电工实验指导2012(4)

8．指数运算电路

图11-9指数运算电路

先把运放调零，实验电路如图11-9所示正确连接，D为普通二极管，取频率为600—

1000Hz，峰峰值为1V的三角波（参照实验一内容，跳线取PS1、PS5连接）作为输入信号Ui，打开交流开关，输入和输出端接双踪示波器，调节三角波的幅度，观察输入和输出波形如下所示：

*元件分布图参考实验一电源模块的直流信号源元件分布图和实验十运放系列模块元件分布图

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实验四 直流稳压电源

——集成稳压器

一、实验目的

１．集成稳压器的特点和性能指标的测试方法。 ２．了解集成稳压器扩展性能的方法。

二、实验仪器

1．双踪示波器

2．万用表 3．毫伏表

三、实验原理

78、79系列三端式集成稳压器的输出电压是固定的，在使用中不能进行调整。另有可调式三端稳压器LM317（正稳压器）和LM337（负稳压器）。

1．固定式三端稳压器：

图20-1是用三端式稳压器7905构成实验电路图。滤波电容C一般选取几百～几千微法。在输入端必须接入电容器C1(数值为0.33μF)，以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。输出端电容C0(0.1μF)用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应。

图20-1 固定式稳压电源电路

2．可调式三端稳压器

5K

图20-2 可调集成稳压电源电路

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图20-2为可调式三端稳压电源电路，可输出连续可调的直流电压，其输出电压范围在1.25~37V，最大输出电流为1.5A，稳压器内部含有过流、过热保护电路。如图20-2所示，C1，C2为滤波电容，D1保护二极管，以防稳压器输出端短路而损坏集成块。

四、实验内容

1．固定稳压电源电路测试 针对实验电路图20-1所示，在虚线右边稳压部分已在稳压系列模块连好线，只须从BTP19输入滤波后的电压，BTP21输出带负载，BTP20或BTP22接地。按图20-1正确连接电路，打开变压器开关后：

（1）开路时用万用表测出稳压源稳压值

（2）接负载（在Uo输出端接上100/2W+1K电位器RW1）时，调节RL，用万用表测出在稳压情况下的U0变化情况。 2．可调稳压电源电路测试 针对实验电路图20-2所示，在虚线右边稳压部分已在稳压系列模块连好线，只须从BTP23输入滤波后的电压，BTP25输出带负载，BTP24或BTP26接地。按图20-2正确连接电路，打开变压器开关后：

（1）观察输出电压U0的范围

a) 开路情况下的稳压范围

b) 带负载（在Uo输出端接上100/2W+1K电位器RW1）调节RW1为240Ω时，调

节RW，观察输出电压U0的范围。

（2）测量稳压系数S，参考实验十九，取RW1为240Ω，在Ui为7.5V和15V时求出S。 （3）测量输出电阻R0，参考实验十八。 （4）测量纹波电压，参考实验十八。

*3．针对所学和实际调试情况，自己设计一个固定稳压正电源和可调稳压负电源。

*元件分布图参见实验十九稳压系列模块元件分布图

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实验五 555定时器及其应用

一、实验目的

1． 熟悉555型集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点。 2． 掌握555型集成时基电路的基本应用。

二、实验原理

555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的电压是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V~+18V。

图19-1 555定时器内部框图

1. 555电路的工作原理

555电路的内部电路方框图如图19-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。

RD是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。

Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3VCC作为比较器A1的参考电平，当5脚外接

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一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。 2. 555定时器的典型应用 （1）构成单稳态触发器

图19-2 555构成单稳态触发器

上图19-2为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3VCC，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到2/3VCC时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图19-3。

图19-3 单稳态触发器波形图

暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。

Tw=1.1RC

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