西南科技大學(xué)高級(jí)電工期末實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 Southwest university of science and technology 高級(jí)電工實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 高級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn) 姓 名： 學(xué) 號(hào): 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 劉 涇 評(píng) 分： 學(xué)院： 年 月電工部分實(shí)驗(yàn)一 基爾霍夫定律和疊加定理的驗(yàn)證1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）加深對(duì)參考方向的理解（2）加深對(duì)基爾霍夫定律的理解1.2儀器設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)目備注1直流可調(diào)穩(wěn)壓電源0-30V二路-2萬(wàn)用表FM-47或其他1自備3直流數(shù)字電壓表0-2001-4直流數(shù)字毫安表0-500mV1-5點(diǎn)位電壓測(cè)定實(shí)驗(yàn)電路板-1DJG-036疊加定理實(shí)驗(yàn)電路板-1DJG-031.3實(shí)驗(yàn)原理1基爾霍夫

2、定律 基爾霍夫定律是電路的基本定律。它包括基爾霍夫電流定律(KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)。 (1)基爾霍夫電流定律(KCL) 在電路中，對(duì)任一結(jié)點(diǎn)，各支路電流的代數(shù)和恒等于零，即I0。 (2)基爾霍夫電壓定律(KVL) 在電路中，對(duì)任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零，即U0。 基爾霍夫定律表達(dá)式中的電流和電壓都是代數(shù)量，運(yùn)用時(shí)，必須預(yù)先任意假定電流和電壓的參考方向。當(dāng)電流和電壓的實(shí)際方向與參考方向相同時(shí)，取值為正；相反時(shí)，取值為負(fù)?；鶢柣舴蚨膳c各支路元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)，無(wú)論是線性的或非線性的電路，還是含源的或無(wú)源的電路，它都是普遍適用的。 2疊加原理 在線性電路中，有多個(gè)電源同時(shí)作用

3、時(shí)，任一支路的電流或電壓都是電路中每個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該支路中所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。某獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)，其它獨(dú)立源均需置零。（電壓源用短路代替，電流源用開(kāi)路代替。）線性電路的齊次性（又稱比例性），是指當(dāng)激勵(lì)信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減小K倍時(shí)，電路的響應(yīng)（即在電路其它各電阻元件上所產(chǎn)生的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。1.4理論計(jì)算1）基爾霍夫定律I1R1+I3R3+I4R4-U1=0 （1）I2R2+I3R3+I5R5-U2=0 （2）I1R1-I2R2+U2-I2R5+I1R4-U1=0 （3）I1=I4 （4）I2=I5 （5）I3=I1+I2 （6）聯(lián)立(1)(2)(3)(

4、4)(5)(6)得I1=1.92mA I2=5.99mA I3=7.91mAU1=6V U2=12VUFA= I1R1UAB=-I2R2UAD=I3R3UCD=-I5R5UDE=I4R4UFA=0.98V UAB=-5.99V UAD=4.03V UCD=-1.98V UDE=0.98V2）疊加定理(1)U1單獨(dú)作用I1R1+I3R3+I4R4=6 (7)I1R1+I2R2+I5R5+I4R4=6 (8)I3R3=I4R4+I5R5 (9)I1=I2+I3 (10)I4=I3+I5 (11)I2=I5 (12)I1=I4 (13)聯(lián)立(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)得I1=4

5、.32mA I2=-1.20mA I3=3.19mA UFA=I1R1=2.20V UAB=I2R2=1.20V UCD=I5R5=0.40V UAD=I3R3=1.63VUDE=I4R4=2.20V(2)U2單獨(dú)作用I1R1+I3R3+I4R4=0 (14)I1R1-I2R2+12-I5R5+I4R4=0 (15)I3R3+I4R4+I5R5=12 (16)I2=I1+I3 (17)I5=I3+I4 (18)I2=I5 (19)I1=I4 (20)聯(lián)立(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)得I2=7.19mA I1=-2.40 mA I3=4.79 mAUFA=I1R1=-

6、1.22V UAB=I2R2=-7.19V UCD=I5R5=-2.37V UAD=I3R3=2.44VUDE=I4R4=-1.22V(3)U1、U2共同作用計(jì)算值同基爾霍夫定律1.5仿真圖圖1.5.1 基爾霍夫仿真圖圖1.5.2 疊加定理仿真圖1.6數(shù)據(jù)基爾霍夫定律中電流與電壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)被測(cè)量I1/mAI2/mAI3/mAU1/ VU2/VUFA/VUAB/VUAD/VUCD/VUDE/V測(cè)量值1.935.997.916120.98-5.994.04-1.980.98計(jì)算值1.925.997.916120.98-5.994.03-1.980.98 疊加定理中電流與電壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 測(cè)量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

7、I1/ mAI2/ mAI3/ mAU1/ VU2/ VUAB/ VUCD/ VUAD/ VUDE/ VUFA/ VU1單獨(dú)作用4.32-1.203.19601.1980.401.592.202.20計(jì)算值4.32-1.203.19601.200.401.632.22.20U2單獨(dú)作用-2.407.194.79012-7.19-2.372.44-1.22-1.22計(jì)算值-2.407.194.79012-7.19-2.372.44-1.22-1.22共同作用1.935.997.91612-5.99-1.984.040.980.98計(jì)算值1.925.997.916120.98-5.994.03-1

8、.981.981.7思考題1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)基爾霍夫定律答：基爾霍夫電流定律（KCL） 任一集總參數(shù)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，在任一瞬間流出（流入）該節(jié)點(diǎn)的所有電流的代數(shù)和恒為零?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL）任一集總參數(shù)電路中的任一回路，在任一瞬間沿此回路的各段電壓的代數(shù)和恒為零。2、在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基爾霍夫定律時(shí)，可否直接使用測(cè)量數(shù)據(jù)求和？為什么？答：不能。因?yàn)榛鶢柣舴蚨芍幸?guī)定了電流方向，同向?yàn)檎聪驗(yàn)樨?fù)，而測(cè)量得到的結(jié)果并未注明方向，因此不能進(jìn)行求和。實(shí)驗(yàn)二 戴維南定理的研究2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）深刻理解掌握戴維南定理。 （2）掌握原理圖轉(zhuǎn)化成接線圖的方法。 （3）掌握用multisim軟件繪制電路

9、原理圖。 （4）掌握用multisim軟件仿真分析方法。 （5）掌握origin繪圖軟件的應(yīng)用。2.2實(shí)驗(yàn)原理任何一個(gè)線性網(wǎng)絡(luò)，如果只研究其中的一個(gè)支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看做一個(gè)有源一端口網(wǎng)絡(luò)。而任何一個(gè)線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)對(duì)外部電路的作用，可用一個(gè)等效電壓源和等效電阻串聯(lián)來(lái)代替。等效電壓源的電壓等于一端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓Uoc，等效內(nèi)阻等于一端口網(wǎng)絡(luò)中各電源均為零時(shí)（電壓源短接，電流源斷開(kāi)）無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻R0。這個(gè)結(jié)論就是戴維南定理。 2.3理論計(jì)算R1=330R2=510R3=510R4=10Us=12VIs=10mAR0=(R1+R2)*R4/(R1+R2+R4)+

10、R3U=Us+R0*Is代入數(shù)據(jù)得：R0=519.88 U=17.2V2.4仿真圖1）整體如圖2.4.1所示，輸出端電壓如8.333V，輸出端電流為16.666mA。圖2.4.1 整體電路圖當(dāng)電壓為分別1V、2V、3V、4V、5V、6V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電路如圖2.4.2-2.4.7所示圖2.4.2 電壓約為1V時(shí)圖2.4.3電壓約為2V時(shí)圖2.4.4電壓約為3V時(shí)圖2.4.5電壓約為4V時(shí)圖2.4.6電壓約為5V時(shí)圖2.4.7電壓約為6V時(shí)三、數(shù)據(jù)被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)UOC18.333VRO1500UOC28.333VRO2500UOC8.333VRO500ISC16.666mA戴維南

11、等效模型外特性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U/V123456I/mA31.28029.15827.30725.29923.56621.503實(shí)驗(yàn)三 三相星型聯(lián)結(jié)電路3.1電路圖（1）對(duì)稱有中線UAB，UBC，UCA如圖3.1.1所示圖3.1.1 對(duì)稱有中線（2）對(duì)稱無(wú)中線UAB，UBC，UCA如圖3.1.2所示圖3.1.2 對(duì)稱無(wú)中線（3）不對(duì)稱有中線UAB，UBC，UCA如圖3.1.3所示圖3.1.3 不對(duì)稱有中線（4）不對(duì)稱無(wú)中線UAB，UBC，UCA如圖3.1.4所示圖3.1.4 不對(duì)稱無(wú)中線（5）對(duì)稱有中線UAN， UBN， UCN 如圖3.1.5所示圖3.1.5 對(duì)稱有中線（6）對(duì)稱無(wú)中線UAN， U

12、BN， UCN 如圖3.1.6所示圖3.1.6 對(duì)稱無(wú)中線（7）不對(duì)稱有中線UAN， UBN， UCN 如圖3.1.7所示圖3.1.7 不對(duì)稱有中線（8）不對(duì)稱無(wú)中線UAN， UBN， UCN 如圖3.1.8所示圖3.1.8 不對(duì)稱無(wú)中線（9）對(duì)稱有中線UNN 如圖3.1.9所示圖3.1.9 對(duì)稱有中線（10）對(duì)稱無(wú)中線UNN 如圖3.1.10所示圖3.1.10 對(duì)稱無(wú)中線（11）不對(duì)稱有中線UNN 如圖3.1.11所示圖3.1.11 不對(duì)稱有中線（12）不對(duì)稱無(wú)中線UNN 如圖3.1.12所示圖3.1.12 不對(duì)稱無(wú)中線（13） IA，IB，IC如圖3.1.13所示圖3.1.13 對(duì)稱有中線

13、（14）對(duì)稱無(wú)中線IA，IB，IC如圖3.1.14所示圖3.1.14 對(duì)稱無(wú)中線（15）不對(duì)稱有中線IA，IB，IC如圖3.1.15所示圖3.1.15 不對(duì)稱有中線（16）不對(duì)稱無(wú)中線IA，IB，IC如圖3.1.16所示圖3.1.16 不對(duì)稱無(wú)中線（17）對(duì)稱有中線IN如圖3.1.17所示圖3.1.17 對(duì)稱有中線（18）對(duì)稱無(wú)中線IN如圖3.1.18所示圖3.1.18 對(duì)稱無(wú)中線（19）不對(duì)稱有中線IN如圖3.1.19所示圖3.1.19 不對(duì)稱有中線（20）不對(duì)稱無(wú)中線IN如圖3.1.20所示圖3.1.20 不對(duì)稱無(wú)中線2.1數(shù)據(jù)星型負(fù)載的測(cè)試參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)負(fù)載情況線電壓/V相電壓/V中點(diǎn)電壓

14、/V線電壓/mA中線電流UABUBCUCAUANUBNUCNUNNIAIBICIN對(duì)稱有中線207.801207.802207.802119.975119.985119.9740186.001186.001186.036185.965mA無(wú)中線207.801207.802207.803119.974119.975119.9740186.001186.001186.03610.817uA不對(duì)稱有中線207.801207.802207.803119.974119.976119.9740185.926124.009123.998164 mA 無(wú)中線207.8207.802207.803119.633

15、119.975119.9740159.36133.749133.73834.977uA實(shí)驗(yàn)四 三相三角形聯(lián)結(jié)電路4.1電路圖（1）對(duì)稱負(fù)載UAB，UBC，UCA如圖4.1.1所示圖4.1.1 對(duì)稱負(fù)載（2）不對(duì)稱負(fù)載UAB，UBC，UCA如圖4.1.2所示圖4.1.2 不對(duì)稱負(fù)載（3）對(duì)稱負(fù)載IA，IB，IC如圖4.1.3所示圖4.1.3 對(duì)稱負(fù)載（4）不對(duì)稱負(fù)載IA，IB，IC如圖4.1.4所示圖4.1.4 不對(duì)稱負(fù)載（5）對(duì)稱負(fù)載IAB，IBC，ICA如圖4.1.5所示圖4.1.5 對(duì)稱負(fù)載（6）不對(duì)稱負(fù)載IAB，IBC，ICA如圖4.1.6所示圖4.1.6 不對(duì)稱負(fù)載4.2數(shù)據(jù)三角形負(fù)載

16、的測(cè)試參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)負(fù)載情況線電壓=相電壓/V線電流/mA相電流/mAUABUBCUCAIAIBICIABIBCICA對(duì)稱207.819207.812207.814774.236935.99568.123644.215429.494214.746不對(duì)稱207.808207.796207.798568.122429.45214.728429.49211.871uA214.746實(shí)驗(yàn)五 三相電路功率的側(cè)量5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）學(xué)習(xí)并驗(yàn)證用一表法和二表法測(cè)量三相電路的有功功率。 （2）進(jìn)一步熟練掌握功率表的接線和使用方法。5.2實(shí)驗(yàn)原理二表法：對(duì)于對(duì)稱電路中的三線三相制電路，或者不對(duì)稱三相電路中，因均

17、是三相三線制電路，所以可以采用兩只單相功率表來(lái)測(cè)量三相電路的總的有功功率。接法如圖5.2.1所示。兩只功率表的電路回路分別串入任意兩條線中（圖示為A、B線），電壓回路的“*”端接在電路回路的“*”端，非“*”端共同接在第三相線上（圖示為C線）。兩只功率表讀數(shù) 的代數(shù)和等于待測(cè)的三相功率。圖5.2.1 實(shí)驗(yàn)原理圖5.3實(shí)驗(yàn)步驟（1）一表法1、無(wú)電容：電路如圖5.3.1所示，為PA示數(shù)，圖5.3.2為PB示數(shù)，圖5.3.3為PC示數(shù)。圖5.3.1 無(wú)電容PA示數(shù)圖5.3.2無(wú)電容PB示數(shù)圖5.3.3無(wú)電容PC示數(shù)2、有電容：電路如圖5.3.4所示，為PA示數(shù)，圖5.3.5為PB示數(shù)，圖5.3.6為

18、PC示數(shù)。圖5.3.4 有電容PA示數(shù)圖5.3.5有電容PB示數(shù)圖5.3.6有電容PC示數(shù)（2）二表法1、無(wú)電容對(duì)稱負(fù)載P1，P2，如圖5.3.7所示圖5.3.7 無(wú)電容對(duì)稱負(fù)載2、無(wú)電容不對(duì)稱負(fù)載P1，P2，如圖5.3.8所示圖5.3.8 無(wú)電容不對(duì)稱負(fù)載3、有電容對(duì)稱負(fù)載P1，P2，如圖5.3.9所示圖5.3.9 有電容對(duì)稱負(fù)載4、有電容不對(duì)稱負(fù)載P1，P2，如圖5.3.10所示圖5.3.10 有電容不對(duì)稱負(fù)載5.4數(shù)據(jù)負(fù)載情況測(cè)量數(shù)據(jù)PA/WPB/WPC/W有電容72.989152.058152.101無(wú)電容112.498112.530112.535表5.4.1 一表法電容負(fù)載P1/WP

19、2/WP/W無(wú)對(duì)稱112.518112.528225.046不對(duì)稱74.997111.840186.837有對(duì)稱72.990152.059225.049不對(duì)稱35.525152.059187.584表5.4.2 二表法實(shí)驗(yàn)六 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）實(shí)現(xiàn)上哪想異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制（2）掌握常用低壓控制器的使用6.2實(shí)驗(yàn)原理通過(guò)SB1鍵可以對(duì)電路進(jìn)行制動(dòng), 通過(guò)SBF和SBR鍵, 可以對(duì)電路進(jìn)行正反轉(zhuǎn)啟動(dòng), 其原理就是對(duì)于接觸器KMF和KMR進(jìn)行控制, 從而導(dǎo)致供電端到負(fù)載端的供電相續(xù)發(fā)生改變, 即L1 、L3更換相續(xù), 達(dá)到電機(jī)正反轉(zhuǎn)的目的。6.3電路圖1、正轉(zhuǎn)（按下J1

20、2）圖6.3.1 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)2、反轉(zhuǎn)（按下J13）圖6.3.2 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)3、正轉(zhuǎn)（按下J12），按下J12之前波形如圖6.3.3.1所示，輸出無(wú)波形。圖6.3.3.1按下J12之后，波形如圖6.3.3.2所示，波形反轉(zhuǎn)。圖6.3.3.24、反轉(zhuǎn)（按下J13），按下J13之前波形如圖6.3.4.1所示，輸出無(wú)波形。圖6.3.4.1按下J13之后，波形如圖6.3.4.2所示，波形反轉(zhuǎn)。圖6.3.4.26.4數(shù)據(jù)U1/VU2/VU3/V正轉(zhuǎn)0.7050.7060.700反轉(zhuǎn)0.6950.6940.699實(shí)驗(yàn)七 指針式萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)與仿真7.1萬(wàn)用表設(shè)計(jì)要求（1）直流電流擋分別為250mA、2.5mA

21、、100uA。（2）直流電壓擋分別為2.5V、10V、50V、250V、1000V。（3）交流電流擋分別為2.5mA、0.25mA。（4）交流電壓檔分別為10V、50V、250V、1000V。（5）電阻檔分別為10、100、1k、10k（6）表頭的滿偏電流為95.2uA，內(nèi)阻為9207.2設(shè)計(jì)原理7.2.1直流電流的測(cè)量和理論計(jì)算（1）表頭量程擴(kuò)展電路方案選擇表頭內(nèi)阻為978歐，為了計(jì)算方便，在表頭上串聯(lián)一個(gè)電阻，使電流表頭的值為1000歐。綜合表頭的滿偏電流為IG。流過(guò)RS的電流為IS，為了最大限度地提高表頭的靈敏度，又便于計(jì)算，取IG為最接近Ig的整數(shù)值，Ig=51.7uA，取IG=60u

22、A。（2）表頭擴(kuò)展量程并聯(lián)電阻的算法RS（IG-Ig）-IgRG=0則對(duì)于本案RS=51.7×1/(6051.7)6.229K為了得到不同的量程，可以將多個(gè)電阻串聯(lián)，使其總值等于6.229k由KVL 即 =（1+6.229）*103*51.7*10-6/250*10-3=150m其他電阻可由此方法計(jì)算得出=（1+6.229）*103*51.7*10-6/2.5*10-3-0.15=1.35 =13.5 =135K =1.35K =4.729K7.2.2直流電壓的測(cè)量和理論計(jì)算綜合表頭電壓靈敏度KD=1/IG（量程越小，靈敏度越高），其單位為1/V，本例的電壓靈敏度為KD=1/60uA

23、=16K/V ；綜合表頭內(nèi)阻RA=RG/RS=1/6.229=0.862K直流電壓量限UD為2.5V、10V、50V、250V、1000V由KVL RS/RG×IG+IGRD=UD RD=KDRD-RA分別計(jì)算各電阻值 R8=(16×2.5-0.862)=39.138k R9=120k R10=640 k R11=3.2 M R12=12 M R13=144M7.2.3交流電流的測(cè)量和理論計(jì)算磁電儀表可以測(cè)量周期電流的整流平均值，對(duì)于正弦電流，全波整流平均值與正弦電流有效值關(guān)系為Irect=22I/Irect為正弦交流電平均值，萬(wàn)用表常利用測(cè)量半波整流平均值，對(duì)應(yīng)測(cè)量正弦電

24、流值 本例的萬(wàn)用表綜合表頭最小量限為IG=60uA,則Imin=133uA為了設(shè)計(jì)方便，交流表頭靈敏度為150uA,電壓靈敏度KA=4k/V，由于二極管半波整流時(shí)，二極管反向穿透電壓的泄露，整流效率對(duì)于鍺管為0.98，硅管為0.99。 本例萬(wàn)用表內(nèi) 代入數(shù)據(jù)得：RAM=5.595k考慮二極管整理效率及表頭滿偏電流的誤差，IM應(yīng)有（±5%）的可調(diào)范圍。當(dāng)IM1=66.8×1.05=70.14uA時(shí)，RAJ=5.328k，IM2=66.8×0.95=63.46uA，RAK=5.889k，RAK-RAJ=0.561k，故設(shè)電位器R2=550用于調(diào)試。R6=RS-RAM-

25、R2/2R6=359取標(biāo)稱值電阻R6=359，R2=550。交流表頭內(nèi)阻為RM=RAM(RG+RS-RAM)/(RG+RS)=1.26 k7.2.4交流電壓的測(cè)量和理論計(jì)算流經(jīng)交流表頭的半波電流有效值為I/2=105uAUM=RM×I×1/2=0.132V二極管正向壓降為0.7V，交流電壓共分10V、50V、250V、1000V。R8=KA×(10-UM-0.7)=36.672kR7=160 kR6=800 kR5=3M7.3各部分仿真圖7.3.1直流電流仿真圖3.1.1 直流電流圖250mA擋如圖3.1.2所示，當(dāng)輸入電流為250mA時(shí)，表頭電流為51.685u

26、A 圖3.1.2 250mA擋25mA擋如圖3.1.2所示，當(dāng)輸入電流為25mA時(shí)，表頭電流為51.781uA圖3.1.2 25mA擋7.3.2直流電壓仿真圖3.2.1 直流電壓圖10V擋如圖3.2.2所示，當(dāng)輸入電壓為10.8V時(shí)，電壓表顯示為10.799V，表頭電流為51.655uA。圖3.2.2 10V擋7.3.3交流電流表仿真圖3.3.1 交流電流圖0.25mA擋如圖3.3.2所示，當(dāng)輸入電流為0.25mA時(shí)，表頭電流為51.764uA圖3.3.2 0.25mA擋2.5mA擋如圖3.3.3所示，當(dāng)輸入電流為2.5mA時(shí)，表頭電流為51.852uA圖3.3.3 2.5mA擋7.3.4交流

27、電壓表仿真圖3.4.1 交流電壓圖10V擋如圖3.3.3和圖3.3.4所示，當(dāng)輸入電壓為10V時(shí)，電壓表頭顯示為10V，表頭電流為51.997uA，校準(zhǔn)表與表頭示數(shù)一致。圖3.3.3 10V擋電子部分實(shí)驗(yàn)一 常用電子儀器、儀表的使用1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 認(rèn)識(shí)常用電子、儀器、儀表、工具在本專業(yè)中的地位和作用。（2） 學(xué)會(huì)正確使用常用電子儀器及設(shè)備。（3） 了解常用電子儀器、儀表的主要技術(shù)指標(biāo)。（4） 學(xué)會(huì)附錄簡(jiǎn)介中的仿真軟件中的常用電子儀器儀表的使用。1.2儀器設(shè)備、主要元器件名稱型號(hào)數(shù)量(臺(tái)）設(shè)備編號(hào)Agilent函數(shù)發(fā)生器DG1022U11萬(wàn)用表UT80212毫伏表UT63213雙蹤示波器V

28、P-5220D14多功能試驗(yàn)箱151.3實(shí)驗(yàn)原理電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)常用儀器、儀表同實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)系框圖，如下圖1.3所示：直流穩(wěn)壓電路函數(shù)信號(hào)發(fā)生器被測(cè)實(shí)驗(yàn)電路雙蹤示波器測(cè)量?jī)x器儀表圖 1.3 實(shí)驗(yàn)原理圖1.4實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)記錄處理（1） 熟悉實(shí)驗(yàn)儀器、儀表等。連線前在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上檢驗(yàn)導(dǎo)線是否正常。（2） 用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相關(guān)的直流輸出電壓。1.4.1 仿真實(shí)驗(yàn)1) 按實(shí)物，在multisim仿真軟件中仿出多功能實(shí)驗(yàn)箱。2) 在multisim中用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)試仿真多功能實(shí)驗(yàn)箱相關(guān)的直流輸出電壓（如圖1.4.1.1）。數(shù)據(jù)記錄入表1.4.1.1中。標(biāo)稱值/V+5+9+12-12-5實(shí)測(cè)值

29、/V5912-12-5誤差/V00000表 1.4.1.1 萬(wàn)用表電壓檔測(cè)試結(jié)果圖 1.4.1.1 電壓檔測(cè)試3) 用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相關(guān)的電位器參數(shù)范圍（如圖1.4.1.2）。并記錄數(shù)據(jù)入表1.4.1.2中。表 1.4.1.2萬(wàn)用表電阻檔測(cè)試結(jié)果標(biāo)稱值/0-1k0-50k0-10k實(shí)測(cè)值/0-1k0-50k0-10k誤差/000.00800.0010圖 1.4.1.2 電阻檔測(cè)試4) 雙蹤示波器、函數(shù)發(fā)生器、晶體管毫伏表的使用。1 在multisim中拿出三種仿真儀器。2 函數(shù)發(fā)生器的輸出選正弦波、頻率選1kHz。3 先把函數(shù)發(fā)生器的輸出信號(hào)幅度調(diào)到10V，然后將函數(shù)發(fā)生器同示波器相

30、連，分別讀出其各衰減擋的電壓值和頻率值。4 同時(shí)把函數(shù)發(fā)生器同毫伏表相連，分別在毫伏表上讀出其各衰減擋的電壓值。函數(shù)發(fā)生器幅度衰減檔檔位db0-20-40項(xiàng)目/參數(shù)單位幅度頻率幅度頻率幅度頻率函數(shù)發(fā)生器顯示值VP-P10V1kHz1V1kHz0.1V1kHz毫伏表測(cè)量值有效值不填不填不填示波器測(cè)量值VP-P9.987V1.015kHz0.995V0.978kHz99.892mV1.015kHz5 讀出數(shù)據(jù)并記錄入下表1.4.1.3中。表 1.4.1.3 函數(shù)發(fā)生器測(cè)試結(jié)果1.4.2 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)1) 實(shí)驗(yàn)室中用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相關(guān)的直流輸出電壓。并記錄數(shù)據(jù)入表1.4.2.1中。表 1.4

31、.2.1 萬(wàn)用表電壓檔測(cè)試結(jié)果標(biāo)稱值/V+5+9+12-12-5實(shí)測(cè)值/V5.0479.14812.170-11.947-5.010誤差/V-0.047-0.148-0.170-0.0530.012) 用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相關(guān)的電位器參數(shù)范圍。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄入下表1.4.2.2中。表 1.4.2.2 萬(wàn)用表電阻檔測(cè)試結(jié)果電阻檔自選檔位/2k200k20k標(biāo)稱值/0-1k0-50k0-10k實(shí)測(cè)值/0.007-1.189k0.09448.73k0.0039.554k誤差/0.007k0.189k0.094-1.27k0.003k-0.446k3) 雙蹤示波器、函數(shù)發(fā)生器、晶體管毫伏表的使用。

32、1 三種儀器接通電源2 函數(shù)發(fā)生器的輸出選正弦波、頻率選1kHz。3 示波器CH1/CH2通道旋鈕/按鈕調(diào)正常。4 先把函數(shù)發(fā)生器的輸出信號(hào)幅度調(diào)到10，然后將函數(shù)發(fā)生器測(cè)試線同示波器相連，分別再讀出其各衰減擋的電壓值和頻率值。5 再把函數(shù)發(fā)生器測(cè)試線同毫伏表相連，分別再毫伏表上讀出其各衰減擋的電壓值。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表1.4.2.3中。函數(shù)發(fā)生器幅度衰減檔檔位db0-20-40項(xiàng)目/參數(shù)單位幅度頻率幅度頻率幅度頻率函數(shù)發(fā)生器顯示值VP-P10V1kHz1V1kHz0.1V1kHz毫伏表測(cè)量值有效值3.548V0.359V36.3mV示波器測(cè)量值VP-P9.36V0.79kHz0.93V0.7

33、6kHz91mV0.56kHz表 1.4.2.3 函數(shù)發(fā)生器測(cè)試結(jié)果1.5思考題（1）畫出函數(shù)發(fā)生器和示波器的內(nèi)部電路的原理框圖。函數(shù)發(fā)生器原理圖1.5.1：圖 1.5.1示波器的原理圖1.5.2：圖 1.5.2（2）晶體管毫伏表能否測(cè)量直流信號(hào)？對(duì)非正弦信號(hào)的有效值可以直接用到晶體管毫伏表的測(cè)量嗎？答：能測(cè)，晶體管毫伏表很敏感，自然界的靜電都能擊穿它。所以所測(cè)的電壓電壓要具有穩(wěn)定性，不然會(huì)擊穿毫伏表的；但非正弦信號(hào)不能直接測(cè)量，交流表測(cè)的是平均值跟據(jù)平均值與有效值的比例來(lái)顯示，其他信號(hào)比例變了，計(jì)算出比例就行。（3）示波器已能正常顯示波形時(shí)，僅將t/div旋鈕從1ms位置旋到10us位置，屏

34、幕上顯示的波形周期是增多還是減少？答：顯示周期的數(shù)量是減少。舉例說(shuō)明：一個(gè)信號(hào)的周期是1ms，一般示波器的屏幕橫向10格。當(dāng)一格為1ms時(shí)，全屏是10ms，可以顯示10個(gè)周期。當(dāng)一格為10us時(shí)，全屏是100us，現(xiàn)在連一個(gè)周期都顯示不了。所以結(jié)論是減少。（4）用示波器定量測(cè)量波形幅度和周期時(shí)，要讀精確，應(yīng)注意把那兩個(gè)旋鈕順時(shí)針旋到底。答：注意將示波器輸入衰減微調(diào)旋鈕順時(shí)針旋到底,置于CAL位置。實(shí)驗(yàn)二 晶體管單管放大電路的測(cè)試2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?) 學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。2) 掌握放大器電壓放大倍數(shù)的測(cè)量方法。3) 進(jìn)一步掌握輸入電阻、輸出電阻及最大不

35、失真輸出電壓的測(cè)試方法。2.2儀器設(shè)備、主要元器件名稱型號(hào)設(shè)備編號(hào)數(shù)量實(shí)驗(yàn)室示波器VP-5220D 20M11函數(shù)發(fā)生器DG1022U21實(shí)驗(yàn)室毫伏表UT63231實(shí)驗(yàn)室萬(wàn)用表UT80241實(shí)驗(yàn)箱512.3實(shí)驗(yàn)原理1) 雙極型晶體管單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖 2.3 雙極型晶體管單管放大器實(shí)驗(yàn)電路2) 理論公式算法2.4實(shí)驗(yàn)步驟2.4.1 理論計(jì)算 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)，表 2.4.1.1 計(jì)算數(shù)值電壓計(jì)算值電流計(jì)算值（V）（V）（V）（V）（mA）（mA）2.258.621.559.759.401.41表 2.4.1.2 計(jì)算數(shù)值條件測(cè)算RL-19.94-9.972.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)1) 在multisi

36、m中按圖2.3連接。2) 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試。按實(shí)驗(yàn)電路圖放置連接函數(shù)發(fā)生器和示波器。函數(shù)發(fā)生器調(diào)整為正弦波、頻率1kHz、振幅4V左右。用實(shí)驗(yàn)法調(diào)好電路，測(cè)試記錄各點(diǎn)的靜態(tài)工作點(diǎn)（如圖2.4.2.1），使輸入信號(hào)狀態(tài)為懸空（輸入為0v），測(cè)試并記下 ，及。記錄入表2.4.2.1中。3) 放大倍數(shù)測(cè)試 在上一步基礎(chǔ)上，用示波器或毫伏表分別測(cè)量及時(shí)輸出電壓和輸出電壓,并計(jì)算放大倍數(shù)，填入表2.4.2.2。4) 觀察工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響。保持輸入信號(hào)不變，增大和減小,觀察波形變化，測(cè)量并記錄入表 2.4.2.3。圖2.4.2.1 各點(diǎn)的靜態(tài)工作點(diǎn)實(shí)測(cè)測(cè)算（V）（V）（V）V）（mA）（mA）2.1

37、418.7981.4789.8598.871.33表 2.4.2.1 仿真數(shù)值條件實(shí)測(cè)測(cè)算RL（mV）（V）AV-151.8672.760-18.17-150.7471.474-9.78表 2.4.2.2 仿真數(shù)值圖 2.4.2.2 輸出電壓和輸出電壓圖 2.4.2.3 輸出電壓和輸出電壓圖 2.4.2.4 正常不失真圖 2.4.2.5 明顯看到上半周失真圖 2.4.2.6 明顯看到下半周失真值畫出輸出波形正常不失真2.141V8.798V1.478V8.814V明顯看到上半周失真1.326V10.536V0.676V10.536V明顯看到下半周失真3.429V6.061V2.740V2.27

38、0V表 2.4.2.32.4.3 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)1) 照?qǐng)D用專用導(dǎo)線接好電路。2) 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試：按實(shí)驗(yàn)電路圖連接接好函數(shù)發(fā)生器和示波器，接通電源，按照實(shí)驗(yàn)要求調(diào)整好相應(yīng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)。用實(shí)驗(yàn)法調(diào)好電路，測(cè)試記錄各點(diǎn)的靜態(tài)工作點(diǎn)，使輸入信號(hào)狀態(tài)為懸空（輸入為0v），測(cè)試并記下 ，及。數(shù)據(jù)記錄入表 2.4.3.1中。3) 放大倍數(shù)測(cè)試：在上一步基礎(chǔ)上，用示波器或毫伏表分別測(cè)量及時(shí)輸出電壓和輸出電壓,并計(jì)算放大倍數(shù)。記錄入表 2.4.3.2中。4) 觀察工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響：保持輸入信號(hào)不變，增大和減小,觀察波形變化，測(cè)量并記錄入表 2.4.3.3中。表 2.4.3.1 實(shí)測(cè)數(shù)值實(shí)測(cè)測(cè)算（V）（V）（

39、V）V）（mA）（mA）2.5447.6551.9079.4616.4693.189表 2.4.3.2 實(shí)測(cè)數(shù)值條件實(shí)測(cè)測(cè)算RL（mV）（V）AV-1583.124-20.34-1511.598-10.58表 2.4.3.3值正常不失真2.544V7.655V1.907V5.779V明顯看到上半周失真1.534V10.027V0.910V9.121V明顯看到下半周失真4.036V4.528V3.377V1.140V2.5思考題（1）家用電器內(nèi)的放大電路出現(xiàn)非線性失真的原因是什么？如何消除失真？ 答：三極管交流放大電路（共射極電路）的失真，主要是因?yàn)殪o態(tài)工作點(diǎn)選的不對(duì)，偏高或偏低，靜態(tài)工作點(diǎn)偏高

40、，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)在正半波時(shí)使得三極管進(jìn)入飽和區(qū)域，電流ic達(dá)到飽和，與ib的比值不是發(fā)生了正波被削掉了峰值靜態(tài)工作點(diǎn)偏低，信號(hào)在負(fù)半波時(shí)三極管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài) IC幾乎為零，負(fù)半波也被消掉一塊，發(fā)生波形失真，可以針對(duì)失真的實(shí)際情況，改變靜態(tài)工作點(diǎn)，使三極管工作在放大狀態(tài) 即通過(guò)調(diào)整基極的偏置電阻來(lái)改變靜態(tài)偏置電流IB來(lái)改變靜態(tài)工作點(diǎn) 也可以引入負(fù)反饋，來(lái)降低放大倍數(shù)，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。（2）RL對(duì)放大器電壓放大倍數(shù)有何影響？為什么？ 答：使電壓放大倍數(shù)增大； 因?yàn)閺墓采浞糯箅娐返碾妷悍糯蟊稊?shù)計(jì)算公式：Av=-*RL/rbe 可以看出，在其他量不變的情況下，Av隨RL的增大而增大。 最大不失真輸出電壓的峰

41、峰值減小，比較容易出現(xiàn)飽合失真、或截止失真。在放大電路的圖解分析中能很直觀的看到。（3）RE的值對(duì)交流放大倍數(shù)有何影響？為什么？ 答：由放大倍數(shù)的公式，可知RE越大，放大倍數(shù)越大。（4）為什么測(cè)試靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試要用不同的儀表？ 答：靜態(tài)參數(shù)是在只有直流電的情況下測(cè)量的，而動(dòng)態(tài)參數(shù)是在有交流電的情況。故需用不同儀表。實(shí)驗(yàn)三 集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用驗(yàn)證3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）進(jìn)一步理解典型集成運(yùn)放線性運(yùn)用的原理。（2）掌握集成運(yùn)放調(diào)零的方法。（3）掌握集成運(yùn)算放大器組成的比例運(yùn)算、加法等應(yīng)用電路的參數(shù)測(cè)量。（4）熟悉實(shí)驗(yàn)方法及仿真方法，仿真實(shí)驗(yàn)表中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.2儀器設(shè)備、主要元器件名稱型

42、號(hào)設(shè)備編號(hào)數(shù)量備注實(shí)驗(yàn)室示波器VP-5220D 20M11函數(shù)發(fā)生器DG1022U21實(shí)驗(yàn)室毫伏表UT63231實(shí)驗(yàn)室萬(wàn)用表UT80241實(shí)驗(yàn)箱513.3實(shí)驗(yàn)原理1) 理論算法公式對(duì)于理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為： 其中、分別對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路圖中的和。2) 實(shí)驗(yàn)電路圖（圖 3.3）圖 3.3 整體電路圖3.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟3.4.1基本步驟（1）能對(duì)實(shí)驗(yàn)所用儀器、儀表及元器件的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)和判斷。（2）集成運(yùn)放調(diào)零和簡(jiǎn)易直流信號(hào)源的構(gòu)建與測(cè)量。（3）按實(shí)驗(yàn)原理圖接線。（注意：這一步不能帶電操作）（4）通電自檢電路，有問(wèn)題用常用儀器、儀表檢查，排除。（5）電路正常，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。（6

43、）實(shí)驗(yàn)結(jié)束收拾好實(shí)驗(yàn)臺(tái)，結(jié)果交老師驗(yàn)收，記住用過(guò)的儀器儀表關(guān)掉電源，放回原位。3.4.2反相比例運(yùn)算電路具體步驟（1）按照?qǐng)D 3.3在multisim里構(gòu)建實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）輸入表中直流電壓，用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量輸出電壓Uo，并記錄入表3.4.2.1中。圖 3.4.2.1 圖 3.4.2.2 圖 3.4.2.3 圖 3.4.2.4 圖 3.4.2.5 Ui=-0.4V表 3.4.2.160mV0.5V0.7V-50mV-0.4V-600mV-5V-7V500mV6V-10-10-10-10-10-587.013mV-4.987V-6.987V512.962mV4.013V-9.780-9.9

44、74-9.981-10.259-10.033（4）在Agilent函數(shù)發(fā)生器輸入f=1000Hz,=0.5v的正弦交流信號(hào)，測(cè)量相應(yīng)的，并用示波器觀察與的相位關(guān)系（如圖3.4.2.6）。記入表3.4.2.2中。圖 3.4.2.6 與的波形表 3.4.2.2 與的相位關(guān)系項(xiàng)目參數(shù)與波形（V)499.926mV紅色波形測(cè)算值計(jì)算值-10.053-10(V)-5.026V藍(lán)色波形3.4.3 虛擬運(yùn)放實(shí)驗(yàn)板1）構(gòu)建實(shí)驗(yàn)圖，如圖3.4.3.1所示圖3.4.3.1 運(yùn)放實(shí)驗(yàn)板2）直流輸入電源仿真，如圖3.4.3.2所示圖3.4.3.2直流輸入電源仿真3）準(zhǔn)工程仿真結(jié)果1、反饋電阻為10千歐，結(jié)果如圖3.4

45、.3.3所示圖3.4.3.3反饋電阻為10千歐2. 反饋電阻為100千歐，結(jié)果如圖3.4.3.4所示圖3.4.3.4反饋電阻為100千歐實(shí)驗(yàn)四 迷你小功放1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?） 進(jìn)一步理解典型集成運(yùn)放線性運(yùn)用的原理。2）掌握集成運(yùn)放調(diào)零的方法。3）掌握用集成運(yùn)算放大器組成的比例運(yùn)算、加法等應(yīng)用電路參數(shù)測(cè)量。 2. 參數(shù)介紹1) 功率放大器輸出功率衛(wèi)星箱通道：RMS 3.5W×2(THD+N=10%,中音頻率 f=1kHz) 2) 低音通道 RMS 4.5W(THD+N=10%,截止頻率 f=60Hz) 3) 調(diào)節(jié)形式-電位器 4) 主音量低音單元 4 英寸(外徑 106mm)，防磁，6 歐姆 5) 中音單元外徑 50*90mm，防磁，4 歐姆 6) 系統(tǒng)輸入信號(hào) 100mV150mV。3. 小功放工作原理 迷你小功率放大器的功能是將手機(jī)、MP3 和其它音響設(shè)備的耳機(jī)插孔輸出的 聲音進(jìn)行功率放大，以滿足揚(yáng)聲器的要求。4. 各部分仿真圖4.1 TDA2030