13-14学年第三学期机械类12级《模拟和数字电子技术实践》
教学计划与教学进度
一、学时与学分
学时：拟完成10个实验，期末现场考查2学时，计32个学时
实验内容可根据该学科具体教学要求选用。
二、目的
《模拟和数字电子技术实践》是机械类电工电子系列实践课程中的一门重要课程，它与该系《电工学》模拟和数字电子技术理论课程同时进行。本课程的教学目的是通过大纲所列内容的学习与实践环节的训练，提高学生理论的理解和设计水平及工程实践设计能力。
三、教学方式与基本要求
1、以《电路与电子技术实践教程》为基本教材，每次实验为3学时。预习内容为：实验目的、实验原理及实验电路，实验内容及方法、原始参数记录表格、仪器使用、注意事项，认真撰写实验预习报告并由任课老师课内检查。未完成实验预习报告者原则上不得进行实验。首次实验应提前通知到每个学生做好预习报告，领取实验器材包，并每次带实验器材包前来实验。
2、实验必须按学号顺序填写签到表，每组一人，在教师指导下由学生独立完成，在原始参数记录表格中填写数据或画出波形曲线，教师应认真检查签到名单，预习报告，检查波形、曲线、数据，完成时间，并签名，标注日期，作为平时操作分的考核依据。
3、应独立规范地完成实验报告，严禁抄袭，抄袭者与被抄袭者一律记不及格，按任课教师要求及时交阅实验报告。每学期实验报告必需上交存档，不得缺少或丢失。
4、必须遵守实验室的规章制度，如不得迟到，大声喧哗，任意丢弃杂物，任意更换仪器或损坏仪器设备（视情节处理或赔偿），做完实验未按要求放置仪器，整理探头，关仪器电源，在抽屉内外及地面丢弃杂物等，视情节记违纪一次，违纪三次者不得参加考查。
5、学生创新精神，鼓励学生设计新的实验电路、实验方法。教师应认真听取学生对教学内容、方法等方面的积极建议，及时反馈，认真总结。
6、实验安排的时间内，已正确完成必做的实验内容的同学可做选做内容。未按时完成实验的同学进入开放实验室（416室）继续完成必做实验内容，并由教师检查签字认可。
7、考查（设计操作，第十六周进行）。
四、教学内容安排
1、常用电子仪器使用P82（第五周）（３学时）
《常用电子仪器的使用》实验是实践环节中极其重要的训练过程，本学期实验践教学过程中每次实验测量数据、波形必须使用，要求学生牢固掌握仪器的基本原理、基本使用方法、使用注意事项，以适应科学实验和工程实践的需要。
预习要求：
（1）、预习教材p8-27常用电子仪器的工作原理，熟悉各旋钮、开关的作用及使用方法，学生务必充分预习，否则本学期实践教学内容难以顺利完成。
（2）、针对实验内容的相关部分进行预习，如稳压电源输出电压的调整，示波器显示波形、读取波形幅度和周期的方法，零电平参考基线的调整，交流毫伏表读数的方法，信号发生器输出频率、电压幅度的调整等，并按要求做好预习报告。
实验内容：
1、熟悉示波器、函数发生器、交流毫伏表和直流稳压电源等常用电子仪器面板上各控制键的名称及作用。初步了解模拟实验箱的结构及接线的具体方法。
2、掌握常用电子仪器的使用方法。
(1)、电源的使用（DF1731S）。a、b。
（2）、示波器、函数发生器和交流毫伏表的使用。a、b、c、d必做，完成表3.1.1，表3.1.2；e（选做）
（3）、必做。完成表3.1.3。
注意事项：
演示：（1）、表3.1.1各仪器的连接和测量方法演示；
（2）、叠加在直流上的正弦电压的测试；
（2）、相位差测量的演示，介绍测量方法。
思考题：教材P85 1、2、3、4、5、6、7、8、9、
2、单相可控整流电路P205（第六周）（３学时）
实验目的：
（1）、了解晶闸管和单结晶体管的结构、基本特征及管脚识别方法；
（2）、掌握单结晶体管的基本原理及触发电路的调试方法；
（3）、观察并画出单相可控整流电路中晶闸管及负载上的波形和晶闸管的控制角对整
流电压的影响。
预习内容：复习单结晶体管、可控硅、稳压管的工作原理和主要参数的意义。了解由单结晶体管组成的触发电路中各元器件的作用，掌握其工作原理及测量方法。
实验内容： P210（1）、（2）、（3）、（4）、
实验器材及仪器：单相可控整流电路电路板，示波器，万用表等。
思考题：P211 （1）、(2)、(3)
注意事项：
（1）、该实验关键是通过定量检测各点波形，进一步掌握单相可控整流电路的工作原理，波形的变化过程及数量关系。报告中要规范地绘制波形并标注测量参数值。
（2）、观察VA、VB波形必须共地，相减得VA-VB。
3、模拟运算电路（1）P160（第七周）（３学时）
实验目的：
(1)、掌握模拟电路实验箱的结构和使用方法；
（2）、深入理解虚短、虚断概念；
（3）、通过实验理解和掌握基本模拟运算电路的设计方法。
预习内容：
理想运算放大器两个重要特点，虚短、虚断概念，运放的线性运用，相位补偿，调零和平衡电阻的作用。由运放构成反向比例运算、同向比例运算、示波器X-Y显示方式显示电压传输特性的方法。
教材预习要求中的1）、2）、3）、6），将设计内容过程做在预习报告中。
实验内容：
（1）、反相输入比例运算电路 图4.3.2，VCC=±15V Rf=100 k R1= R2=10k
①、输入直流信号Vi=±0.5V、±2V（用于观察非线性区情况），用万用
表测量Vo值；计算Avf，将数据填入表4.3.2
②、输入f=1kHZ正弦信号，调整输入信号Vi=0.1V有效值,用交流电压表测量Vo，计算Avf,
③、示波器X-Y显示方式，观察并画出电压传输特性。
④、将Rf=R1=10k构成反相器重测一遍，计算Avf。
（2）、同相输入比例运算电路（选做），图4.3.4
做法同上，并构成同相器重测一遍，实验数据表同上。
注意事项：
（1）、应预先调整稳压电源输出电压±VCC=±15V，正确接入电路中。（注意：实验箱电源输出有导向二极管）。
（2）、检查运放接插方向正确无误，方可连线。
（3）、输入直流电压由实验箱右上角510Ω和1 KΩ电位器分压提供，后续实验同。
思考题：P167 1、3、
实验器材及仪器：示波器、函数发生器、交流毫伏表和直流稳压电源，万用表，μA7411片、导线等。
4、模拟运算电路（2）P160（第八周）（３学时）
实验目的：
进一步深入理解虚短、虚断概念；通过实验理解和掌握基本模拟运算电路的设计方法。
预习内容：
理想运算放大器两个重要特点，虚短、虚断概念，运放的线性运用，相位补偿，调零和平衡电阻的作用。单电源交流放大器的工作原理，加（减）法运算、示波器X-Y显示方式显示电压传输特性的方法。
教材p43预习要求中的1）、2）、4）、5）、6），将设计内容过程做在预习报告中。
（1）、单电源反相比例交流放大器
①、图4.3.7，VCC=+15V，用万用表直流电压20V档测量电路静态工作点V+、V-、Vo值，将数据填入表4.3.3。
②、输入f=1kHZ, Vi=0.1V的正弦信号, 用交流电压表测量输出电压Vo值，求Avf；
③、用示波器观察并画出C2两端波形（提示：首先确定零电平参考基线。示波器输入耦合方式再置于“DC”档，示波器两探头红夹子分别接C2两端，黑夹子接地），分析C2两端交、直流分量。
（2）、加法器、减法器（选做）。参考电路图4.3.5、图4.3.6
注意事项：
（1）、运放单电源供电时，应将实验箱上-V与GND相连。（负电源不接）
（2）、检查运放接插方向正确无误，方可连线。
（3）、电解电容不可反接。
（4）、用示波器观察含有直流分量的场合，首先示波器输入耦合方式置于GND确定零电平参考基线，再置于DC耦合方式,微调旋钮置于校准位置方可进行观察定量读数。
思考题：P167（2）、 补充题：对用示波器观察的C2两端波形进行理论分析。
5、 波形产生电路P173（第九周）（３学时）
实验目的：P173
预习内容：按教材中要求，复习正弦波振荡电路工作的原理，振荡条件，李沙育图形测频率的方法（课堂讲解演示），预先设计电路，确定参数，计算频率。复习方波发生器，占空比可调的矩形波信号发生器的工作原理和调试方法。
实验内容：
1、正弦波信号发生器P173
①、按图4.5.1连接电路。
②、缓慢调整电位器Rp使电路产生振荡用示波器观察稳定的最大不失真正弦波波形。
测量输出电压有效值Vo，周期T，计算振荡频率ƒ=1/T，与理论值比较并分析误差；
③、缓慢调整电位器Rp使电路产生振荡用示波器观察并画出停振、正常波形、失真波形，在输出为稳定的最大不失真正弦波情况下用交流电压表测量V+、V-电压值，测量RF、Rf的值（关闭电源测量），进行理论分析。
④、李沙育图形测频率。（选做）
⑤、C1、C2分别并联0.01μF电容重测频率，计算振荡频率。
2、方波信号发生器，图4.5.2（选做）
①、按p180实验内容完成。用示波器观察（Rp最大和最小时观察的波形）并分别在同一个坐标轴上画出Vo、Vc，及V+、V-波形；并标注幅度、周期等参数值；
②、调节Rp最大和最小时观察波形频率变化规律，测量fmax、、、fmin，并与理论值比较分析误差。
3、占空比可调的矩形波信号发生器，图4.5.4（选做）
思考题：P181 1、2、3、5
6、集成门电路P85（第十周）（３学时）
实验目的：
（1）、掌握数字电路实验箱的结构和使用方法；
（2）、掌握TTL集成门电路逻辑功能的测试方法；
预习内容：TTL集成门电路的使用规则及基本门电路的逻辑功能，P86 1、2、3、相关内容；掌握数字电路实验箱的使用方法，用示波器检测函数发生器TTL脉冲输出波形方法。所用集成块接脚图见P288附录二。
实验内容：
教材P88（1）、（2）、
（3）、1）（a）（b）、3）、
（4）（选做）
注意事项:
（1）、常用数字集成电路芯片多为双列直插式,其引脚数有14、16、20、24等多种，
引脚识别方法是:正面对集成电路型号,从左下角开始按逆时针方向顺序递增。
（2）、插接元件前应首先在逻辑图上标注管脚号及功能符号，并检查管脚是否完好,不
可弯曲，尽可能分色连线(如:红色-正电源,黑色-地，输入输出分色连线等).经仔细检查连线无误后方可通电实验，后续试验操作时都应按此要求进行。
思考题：P90 1）、2）、3）、
7、用SSI设计组合逻辑电路P96（第十一周）（３学时）
实验目的：
（1）、掌握组合逻辑电路的设计方法。
（2）、进一步熟练掌握数电实验箱的使用方法。
预习要求：
（1）、复习组合逻辑电路分析和设计方法，熟悉各门电路接脚图；
（2）、按实验内容要求预先设计电路 ：设置逻辑变量——列出真值表——卡诺图化简或逻辑代数化简——最简逻辑表达式——画出逻辑图（并在图上标注集成块相应接脚标号）。
（3）、预先画出数据表格供实验时填写，以便老师检查。
实验内容：P100 2、4、必做， 1、3、选做。
注意事项：
要求学生掌握如何利用手中的万用表检查电路。如检查是否正确接电源、接地，接
触不良，如何利用逻辑关系检查电路连接正确与否，以及集成块好坏等。
实验元件: 74LS00 3片, 74LS20 、74LS04各1片.
思考题:P101 1、3
补充题：（1）、简述组合逻辑电路分析方法；
（2）、用与非门设计一个多数表决电路，即当三个输入端中有二个以上为1时输出为1，否则输出为0。
8、MSI组合功能件的应用P102（第十二周）（3学时）
实验目的：
（1）、进一步熟练掌握组合逻辑电路的设计方法。
（2）、熟练掌握MSI组合功能件的设计与应用。
预习要求：、熟练掌握MSI组合功能件74LS153、74LS138的原理及应用，熟练运用功能表设计逻辑电路；
实验内容：
1、用译码器74LS138和与非门设计一个1位二进制全减器。要求预先设计电路。
2、用74LS153设计教材中P100 4判断血型是否符合规定的电路。
3、P110 1、2（选做）。
实验元件: 74LS153、74LS138、74LS00、74LS20、74LS86各1片.
思考题:P110 1、2
实验报告要求：
（1）、列出真值表——卡诺图化简——最简逻辑表达式——画出逻辑图（在图上标注集成块相应接脚标号及功能符号）。
（2）、对实验结果进行讨论。
仪器与器材：直流稳压电源1台； 数电实验箱1台； 数字万用表1只； 74LS00， 74LS20， 74LS86， 74LS153 各1片
9、MSI时序功能件的应用P114（第十三周）（３学时）
预习内容：
（1）、复习D触发器、JK触发器逻辑功能，理解其功能表，拟出触发器功能测试表。
（2）、熟练掌握利用触发器及门电路设计简单功能电路的方法。并根据要求设计电路。要有设计过程。
实验内容：
（1）、P118 74LS112 JK触发器（下降沿触发）逻辑功能的测试（完成功能测试表（3.7.4）；
（2）、74LS74 D触发器（上升沿触发）逻辑功能的测试（完成功能测试表（3.7.5）（选做）；
(3)、P119 用74LS138及74LS112或74LS74设计广告流水灯，
①用单次脉冲静态验证；
②接f=1KHz TTL脉冲，双踪显示观察并按时序对应画出CP端、触发器输出端Q0、Q1、Q2、Q3波形。
(4)、用74LS74或74LS112及与非门设计一个4人智力抢答电路（P119中5））（选做）
思考题：P121 1、2
实验元件: 74LS112、74LS74、74LS138、74LS00各1片.
10、计数器P122（第十四周）（３学时）
预习内容：
复习时序逻辑电路的设计方法。熟悉集成电路CD4518的逻辑功能表及使用方法，根据实验内容要求预先设计电路，画出逻辑电路图，并标注接脚号码和功能符号。
实验内容：P127 1、2、3
实验元件: CD4518、 74LS00各一片。
思考题：P128 1、2
11、期末现场考查：（第十五周）（2学时）
五、考核方法
1、实验态度：不迟到，不无故缺席, 遵守实验室规章制度，不违纪；
预习情况：对实验原理的预习和理解，实验内容的预先设计等；写出规范的预习报
告（含实验目的、实验原理、实验内容、原始数据记录）；课内教师检查。
3、课堂实验及预习情况：实验动手能力，独立分析和解决实验过程中问题的能力及创
新能力；由老师检查实验数据波形及参数等；
4、实验报告：按时交阅实验报告，报告规范，对实验结果的分析及思考题解答情况（含数据处理及误差分析、思考题、实验仪器及器材、分析讨论及创新）；
4、期末考查：现场设计操作。
东南大学成贤学院电工电子实验中心
2013年12月24日