硬件实训基础实验报告Word格式.docx
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直流电流将电网的交流电压经过整流、滤波、稳压后而获得。
下图为把电网交流电压变成直流稳压电源的框图。
（1）交流变压器的作用是把电网交流电压变换成符合电路需要的交流电压。
（2）整流电路的作用是利用二极管的单向导电性将交流电压变成单向脉冲的直流电压。
桥式整流电路的输出电压的平均值V3=0.9V2。
（3）滤波电路的作用是利用电容存储能量和释放能量的特性将脉动的直流电压变成平滑的直流电。
桥式整流电容滤波电路输出电压的平均值，即直流输出电压V4=（1.1—1.4）V2，此直流输出电压受电网的波动影负载响较大，带负载能力差，具体值要视
、滤波电容的大小而定。
当
开路时，
，工程上一般在有负载的情况下，选取电容C，使
。
（4）稳压电路的作用是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，使输出电压稳定，其基本原理是利用稳压二极管的稳压特性来达到稳定输出电压的目的，其基本组成部分包括调整管、基准电压、取样电路、误差放大和保护电路。
集成稳压器采用集成工艺将稳压电路和保护电路集成在一块芯片上，使用简单可靠。
稳压器按工作方式可分为并联型、串联型和开关型；
按输出电压可分为固定式和可调节式两种。
三端集成稳压器组成的直流稳压电源如下图所示：
三端固定输出集成稳压器有三个引出端：
输入端、输出端和公共端。
78系列的三端稳压器输出正极性电压。
输出电流的大小最大可达3A。
输出电压一般有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V。
【性能指标】
直流稳压电源的技术指标主要有输入电压、输出电压、输出电压范围、输出电流等性能指标，稳压系数、输出电阻、纹波电压等质量指标。
输出电压Vo：
稳压电源正常工作的输出电压，可调稳压电源的输出电压在一定的范围内可改变设定。
输出电流Iomax：
稳压电源正常工作时能输出的最大电流，要求工作电流Io小于Iomax.
稳压系数
：
负载电流和环境温度不变时，输出电压的相对变化与由它所引起的输出电压相对变化的比值。
输出电阻：
输入电压和环境温度不变时，负载电流的变化所引起的输出电压变化的比值。
纹波电压：
稳压电源的输出电压Vo上所叠加的交流分量，常测量其峰峰值
【设计方案】
首先通过变压器把电网的交流电压转换为符合电路需要的交流电压，然后利用二极管的单向导电性将交流电压转换成单脉冲的直流电压，其次，利用电容存储能量和释放能量的特性将脉动的直流电压变成平滑的直流电。
最后利用LM7805将电压转换成基本不受电网电压波动和负载电阻变换的影响的直流电压。
【操作步骤】
（1）按照下图1先连接变压器和二极管，用示波器接V2两端观察显示的波形
波形图如下图2所示;
图1
图2
由上图2可知，最大值为12.4V，有效值为8.76V，峰峰值为24.8V
将万用表打到交流电压档，测量其有效值为8.84V
将示波器的两接口接到V3的两端，其波形图如下图3所示：
图3
由上图可知：
最大值为11.8V，有效值为8.35V，峰峰值为11.8V
将万用表换到直流20V档，接到V3两端，读取数据值为8.29V
（2）按上面的原理图接上电容和稳压器
将示波器的两个接口接到电容器的两端，测量其滤波电压：
示波器的波形如下图4所示：
图4
最大值为10.5，峰峰值为320mV
将万用表换到直流20V档，接到电容器的两端，读取数据值为10.16V
将示波器的两端接在V4的两端，示波器显示的波形如下图5所示：
图5
最大值为5.40V，有效值5.08V，峰峰值为600mV
将万用表的两端接在Vo的4两端，读出万用表的值为5.04V。
（3）调节示波器将Vo的耦合方式改为交流，其纹波电压的波形图如下图所示;
图6
纹波电压为48.0mV
【数据分析】
V2是经过变压器转换，只是是电压的交流值变小，但是并不改变交流电的性质，故V2的波形如上图2所示。
V3是经过整波电路后得到的电压，由于二极管的单向导电性，故只能得到同向的电压，波形如上图3所示。
因为V3/V2=8.29/8.84=0.938
0.9，故该电路采用的是桥式整流的方法。
V4是经过滤波电路而得到的电压的波形，由于电容器具有的存储能量和释放的功能，从而将脉动直流电压变成平滑的直流电，如上图4所示。
Vo是经过LM7805稳压器的作用而得到的稳压电源，故基本不受电网波动和电阻负载的影响，对应的图如上图5所示。
对与Vo的波形图，调节示波器的耦合方式为交流，得到如上图6所示的的波形，由图6读出波形的的峰峰值，大概为一小格样子，即50mV。
【结论】
（1）电网电压是可以经过变压器、二极管的整流电路、电容器的滤波电路和三端稳压器LM7805的稳压作用而转换为平滑的基本不受电网电压波动和电阻负载影响的平滑的直流电。
（2）在测量整流电压时，后面的电容器必须要断开；
（3）在测量实验数据时，电路的下端要接一个公共的接地端；
（4）用万用表测量电压时，只在测V2的时候万用表要打到交流档，在后面测整流电压，滤波电压和稳压电压时都要选择到电压的直流档；
（5）纹波电压的测量不能由Vo的直流耦合或者接地的耦合方式得到，而是要调节到交流耦合方式读出其峰峰值。
集成与与非门电路参数的测试
实验数据如下：
低电平输出电流测试原理图如下：
示波器的波形图如下图所示：
平均传输延迟时间测试的原理图如下：
示波器波形图如下所示：
通道1为输入波形，通道2为输出波形。
集电极开路门与三态输出门的应用
OC门的实验”线与”电路的原理图如下所示：
在电箱上验证的实验数据如下：
A
B
C
D
Y
H
H/L
L
其它值（A,B不同时为H，且C,D也不同时为H）
OC门电路原理图如下：
三态门的原理图如下所示：
接5V电压电路
在电箱上验证的实验数据如下:
E
电压
4.20V
0.18V
接地时的电路图如下：
0.13V
1.19V
555集成定时器的应用
实验原理图如下：
实验结果截图：
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