電工與電子技術(shù)實驗報告2014

1、實驗一 電位、電壓的測量及基爾霍夫定律的驗證一、實驗?zāi)康?、用實驗證明電路中電位的相對性、電壓的絕對性。2、驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。3、掌握直流電工儀表的使用方法，學(xué)會使用電流插頭、插座測量支路電流的方法。二、實驗線路實驗線路如圖1-1所示。圖1-1三、實驗步驟將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令E1=12V，E2=6V（以直流數(shù)字電壓表讀數(shù)為準）。1、電壓、電位的測量。1）以圖中的A點作為電位的參考點，分別測量B、C、D各點的電位值U及相鄰兩點之間的電壓值UAB、UCD、UAC、UBD，數(shù)據(jù)記入表1-1中。2）以C點作為電位的參考點，重復(fù)實驗內(nèi)容1）的步驟。2、基爾霍夫

2、定律的驗證。1）實驗前先任意設(shè)定三條支路的電流參考方向，如圖中的I1，I2，I3所示，熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，注意直流毫安表讀出電流值的正、負情況。2）用直流毫安表分別測出三條支路的電流值并記入表1-2中，驗證I=0。3）用直流電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值并記入表1-2中，驗證U=0。 四、實驗數(shù)據(jù)表1-1電位參考點項目UAUBUCUDUABUCDUACUBD（V）（V）A計算值測量值相對誤差C計算值測量值相對誤差表1-2被測量I1I2I3 IUABUBCUCAU=（mA）（V）計算值測量值相對誤差五、思考題1、用萬用表的直流電壓檔測量電位時，用負表棒（黑色）接參考電位點，用正表棒（

3、紅色）接被測各點，若指針正偏或顯示正值，則表明該點電位 參考點電位；若指針反向偏轉(zhuǎn)，此時應(yīng)調(diào)換萬用表的表棒，表明該點電位 參考點電位。A、 高于 B、低于2、若以F點作為參考電位點，R1電阻上的電壓 ( ) A、增大 B、減小 C、不變六、其他實驗線路及數(shù)據(jù)表格圖1-2表1-3 電壓、電位的測量 電位參考點計算測量值UAUBUCUDUEUFUABUBCUCDUDEUEFUFAUAD（V）（V）A計算測量D計算測量表1-4 基爾霍夫定律的驗證被測量I1I2I3E1E2UFAUABUADUCDUCE（mA）（V）（V）計算值測量值實驗二 疊加原理和戴維南定理一、 實驗?zāi)康?、 牢固掌握疊加原理的基

4、本概念，進一步驗證疊加原理的正確性。2、 驗證戴維南定理。3、 掌握測量等效電動勢與等效內(nèi)阻的方法。二、 實驗線路1、疊加原理實驗線路如下圖所示圖2-12、戴維南定理實驗線路如下圖所示圖2-2三、 實驗步驟1、 疊加原理實驗實驗前，先將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令E1=12V，E2=6V。按圖2-1接線，并將開關(guān)S1、S2投向短路一側(cè)。（開關(guān)S1和S2分別控制E1、E2兩電源的工作狀況，當(dāng)開關(guān)投向短側(cè)時說明該電源不作用于電路。）1） 接通E1=12V電源，S2投短路側(cè)（E1單獨作用），測量此時各支路電流，測量結(jié)果填入表2-1中。2） 接通E2=6V電源，S1投短路側(cè)（E2單獨作用），測量此時各

5、支路電流，測量結(jié)果填入表2-1中。3） 接通E1=12V電源，E2=6V電源（E1和E2共同作用），測量此時各支路電流，測量結(jié)果填入表2-1中。2、 戴維南定理實驗按圖2-2接線，將一路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令U保持12V。 1）測網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC 。RL與有源二端網(wǎng)絡(luò)的端點A、B斷開，用電壓表測有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓UOC ，（A、B兩點間電壓），即得等效電壓源的等效電動勢ES。記入表2-2中。2） 測網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC 。RL與有源二端網(wǎng)絡(luò)的端點A、B斷開，將電流表連接在A、B之間，則電流表的讀數(shù)就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC。記入表2-2中。3）測有源二端網(wǎng)絡(luò)入端電阻R0。三種方法

6、測量，結(jié)果記入表2-2中。：a)先將電壓源及負載RL從電路中斷開，并將電路中原電壓源所接的兩點用一根導(dǎo)線短接。用萬用表測出A、B兩點間的電阻RAB（RAB=R0）。b)測有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓UOC和有源二端網(wǎng)絡(luò)短路電流ISC，求出入端電阻R0 。（R0= UOC / ISC）c)先斷開RL ，測網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC 。再將RL接上，用電壓表測負載RL的兩端電壓UAB ，調(diào)節(jié)RL，使UAB =（1/2） UOC ，則有R0= RL。（為什么？）4）A、B間接RL（任意值），測RL兩端電壓和流過RL上的電流記入表2-3中。四、 實驗數(shù)據(jù)表2-1 疊加原理實驗數(shù)據(jù)I1（mA）I2（mA）I3（mA）

7、測量計算測量計算測量計算U1=12VU2=6VU1=12V U2=6V表2-2 戴維南定理實驗數(shù)據(jù)（1）開路電壓UOC（V）短路電流ISC（mA）等效內(nèi)阻R0a)b)c)測量值計算值表2-3 戴維南定理實驗數(shù)據(jù)（2）URL（V）IRL（mA）計算值測量值計算值測量值RL = RL = 五、思考題1、 改接線路時，必須先 電源。2、 實驗中，如將電阻R1換成二極管D，則I3 I1與 I2的和。今在二端網(wǎng)絡(luò)中接上負載RL，已知RL等于該網(wǎng)絡(luò)的入端電阻，測得負載上的電壓為U，則該網(wǎng)絡(luò)的等效電壓源的電動勢為 。六、其他實驗線路圖2-3 疊加原理實驗電路圖2-4 戴維南定理實驗電路實驗三 RC階線性電路

8、暫態(tài)過程一、 實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)RC電路在階躍電壓激勵下響應(yīng)的測量方法，了解電路時間常數(shù)對暫態(tài)過程的影響。2、學(xué)習(xí)電路時間常數(shù)=RC的測定方法。*3、觀測RC電路在脈沖信號激勵下的響應(yīng)波形，掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。*4、進一步學(xué)會用示波器觀察和研究電路的響應(yīng)。二、 實驗原理（簡述）及線路在具有儲能元件（C、L）的電路中，電路由一種穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一種穩(wěn)定狀態(tài)需要有一定的時間，稱之為電路的暫態(tài)過程。1、 RC階電路的零輸入和零狀態(tài)響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長，其變化快慢取決于。1） 零輸入響應(yīng)： , =RC電路的時間常數(shù)。2） 零狀態(tài)響應(yīng)：3） 時間常數(shù)的測定方法 ： 分析可知，當(dāng)t=時

9、，零輸入響應(yīng)有 ，零狀態(tài)響應(yīng)有 。因此，當(dāng)電容上電壓為上述所對應(yīng)數(shù)值時，對應(yīng)的時間就是時間常數(shù)。 圖3-1 RC電路零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的實驗線路圖*2、微分電路和積分電路一個RC串聯(lián)電路， 在方波序列脈沖的重復(fù)激勵下：（1） 當(dāng)RC時，此時從電容C上得到積分輸出響應(yīng)。 圖3-2 RC微分電路與積分電路三、 實驗儀器與設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1示波器YB4320A12直流穩(wěn)壓電源WYK303B313函數(shù)信號發(fā)生器EE1021A14數(shù)字萬用表VC9801A15秒表或手表16暫態(tài)實驗板+實驗箱1 + 1四、實驗內(nèi)容與步驟1、 測量RC電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)：1）觀測零輸入響應(yīng)：斷開K

10、2、 K3，將穩(wěn)壓電源輸出調(diào)至10V，接通K1，由電阻R1給電容C充電，當(dāng)Uc =10V 時，斷開K1，接通K2，電容C對R2放電；同時開始計時，每隔10秒，用數(shù)字萬用表DC-20V檔記錄電容電壓值，填入表3-1中。2）觀測零狀態(tài)響應(yīng)：斷開K1，接通K3，使電容C電壓放電干凈，即Uc =0V；穩(wěn)壓電源輸出電壓保持10V，斷開K2、 K3，接通K1，R1和C串聯(lián)后接入10V穩(wěn)壓電源，同時開始計時，記錄數(shù)據(jù)填入表3-1中。表3-1：時間t /S測量值0102030405060708090100110120130140零輸入Uc(t) / V計算i(t) 值零狀態(tài)Uc(t) / V計算i(t)值計算

11、 =RC = s 實測= s *2、觀測微分電路和積分電路在脈沖激勵下的響應(yīng)：調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器，使其輸出Upp=5V，f=1KHz的方波信號，并通過信號線，將激勵u和響應(yīng)uR 或uc分別接至示波器的兩個輸入端CH1和CH2，觀測激勵和響應(yīng)的變化規(guī)律。1）當(dāng)tp時，選擇R=100, C=0.1F ，此時從電阻R上得到微分輸出響應(yīng)。2) 當(dāng)tp時，選擇R=10K, C=0.33F ，此時從電容C上得到積分輸出響應(yīng)。觀測并描繪u (t)、 uR(t) 或 uc(t) 的信號波形。五、實驗報告1、 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在圖示坐標(biāo)上繪出RC階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)曲線，并由曲線測得值與計算值作比較。R

12、C電路的零輸入響應(yīng)RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)*2、根據(jù)實驗觀測，總結(jié)、歸納微分電路和積分電路的形成條件和主要特點，回答下列問題：（1）微分電路反映變化， 要（ ） 小 or 大 ；（ ）上輸出 R or 。（2）積分電路反映求和累計，要（） 小 or 大 ；（）上輸出R or 。注: *2、適用于多學(xué)時。實驗四 單相交流電路參數(shù)測量與功率因數(shù)的改善一、 實驗?zāi)康?、通過對R-L串聯(lián)電路及其與C并聯(lián)的單相交流電路的實際測定，查找出它們的電壓、電流及功率之間的關(guān)系。2、學(xué)習(xí)電路元件參數(shù)的測量方法（間接法測定R、r、L、C等）。3、掌握感性負載并聯(lián)電容提高功率因數(shù)的方法，并進一步理解其實質(zhì)。4、學(xué)習(xí)并掌握

13、功率表的使用。二、 R-L串聯(lián)電路的參數(shù)測量及計算方法圖4-1 R-L串聯(lián)電路及電壓電流相量圖圖4-1表示了一個R-L串聯(lián)電路，s是電感線圈，這里用內(nèi)阻r與理想電感XL串聯(lián)來代表電感線圈，設(shè)其總阻抗為ZS。電源電壓U將超前電流I1一個角度j，由相量圖上的電壓三角形，根據(jù)余弦定理，得：US2 = UR2 +U2 -2 U UR cosj從而求出j，而U（R + r）=U Cosj ， 式中U（R + r）=UR + U r，又因為UL =U Sinj ，這樣可求得：R =UR / I1 ； r = U r / I1；XL=UL /I1 ； L =X L / =X L / 2f三、 實驗內(nèi)容及步驟

14、（ 為電流插座，用來串入電流表測量電流I，I1，IC）圖4-2 單相交流電路功率因數(shù)改善的實驗電路按圖4-2所示實驗線路接線，R=100（實驗臺上滑線變阻器取1/3處），電感3000匝。實驗臺三相交流電源的相電壓約為220V，如果有自耦調(diào)壓器，將三相電源的二次側(cè)相電壓調(diào)至100V做為實驗線路的總電壓U。如果沒有自耦調(diào)壓器，實驗線路使用220V的相電壓。1、3000匝電感線圈負載實驗1）R-L串聯(lián)電路實驗閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1，即為R-L電路。用功率表、電壓表、電流表量測并讀取U，UR，US，I，I1，及P等數(shù)據(jù)，記入表4-1中。（注意：此時，電容未并入電路，I = I1）2）R-L串聯(lián)電路并

15、電容C實驗閉合開關(guān)S，逐步選擇并入的電容C的數(shù)值，并再次測量U，UR，US，I，I1，IC及P等數(shù)據(jù)，將不同的電容C值時對應(yīng)的上述數(shù)據(jù)值記入表4-1中。2、1500匝電感線圈負載實驗*將圖4-2中電感改為線性電感（1500匝，40mH），重復(fù)1實驗步驟。四、 實驗數(shù)據(jù)根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，計算出電路中各元件參數(shù)值，填入表中。表4-1數(shù)據(jù)項目測量值計算值UURUSII1ICPRXLXCZSrcos jVAW未投CC= FC= FC= FC= FC= FC= FC= FC= FC= FC= F五、作出電流隨電容變化的關(guān)系曲線I = f（C）六、問題1、 為什么電感性負載在并聯(lián)電容器后可以提高功率因數(shù)，

16、并聯(lián)電容越大，功率因數(shù)越高？（ ）A：是 B：不一定2、 RL串聯(lián)電路在并聯(lián)電容后，電路的總功率P及RL支路中的電流怎樣變化？（ ）A：增大 B：不變 C：減小3、 電感性負載串聯(lián)電容后線路的功率因數(shù)是否發(fā)生變化？( )A：變 B：不變 C：不一定實驗五 R、L、C串聯(lián)諧振一、 實驗?zāi)康?、 學(xué)習(xí)用實驗方法測試R、L、C串聯(lián)諧振電路的頻率特性。2、 加深理解電路發(fā)生諧振的條件、特點，掌握電路品質(zhì)因數(shù)（電路Q值）的物理意義及其測定方法。二、 實驗原理及線路圖 5-1 R、L、C串聯(lián)諧振電路1、在圖5-1所示的R、L、C串聯(lián)電路中，如果U、R、L、C的大小保持不變，改變電源頻率f，則XL、XC、|

17、Z|、j、I等都將隨著f的變化而改變，它們隨頻率變化的曲線為頻率特性。UR、UL、UC及I隨頻率變化的曲線如圖5-2，5-3所示。 隨著頻率的變化，當(dāng)XL=XC時，即w L=1/wC 時，電路將出現(xiàn)串聯(lián)諧振。諧振頻率為。 u I UC UL Q大 U UR Q小 0 f0 0 f0 圖5-2 各電壓隨f變化曲線 圖5-3 電流隨f變化曲線三、 實驗步驟 圖5-4 R、L、C串聯(lián)諧振實驗電路按圖5-4實驗線路接線，取R =510W/2.2kW , C=2200pF/6800pF。1) 接通信號發(fā)生器電源，調(diào)節(jié)信號源使輸出電壓為1V的正弦信號，用交流毫伏表測電壓，示波器監(jiān)視信號源的輸出。調(diào)節(jié)信號發(fā)

18、生器輸出電壓的頻率（維持Ui =1V不變），用毫伏表分別測得UR、UL、UC ，記入表5-1中。令輸入信號電壓Ui =1V，并在整個實驗過程中保持不變。2) 當(dāng)測得UL=UC時，信號源輸出電壓U的頻率即為諧振頻率fO 。3) 改變電阻值，重復(fù)步驟1），2）的測量過程。四、表格與數(shù)據(jù)表5-1 數(shù)據(jù)記錄與計算Ui =1V , R =510W/2.2kW , C=2200pF/6800pF , fO = ,Q = , I= UR /Rf (kHz)UR(V)UL(V)UC(V)I= 根據(jù)測量數(shù)據(jù)，繪出UR、UL、UC及I隨f變化的關(guān)系曲線。五、 思考題1 諧振狀態(tài)時，電路呈 ( )A 電阻性 B.

19、電感性 C.電容性2 要提高R、L、C串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)，電路的參數(shù)應(yīng) ( )A減小R B減小L C增大C3 諧振時，電路的電流 ( )A最小 B最大 C不確定4 如果頻率一定，要使電路發(fā)生諧振，可以調(diào)節(jié) ( )A . 電阻 .B. 電感 C. 電容 D 電容或電感六、本實驗也可采用空心線性電感實現(xiàn)，實現(xiàn)電路如圖1-5-5所示，具體參數(shù)詳見表1-5-2。圖5-5 R、L、C串聯(lián)諧振實驗電路表5-2 數(shù)據(jù)記錄與計算Ui = 2V , R = 300W , C=0.1mF , fO = KHz, Q =, I= UR /Rf (kHz)1.522.42.52.62.73UR(V)UL(V)UC(V

20、)I(mA)實驗六 三相交流電路一、 實驗?zāi)康?. 掌握三相負載的星形，三角形聯(lián)結(jié)方法。2. 驗證兩種接法下，三相負載的線電壓與相電壓，線電流與相電流之間的關(guān)系。3. 充分理解三相四線制供電系統(tǒng)中中線的作用。二、 三相負載電路 圖6-1 三相負載星形連接 圖6-2 三相負載三角形連接三、 實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1交流電壓表0500V1D332交流電流表05A1D323萬用表1自備4三相自耦調(diào)壓器1DG015三相燈組負載220V，15W白熾燈9DG086電流插座3DG091. KHDG-1型高性能電工綜合實驗裝置相電壓調(diào)整到100V。2. 工大自制實驗裝置相電壓為220V。四、實驗

21、線路1將圖6-3 所示三相負載和元器件連接成星形并且有中線，使用開關(guān)接通和斷開中線，中線上串聯(lián)電流表插孔，用來測量中線電流IN。2將圖6-4 所示三相負載和元器件連接成三角形，相線上要串聯(lián)電流表插孔，用來測量線電流IA，IB，IC。圖6-3三相負載星形連接線路圖6-4三相負載三角形連接線路五、實驗步驟將三相調(diào)壓器的旋柄置于輸出為0V的位置（即逆時針旋到底）。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后，方可開啟實驗臺電源，然后調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出，使輸出相電壓為100V，并按下述內(nèi)容完成各項實驗。1、 負載星形聯(lián)接按圖6- 3所示，連接實驗電路，經(jīng)教師檢查合格后方可接通電源。（） 有中線（）令三相負載對稱，即閉合所有控?zé)?/p>

22、開關(guān)K，使A、B、C三相燈數(shù)為3:3:3。測量負載相電壓、相電流，線電壓、線電流，中線電流及電源與負載間的中點電壓，記入表6-1中。令三相負載不對稱，即C相去掉兩只燈，使A、B、C三相燈數(shù)為3:3:1。重復(fù)上述步驟。（） 無中線（）斷電，拆除中線NN，此時為無中線的三相電路。重復(fù)步驟（）（） 不對稱負載的特例相開路，使三相燈數(shù)為3：3：1，分別在有中線、無中線的情況下，重復(fù)上述步驟。觀察各相燈泡明暗情況，了解不對稱負載聯(lián)接時，若中線斷開將對負載工作電壓的嚴重影響。2、負載作三角形（）聯(lián)接：按圖6- 4所示，連接實驗電路，經(jīng)教師檢查合格后方可通電實驗。在負載對稱時，即A、B、C三相燈數(shù)為3:3:

23、3，測量線電壓、線電流、相電流。負載不對稱時，即A、B、C三相燈數(shù)為3:3:1，重復(fù)上述步驟。將數(shù)據(jù)記入表6-2中。六、表格與數(shù)據(jù)表6-1 測量數(shù)據(jù)負載情況線電流（m）線電壓（）相電壓（）IN (mA)UNN (V)IAIBICUABUBCUCAUANUBNUCN對 稱不對稱對 稱不對稱特例有中線無中線表6-2 測量數(shù)據(jù)負載情況線電流（m）相電流（m）相電壓線電壓（）IAIBICABBCCAUABUBCUCA對 稱不對稱七 問題1星形聯(lián)結(jié)實驗中，在無中線的情況下，A相去掉2只燈，A相剩下的1只燈是變亮還是變暗？( ) A 變亮 B 變暗2星形聯(lián)結(jié)實驗中，在無中線負載不對稱的情況下，則負載的相電

24、壓有無可能超過電源的相電壓？( )A 有可能 B 不可能 3三角形聯(lián)結(jié)實驗中，在負載對稱與不對稱兩種情況下，每只燈的亮度是否有所不同？( )A 相同 B 不相同實驗七 異步電動機點動與自鎖控制一 實驗?zāi)康?. 了解接觸器、熱繼電器、按鈕、熔斷器等常用電氣設(shè)備的構(gòu)造、原理和使用。2. 掌握籠型異步電動機的點動和自鎖控制電路的實際連接與操作，進一步理解點動控制和自鎖控制的特點。二 實驗線路三 實驗步驟1. 點動控制按圖1接線：主回路：三相電源輸出端 熔斷器FU1 接觸器KM的主觸頭 熱繼電器FR的熱元件 電動機控制回路：三相電源的某輸出端 常開按鈕SB1 接觸器KM的線圈 熱繼電器FR的常閉觸頭

25、熔斷器FU2 三相電源的另一端觀察電動機的起、停與運轉(zhuǎn)情況。實驗完畢，切斷實驗線路的三相交流電源。2. 自鎖電路按圖2接線，經(jīng)檢查合格，才可進行通電操作，觀察電動機的起、停與運轉(zhuǎn)情況，驗證自鎖觸頭的作用。實驗完畢，切斷實驗線路的三相交流電源。3. 點動與連續(xù)運行電路按圖3接線，經(jīng)檢查合格，才可進行通電操作，觀察電動機的起、停與運轉(zhuǎn)情況，驗證自鎖觸頭的作用。實驗完畢，切斷實驗線路的三相交流電源。四 問題1 在實驗中，若按下啟動按鈕后，電機抖動一下，且發(fā)出嗡嗡聲，卻不轉(zhuǎn)動，可能的原因是 。2 圖1與圖2中，控制線路的電源均取自V，W兩相，電壓大小為 ，若電源取自U，V兩相，對工作 影響。3 在圖2

26、電路中，若電動機轉(zhuǎn)動，但一松手就不轉(zhuǎn)，則有可能是 。實驗八 異步電動機正反轉(zhuǎn)控制一 實驗?zāi)康?. 通過對三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的安裝接線，掌握由電氣原理圖接成實際操作電路的方法。2. 加深對電氣控制系統(tǒng)各種保護、自鎖、互鎖等環(huán)節(jié)的理解。二 實驗線路三 實驗步驟1. 接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路按圖1接線，經(jīng)教師檢查后，方可通電操作。1) 按正向啟動按鈕SB2，觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。2) 按反向啟動按鈕SB3，觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。3) 按停止按鈕SB1，觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。4) 再按SB3，觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情

27、況。5) 實驗完畢，斷開開關(guān)S，切斷三相交流電源。四 問題1. 在圖1所示電動機正反轉(zhuǎn)控制線路中，若兩個接觸器同時工作，則會造成 現(xiàn)象。2. 要完成正反轉(zhuǎn)控制，實際用了幾個復(fù)合按鈕？答： 個。3. 在實驗中，主電路中的 元件已事先接好，熱元件至少需要 個才可以保護電動機，熔斷器則需要 個 才可以保護電路。4. 在控制電路中，KM1、KM2的常閉觸頭起 作用，接在SB2、SB3兩端的KM1、KM2常開觸頭起 作用。實驗九 常用電子儀器的使用一、 實驗?zāi)康模?了解示波器的基本測量原理，掌握示波器主要開關(guān)和旋鈕的使用方法。2. 掌握用雙蹤示波器測量信號幅值、周期和相位差的方法。3學(xué)習(xí)函數(shù)信號發(fā)生器和

28、交流毫伏表的使用。二、實驗設(shè)備及儀表序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1函數(shù)信號發(fā)生器DF164112示波器YB432413交流毫伏表14實驗電路板1三、示波器測量信號的方法 圖9-1（a）矩形脈沖上升沿（或下降沿）時間的測量，（b）信號電壓峰峰值、周期及頻率的測量四、實驗內(nèi)容1測量示波器內(nèi)的標(biāo)準方波信號（1）調(diào)出“標(biāo)準信號”波形：將示波器校準信號輸出通過專用電纜線于CH1（或CH2）輸入插口接通，調(diào)節(jié)示波器各有關(guān)旋鈕，將掃描方式開關(guān)置“自動”位置，對校準信號的頻率和幅值正確選擇掃描開關(guān)（sec/div）及Y軸靈敏度開關(guān)（Volts/div）位置，則在熒光屏上可顯示出一個或數(shù)個周期的方波。（2）校準“

29、校準信號”幅度：將Y軸靈敏度（volts/div）微調(diào)旋鈕（variable）置“校準（cal）”位置，Y軸靈敏度開關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校準信號幅度，填入表9-1。 (3) 校準“校準信號”頻率：將掃速微調(diào)旋鈕（sec/div）置“校準”位置，掃速開關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校準信號周期T，信號頻率f=1/T，記入表9-1。（4）測量“校準信號”的上升時間和下降時間：調(diào)節(jié)“Y軸靈敏度”開關(guān)位置及微調(diào)旋鈕，并移動波形，使方波波形在垂直方向上正好占據(jù)中心軸上，且上下對稱，便于閱讀。通過掃速開關(guān)逐級提高掃描速度，使波形在X軸方向擴展（必要時可以利用掃速擴展(pull)”開關(guān)將波形再擴展5倍），并同時調(diào)節(jié)觸發(fā)電

30、平旋鈕，從熒光屏上清楚的讀出上升時間和下降時間，填入表9-1。2. 用示波器和交流毫伏表測量信號參數(shù)令函數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率分別為100Hz,1KHz, 10KHz, 100KHz,有效值均為1V（交流毫伏表測量值）的正弦波信號。改變示波器掃描開關(guān)及Y軸靈敏度開關(guān)位置，測量信號源輸出電壓的頻率及峰值，填入表9-2表9-1數(shù)據(jù)記錄項目幅度頻率=1/周期上升時間下降時間標(biāo)準值0.51KHz實測值表9-2 數(shù)據(jù)記錄信號電壓頻率示波器測量值信號電壓毫伏表讀數(shù)/V示波器測量值周期/ms頻率/Hz峰峰電壓/V有效值/V100Hz1KHz,10KHz100KHz實驗十 晶體管共射極單管放大器一、 實驗?zāi)康?

31、 學(xué)會放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。2 掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真電壓的測試方法。二、 實驗線路圖10-1 共射極單管放大電路三、 實驗內(nèi)容與步驟1 測量靜態(tài)工作點連接電路，接通12V直流電源，調(diào)節(jié)RP，使UE=2.2V，用數(shù)字萬用表直流電壓檔測量UB、UC與UE。2 測量電壓放大倍數(shù) 在放大器輸入端A、B端加入1KHz的正弦信號Us，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器輸出信號大小使Ui= 100 mV。觀察放大器輸出電壓Uo，在波形不失真條件下分別測量RL=2.4k和空載情況下的Uo。測量Us。3 觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響在RL=2.4k

32、情況下，改變RP值，使輸出波形Uo出現(xiàn)失真，繪出Uo波形，測出相應(yīng)的UCE4 （選做）測量最大不失真輸出電壓在RL=2.4k情況下，同時調(diào)節(jié)輸入信號幅度和電位器RP，在不失真情況下使輸出電壓Uo達最大，測量Uopp及Uo值。5 （選做）測量輸入電阻和輸出電阻根據(jù)實驗內(nèi)容2所測數(shù)據(jù)計算輸入電阻和輸出電阻。輸入電阻 輸出電阻四、 實驗數(shù)據(jù)1 測量靜態(tài)工作點 IC2mA測量值計算值UB(V)UE(V)UC(V)UBEQ(V)UCEQ(V)ICQ(mA)2 電壓放大倍數(shù) ICQ2.0mA RC=2.4k RS=10k RL(k)UO(V)Au觀察記錄一組uO和ui波形（空載）24k3 波形失真 RL=

33、 RC2.4k RL2.4k 測量值計算值失真情況UO波形UC (V)UE (V)ICQ(mA)UCEQ(V)4 最大不失真輸出電壓 Rc=2.4k RL=2.4kICQ (mA)Ui (mV)UO (V)Uop-p (V)5 輸入電阻和輸出電阻US (mV)Ui(mV)Ri(k)UL(V)UO(V)RO(k)測量值計算值測量值計算值五、 問題1實驗內(nèi)容3（觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響）測量數(shù)據(jù)IC、UCE是 （靜態(tài)值，動態(tài)值），你使用的測量儀器是 （數(shù)字式萬用表直流電壓檔，交流電壓檔，晶體管毫伏表）。測量UCE時信號源的輸出電壓Us= mV。2實驗內(nèi)容2（測量電壓放大倍數(shù)）電壓Us、U

34、i和Uo的測量點是線路圖（1）中哪一對？請選擇你的測量點。（1）Us： （2）Ui： （3）Uo： （a）A公共點，（b）B公共點，（c）C公共點，（d）D公共點，（e）E公共點，3觀察波形失真時，發(fā)現(xiàn)不管怎樣調(diào)節(jié)RP（偏置電阻中的可調(diào)電阻）都調(diào)不出截止失真現(xiàn)象，采取措施 能調(diào)出截止失真現(xiàn)象。（a） 加大輸入信號的幅度（b）增大RP的調(diào)節(jié)范圍（c）減小輸入信號幅度實驗十一 RC耦合多級放大電路一、實驗?zāi)康?. 學(xué)習(xí)和掌握多級放大器的靜、動態(tài)測試方法。2. 加深理解放大電路中引人負反饋的方法和負反饋對放大器各項性能指標(biāo)的影響。二、實驗線路 圖111 帶有電壓串聯(lián)負反饋的兩級阻容耦合放大電路三、實

35、驗設(shè)備與器件序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注直流電源DF17311函數(shù)信號發(fā)生器DF16411雙蹤示波器YB43201交流毫伏表DF21731萬用表1實驗裝置1四、實驗內(nèi)容1、RC耦合多級放大電路的靜態(tài)測量與調(diào)整連接實驗電路，組成兩級RC耦合放大電路，無級間反饋。送正弦信號Us=510mV，f=1kHz，調(diào)整RB12、RB22中電位器，用示波器觀察Uo波形，不失真后，再使Ui0，用直流電壓表分別測量各靜態(tài)工作點，記入表11-1。表11-1V1V2UB1(V)UE1(V)UC1(V)IC1(mA)UB2(V)UE2(V)UC2(V)IC2(mA)RC耦合多級放大器的動態(tài)測試（1）測量中頻電壓放大倍數(shù)A

36、u，輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。 以f1kHz，US約510mV正弦信號輸入放大器，用示波器監(jiān)視輸出波形Uo，在Uo不失真的情況下，用交流毫伏表測量US、Ui、UL，記入表11-2。保持US不變，斷開負載電阻RL，測量空載時的輸出電壓Uo，記入表11-2。表11-2US(mV)Ui(mV)R L=2.4kR L= R i(k)Ro(k)U L(V)A uUo(V) A u基本放大器負反饋放大器（2）放大器幅頻特性的測量接上RL，保持US不變，然后增加和減小輸入信號的頻率，逐點測出相應(yīng)的輸出電壓UO，找出上、下限頻率fH和fL，記入表11-3。（放大器的頻率特性就是測量不同頻率信號下的電壓放大倍

37、數(shù)Au，測量時應(yīng)注意取點要恰當(dāng)，在低頻段與高頻段應(yīng)多測幾點，中頻段可以少測幾點。實驗時應(yīng)注意，在頻率改變時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出信號波形不能失真。表11-3 US= mV； RL=2.4kf(Hz)基本放大器Uo（V）Ausf(Hz)負反饋放大器Uo（V）Aus基本放大器 fL = fH = fBW =負反饋放大器 fL = fH = fBW =3測試負反饋放大器的性能指標(biāo)將實驗電路中開關(guān)K合上，引入負反饋電路。重復(fù)2的實驗步驟。4觀察負反饋對非線性失真的改善（1）實驗電路中將開關(guān)K斷開，在輸入端加入f1kHz 的正弦信號，輸出端接示波器，逐漸增大輸入信號的幅度，使輸出波形出現(xiàn)失真

38、，記下此時的波形和輸出電壓的幅度。（2）再將實驗電路中開關(guān)K合上，接成負反饋放大器形式，增大輸入信號幅度，使輸出電壓幅度的大小與（1）相同，比較有負反饋時，輸出波形的變化。五、回答下列問題1 對于兩級放大器加入負反饋后其電壓放大倍數(shù)比無負反饋時的電壓放大倍數(shù)是增大還是減??？ 。2 實驗內(nèi)容4中，未加負反饋時，當(dāng)輸出波形出現(xiàn)失真后應(yīng)怎樣使失真得到改善？ 。 3畫出有負反饋時第一級和第二級輸出端電壓波形。 實驗十二 集成運算放大器的應(yīng)用(一)（模擬運算電路）一、實驗?zāi)康?、 研究由集成運算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運算電路的功能。2、 掌握運算放大器的使用方法，了解其在實際應(yīng)用時應(yīng)考

39、慮的問題。二、通用運算放大器A741芯片三、實驗線路Ui110k4.8k100k10kR1R3RfR2UoUi2+N圖12-2 反相加法運算電路圖12-3 同相比例運算電路R2100k10kRfR1Uo+N9.1kUi(a) 同相比例運算電路R210kRfUo+N10kUi(b) 電壓跟隨器10FCS2S1R3100k1M100kR2R1UoUi+N圖12-5 積分運算電路R310kR2Ui2100k100k10kRfR1UoUi1+N圖12-4 減法運算電路四、實驗內(nèi)容1、 反相比例運算電路，同相比例運算電路，電壓跟隨器 按圖12-1、圖12-3連接實驗電路，接通12V電源，輸入Ui=0.5

40、V的直流信號，用數(shù)字萬用表直流電壓檔測量相應(yīng)的UO，填入表12-1中。2、 反相加法運算電路，減法運算電路按圖12-2、圖12-4連接實驗電路。輸入信號采用直流信號，用直流電壓表測量輸入電壓Ui1、Ui2及輸出電壓UO，將結(jié)果填入表12-2中。 3、 積分運算電路 按圖12-5連接實驗電路。打開S2，閉合S1，對運算放大器輸出進行調(diào)零。調(diào)零完成后，再打開S1，閉合S2，使UC(0)=0。預(yù)先調(diào)好直流輸入電壓Ui=0.5V，接入實驗電路，再打開S2，然后用示波器觀察輸出電壓Uo的波形。五、實驗數(shù)據(jù)和表格表12-1 Ui=0.5VUi(V)Uo(V)Au=UO/Ui實測值計算值反相比例同相比例電壓

41、跟隨表12-2項目Ui1/V0.20.20.20.20.20.2Ui2/V0.10.20.30.10.20.3反相加法Uo/V實測值計算值減法Uo/V實測值計算值六、實驗問題 1、在實驗使用集成運算放大時，輸入信號可采用 。 （1）交流信號 （2）直流信號 （3）交、直流均可 2、在反相加法器中，如Ui1和Ui2均采用直流信號，并選定Ui2=1V，當(dāng)考慮運算放大器的最大輸出幅度（12V）時，Ui1的范圍為 。 3、在圖5所示的積分運算電路中，時間常數(shù)為 。實驗十三 集成運算放大器的應(yīng)用（二）信號處理電壓比較器一、實驗?zāi)康?1. 掌握比較器的電路構(gòu)成及特點2. 學(xué)會測試比較器的方法二、實驗線路(a) 電路圖 (b) 傳輸特性圖13-1 電壓比較器 (a) 電路圖 (b) 傳輸特性 圖13-2 具有滯回特性的反相電平檢測器三、實驗內(nèi)容 1.電壓比較器，實驗電路如圖13-1所示 (1) 接通12V電源。 (2) 參考電壓UR為不同值