。
解:
序列长度=6;设计方案为计数器+数据选择器。
其中计数器
用74161芯片,采用置零法设计一个6的加法计数器。
波形图:
1、1→,2→Q2,1和2分别为直流耦合,
2、Y方向:
1和2分别选择2
X方向:
500
在栏中,点击键→选择2为触发源并且上升沿触发,注意:
对于非周期波形用单次触发或脉宽触发波形才会稳定。
12、动态显示电路
复习的要点:
1、用7474芯片实现二位二进制加法计数器时,置数端和清零端一定要接成高电平“1”。
2、注意位选的高低位:
Y0→W1,Y1→W2,Y2→W3,Y3→W4。
3、注意数据线的接法:
例如显示8421
Q2Q1=00:
Y0=0D0C0B0A0=1000
Q2Q1=01:
Y1=0D1C1B1A1=0100
Q2Q1=10:
Y2=0D2C2B2A2=0010
Q2Q1=11:
Y3=0D3C3B3A3=0001
13、3可控延迟电路:
复习的要点:
1、设计思路:
移位寄存器+数据选择器
2、产生信号为:
“00001”,方法是用5的计数器产生。
14、
15、
16、根据下图给出、F1和F2的波形,请设计电路。
解:
本电路是一个多输出函数,可采用74161+74138译码器实现。
其中,74161可设计成6的加法计数器,作为74138的地址。
二、笔试题
1、
2、
3、
4、
5、
6、
7、
8、
9、
10、采用软件对正峰值为4V、负峰值为-4V、频率为1、占空比为20%的矩形波进行单边频谱分析,可知,其直流分量为负(正、负)值,谱线包络的第一个零结点位置为5k,有效频带范围内谱线有4条。
当增大矩形波占空比后,其谱线包络的主峰高度增高(增高、降低),有效频带宽度减小(增大、减小),有效频带范围内高次谐波数目减少(增加、减少)。
11、理想的正弦波只有 基波分量 ,而无 谐波分量 、 直流分量分量。
否则说明该正弦波已有 失真 。
12、
13、
14、选择题
(1)触发器没有空翻(没有空翻,有空翻);触发器可用于设计计数器和移位寄存器(锁存数据,设计计数器和移位寄存器);触发器的触发方式边沿触发(边沿触发,电平触发)。
(2)锁存器有空翻(没有空翻,有空翻);锁存器可用于锁存数据(锁存数据,设计计数器和移位寄存器);锁存器的触发方式电平触发(边沿触发,电平触发)。
(3)的输入端在使用时,多余的输入端
不可以悬空(不可以悬空,可以悬空)。
对于与非门多余的输入端接高电平(接高电平,接地),对于或非门多余输入接地(接高电平,接地)。
15、请写出下图电路的传输函数H(s),并画出系统模拟框图。
(10分)
16、首先令函数发生器输出信号10.5V,波形为正弦。
其次将函数发生器输出和示波器本身的校正信号(10.5V,方波)分别送入示波器1和2通道,调整相关旋钮开关使两波形稳定显示,此时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档分别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生误差.如果一定要用交流毫伏表测量非正弦信号电压,则应计算出各种波形的有效值与正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。
17、
18、
19、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(几毫伏到几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。
20、交流毫伏表测量的是正弦电压的有效值,是以600Ω阻抗上消耗1功率为基准的。
测量的是绝对电平值。
21、万用表的交流电压档和交流毫伏表都可以测量交流电压,请指出它们的异同点及适用范围。
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45500。
交流毫伏表适用频率范围为52,有效值电压测量下限为100μV。
可见,交流毫伏表的适用范围远大于万用表的交流电压档。
22、下列值应用什么仪表来测量:
A.正弦波的峰-峰值用示波器测量
B.50正弦波有效值用交流毫伏表测量
C.50正弦波有效值用交流毫伏表测量
当有效值大于1V时也可用万用表交流电压档测量
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
23、实验室中函数发生器输出信号为10,在空载时用交流电压表测得的输出电压为1V,若接上100Ω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50Ω,此时输出电压为:
(1V×100Ω)÷(100Ω+50Ω)=2/3≈0.67V。
24、
25、如图所示,它是一个串联电路,请求出它的谐振频率f0=?
此时电路的等效阻抗Z0=?
(10分)。
解:
Z0
26、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)使用频率低的信号或周期长的信号作为同步触发信号。
27、有两只稳压二极管1、2,其稳定电压分别为1=6V、2=10V,正向导通压降均为0.7V。
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。
28、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)使用频率低的信号或周期长的信号作为同步触发信号。
29、可以根据半功率点0.707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不变
2.改变信号源的频率,使输出信号电压等于0.707
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
30、实验室中函数发生器输出信号为10,在空载时用交流电压表测得的输出电压为1V,若接上100Ω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50Ω,此时输出电压为:
(1V×100Ω)÷(100Ω+50Ω)=2/3≈0.67V。
31、用示波器显示电平时,其输入耦合方式选择
_(直流)((直流)、(交流)、(接地));当双踪显示频率相同、幅度分别为5和1V的两个正弦波形时,触发信源选择幅度为_1的那一路。
当频率不同,但两路波形的频率具有整数倍关系时,选择周期长(长、短)的那一路作触发信源。
32、若使用1641B型函数信号发生器产生
t信号,写出主要调节步骤。
(10分)
∵ω=500π∴250
(1)打开开关。
(2)关闭波形对称性和直流电平开关。
(3)选择正弦波信号。
(4)调节频率范围旋钮,使频率为250。
(5)打开60衰减,调节幅度旋钮,使幅度为4。
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