光电信息技术实验一一光电数字电路 箝位，如图1-3所示。 Cb是一个近百PF的小电容，当M正跃变期间，由于Cb的存在，Rb1相当于被短路 M几乎全部加到基极上，使T迅速进入饱和，td和r大缩短。当Vi负跃变时，Rbl再次 被短路，使T迅速截止，也大大缩短了s和tf,可见Cb仅在瞬态过程中才起作用，稳态 时相当于开路，对电路没有影响。Cb既加速了晶体管的接通过程又加速了断开过程，故 称之为加速电容，这是一种经济有效的方法，在脉冲电路中得到广泛应用。 箝位二极管D的作用是当管子T由饱和进入截止，随着电源对分布电容和负载电容的充电， VO逐渐上升。因为Vcc>Ec,当V0超过Ec后，二极管D导通，使V0的最高值被箝位 在E℃，从而缩短V0波形的上升边沿，而且上升边的起始部分又比较陡，所以大大缩短了 输出波形的上升时间r 3、利用二极管与三极管的非线性特性，可构成限幅器和箝位器。 它们均是一种波形变换电路，在实际中均有广泛的应用。二极管限幅器是利用二极管 导通时和截止时呈现的阻抗不同来实现限幅，其限幅电平由外接偏压决定。三极管则利用 其截止和饱和特性实现限幅。箝位的目的是将脉冲波形的顶部或底部箝制在一定的电平 上 A007 3000 RL Rb2 o几几 -Eb 图1-3改善三极管开关特性的电路 图14二极管开关特性实验电路 三、实验设备与器件 熟悉数字电路实验箱的结构：直流稳压电源、信号源、逻辑开关，逻辑电平显示器， 元器件位置的布局及使用方法。 1、+5V、+12V直流电源： 2、示波婴： 3、连续脉冲源： 4、信号源： 5、直流数字电压表： 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电倍息技术实验室
光电信息技术实验 ――光电数字电路 箝位 当 Vi 正跃变期间，由于 Cb 的存在，Rb1 相当于被短路， Vi 几 电容的充电， 非线性特性，可构成限幅器和箝位器。 限幅器是利用二极管 导通 ，如图 1-3 所示。 Cb 是一个近百 PF 的小电容， 乎全部加到基极上，使 T 迅速进入饱和，td 和 tr 大缩短。当 Vi 负跃变时，Rb1 再次 被短路，使 T 迅速截止，也大大缩短了 ts 和 tf，可见 Cb 仅在瞬态过程中才起作用，稳态 时相当于开路，对电路没有影响。Cb 既加速了晶体管的接通过程又加速了断开过程，故 称之为加速电容，这是一种经济有效的方法，在脉冲电路中得到广泛应用。 箝位二极管D的作用是当管子T由饱和进入截止，随着电源对分布电容和负载 V0 逐渐上升。因为 Vcc＞Ec，当 V0 超过 Ec 后，二极管 D 导通，使 V0 的最高值被箝位 在 Ec，从而缩短 V0 波形的上升边沿，而且上升边的起始部分又比较陡，所以大大缩短了 输出波形的上升时间 tr。 3、利用二极管与三极管的 它们均是一种波形变换电路，在实际中均有广泛的应用。二极管 时和截止时呈现的阻抗不同来实现限幅，其限幅电平由外接偏压决定。三极管则利用 其截止和饱和特性实现限幅。箝位的目的是将脉冲波形的顶部或底部箝制在一定的电平 上。 图 1-3 改善三极管开关特性的电路 图 1-4 二极管开关特性实验电路 三、实验设备与器件 熟悉数字电路实验箱的结构：直流稳压电源、信号源、逻辑开关，逻辑电平显示器， 元器 ； 压表； 件位置的布局及使用方法。 1、+5V、+12V 直流电源； 2、示波器； 3、连续脉冲源 4、信号源； 5、直流数字电 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 10
光电信息技术实验一一光电数字电路 6、N4007、3DG6、3DK2、2AK2及R、C元件若干 四、实验内容 在实验装置合适位置放置元件，然后接线。 1、二极管反向恢复时间的观察 按图1-4接线，E为偏置电压(0~2V可调) (1)输入信号V为频率=100KH、幅值Vm=3V的方波信号，E调至0V,用双踪 示波器观察和记录输入信号V和输出信号V0的波形，并读出存贮时间s和下降时间 r的值 (2)改变偏值电压E(由0变到2V),观察输出波形V0的ts和r的变化规律，记录 结果进行分析。 2、三极管开关特性的观察 按图1-5接线，输入为100KHZ方波信号，品体管选用3DG6A (1)将B点接至负电源Eb,使-Eb在0~-4V内变化。观察并记录输出信号V0波形 的td、tr、ts和tf变化规律 (2)将B点换接在接地点，在Rb1上并接一个30pf的加速电容Cb,观察Cb对输出 波形的影响，然后将Cb更换成300p,观察并记录输出波形的变化情况。 +EC +15 +5 1.5D木2AK2 30 3DG670 几Π -6 图15三极管开关特性实验电路 图1-6二极管限幅器 (3)去掉Cb,在输出端接入负载电容Cb=30p,观察并记录输出波形的变化情况 (4)在输出端再并接一负载电阻RL=1KQ,观察并记录输出波形的变化情况。 (5)去掉RL,接入限幅二极管D(2AK2),观察并记录输出波形的变化情况。 3、二极管限幅器 按图1-6接线，输入为=10KHz,Vpp=4V的正弦波信号，令E=2V,1V,0V,-1V 观察输出波形V0,并列表记录。 4、二极管箝位器 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室 1
光电信息技术实验 ――光电数字电路 6、IN4007、3DG6、3DK2、2AK2 及 R、C 元件若干。 四、实验内容 在实验装置合适位置放置元件，然后接线。 1、二 （0～2V 可调） =3V 的方波信号，E 调至 0V，用双踪 偏值电压 E（由 0 变到 2V），观察输出波形 V0 的 ts 和 tr 的变化规律，记录 2、三 观察 为 100KHZ 方波信号，晶体管选用 3DG6A。 出信号 V0 波形 Rb1 上并接一个 30pf 的加速电容 Cb，观察 Cb 对输出 极管反向恢复时间的观察 按图 1-4 接线，E 为偏置电压 （1）输入信号 Vi 为频率 f=100KHz、幅值 Vm 示波器观察和记录输入信号 Vi 和输出信号 V0 的波形，并读出存贮时间 ts 和下降时间 tr 的值。 （2）改变 结果进行分析。 极管开关特性的 按图 1-5 接线，输入 Vi （1）将 B 点接至负电源-Eb，使-Eb 在 0～-4V 内变化。观察并记录输 的 td、tr、ts 和 tf 变化规律。 （2）将 B 点换接在接地点，在 波形的影响，然后将 Cb 更换成 300pf，观察并记录输出波形的变化情况。 图 1-5 三极管开关特性实验电路 图 1-6 二极管限幅器 （3）去 化情况。 3、二 输入 Vi 为 f=10KHz，Vpp=4V 的正弦波信号，令 E=2V，1V，0V，-1V， 观察输出波形 掉 Cb，在输出端接入负载电容 Cb=30pf，观察并记录输出波形的变 （4）在输出端再并接一负载电阻 RL=1KΩ，观察并记录输出波形的变化情况。 （5）去掉 RL，接入限幅二极管 D（2AK2），观察并记录输出波形的变化情况。 极管限幅器 按图 1-6 接线， V0，并列表记录。 4、二极管箝位器 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 11
光电信息技术实验一一光电数字电路 按图1-7接线，Vi为=10KHz的方波信号，令E=1V、0V、-1V、-3V观察输出波形， 并列表记录。 5、三极管限幅器 按图1-8接线，为正弦波，=1OKH,Vpp在0~5V范围连续可调，在不同的输入 信号幅度下，观察输出波形V0的变化情况，并列表记录。 57 1 R2 0.1U 2AK2 AI/D 5.1K 3DK2 图1-7二极管箝位器 图1-8三极管限幅器 五、实验报告 1、将实验观测到的波形画在方格坐标纸上，并对它们进行分析和讨论。 2、总结外电路元件参数对二、三极管开关特性的影响。 六、实验预习要求 1、如何由+5V和-5V直流稳压电源获得+3V~3V连续可调的电源， 2、熟知二极管、三极管开关特性的表现及提高开关速度的方法。 3、在二极管箝位器和限幅器中，若将二极管的极性及偏压的极性反接，输出波形会出现 什么变化？ 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验 ――光电数字电路 按图 1-7 接线，Vi 为 f=10KHz 的方波信号，令 E=1V、0V、-1V、-3V 观察输出波形， 并列表记录。 器 Vi 为正弦波，f=10KHz，Vpp 在 0～5V 范围连续可调，在不同的输入 信号 5、三极管限幅 按图 1-8 接线， 幅度下，观察输出波形 V0 的变化情况，并列表记录。 图 1-7 二极管箝位器 图 1-8 三极管限幅器 五、实验报告 1、将实验观测到的波形画在方格坐标纸上，并对它们进行分析和讨论。 六、实验预习要求 1、如何由+5V 和-5V 直流稳压电源获得+3V～-3V 连续可调的电源。 接，输出波形会出现 2、总结外电路元件参数对二、三极管开关特性的影响。 2、熟知二极管、三极管开关特性的表现及提高开关速度的方法。 3、在二极管箝位器和限幅器中，若将二极管的极性及偏压的极性反 什么变化？ 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 12
光电信息技术实验一一光电数字电路 实验二门电路电参数的测试 实验目的 1、学习数字万用表、双踪示波器、信号发生器、D-SD1数字电路实验箱的使用方法： 2、掌握TTL的门电路的主要参数及其测试方法：(74LS00) 3、了解集电极开路OC门(74LS07)、三态输出门TSL(74LS125)的主要特性和使用方 法。 4、学会使用数字表逻辑档检测TTL门电路好坏的方法。 二、实验原理： 1、TTL门电路 在数字电路设计中，通常要用到一些门电路，而门电路的特性参数的好坏，在很大程 度上影响整个电路工作的可靠性。 通常参数按时间特性分两种：静态参数和动态参数。静态参数指电路处于稳定的逻辑 状态下测得的参数，而动态参数则指逻辑状态转换过程中与时间有关的参数。 本实验中选用TTL74LS00 二输入端四与非门进行参数的实验测试，以掌握门电路的主要 参数的意义和测试方法。 可9四日回网 99 ✉meoo 1A1B1Y2A2B2Y地 图2-174LS00集成电路引脚排列图 TTL与非门的主要参数有： (1)、空载导通功耗Pon和空载截止功耗Poff: 空载导通功耗Po是指输入端全为高电平、输出为低电平且不接负载时的功率损 耗。 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验 ――光电数字电路 实验二 门电路电参数的测试 实验目的： 1、学习数字万用表、双踪示波器、信号发生器、DJ-SD1 数字电路实验箱的使用方法； 2、掌握 TTL 的门电路的主要参数及其测试方法；（74LS00） 3、了解集电极开路 OC 门（74LS07）、三态输出门 TSL（74LS125）的主要特性和使用方 法。 4、学会使用数字表逻辑档检测 TTL 门电路好坏的方法。 二、实验原理： 1、 TTL 门电路 在数字电路设计中，通常要用到一些门电路，而门电路的特性参数的好坏，在很大程 度上影响整个电路工作的可靠性。 通常参数按时间特性分两种：静态参数和动态参数。静态参数指电路处于稳定的逻辑 状态下测得的参数，而动态参数则指逻辑状态转换过程中与时间有关的参数。 本实验中选用 TTL 74LS00 二输入端四与非门进行参数的实验测试，以掌握门电路的主要 参数的意义和测试方法。 TTL 74LS00 集成电路引脚排列图如图 2-1 所示。 图 2-1 74LS00 集成电路引脚排列图 TTL 与非门的主要参数有： （1）、空载导通功耗 Pon 和空载截止功耗 Poff： 空载导通功耗 Pon 是指输入端全为高电平、输出为低电平且不接负载时的功率损 耗。 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 13
光电信息技术实验一一光电数字电路 Pon=VCC-ICCL 空载截止功耗P是指输入端至少有一个为低电平、输出为高电平且不接负载时 的功率损耗。 Poff=VCC-ICCH 以上两式中： VCC一电源电压(+5V) ICCL- 一空载导通电源电流：（输出为低电平日不接负浅时的电原电流） ICCH- 一空载截止电源电流。（输出为高电平且不接负载时的电源电流）》 空载导通功耗Po和空载截止功耗Pof的测试电路如图2-2所示。 970C Icch 4LS00 集成块74LS00 的管脚号 图2-2空载导通功耗Pon和空载截止功耗Por的测试电路 (2)、输入短路电流IS: 输入短路电流S又称低电平输入电流S即L)是指一个输入端接地，其他 输入端悬空时，流过该接地输入端的电流。输入短路电流ⅡS的测试电路如图2-3所 示。 图2-3输入短路电流S的测试电路 杭州电子料技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验 ――光电数字电路 Pon=VCC·ICCL 空载截止功耗 Poff 是指输入端至少有一个为低电平、输出为高电平且不接负载时 的功率损耗。 Poff=VCC·ICCH 以上两式中： VCC——电源电压（+5V）； ICCL——空载导通电源电流；（输出为低电平且不接负载时的电源电流） ICCH——空载截止电源电流。（输出为高电平且不接负载时的电源电流） 空载导通功耗 Pon 和空载截止功耗 Poff 的测试电路如图 2-2 所示。 集成块 74LS00 的管脚号 图 2-2 空载导通功耗 Pon 和空载截止功耗 Poff 的测试电路 （2）、输入短路电流 IIS： 输入短路电流 IIS 又称低电平输入电流 IIL(IIS 即 IIL)是指一个输入端接地，其他 输入端悬空时，流过该接地输入端的电流。输入短路电流 IIS 的测试电路如图 2-3 所 示。 图 2-3 输入短路电流 IIS 的测试电路 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 14