电子学实验教程(第2版)/全国普通高等院校电子信息规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭永新，崔栋，宋莉，程运福，车琳琳 著

图书标签:

• 电子学
• 实验
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• 高等教育
• 教材
• 电路
• 模拟电子
• 实验教学
• 电子技术

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302466727

版次：2

商品编码：12158414

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸

页数：190

字数：296000

正文语种：中文

编辑推荐

1. 强调基础理论、基本知识和基本技能的培养，整本教材体现了“思想性、科学性、先进性、启发性、适应性”的原则。
2. 将电路分析软件Multisim引入电子学实验过程中，每个实验中都配有仿真实验内容，使得学生不进实验室也能完成实验内容，以拓宽学生的知识面，增加学生的动手机会，提高学生的动手能力。
3. 分层次教学，全书分为基础性实验、基础设计性实验和综合设计性实验三个层次，内容涵盖了模拟电子学与数字电子学中所有的知识点。
4. 附录内容丰富，为学生实验提供了丰富的、全面的参考资料。

内容简介

本书是作者根据高等学校电子和电气信息类专业电子学实验教学的基本要求，结合多年的理论教学与实验教学的经验，为适应当前教学改革和教学体系的需求而编写的。全书将电子学实验分为基础性实验、基础设计性实验与综合设计性实验3个层次，内容涵盖了模拟电子技术与数字电子技术两大部分，并将计算机仿真实验引入到每个实验中。在附录中简单介绍了常用的仿真和分析软件Multisim 10基本使用方法、示波器和信号发生器的原理与面板结构，并给出了实验中常用的元器件参数以供实验时查阅。
本书可作为高等院校电子类及相关专业本、专科电子学课程的实验教材，也可供成人及职业教育相关专业学生或电气、电子技术工程人员使用。

目录

第1章电子学实验基础1
1.1电子学实验的基本特点1
1.1.1电子学实验的目的和意义1
1.1.2电子学实验的特点1
1.1.3电子学实验的基本要求2
1.2电子学实验的安全操作3
1.2.1人身安全3
1.2.2仪器仪表安全4
1.3电子学实验的测量误差5
1.3.1测量误差的来源5
1.3.2测量误差的分类及消除措施5
1.3.3测量误差的表示方法6
1.4电子学实验的数据处理8
1.4.1测量结果的数值处理8
1.4.2测量结果的图形处理10
1.5电子学实验中基本物理量的测量方法10
1.5.1电流的测量方法10
1.5.2电压的测量方法11
1.5.3时间的测量方法11
1.5.4频率的测量方法11
1.6电子学实验的调试11
1.6.1通电前的检查12
1.6.2通电观察12
1.6.3静态调试12
1.6.4动态调试12
1.6.5调试中需要注意的问题12
1.7电子学实验的故障检测13
1.7.1常见的故障现象13
1.7.2产生原因13
1.7.3检查故障的一般方法14

第2章模拟电子学基础实验15
2.1常用电子仪器的使用15
2.1.1实验目的15
2.1.2实验设备与材料15
2.1.3实验准备15
2.1.4实验原理15
2.1.5Multisim仿真实验内容17
2.1.6实验内容与步骤17
2.1.7实验报告19
2.1.8思考题19
2.2单管放大电路20
2.2.1实验目的20
2.2.2实验设备与材料20
2.2.3实验准备20
2.2.4实验原理20
2.2.5Multisim仿真实验内容22
2.2.6实验内容与步骤23
2.2.7实验报告25
2.2.8思考题25
2.3负反馈放大电路25
2.3.1实验目的25
2.3.2实验设备与材料26
2.3.3实验准备26
2.3.4实验原理26
2.3.5Multisim仿真实验内容27
2.3.6实验内容与步骤28
2.3.7实验报告30
2.3.8思考题30
2.4差分放大电路30
2.4.1实验目的30
2.4.2实验设备与材料30
2.4.3实验准备31
2.4.4实验原理31
2.4.5Multisim仿真实验内容32
2.4.6实验内容与步骤33
2.4.7实验报告35
2.4.8思考题35
2.5功率放大电路35
2.5.1实验目的35
2.5.2实验设备与材料35
2.5.3实验准备36
2.5.4实验原理36
2.5.5Multisim仿真实验内容38
2.5.6实验内容与步骤38
2.5.7实验报告40
2.5.8思考题40
2.6RC正弦波振荡电路40
2.6.1实验目的40
2.6.2实验设备与材料40
2.6.3实验准备41
2.6.4实验原理41
2.6.5Multisim仿真实验内容41
2.6.6实验内容与步骤42
2.6.7实验报告42
2.6.8思考题42
2.7运算放大电路43
2.7.1设计要求43
2.7.2设备与材料43
2.7.3设计准备43
2.7.4设计原理43
2.7.5Multisim仿真实验内容44
2.7.6设计实验内容46
2.7.7设计实验报告47
2.7.8思考题47
2.8有源滤波器的设计47
2.8.1设计要求47
2.8.2设备与材料48
2.8.3设计准备48
2.8.4设计原理48
2.8.5Multisim仿真实验内容50
2.8.6设计实验内容51
2.8.7设计实验报告52
2.8.8思考题52
2.9电压比较器52
2.9.1设计要求52
2.9.2设备与材料52
2.9.3设计准备53
2.9.4设计原理53
2.9.5Multisim仿真实验内容54
2.9.6设计实验内容55
2.9.7设计报告56
2.9.8思考题57

第3章数字电子学基础实验58
3.1TTL、CMOS门电路逻辑功能测试58
3.1.1实验目的58
3.1.2实验设备与材料58
3.1.3实验准备58
3.1.4实验原理58
3.1.5Multisim仿真实验内容59
3.1.6实验内容与步骤59
3.1.7实验报告62
3.1.8思考题62
3.2组合逻辑电路分析62
3.2.1实验目的62
3.2.2实验设备与材料62
3.2.3实验准备62
3.2.4实验原理62
3.2.5Multisim仿真实验内容63
3.2.6实验内容与步骤63
3.2.7实验报告66
3.2.8思考题66
3.3触发器66
3.3.1实验目的66
3.3.2实验设备与材料66
3.3.3实验准备66
3.3.4实验原理66
3.3.5Multisim仿真实验内容67
3.3.6实验内容与步骤67
3.3.7实验报告69
3.3.8思考题69
3.4时序逻辑电路的分析70
3.4.1实验目的70
3.4.2实验设备及材料70
3.4.3实验准备70
3.4.4实验原理70
3.4.5Multisim仿真实验内容71
3.4.6实验内容与步骤72
3.4.7实验报告73
3.4.8思考题73
3.5计数器73
3.5.1实验目的73
3.5.2实验设备及材料74
3.5.3实验准备74
3.5.4实验原理74
3.5.5Multisim仿真实验内容75
3.5.6实验内容与步骤75
3.5.7实验报告78
3.5.8思考题78
3.6555时基电路78
3.6.1实验目的78
3.6.2实验仪器与材料78
3.6.3实验准备78
3.6.4实验原理78
3.6.5Multisim仿真实验内容81
3.6.6实验内容与步骤83
3.6.7实验报告84
3.6.8思考题84
3.7组合逻辑电路的设计85
3.7.1设计要求85
3.7.2设备与材料85
3.7.3设计准备85
3.7.4设计原理85
3.7.5Multisim仿真实验内容87
3.7.6设计实验内容87
3.7.7设计实验报告89
3.7.8思考题89
3.8时序逻辑电路设计89
3.8.1设计要求89
3.8.2设备与材料89
3.8.3设计准备89
3.8.4设计原理 90
3.8.5Multisim 10仿真实验内容91
3.8.6设计实验内容92
3.8.7实验报告92
3.8.8思考题92
3.9时基电路应用92
3.9.1设计要求92
3.9.2设备与材料92
3.9.3设计准备93
3.9.4设计原理93
3.9.5Multisim 10仿真实验内容93
3.9.6设计实验内容93
3.9.7设计实验报告94
3.9.8思考题94

第4章综合设计实验95
4.1电子线路设计的基本原则、步骤与方法95
4.1.1电子线路设计的基本原则95
4.1.2电子线路设计的基本步骤96
4.1.3电子线路设计的基本方法98
4.2音频功率放大器98
4.2.1实验目的98
4.2.2实验设备与材料99
4.2.3实验准备99
4.2.4实验原理99
4.2.5Multisim仿真实验内容100
4.2.6实验内容与步骤101
4.2.7实验设计报告102
4.2.8思考题102
4.3函数信号发生器的设计102
4.3.1实验目的102
4.3.2实验设备与材料102
4.3.3实验准备102
4.3.4实验原理103
4.3.5Multisim仿真实验内容104
4.3.6实验内容与步骤104
4.3.7实验报告105
4.3.8思考题105
4.4直流稳压电源105
4.4.1实验目的105
4.4.2实验设备与材料105
4.4.3实验准备105
4.4.4实验原理105
4.4.5Multisim仿真实验内容109
4.4.6实验内容与步骤110
4.4.7实验报告110
4.4.8思考题111
4.58421BCD码全加器111
4.5.1实验目的111
4.5.2实验设备与材料111
4.5.3实验准备111
4.5.4实验原理111
4.5.5Multisim仿真实验内容113
4.5.6实验内容与步骤114
4.5.7实验报告114
4.5.8思考题114
4.6彩灯循环显示控制电路114
4.6.1实验目的114
4.6.2实验设备与材料114
4.6.3实验准备115
4.6.4实验原理115
4.6.5Multisim仿真实验内容116
4.6.6实验内容与步骤116
4.6.7实验报告117
4.6.8思考题117
4.7演讲自动报时器117
4.7.1实验目的117
4.7.2实验设备与材料118
4.7.3实验准备118
4.7.4实验原理118
4.7.5Multisim仿真实验内容119
4.7.6实验内容与步骤119
4.7.7实验报告120
4.7.8思考题120

附录AMultisim 10使用简介121
A.1Multisim 10概述121
A.1.1Multisim 10的主窗口界面121
A.1.2菜单栏124
A.1.3虚拟仪器仪表栏127
A.2Multisim 10的分析方法135
A.3Multisim 10仿真实例138

附录B示波器143
B.1模拟双踪示波器的电路构成与电路原理143
B.1.1模拟双踪示波器的电路构成143
B.1.2模拟双踪示波器的垂直系统144
B.1.3模拟双踪示波器的水平系统145
B.2MOS��620FG模拟双踪示波器146
B.2.1MOS��620FG模拟双踪示波器的面板介绍146
B.2.2MOS��620FG模拟双踪示波器的控件介绍146
B.3DS2000A系列数字示波器150
B.3.1DS2000A系列数字示波器的面板介绍150
B.3.2DS2000A 系列数字示波器的操作方法介绍151

附录CDG1000Z系列函数/任意波形发生器155
C.1DG1000Z系列函数/任意波形发生器面板介绍155
C.2DG1000Z 系列函数/任意波形发生器基本波形输出157

附录D常用电子元器件159
D.1电阻器159
D.2电容器163
D.3电感器165
D.4半导体分立器件166
D.5半导体集成电路171

参考文献190

精彩书摘

第3章数字电子学基础实验[1]3.1TTL、CMOS门电路逻辑功能测试[*4/5]3.1.1实验目的（1） 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。
（2） 掌握门电路的逻辑功能测试方法。
（3） 掌握TTL门电路的使用规则。
3.1.2实验设备与材料
（1） 数字万用表一台。
（2） 数字电路实验箱一套。
（3） 元器件:
74LS20二4输入与非门一片；
74LS00四2输入与非门二片；
74LS86四2输入异或门一片。
3.1.3实验准备
（1） 熟悉门电路的工作原理及其相应的逻辑表达式。
（2） 熟悉74LS20、74LS00集成门电路的引脚排列位置及各引脚的用途。
（3） 熟悉数字电路实验箱的使用。
3.1.4实验原理
门电路按电路结构可分为TTL电路产品系列和CMOS电路产品系列。TTL门电路应用十分普遍，其主要特点是发展早，生产工艺成熟，是中小规模集成电路的主流电路产品，我国相继生产的产品有74、74H、74S、74LS四个系列。CMOS门是构成各种CMOS电路的基本单元，发展十分迅速。CMOS集成电路的主要特点是功耗低、电源电压范围宽、抗干扰能力强、逻辑摆幅大、输入电阻高、集成度高、温度稳定性好等特点。
本实验仿真电路采用CMOS门电路，测试电路采用TTL门电路。
74LS20集成芯片内含有两个相互独立的与非门，每个与非门有4个输入端；74LS00集成芯片内含有4个相互独立的与非门，每个与非门有两个输入端；74LS86集成芯片内含有4个相互独立的异或门，每个异或门有两个输入端。集成芯片74LS00和74LS20实现与非逻辑功能，即当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出就为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。集成芯片74LS86实现异或逻辑功能，即当输入端电平相同时输出为低电平，输入端电平不相同时输出为高电平。
3.1.5Multisim仿真实验内容
在Multisim 10平台上构建由双3输入端或非门4000BD_5V（CMOS器件）组成的组合逻辑电路，如图3.1所示。试先分析电路的逻辑功能，写出逻辑电路的逻辑表达式。然后使用Multisim 10对电路进行仿真，通过逻辑转换仪对电路的逻辑功能进行分析，并与理论分析相比较。
图3.14000BD门电路构成的组合逻辑电路
3.1.6实验内容与步骤[*2]1. 测试74LS20门电路的逻辑功能(1) 在实验箱合适的位置选取一个14P（引脚）的插座，插好74LS20，按图3.2连接电路。输入端A、B、C、D按表3.1输入逻辑电平，输出端Y接发光二极管，观察二极管的发光状态，用数字万用表测量输出电压。
(2) 将测量结果填入表3.1中。
图3.274LS20门电路的逻辑功能测试电路
2. 测试74LS00门电路的逻辑功能
(1) 在实验箱合适的位置选取一个14P的插座，并插好74LS00，按图3.3连接电路、输入端A、B、C、D按表3.2输入逻辑电平，输出端Y1、Y2、Y3接电平显示发光二极管，并用数字万用表测量输出电压。表3.174LS20门电路的逻辑功能测试结果
输入输出ABCDYY电压/VHHHHLHHHLLHHLLLHLLLL图3.374LS00门电路的逻辑功能测试电路
(2) 将测量结果填入表3.2中。表3.274LS00门电路的逻辑功能测试结果
输入输出ABCDY1Y2Y3Y3电压/VLLLLHLLLHHLLHHHLHHHHLHLH3. 测试74LS86门电路的逻辑功能
(1) 在实验箱合适的位置选取一个14P的插座，并插好74LS86，按图3.4连接电路、输入端A、B、C、D按表3.3输入逻辑电平，输出端Y1、Y2、Y3接电平显示发光二极管，观察发光状态并用数字万用表测量输出电压。
图3.474LS86门电路的逻辑功能测试电路(2) 将测量结果填入表3.3中。表3.374LS86门电路的逻辑功能测试结果
输入输出ABCDY1Y2Y3Y3电压/VLLLLHLLLHHLLHHHLHHHHLHLH4. 用74LS00构成其他门电路并测试其逻辑功能

图3.574LS00构成异或门
1) 用74LS00构成异或门
将74LS00 按图3.5连接电路。
将输入按表3.4接逻辑电平开关，将逻辑输出结果填入表3.4中，写出该电路的逻辑表达式。
2) 用74LS00构成或非门
将或非门逻辑表达式转换为与非门逻辑表达式，并画出逻辑电路图，按逻辑电路连线并进行测试，将结果填入表3.5中。表3.474LS00构成异或门测试结果
输入输出ABYLLLHHLHH表3.574LS00构成或非门测试结果
输入输出ABYLLLHHLHH3.1.7实验报告
（1） 整理各实验数据并对结果进行分析。
（2） 画出用74LS00构成或非门要求的逻辑电路图。
（3） 总结门电路的使用特点。
3.1.8思考题
（1） TTL、CMOS门电路的多余输入端能否悬空?为什么？
（2） 怎样判断门电路逻辑功能是否正常？
（3） 与非门和或非门是否可以构成反相器?为什么？
3.2组合逻辑电路分析[*4/5]3.2.1实验目的（1） 掌握组合逻辑电路的分析方法与功能测试方法。
（2） 验证半加器和全加器的逻辑功能。
3.2.2实验设备与材料
（1） 数字电路实验箱一套。
（2） 元器件：
�r 74LS00四2输入与非门三片；
�r 74LS86四2输入异或门一片；
�r 74LS54四组输入与或非门一片。
3.2.3实验准备
（1） 掌握二进制数的算术运算规则。
（2） 熟悉74LS00、74LS86、74LS54集成门电路的引脚排列位置及各引脚用途。
（3） 熟悉半加器和全加器的逻辑表达式。
（4） 熟悉用与非门、异或门和与或非门构成半加器和全加器的工作原理。
3.2.4实验原理[*2]1. 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路分析的目的是为了确定电路的逻辑功能，或者是为了变换电路的结构形式，以便采用其他门电路或中、大规模集成电路实现。
组合逻辑电路的分析方法如下。
(1) 根据给定的逻辑电路图逐级写出各门电路的输出逻辑函数，*终写出输入与输出的逻辑函数表达式。
(2) 将所得逻辑函数进行化简，当变量较少时可以采用图形法或公式法，当逻辑变量较多时一般采用公式法，以此得到输出函数的*简与或表达式。
(3) 根据*简逻辑表达式列出输出函数的真值表。
(4) 说明给定电路的逻辑功能。
2. 半加器和全加器的工作原理
1) 半加器的工作原理
半加器实现的逻辑功能是两个1位二进制数相加，半加运算规则共为3种情况： 0+0=0；0+1=1；1+1=10。可见，半加结果有两位输出，一位是半加和，另一位是半加进位。
2) 全加器的工作原理
全加器实现的逻辑功能是两个同位的加数和来自低位的进位三者相加，全加运算规则共为4种情况： 0+0+0=0；0+0+1=1；0+1+1=10；1+1+1=11。可见，全加结果有两位输出，一位是全加和，另一位是全加进位。
3.2.5Multisim仿真实验内容
在Multisim 10平台上构建由74LS138和74LS20构成的二进制数全加器。如图3.6所示，试先分析电路的逻辑功能，写出逻辑电路的逻辑表达式。使用Multisim 10对电路进行仿真，并与理论分析相比较。
图3.674LS138和74LS20构成的全加器逻辑电路（仿真电路）
图3.774LS00构成的组合逻辑电路3.2.6实验内容与步骤[*2]1. 74LS00构成的组合逻辑电路功能测试
(1) 用两片74LS00组成图3.7所示的逻辑电路，自己在图中注明芯片编号及各引脚的序号。
（2） 按表3.6要求，改变A、B、C的逻辑电平开关状态，记录结果并依据表3.6写出逻辑表达式。表3.6与非门构成组合逻辑电路测试结果
输入输出ABCY1Y2000001011111110100101010（3） 根据图3.7逻辑电路图写出逻辑表达式，进行化简并与（2）中逻辑表达式进行比较。
2. 用74LS86和74LS00组成的半加器的逻辑功能测试
根据半加器的逻辑表达式可知，半加器本位和Y是A、B的异或，而向高位的进位Z是A、B相与，故半加器可用一个集成异或图3.8用74LS86和74LS00组
成的半加器的逻辑电路门和两个与非门组成，逻辑电路图如图3.8所示。
(1) 写出图3.8逻辑电路的Y、Z的逻辑表达式。
(2) 在实验箱上用异或门和与非门接成图3.8电路，输入端A、B接逻辑电平开关，输出端Y、Z接电平显示发光二极管。
(3) 按表3.7要求改变A、B状态，填表记录结果。表3.7用74LS86和74LS00组成的半加器的测试结果
输入输出ABYZ001001113. 用74LS00组成的全加器的逻辑功能测试
按原理图3.9选择与非门接线并进行测试，将测试结果填入表3.8中。图3.974LS00构成全加器逻辑电路图
表3.874LS00构成全加器测试结果
ABCY1Y2Y3Y4Y5Y6Y70000101001100010111011114. 用74LS54、74LS86和74LS00组成的全加器的逻辑功能测试
全加器可以用两个半加器和两个与门、一个或门组成，在实验中常用一个双异或门、一个与或非门和一个与非门实现。
(1) 画出用异或门、与或非门和与非门实现全加器的逻辑电路图，并写出逻辑表达式。
(2) 用74LS54、74LS86和74LS00按(1)画出的全加器的逻辑电路图连线。
(3) 将输入端按表3.8输入相应的逻辑电平，并将测试结果填入表3.9中。表3.974LS54、74LS86和74LS00组成的全加器的逻辑功能测试结果
输入输出ABCSC0000101001100010111011113.2.7实验报告
（1） 整理实验结果，填入相应表中并对实验结果进行分析。
（2） 总结用实验来分析组合逻辑电路逻辑功能的方法。
3.2.8思考题
（1） 组合逻辑电路的功能特点和电路结构特点是什么？
（2） 组合逻辑电路的功能表示方法有哪些？
3.3触发器[*4/5]3.3.1实验目的（1） 掌握基本RS、D、JK触发器的逻辑功能测试方法。
（2） 掌握触发器集成芯片的正确使用方法。
3.3.2实验设备与材料
（1） 双踪示波器一台。
（2） 数字电路实验箱一套。
（3） 元器件：
�r 74LS00四2输入与非门一片；
�r 74LS74二上升沿D触发器一片；
�r 74LS112二下降沿JK触发器一片。
3.3.3实验准备
（1） 熟悉74LS00、74LS74、74LS112集成门电路和触发器的引脚排列位置及各引脚的用途。
（2） 熟悉RS、D、JK触发器的工作原理、逻辑功能及特性方程。
3.3.4实验原理
触发器具有两个稳定的状态，用于表示逻辑状态1和0，在一定的触发信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，触发器是一个具有接收、保存和输出功能的二进制信息存储器件，是构成各种时序逻辑电路的基本逻辑单元。按照电路结构不同，可以分为基本触发器、同步触发器和边沿触发器。
（1） 基本触发器： 在这种电路中，输入信号直接加到输入端，它是触发器的基本电路结构形式，是构成其他类型触发器的基础。
（2） 同步触发器： 在这种电路中，输入信号经过控制门输入，而管理控制门的时钟脉冲的CP信号，只有在CP信号到来时，输入信号才能进入触发器，否则就会拒之门外，对电路不起作用。
（3） 边沿触发器： 在这种触发器中，只有在时钟脉冲的上升沿或下降沿时刻，输入信号才能被接收，虽然边沿触发器有好几种不同的电路结构形式，但边沿控制却是它们共同的特点。
按逻辑功能触发器还可以分为RS触发器、JK触发器、D触发器等。
（1） RS触发器具有置0、置1和保持功能，其特性方程为Qn+1=S+Qn，约束条件为RS=0。
(2) D触发器的输出状态在CP脉冲的边沿时刻更新，其特性方程为Qn+1=D。
(3) JK触发器，具有置0、置1、保持和翻转的功能，其特性方程为Qn+1=JQn+KQn。
同一种电路结构可以构成不同逻辑功能的触发器，不同电路结构也可构成相同逻辑功能的触发器。
3.3.5Multisim仿真实验内容
在Multisim 10平台上构建74LS175D仿真分析电路，如图3.10所示。在Multisim 10中选中74LS175D并按F1键可查看其逻辑功能表。仿真观察并记录输入输出波形。
图3.1074LS175D触发器仿真测试
3.3.6实验内容与步骤[*2]1. 基本RS触发器功能测试图3.11由74LS00构成的基
本RS 触发器电路由74LS00构成的基本RS触发器如图3.11所示。
(1) 按表3.10的顺序在S、R端加逻辑电平，Q、Q端接实验箱LED，观察并记录触发器的Q、Q端的状态，将结果填入表3.10中。表3.10由74LS00构成的基本RS 触发器逻辑功能测试结果
SRQQ逻辑功能01111011（2） S端加低电平，R端加脉冲，用示波器观察、比较并记录R与Q和Q端的波形。
（3） S端加高电平，R端加脉冲，用示波器观察、比较并记录R与Q和Q端的波形。
（4） S＝R，R端加脉冲，用示波器观察、比较并记录R与Q和Q端的波形。
观察并记录（2）、（3）、（4）三种情况下Q、Q端的状态，从中总结出基本RS触发器的Q或Q端的状态改变和输入端S、R的关系。
（5） 当S、R都加低电平时，观察Q、Q端的状态。当S、R同时由低电平跳变为高电平时，注意观察Q、Q端的状态。重复3～5次观察Q、Q端的状态是否相同，从而正确理解“不定”状态的含义。
2. D触发器的功能测试
D触发器逻辑符号如图3.12所示，S、R端为异步置1端，置0端（或称异步置位端，复位端），CP为时钟脉冲端。图3.12D触发器逻辑符号

按下面步骤做测试：
(1) 分别在S、R端加低电平，观察并记录Q、Q端的状态。
(2) 在S、R端加高电平，D端分别接高、低电平，用点动脉冲作为CP脉冲，用示波器观察并记录当CP为低电平、上升沿、高电平、下降沿时，Q端状态的变化。
(3) 当S、R加高电平、CP高电平（或低电平），改变D端信号，观察Q端的状态是否变化。
整理上述实验数据，将结果填入表3.11中。
(4) 令S、R加高电平，将D和Q端相连，CP加连续脉冲，用双踪示波器观察并记录Q相与CP的波形关系。表3.11上升沿D触发器的功能测试结果
SRCPDQnQn+101××0110××01续表SRCPDQnQn+111↑00111↑101110（1）×01注： ↑表示上升沿，×表示任意电平。3. JK触发器的功能测试

图3.13JK触发器
逻辑符号(1) JK触发器的逻辑符号如图3.13所示，按表3.11所示加逻辑电平和控制脉冲。
(2) 将测试结果填入表3.12中。
（3） 若J、K加高电平，CP端加连续脉冲，用双踪示波器观察Q端与CP端波形，并记录。表3.12下降沿JK触发器的功能测试结果
RSCPJKQnQn+101××××10××××11↓0×011↓1×011↓×0111↓×11注： ↓表示下降沿，×表示任意电平。3.3.7实验报告
（1） 整理实验数据并填表。
（2） 画出实验内容中要求的电路、输入输出波形，并说明触发器的触发方式。
（3） 总结各类触发器的特点。
3.3.8思考题
（1） 各种触发器的功能特点是什么？又有什么样的触发特点？
（2） 各种触发器之间是否可以相互转化？是怎样实现的？
3.4时序逻辑电路的分析[*4/5]3.4.1实验目的（1） 掌握一般同步时序逻辑电路的功能测试方法。
（2） 了解时序逻辑电路的自启动功能。
3.4.2实验设备及材料
（1） 双踪示波器一台。
（2） 数字电路实验箱一套。
（3） 数字万用表一台。
（4） 元器件：
�r 74LS74二D上升沿触发器二片；
�r 74LS20二4输入与非门一片。
3.4.3实验准备
（1） 阅读本实验的实验原理以及附录的相关内容。
（2） 根据逻辑电路图写出相关的逻辑函数式，预先分析出逻辑电路图的功能。
（3） 根据选用的逻辑器件，按照实验任务设计电路，写出有关的逻辑函数式，并画出逻辑电路图。
3.4.4实验原理
分析一个时序逻辑电路的功能，也就是分析电路的状态转换和输出状态在输入变量和时钟信号作用下的变化规律。分析步骤如下。
1. 写方程
根据给定的逻辑图写出各触发器的时钟方程、驱动方程和电路的输出方程。
（1） 时钟方程： 各个触发器时钟信号CP的逻辑表达式。
（2） 驱动方程： 各个触发器同步输入信号的逻辑表达式。
（3） 输出方程： 时序逻辑电路各个输出信号的逻辑表达式。
2. 求各触发器的状态方程
因为任何时序电路的状态，都是由组成该时序电路的各个触发器来记忆和表示的。所以把各触发器的驱动方程带入相应触发器的特性方程，即得到时序逻辑电路的状态方程，也就是各个触发器次态输出的逻辑表达式。
3. 求状态转换表或状态转换图
（1） 电路的现态就是组成该电路各个触发器的现态的组合。把电路的输入和现态的各种可能取值，代入状态方程和输出方程进行计算，求出相应的次态和输出。需要注意的是，状态方程有效的时钟条件，凡不具备时钟条件者，方程式无效，也就是说触发器将保持原来状态不变；不能漏掉任何可能出现的现态和输入的取值。
（2） 现态的起始值如果给定，则可以从给定值开始依次计算，倘若未给定，则可以自己设定起始值。
（3） 状态转换是由现态转换到次态。
4. 检验电路能否自启动
时序逻辑电路中，凡是被利用了的状态称为有效状态，由有效状态形成的循环，称为有效循环。凡是没有被利用了的状态，称为无效状态，由无效状态形成的循环，称为无效循环。在时序逻辑电路中，若存在无效状态，但没有形成无效循环，这样的时序逻辑电路称为能够自启动的时序逻辑电路。若既有无效状态存在，又形成了无效循环，这样的时序逻辑电路称为不能自启动的时序电路。在不能自启动的时序逻辑电路中，一旦因某种原因，例如，因干扰进入无效循环，就再也回不到有效状态，无法正常工作。因此对于不能自启动的时序逻辑电路，则应采取措施予以解决。例如，修改设计重新进行状态分配，或利用触发器的异步输入端强行预置到有效状态等。
5. 分析电路逻辑功能
实际应用中，各个输入、输出信号都有确定的物理含义，因此需要结合这些信号的物理含义，根据状态表或状态图来进一步说明电路的具体功能。
3.4.5Multisim仿真实验内容
在Multisim 10平台上构建具有自启动能力的时序逻辑电路，仿真电路如图3.14所示。分析电路的逻辑功能；仿真电路，观察并记录输出端的状态转换。
图3.14能自启动的扭环型计数器仿真电路图
3.4.6实验内容与步骤[*2]1. 同步时序逻辑电路分析（1） 按图3.15接线。
（2） 由CP端输入单脉冲或连续脉冲，测试并记录Q0～Q2状态转换，输出Y的状态。
注意： 每个触发器的清零端和置数端均接高电平。
图3.15同步时序逻辑电路的分析
2. 不具有自启动能力的时序逻辑电路的分析
（1） 按图3.16接线。
（2） 由CP端输入单脉冲或连续脉冲，测试并记录Q0～Q3端状态转换。验证电路的状态转换图3.17。
注意： 每个触发器的清零端和置数端均接高电平。
图3.16不能自启动的扭环型计数器电路图
图3.17不能自启动的扭环型计数器的状态转换图
3. 具有自启动能力的时序逻辑电路的分析
（1） 按图3.18接线。
图3.18能自启动的扭环型计数器电路图
（2） 由CP端输入单脉冲或连续脉冲，测试并记录Q0～Q3端状态转换。验证电路的状态转换图3.19。
图3.19能自启动的扭环型计数器的状态转换图
注意： 每个触发器的清零端和置数端均接高电平。
3.4.7实验报告
（1） 整理实验内容中各实验数据。
（2） 画出图3.15的状态转换图。
（3） 验证不能自启动的和能自启动的扭环型计数器的状态转换图。
……

前言/序言

第2版前言
本书第1版出版发行后，受到广大学生和教师的热烈欢迎。第2版改正了第1版中的一些错误内容，调整了部分实验内容，将附录B中的数字示波器和附录C中的信号发生器换为*新型号。
本书第2版由郭永新任主编，崔栋、宋莉、程运福、车琳琳任副主编，参加本版编写的人员还有李正美、王世刚、孟庆建、鲁雯、焦青和李强。
限于作者水平，书中错误之处在所难免，请各位读者不吝赐教，以便下次修改时进一步修改。
编者2017年1月第1版前言
“电子学”是一门实践性和应用性很强的专业基础课，“电子学”的实验教学是电子学课程体系中非常重要的、必不可少的一个教学环节。本书是编者根据高等学校电子、电气信息类专业电子学实验教学的基本要求，在研究国内外同类教材的基础上，结合多年的理论教学与实验教学的经验，为适应当前教学改革和教学体系的需求而编写的。
我们编写本书的目的与努力方向，就是希望通过本书的学习，能够巩固学生对理论知识的掌握，锻炼他们的动手能力，激发他们的创新意识，培养他们的创新能力。本书内容强调“三基”，即基础理论、基本知识和基本技能的培养，体现了“思想性、科学性、先进性、启发性、适应性”的原则。
随着计算机技术的发展，电子线路计算机辅助设计技术逐步普及，本书尝试将交互式SPICE仿真和电路分析软件Multisim引入电子学实验过程中，在每个实验中都配有仿真实验内容，使得学生不进实验室也能完成部分实验内容，以拓宽学生的知识面，增加学生的动手机会，增强学生的动手能力。
根据电子学实验的特点以及分层次教学的需要，全书将电子学实验分为基础性实验、基础设计性实验与综合设计性实验3个层次，内容涵盖了模拟电子学实验与数字电子学实验两大部分。基础性实验的目的在于训练学生的基本实验技能，包括常用电子仪器的使用方法、常用元器件的选用标准、电子学实验中基本物理量的测量方法、电子线路中常见故障的基本排除方法等。基础设计性实验要求学生在经过基础性实验训练的基础上，根据设计任务与给定的元器件与测试仪器，自己拟定实验步骤，独立设计一些常用的能够完成一定基本功能的单元电路的实验。复杂的电子学系统都是由一些单元电路连接组合而成的，学生通过设计单元电路，将为以后设计复杂的电子学系统打下基础。综合设计性实验则要求学生根据设计任务，自己确定设计方案，选择合适元器件与测试仪器，自己拟定实验步骤，设计出一个比较复杂的电子学系统，并给出该系统性能指标的测试结果。其目的是提高学生的综合设计能力，为他们成为一名合格的电子工程师打下基础。
全书共分4章。
第1章“电子学实验基础”介绍了学生在做电子学实验之前应该掌握的一些电子学实验的基本知识。包括电子学实验的基本特点、电子学实验中的安全问题、测量误差的处理、测量数据的处理、电子学实验中常用物理量的测量方法、电子学实验的调试方法与故障排除方法等。
第2章“模拟电子学基础实验”包括9个实验，其中基础性实验6个，基础设计性实验3个。第1个实验的实验内容是常用电子仪器的使用方法与一些基本物理量的测试方法，其余8个实验涵盖了整个模拟电子学的主要内容。
第3章“数字电子学基础实验”包括9个实验，其中基础性实验6个，基础设计性实验3个，涵盖了整个数字电子学的主要内容。
第4章“综合设计实验”包括6个综合实验，其中模拟部分3个，数字部分3个，简单介绍了电子线路设计的基本原则、步骤与方法供学生实验时参考。
附录A简单介绍了电路仿真软件Multisim 10的使用方法。附录B简单介绍了模拟示波器的工作原理与两种（模拟双踪示波器与数字双踪示波器）的面板结构。附录C简单介绍了函数发生器的面板结构与基本的操作方法。附录D给出了常用的元器件与集成电路的基本参数供学生实验时参考。
本书由郭永新任主编，崔栋、宋莉、张福勇、王恒桓任副主编，参加编写的还有王世刚、李正美、程运福、鲁雯和焦青。
由于作者水平有限，时间仓促，书中错误与不当之处在所难免，恳请广大读者批评指正，以便再版时改进。
编者2011年5月

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