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1、第二部分 EWB基本實(shí)驗(yàn)一、電路分析實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 電阻電路及基本電路理論研究一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 了解EWB的基本界面,學(xué)習(xí)EWB的基本操作; 2. 學(xué)習(xí)基本元件的使用、模擬電路的建立和仿真測(cè)試。二. 實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明 圖 2.1.1 a、b、c電路用來(lái)驗(yàn)證疊加原理。圖 a 為二獨(dú)立源共同作用的電路,圖b、c分別為二獨(dú)立源單獨(dú)作用的電路。分別測(cè)量二獨(dú)立源共同作用時(shí)的各支路電流,及二獨(dú)立源分別單獨(dú)作用時(shí)各支路電流的分量,用來(lái)驗(yàn)證疊加原理。 圖 2.1.2 a、b為驗(yàn)證電壓源與電流源等效互換的電路。圖a、圖b分別用來(lái)測(cè)試電壓源和電流源的外特性,電位器用作負(fù)載,0%為短路,鍵控開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)負(fù)載為,即開(kāi)路。若
2、二電路外特性相同,則驗(yàn)證了電壓源與電流源之間等效互換的關(guān)系。三. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法 1. 驗(yàn)證疊加原理1). 啟動(dòng)EWB。 2). 按圖2.1.1 (a)、(b)、(c) 所示同時(shí)建立三個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。 建立本電路用到的元件圖標(biāo)如下:基本元件箱電源箱指示器件箱電阻電池接地電流表 (1).分別單擊元件工具欄中的基本元件箱、電源箱和指示器件箱圖標(biāo),以便同時(shí)打開(kāi)三個(gè)工具欄,選?。ㄍ弦罚└髟岭娐吩O(shè)計(jì)窗口,按圖2.1.1中的要求旋轉(zhuǎn)某些元件的方向,并按圖中位置擺放,分別雙擊每一個(gè)元件,按圖2.1.1要求設(shè)置元件的參數(shù)。電流表、電壓表模式((Value / Mode ):DC(2).設(shè)置電路圖的顯示內(nèi)容:選
3、擇Circuit | Schematic Options 菜單命令,在Show / Hide對(duì)話框,選中Show Reference ID和Show Value 兩項(xiàng),以便顯示元件的編號(hào)和參數(shù)值。(3).按圖2.1.1所示連線,調(diào)整連線,使其比較整齊。3). 運(yùn)行并測(cè)試電路(1). 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)對(duì)電路進(jìn)行仿真。(2). 讀取各電流表的示值并記錄在電路描述窗口。4). 保存電路 選擇File | Save 菜單命令,在打開(kāi)的Save窗口中指定保存文件的路徑和文件名,將建立的電路保存在 .ewb文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其
4、粘貼到事先打開(kāi)的字處理軟件(如word或?qū)懽职澹┑男挛臋n中,再將電路描述窗口中的測(cè)試數(shù)據(jù)也復(fù)制到文檔中,然后,建立新的電路文件。 2. 驗(yàn)證電壓源與電流源的等效互換1). 按圖2.1.2 (a)、(b)所示同時(shí)建立兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。 建立本電路用到的元件圖標(biāo)如下:基本元件箱電源箱指示器件箱電阻電池恒流源電位器電流表電壓表轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接地(1).分別單擊元件工具欄中的基本元件箱、電源箱和指示器件箱圖標(biāo),以便同時(shí)打開(kāi)三個(gè)工具欄,選?。ㄍ弦罚└髟岭娐吩O(shè)計(jì)窗口,按圖2.1.2中的要求旋轉(zhuǎn)某些元件的方向,并按圖中位置擺放,分別雙擊每一個(gè)元件,按圖2.1.2要求設(shè)置元件的參數(shù)。電位器(可調(diào)電阻)阻值 (Val
5、ue / Resistance ):1K初始設(shè)置(Value /Setting): 50%增量(Value /Increment): 5%增量控制鍵(Value /Key): 可取缺省R,也可任意設(shè)定。電壓表、電流表模式((Value / Mode ):DC開(kāi)關(guān)控制鍵(Value /Key): 缺省為空格鍵(space),也可任意設(shè)定。(2).設(shè)置電路圖的顯示內(nèi)容:選擇Circuit | Schematic Options 菜單命令,在Show / Hide對(duì)話框,選中Show Reference ID和Show Value 兩項(xiàng),以便顯示元件的編號(hào)和參數(shù)值。(3).按圖2.1.1所示連線,調(diào)
6、整連線,使其比較整齊。2). 運(yùn)行并測(cè)試電路(1). 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)對(duì)電路進(jìn)行仿真。(2). 測(cè)試電路 (a) 的外特性按動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S1的控制鍵,接通電路的負(fù)載RL。 按動(dòng)電位器RL的控制鍵或者Shift控制鍵,使RL阻值每次減小或增大5%,在0%100%之間調(diào)節(jié)RL,分別讀取電壓表和電流表的讀數(shù)。按動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S1的控制鍵,斷開(kāi)電路負(fù)載RL,測(cè)量電路的開(kāi)路電壓,在電路描述窗口以列表形式記錄各測(cè)量數(shù)據(jù)。(3). 以US1R1的值設(shè)置電路(b)中的電流源IS1,以相同的方法和步驟測(cè)試電路 (b) 的外特性,以列表形式記錄各測(cè)量數(shù)據(jù)。在電路描述窗口以列表形式記錄各測(cè)量數(shù)據(jù)。
7、3). 保存電路選擇File | Save菜單命令,將建立的電路保存在 .ewb文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其粘貼到字處理軟件的文檔中,再將電路描述窗口中的測(cè)試數(shù)據(jù)也復(fù)制到文檔中,保存文檔。5). 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)停止電路仿真。退出EWB,退出Windows 98 ,關(guān)閉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。四. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求:1 列表比較實(shí)驗(yàn)步驟1的測(cè)試數(shù)據(jù),驗(yàn)證疊加原理。2 列表比較實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn),分別作出電壓源和電流源的外特性曲線,驗(yàn)證它們之間的等效互換關(guān)系。由數(shù)據(jù)生成曲線的方法請(qǐng)參照附錄2 :在電子文檔中由數(shù)據(jù)生成曲線的方法。實(shí)驗(yàn)二
8、等效電源定理一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 了解EWB的基本界面,學(xué)習(xí)EWB的基本操作; 2. 學(xué)習(xí)基本元件的使用、模擬電路的建立和仿真測(cè)試。 3. 驗(yàn)證代文寧定理和諾頓定理。二. 實(shí)驗(yàn)電路如圖2.2.1 (a)、(b)、(c) 所示。(a)(b)(c)圖 2.2.1三. 實(shí)驗(yàn)步驟: 1啟動(dòng)EWB。 2按圖2.2.1 (a)、(b)、(c) 所示同時(shí)建立三個(gè)實(shí)驗(yàn)電路 建立本電路用到的元件圖標(biāo)如下:基本元件箱電源箱指示器件箱電阻電位器電池恒流源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接地電壓表電流表 1).分別單擊元件工具欄中的基本元件箱、電源箱和指示器件箱圖標(biāo),以便同時(shí)打開(kāi)三個(gè)工具欄,選?。ㄍ弦罚└髟岭娐吩O(shè)計(jì)窗口,按圖2.2.1中
9、的要求旋轉(zhuǎn)某些元件的方向,并按圖中位置擺放,分別雙擊每一個(gè)元件,按圖2.2.1要求設(shè)置元件的參數(shù)。電位器(可調(diào)電阻)阻值 (Value / Resistance ):1K初始設(shè)置(Value /Setting): 50%增量(Value /Increment): 5%增量控制鍵(Value /Key): 可取缺省R,也可任意設(shè)定。電壓表、電流表模式((Value / Mode ):DC開(kāi)關(guān)控制鍵(Value /Key): 缺省為空格鍵(space),也可任意設(shè)定。2).設(shè)置電路圖的顯示內(nèi)容:選擇Circuit | Schematic Options 菜單命令,在Show / Hide對(duì)話框,選
10、中Show Reference ID和Show Value 兩項(xiàng),以便顯示元件的編號(hào)和參數(shù)值。3).按圖2.2.1所示連線,調(diào)整連線,使其比較整齊。 3. 運(yùn)行并測(cè)試電路1). 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)對(duì)電路進(jìn)行仿真。2). 測(cè)試電路 (a) 的外特性按動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的控制鍵,接通電路的負(fù)載。 按動(dòng)電位器的控制鍵或者Shift控制鍵,則電路負(fù)載阻值每次減小或增大5%,使電路負(fù)載阻值在0%100%之間改變,分別讀取電壓表和電流表的讀數(shù),按動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的控制鍵,斷開(kāi)電路負(fù)載,測(cè)量電路的開(kāi)路電壓,在電路描述窗口以列表形式記錄各測(cè)量數(shù)據(jù)。以測(cè)試結(jié)果中的開(kāi)路電壓和短路電流計(jì)算電路的入端電阻。3
11、). 以電路(a)的入端電阻設(shè)置電路 (b) 中電阻R4的阻值,以電路(a)的開(kāi)路電壓設(shè)置電路 (b) 中電壓源US2的電壓。按步驟2) 的方法測(cè)試電路 (b) 的外特性,在電路描述窗口以列表形式記錄各測(cè)量數(shù)據(jù)。4). 以電路(a)的入端電阻設(shè)置電路 (c) 中電阻R5的阻值,以電路(a)的短路電流設(shè)置電路 (c) 中電流源IS1的電流。按步驟2) 的方法測(cè)試電路 (c) 的外特性,在電路描述窗口以列表形式記錄各測(cè)量數(shù)據(jù)。4 保存電路選擇File | Save 菜單命令,在打開(kāi)的Save窗口中指定保存文件的路徑和文件名,將建立的電路保存在 .ewb文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電
12、路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其粘貼到事先打開(kāi)的字處理軟件(如word或?qū)懽职澹┑男挛臋n中,再將電路描述窗口中的測(cè)試數(shù)據(jù)也復(fù)制到文檔中,保存文檔。5. 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)停止電路仿真。退出EWB,退出Windows 98 ,關(guān)閉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。四. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求:1. 列表比較各實(shí)驗(yàn)步驟1的測(cè)試數(shù)據(jù)。2 根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù),繪制電路(a)、(b)、(c) 的外特性曲線,由數(shù)據(jù)生成曲線的方法請(qǐng)參照附錄2 :在電子文檔中由數(shù)據(jù)生成曲線的方法。比較各曲線,驗(yàn)證代文寧定理和諾頓定理。實(shí)驗(yàn)三 電路的暫態(tài)過(guò)程一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?學(xué)習(xí)利用EWB對(duì)電路進(jìn)行暫態(tài)分析的基本方法;2學(xué)習(xí)示波器的使用以及用示
13、波測(cè)量法測(cè)量電路的時(shí)間常數(shù);3了解一階RC電路的暫態(tài)過(guò)程。二. 實(shí)驗(yàn)電路: 圖2.3.1 (a) 為微分電路,(b) 為積分電路,用方波信號(hào)源作為電路的激勵(lì),以便用示波器觀察連續(xù)的波形。鍵控電位器R2、R4用熱鍵(默認(rèn)為R)控制其電阻值,以改變電路的時(shí)間常數(shù)。示波器用來(lái)同時(shí)觀測(cè)電路的輸入(A通道)和輸出(B通道)波形。圖 2.3.1(a) 圖 2.3.1(b)三. 實(shí)驗(yàn)步驟:?jiǎn)?dòng)EWB。 建立本實(shí)驗(yàn)兩個(gè)電路用到的元件圖標(biāo)如下:基本元件箱電源箱儀器箱電容電阻電位器轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接地函數(shù)發(fā)生器示波器 1. 建立實(shí)驗(yàn)電路1).分別單擊元件工具欄中的基本元件箱圖標(biāo)和電源箱圖標(biāo),以便打開(kāi)基本元件工具欄和電源元
14、件工具欄,選取(拖曳)各元件至電路設(shè)計(jì)窗口,按圖2.3.1中的要求旋轉(zhuǎn)某些元件的方向,并按圖中位置擺放,分別雙擊每一個(gè)元件,按圖2.3.1要求設(shè)置元件的參數(shù)。電位器(可調(diào)電阻)阻值 (Value / Resistance ):4.7K初始設(shè)置(Value /Setting): 50%增量(Value /Increment): 5%增量控制鍵(Value /Key): 可取缺省R,也可任意設(shè)定。函數(shù)發(fā)生器:波形:矩形波頻率(Frequency):1KHz占空比(Duty cycle):50%電壓幅值(Amplitude ):5V,可直接在文本框中輸入。示波器:時(shí)基(Time Base):先設(shè)定為
15、0.2ms/div,實(shí)驗(yàn)中再進(jìn)行調(diào)節(jié)。觸發(fā)選擇:AutoY衰減:先設(shè)定為2V/div,實(shí)驗(yàn)中再進(jìn)行調(diào)節(jié)。2).設(shè)置電路圖的顯示內(nèi)容:選擇Circuit | Schematic Options 菜單命令,在Show / Hide對(duì)話框,選中Show Reference ID、Show Value和Show nodes,顯示元件編號(hào)、參數(shù)和電路的節(jié)點(diǎn)。3).單擊元件工具欄中的儀器箱圖標(biāo),打開(kāi)儀器工具欄,選?。ㄍ弦罚┦静ㄆ髦岭娐吩O(shè)計(jì)窗口,并按圖中位置擺放,雙擊示波器圖標(biāo)以打開(kāi)其面板,將其移動(dòng)到合適的位置,設(shè)置時(shí)基為0.10ms/div ,Y衰減為2V/div 。4).按圖2.3.1(a)所示連線,調(diào)
16、整連線,使其比較整齊。分別雙擊示波器A、B通道的連線,打開(kāi)連線特性對(duì)話框,設(shè)置連線的顏色,則波形即以此顏色顯示。5). 電路的保存選擇File | Save菜單命令,將建立的電路保存在 .ewb文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其粘貼到事先打開(kāi)的字處理軟件(如word或?qū)懽职澹┑男挛臋n中。 2. 運(yùn)行并測(cè)試電路1). 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)對(duì)電路進(jìn)行仿真。2). 雙擊示波器圖標(biāo)以打開(kāi)示波器面板,適當(dāng)調(diào)節(jié)示波器的時(shí)基(Time Base)和A、B通道的Y衰減(V/div)及位移(Y Position),使波形便于觀測(cè)。3). 按電位器的控
17、制鍵或Shift控制鍵,每次將阻值減小或增大5%,觀察波形的變化。在50%時(shí),參照13頁(yè)“示波器的調(diào)整”方法調(diào)節(jié)示波器以顯示穩(wěn)定的波形;按工具欄中的圖形工具,打開(kāi)分析圖形窗口,在其中的示波器頁(yè)(Oscilloscope)再現(xiàn)示波器上的波形;參照16-19頁(yè)的方法設(shè)置示波器頁(yè)波形顯示的各項(xiàng)參數(shù);拖曳游標(biāo)到適當(dāng)位置,測(cè)量波形的幅值和電路的時(shí)間常數(shù);按圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將示波器頁(yè)復(fù)制到粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中。用同樣的方法,將0%和100%時(shí)的波形也粘貼到字處理軟件的文檔中。使電位器恢復(fù)為初始(50%)狀態(tài)。 3用EWB的暫態(tài)分析功能分析電路(1)在EWB窗口選擇
18、Analysis | Transient(暫態(tài)分析)菜單命令,彈出Transient Analysis對(duì)話窗口(圖2.3.2),照?qǐng)D2.3.2設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)。確定要分析的節(jié)點(diǎn)。將需要分析的電路節(jié)點(diǎn)增加(Add>)到Nodes for analysis框中。(2)按Simulate按鈕以啟動(dòng)仿真,即可在隨即打開(kāi)的分析圖形窗口(Analysis Graphs)中建立暫態(tài)分析頁(yè)(Transient),顯示被分析節(jié)點(diǎn)的電壓波形。按“ESC”鍵,將停止仿真的運(yùn)行。(3)在分析圖形窗口(Analysis Graphs)的工具欄中選擇特性(Properties)工具 ,打開(kāi)具有多個(gè)參數(shù)頁(yè)的Graph P
19、roperties窗口(見(jiàn)圖1.3.16),設(shè)置暫態(tài)分析頁(yè)(Transient)的各項(xiàng)參數(shù),設(shè)置方法可參照16-18頁(yè)示波器的介紹中 “設(shè)置波形顯示的各項(xiàng)參數(shù)”部分。(4)可以通過(guò)選擇工具按鈕或參數(shù)設(shè)置在暫態(tài)分析(Transient)頁(yè)中顯示柵格和游標(biāo),單擊某條曲線以選中該曲線,即可移動(dòng)游標(biāo)對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,隨著游標(biāo)的移動(dòng),在對(duì)應(yīng)的資料窗口中即顯示出該曲線在游標(biāo)處的數(shù)據(jù)。 (5)按下圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將暫態(tài)分析頁(yè)(Transient)復(fù)制到粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中。按電位器的控制鍵,增大或減小其阻值,在0%和100%各進(jìn)行一次分析,用同樣的方法設(shè)置暫態(tài)分析頁(yè)(T
20、ransient)的各項(xiàng)參數(shù),并將其粘貼到字處理軟件的文檔中。保存文檔。 按圖2.3.1 (b)所示建立實(shí)驗(yàn)電路。重復(fù)上面的步驟,分析圖2.3.1 (b)所示電路。 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)停止電路仿真。退出EWB,退出Windows 98 ,關(guān)閉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。四. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要點(diǎn)畫(huà)出所觀察到的波形,求電路的時(shí)間常數(shù)。實(shí)驗(yàn)四 電路的正弦穩(wěn)態(tài)分析一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)利用EWB進(jìn)行正弦穩(wěn)態(tài)分析的方法;2. 了解正弦穩(wěn)態(tài)電路中電壓、電流間的關(guān)系;3. 了解正弦穩(wěn)態(tài)電路諧振時(shí)的特點(diǎn)。二. 實(shí)驗(yàn)電路及說(shuō)明:圖2.4.1 實(shí)驗(yàn)電路如圖2.4.1所示。其中,R、L、C三元件構(gòu)成串聯(lián)電路,10
21、V 11.1KHz正弦電壓源作為電路的激勵(lì),交流電流表用來(lái)測(cè)量電路的電流有效值,三個(gè)交流電壓表分別用來(lái)測(cè)量三元件上的電壓有效值。電感元件為可調(diào)電感,電感量為80mH,可用設(shè)定的控制鍵在0%100%之間改變。三. 實(shí)驗(yàn)步驟: 1. 啟動(dòng)EWB。 2. 按圖2.4.1 所示建立實(shí)驗(yàn)電路。建立本電路用到的元件圖標(biāo)如下:電源箱指示器件基本元件箱電阻電容可調(diào)電感正弦電壓源電流表電壓表接地 分別單擊元件工具欄中的基本元件、指示器件和電源箱圖標(biāo),以便打開(kāi)相應(yīng)的工具欄,選?。ㄍ弦罚└髟岭娐吩O(shè)計(jì)窗口,按圖2.4.1中的要求旋轉(zhuǎn)某些元件的方向,并按圖中位置擺放,分別雙擊每一個(gè)元件,按圖2.4.1要求設(shè)置元件的
22、參數(shù)??烧{(diào)電感電感量(Value / Inductance):80Mh初始設(shè)置(Value /Setting): 50%增量(Value /Increment): 5%增量控制鍵(Value /Key): 可取缺省L,也可任意設(shè)定。函數(shù)發(fā)生器(正弦電壓源)波形:正弦頻率(Frequency):11.1KHz占空比(Duty cycle):50%電壓幅值(Amplitude ):14.142V(有效值10V)電壓表、電流表模式((Value / Mode ):AC 3. 對(duì)電路進(jìn)行仿真測(cè)試1). 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)對(duì)電路進(jìn)行仿真。2). 按動(dòng)可調(diào)電感的控制鍵,改變電感量,注
23、意觀察電流表示值的變化,找到為最大值的點(diǎn),然后,使電感在25%100%之間改變,在電流表為最大值的點(diǎn)要增加取點(diǎn)密度(每次可變化1%),而遠(yuǎn)離的點(diǎn)可拉大距離(每次可變化5%-10%),在每一點(diǎn),分別讀取各電流表及電壓表的示值,在電路描述窗口列表記錄測(cè)量結(jié)果。3). 電感調(diào)節(jié)為初始狀態(tài)(50%),在7KHZ17KHZ之間改變函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦電壓的頻率(可直接在頻率文本框中輸入),測(cè)量每一點(diǎn)處各電流表及電壓表的示值,列表記錄在電路描述窗口。取點(diǎn)原則和方法與步驟2). 同。 4電路的保存選擇File | Save 菜單命令,將建立的電路保存在 .ewb文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電
24、路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其粘貼到事先打開(kāi)的字處理軟件(如word或?qū)懽职澹┑男挛臋n中,再將電路描述窗口中的測(cè)試數(shù)據(jù)也復(fù)制到文檔中,保存文檔。 5 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)停止電路仿真。退出EWB,退出Windows 98 ,關(guān)閉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。四. 報(bào)告要求:1根據(jù)兩組測(cè)量數(shù)據(jù),分別驗(yàn)證總電壓有效值與各部分電壓有效值之間的關(guān)系、計(jì)算各點(diǎn)電路阻抗的模|Z|及阻抗角,列成表格。分別說(shuō)明電路性質(zhì)隨電感量L及電源頻率的變化規(guī)律。解釋在電流最大點(diǎn)出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象(如電感和電容電壓相等且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電源總電壓等)。2根據(jù)兩組測(cè)量數(shù)據(jù),分別畫(huà)出電流、電阻電壓、電容電壓和電感電壓隨電感量L和電源頻率
25、變化的曲線。由數(shù)據(jù)生成曲線的方法請(qǐng)參照附錄2 :在電子文檔中由數(shù)據(jù)生成曲線的方法。實(shí)驗(yàn)五 功率因數(shù)的提高一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究提高感性負(fù)載功率因數(shù)的方法及意義2了解EWB的基本界面,學(xué)習(xí)EWB的基本操作。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1啟動(dòng)EWB。2按照?qǐng)D2.5.1聯(lián)接實(shí)驗(yàn)電路,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)對(duì)電路進(jìn)行仿真。3讀取并記錄電壓表UR、UL及電流表I、I1的示值,記錄在電路描述窗口。4接通開(kāi)關(guān)S,改變可調(diào)電容C的容量,使其在0%100%之間變化,每次變化10%,讀取并記錄各電壓表、電流表的示值,記錄在電路描述窗口。5選擇File | Save 菜單命令,將建立的電路保存在 .ew
26、b文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其粘貼到事先打開(kāi)的字處理軟件(如word或?qū)懽职澹┑男挛臋n中,再將電路描述窗口中的測(cè)試數(shù)據(jù)也復(fù)制到文檔中,保存文檔。6點(diǎn)擊啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)停止仿真。退出EWB。三實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題1根據(jù)步驟3、4所測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算各種情況下的、P、Q、S,寫(xiě)出計(jì)算式。2由步驟4所測(cè)數(shù)據(jù),畫(huà)出CI曲線,找出使電源電流I為最小時(shí)的電容值。由數(shù)據(jù)生成曲線的方法請(qǐng)參照附錄2 :在電子文檔中由數(shù)據(jù)生成曲線的方法。3根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù),說(shuō)明提高功率因數(shù)的意義。為提高感性負(fù)載的功率因數(shù),并聯(lián)的電容容量是否越大越好?4實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察I1表的所示數(shù)值是否
27、變化?為什么?實(shí)驗(yàn)六 RC電路的頻率特性一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)利用EWB分析電路頻率特性的方法;2. 學(xué)習(xí)示波器、掃頻儀的使用方法;3. 了解典型電路的頻率特性。二. 電路及說(shuō)明:圖 2.6.1圖 2.6.2 如圖 2.6.1、圖 2.6.2所示。其中,R1、C1和R2、C2各構(gòu)成一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路,函數(shù)發(fā)生器連接到兩個(gè)電路的輸入端,同時(shí)也連接到示波器的A通道和掃頻儀的輸入端,以便觀測(cè)輸入信號(hào)波形,兩個(gè)電路的輸出端連接到示波器的B通道和掃頻儀的輸出端,以便觀測(cè)輸出信號(hào)波形和波特圖。輸入和輸出信號(hào)電壓分別用交流電壓表M1、M2來(lái)測(cè)量。三. 實(shí)驗(yàn)步驟:?jiǎn)?dòng)EWB。建立本實(shí)驗(yàn)兩個(gè)電路用到的元件圖標(biāo)如下:
28、基本元件箱指示器件儀器箱電容電阻轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電壓表接地函數(shù)發(fā)生器示波器掃頻儀 1建立實(shí)驗(yàn)電路1).分別單擊元件工具欄中的基本元件箱、指示器件工具箱和儀器箱圖標(biāo),以便打開(kāi)相應(yīng)的工具欄,選?。ㄍ弦罚└髟岭娐吩O(shè)計(jì)窗口,按圖2.6.1中的要求旋轉(zhuǎn)某些元件的方向,并按圖中位置擺放,分別雙擊每一個(gè)元件,按2.6.1要求設(shè)置元件的參數(shù)。電壓表模式((Value / Mode ):AC函數(shù)發(fā)生器:波形:正弦頻率(Frequency):100Hz占空比(Duty cycle):50%電壓幅值(Amplitude ):14.142V(有效值10V),可直接在文本框中輸入。示波器:時(shí)基(Time Base):先設(shè)定
29、為2.00ms/div,實(shí)驗(yàn)中再進(jìn)行調(diào)節(jié)。觸發(fā)信號(hào)選擇:A或BY衰減:5V/div2).設(shè)置電路圖的顯示內(nèi)容:選擇Circuit | Schematic Options 菜單命令,在Show / Hide對(duì)話框,選中Show Reference ID、Show Value 和Show Nodes三項(xiàng),以便顯示元件的編號(hào)、參數(shù)值和電路的節(jié)點(diǎn)號(hào)。3).按圖2.6.1所示連線,調(diào)整連線,使其比較整齊。4)保存電路選擇File | Save 菜單命令,將建立的電路保存在 .ewb文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其粘貼到事先打開(kāi)的字處理軟件(如word或?qū)懽职澹?/p>
30、的新文檔中。 2用傳統(tǒng)方法測(cè)試電路的頻率特性(1).點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)對(duì)電路進(jìn)行仿真。(2).讀取電壓表M1的示值,點(diǎn)擊函數(shù)發(fā)生器頻率右側(cè)的按鈕以提高頻率,觀察電壓表M2的讀數(shù),找到M2讀數(shù)為M1讀數(shù)的0.707時(shí)的頻率,即為電路的轉(zhuǎn)折頻率。在100HZz8KHz之間取10點(diǎn)(在轉(zhuǎn)折頻率兩側(cè)增加密度),讀取M2的讀數(shù),在電路描述窗口列表記錄測(cè)量結(jié)果。(3).將函數(shù)發(fā)生器頻率調(diào)節(jié)到電路的轉(zhuǎn)折頻率,雙擊示波器圖標(biāo)以打開(kāi)其面板,適當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)基和Y衰減,使波形適中。參照13頁(yè)“示波器的調(diào)整”介紹的方法將波形調(diào)節(jié)穩(wěn)定。按工具欄中的圖形工具,打開(kāi)分析圖形窗口,在其中的示波器頁(yè)(Osci
31、lloscope)再現(xiàn)示波器上的波形,參照16-19頁(yè)的方法設(shè)置示波器頁(yè)波形顯示的各項(xiàng)參數(shù),拖曳游標(biāo)到適當(dāng)位置,測(cè)量并記錄輸入、輸出波形的相位差。按圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將示波器頁(yè)復(fù)制到粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中。 3用掃頻儀測(cè)試電路的頻率特性雙擊掃頻儀圖標(biāo)以打開(kāi)其面板。水平設(shè)置(Horizontal):log /lin:logF: 80kHz I: 50hz (1).幅頻特性測(cè)試:按動(dòng)幅頻特性按鈕(Magnitude)以選擇幅頻特性垂直設(shè)置(Vertical):log /lin:logF:0dbI:40db啟動(dòng)電路,在掃頻儀的屏幕上即顯示出電路的幅頻波特圖。(2
32、).相頻特性測(cè)試:按動(dòng)相頻特性按鈕(Phase)以選擇相頻特性。垂直設(shè)置(Vertical):圖2.6.1 電路:log /lin:log F:0I:90圖2.6.1 電路:log /lin:log F:90I:0啟動(dòng)電路,在掃頻儀的屏幕上即顯示出電路的相頻波特圖。(3).在分析圖形窗口(Analysis Graphs)顯示和保存波特圖在EWB的工具欄中選擇圖形工具 ,或者選擇AnalysisDisplay Graphs菜單選項(xiàng),激活分析圖形窗口(Analysis Graphs),建立一個(gè)波特圖頁(yè)(Bode),并再現(xiàn)掃頻儀上的幅頻和相頻波特圖。在分析圖形窗口(Analysis Graphs)的
33、工具欄中選擇特性(Properties)工具 ,打開(kāi)具有多個(gè)參數(shù)頁(yè)的Graph Properties窗口(見(jiàn)圖1.3.16),參照16-19頁(yè)的方法設(shè)置設(shè)置波特圖頁(yè)(Bode)的各項(xiàng)參數(shù),利用分析圖形窗口(Analysis Graphs)工具欄中的柵格工具(toggle grid)和游標(biāo)工具(Toggle Cursors),在幅頻和相頻特性區(qū)顯示柵格和游標(biāo)。單擊以選中某條曲線,移動(dòng)游標(biāo)對(duì)該曲線進(jìn)行測(cè)試,在對(duì)應(yīng)的資料窗口中讀取曲線在游標(biāo)處的數(shù)據(jù)。測(cè)試電路的3db頻率及該頻率下的相移。按圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將將分析圖形窗口(Analysis Graphs)中的波特圖頁(yè)(Bode)復(fù)制到
34、粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中。 4利用EWB的分析功能測(cè)試電路的頻率特性(1). 選擇Analysis | AC Frequency菜單命令,彈出AC Frequency Analysis 對(duì)話框(圖2.6.3),照?qǐng)D設(shè)置各項(xiàng)參數(shù),并將電路的輸出節(jié)點(diǎn)增加(Add>)到Nodes for analysis框中,需事先選擇CircuitSchematic Options菜單命令,在打開(kāi)的Schematic Options會(huì)話窗口中選擇Showhide頁(yè),選中其中的Show nodes復(fù)選框,以顯示電路的節(jié)點(diǎn)。然后按下Simulate 鈕,激活分析圖形窗口(Analysis
35、Graphs),建立一個(gè)交流分析頁(yè)(AC Analysis),顯示被分析節(jié)點(diǎn)的幅頻和相頻特性曲線。(2).選擇特性(Properties)工具 ,打開(kāi)具有多個(gè)參數(shù)頁(yè)的Graph Properties窗口,參照16-19頁(yè)的方法設(shè)置交流分析頁(yè)(AC Analysis)的各項(xiàng)參數(shù)。(3).利用游標(biāo)工具(Toggle Cursors) 和柵格工具(toggle grid),在幅頻和相頻特性區(qū)都產(chǎn)生游標(biāo)和柵格。單擊以選中某條曲線,移動(dòng)游標(biāo)對(duì)該曲線進(jìn)行測(cè)試,在對(duì)應(yīng)的資料窗口中讀取曲線在游標(biāo)處的數(shù)據(jù)。測(cè)試電路的3db頻率及該頻率下的相移。按圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將分析圖形窗口(Analysis
36、Graphs)中的交流分析頁(yè)(AC Analysis)復(fù)制到粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中。用同樣的方法建立、保存圖2.6.2所示電路。并用后兩種方法分析電路的頻率特性。按圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將分析圖形窗口(Analysis Graphs)中的各圖形頁(yè)復(fù)制到粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中。 5. 用交流頻率分析法分析圖2.6.4、2.6.5二電路 方法同步驟4。保存電路到 .ewb文件,把電路圖及分析結(jié)果交流分析頁(yè)(AC Analysis)復(fù)制到粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中,保存文檔。點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)停止電路
37、仿真。退出EWB,退出Windows 98 ,關(guān)閉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。四. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求:1列表整理步驟2的測(cè)試數(shù)據(jù),根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)作出圖2.6.1電路的幅頻特性曲線,由數(shù)據(jù)生成曲線的方法請(qǐng)參照附錄2:在電子文檔中由數(shù)據(jù)生成曲線的方法。2在實(shí)驗(yàn)報(bào)告文檔中畫(huà)出觀察到的波形和特性曲線。3根據(jù)各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果說(shuō)明各電路的頻率特性。二、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七 二極管應(yīng)用一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解普通二極管和穩(wěn)壓二極管的基本特性及它們典型的工作狀態(tài)。2了解整流、濾波、穩(wěn)壓及限幅電路的工作原理。3學(xué)習(xí)利用EWB分析整流、濾波、穩(wěn)壓及限幅電路的方法。二實(shí)驗(yàn)說(shuō)明利用普通二極管的單向?qū)щ娦钥梢詷?gòu)成整流、限幅等應(yīng)用電路,在這些電路中,二
38、極管工作在正向?qū)ɑ蚍聪蚪刂範(fàn)顟B(tài)。整流電路可以把交流電變?yōu)閱蜗蛎}動(dòng)電壓和電流,輸出電壓的平均值與負(fù)載電阻并聯(lián)電容以構(gòu)成電容濾波電路,可使輸出電壓波形變得比較平滑。在濾波電路的時(shí)間常數(shù)大于或等于35倍整流電源的半周期的情況下,輸出直流電壓限幅電路可以把輸入信號(hào)的正峰或負(fù)峰限制在某一電平上。 穩(wěn)壓二級(jí)管反向擊穿時(shí)呈現(xiàn)恒壓特性,利用這一特性可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓,使輸出電壓在輸入電壓和負(fù)載變化時(shí)都基本保持恒定。為使穩(wěn)壓電路正常工作,在任何情況下,必須保證穩(wěn)壓二極管始終工作在反向擊穿狀態(tài),并且流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流始終大于穩(wěn)定電流,而小于最大穩(wěn)定電流。穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓性能通常用穩(wěn)壓系數(shù)S和動(dòng)態(tài)內(nèi)阻r表示:三實(shí)驗(yàn)步驟
39、啟動(dòng)EWB 1半波整流電路1)按圖2.7.1建立實(shí)驗(yàn)電路。2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。用示波器分別觀測(cè)并記錄輸入、輸出電壓波形。測(cè)量輸出電壓平均值。3)接通開(kāi)關(guān)S,以接入濾波電容C,重復(fù)步驟2)。 2全波整流電路1)按圖2.7.2建立實(shí)驗(yàn)電路。2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1。用示波器觀測(cè)并記錄輸出電壓波形。測(cè)量輸出電壓平均值。3)接通開(kāi)關(guān)S1,以接入濾波電容C,用示波器觀測(cè)并記錄輸出電壓波形。測(cè)量輸出電壓平均值。4)使負(fù)載電阻R在5%100%之間變化,至少取5個(gè)測(cè)試點(diǎn),讀取電壓表M1和電流表M2的示值,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,由電壓表M1讀取開(kāi)路輸出電壓,根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出橋式整流電容濾波電路的外特性曲線。 3穩(wěn)壓電路1)按圖
40、2.7.3建立實(shí)驗(yàn)電路,穩(wěn)壓二極管選擇Ln-1N4740(擊穿電壓為10V)。2)在0%100%之間調(diào)節(jié)電位器R 3,觀察輸出電壓的變化情況,至少取5個(gè)測(cè)試點(diǎn),讀取電流表M1和電壓表M2的示值,作VI曲線,計(jì)算穩(wěn)壓系數(shù)S和動(dòng)態(tài)內(nèi)阻r 。3)調(diào)節(jié)電位器R 3為50%,使輸入直流電壓在13.5V16.5V之間變化,至少取5個(gè)測(cè)試點(diǎn),觀察輸出電壓的變化情況,至少取5個(gè)測(cè)試點(diǎn),讀取電流表M1和電壓表M2的示值,作VI曲線,計(jì)算穩(wěn)壓系數(shù)S和動(dòng)態(tài)內(nèi)阻r 。4)在輸入直流電壓最高(16.5V)且負(fù)載電阻最大(R 3為100%)和輸入直流電壓最低(13.5V)且負(fù)載電阻最?。≧ 3為0%)兩種情況下,讀取電流
41、表M3的示值。 4限幅電路按圖2.7.4建立實(shí)驗(yàn)電路。使直流電源U分別為13V,5V,0V,-5V,-10V,-15V,同時(shí)觀察并記錄輸入與輸出電壓波形。四實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 將測(cè)量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格。2繪制示波器上觀測(cè)的波形。實(shí)驗(yàn)八 晶體管基本放大器一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)用EWB仿真測(cè)試晶體管放大器的基本方法;1 了解晶體三極管的電流放大作用及電壓放大的基本原理,掌握電壓放大倍數(shù)及動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)試方法,了解負(fù)載電阻對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響;2 了解放大器中的非線性失真,理解負(fù)反饋對(duì)放大器性能(非線性失真、電壓放大倍數(shù)等)的影響;3 學(xué)習(xí)用EWB測(cè)試放大器頻率特性的方法。二. 實(shí)驗(yàn)電路及說(shuō)明:圖 2.
42、8.1 實(shí)驗(yàn)電路如圖2.8.1所示。直流電流表IB、IC和直流電壓表UCE,分別用來(lái)測(cè)量晶體管的基極、集電極靜態(tài)電流和集電極及發(fā)射極之間的靜態(tài)電壓,而交流電壓表Ui、Uo分別用來(lái)測(cè)量放大器的輸入和輸出信號(hào)電壓。上偏置電阻RB為可調(diào)電阻,由設(shè)定的控制鍵(缺省為R)控制阻值的增減。與電容CE串聯(lián)的鍵控開(kāi)關(guān)S1由設(shè)定的控制鍵控制通斷,以便控制CE的接通和斷開(kāi)。三. 實(shí)驗(yàn)步驟: 啟動(dòng)EWB。 1建立實(shí)驗(yàn)電路1).分別打開(kāi)基本元件箱、晶體管工具箱、指示器件工具箱和儀器箱,選?。ㄍ弦罚└髟岭娐吩O(shè)計(jì)窗口,按圖2.8.1中的要求旋轉(zhuǎn)某些元件的方向,并按圖中位置擺放,分別雙擊每一個(gè)元件,按圖2.8.1要求設(shè)
43、置元件的參數(shù)。NPN型晶體管model:default / ideal電位器(可調(diào)電阻)阻值 (Value / Resistance ):150K初始設(shè)置(Value /Setting): 50%增量(Value /Increment): 5%增量控制鍵(Value /Key): 可取缺省R,也可任意設(shè)定。開(kāi)關(guān)控制鍵(Value /Key): K電壓表、電流表按照其在電路中的作用,設(shè)置模式((Value / Mode )為AC或DC函數(shù)發(fā)生器:波形:正弦頻率(Frequency):1KHz占空比(Duty cycle):50%電壓幅值(Amplitude ):5mV示波器:時(shí)基(Time Ba
44、se):先設(shè)定為0.200ms/div,隨頻率變化再進(jìn)行調(diào)節(jié)觸發(fā)選擇:A或B2).設(shè)置電路圖的顯示內(nèi)容選擇Circuit | Schematic Options 菜單命令,在Show / Hide對(duì)話框,選中Show Reference ID、Show Value兩項(xiàng),以便顯示元件的編號(hào)和參數(shù)值。3).按圖2.8.1所示連線,調(diào)整連線,使其比較整齊。4).電路的保存選擇File | Save 菜單命令,將建立的電路保存在 .ewb文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其粘貼到事先打開(kāi)的字處理軟件(如word或?qū)懽职澹┑男挛臋n中。 2. 放大器仿真測(cè)試1).
45、點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)對(duì)電路進(jìn)行仿真。2). 在RB1為40%、50%、60%三種情況下,分別讀取電流表IB、IC的讀數(shù),并由此計(jì)算晶體管的電流放大倍數(shù)。使開(kāi)關(guān)S1處于接通狀態(tài),在上述三種情況下,一邊增大輸入信號(hào),一邊用示波器同時(shí)觀察輸入和輸出信號(hào)波形,直到輸出波形剛要出現(xiàn)失真但還不太明顯時(shí)為止。參照13頁(yè)“示波器的調(diào)整”介紹的方法將波形調(diào)節(jié)穩(wěn)定。按工具欄中的圖形工具,打開(kāi)分析圖形窗口,在其中的示波器頁(yè)(Oscilloscope)再現(xiàn)示波器上的波形。參照16-19頁(yè)的方法設(shè)置示波器頁(yè)波形顯示的各項(xiàng)參數(shù),拖曳游標(biāo)以測(cè)量輸出電壓的峰峰值。按圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將示波器
46、頁(yè)復(fù)制到粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中。3). RB1為50%,輸入信號(hào)電壓有效值為3mV,讀取交流電壓表Ui、Uo的示值,計(jì)算放大器的電壓放大倍數(shù)。用示波器同時(shí)觀察放大器的輸入、輸出信號(hào)波形,調(diào)節(jié)示波器使波形穩(wěn)定。在分析圖形窗口中顯示波形,移動(dòng)游標(biāo),測(cè)量輸入和輸出電壓的幅值,計(jì)算放大器的電壓放大倍數(shù),并與前面的結(jié)果比較。將波形粘貼到字處理軟件的文檔中。4). 將放大器的輸入信號(hào)電壓有效值增大為25mV,用示波器同時(shí)觀察放大器的輸入、輸出信號(hào)波形,調(diào)節(jié)示波器使波形穩(wěn)定。在分析圖形窗口中顯示波形,將波形粘貼到字處理軟件的文檔中。5). 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,使放大器的輸入信號(hào)電壓有效值增
47、大為100mV,用示波器同時(shí)觀察放大器的輸入和輸出信號(hào)波形,調(diào)節(jié)示波器使波形穩(wěn)定。在分析圖形窗口中顯示波形,移動(dòng)游標(biāo),測(cè)量輸入和輸出電壓的幅值,計(jì)算放大器的電壓放大倍數(shù),并與前面的結(jié)果比較。將波形粘貼到字處理軟件的文檔中。6). 將負(fù)載電阻RL減小為1K,讀取交流電壓表Ui、Uo的示值,計(jì)算放大器的電壓放大倍數(shù),并和步驟5) 的結(jié)果比較,說(shuō)明負(fù)載電阻對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響。 3. 分析放大器的頻率特性選擇Circuit | Schematic Options 菜單命令,在Show / Hide對(duì)話框,選中Show Nodes項(xiàng),以便顯示電路的節(jié)點(diǎn)號(hào)。選擇Analysis | AC Frequen
48、cy菜單命令,在彈出的AC Frequency Analysis對(duì)話框中,參照?qǐng)D2.8.2設(shè)置各項(xiàng)參數(shù),須將放大器的輸出節(jié)點(diǎn)增加(Add>)到Nodes for analysis框中。按下Simulate 鈕,對(duì)電路進(jìn)行仿真,隨之激活分析圖形窗口并建立交流分析頁(yè)(AC Analysis),顯示出放大器的幅頻和相頻特性曲線。選擇特性(Properties)工具 ,打開(kāi)具有多個(gè)參數(shù)頁(yè)的Graph Properties窗口,參照16-19頁(yè)的內(nèi)容,設(shè)置交流分析頁(yè)(AC Analysis)的各項(xiàng)參數(shù),利用工具欄中的游標(biāo)工具(Toggle Cursors) 和柵格工具(toggle grid) ,
49、在幅頻和相頻特性區(qū)都產(chǎn)生游標(biāo)和柵格。移動(dòng)游標(biāo),在對(duì)應(yīng)的資料窗口中讀出游標(biāo)處的曲線數(shù)據(jù),測(cè)量放大器的低頻和高頻轉(zhuǎn)折頻率,及頻轉(zhuǎn)折頻率處的相位偏移。按分析圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將分析圖形窗口(Analysis Graphs)中的交流分析頁(yè)(AC Analysis)復(fù)制到粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中。保存文檔。 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)停止電路仿真。退出EWB,退出Windows98 . 關(guān)閉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。四實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1根據(jù)步驟2). 的測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算晶體三極管的電流放大倍數(shù); 2在步驟2). 的三種情況下,用示波器測(cè)量放大器的輸出電壓的峰峰值為何不同?說(shuō)
50、明放大器的動(dòng)態(tài)范圍和工作點(diǎn)之間的關(guān)系。 3根據(jù)步驟3).、 5) 、6)的測(cè)量數(shù)據(jù)分別計(jì)算放大器的電壓放大倍數(shù),說(shuō)明幾種情況下放大器的電壓放大倍數(shù)為何不同?電壓放大倍數(shù)與那些因素有關(guān)? 4在步驟5).中觀察到的輸出波形與前面的步驟(尤其是步驟4)中觀察到的波形有何不同?為什么不同? 5說(shuō)明在步驟5)中斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1對(duì)放大器性能的影響。 6作出實(shí)驗(yàn)中觀察到的輸入、輸出電壓波形和幅頻及相頻特性曲線。實(shí)驗(yàn)九 模擬運(yùn)算電路一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)利用EWB建立并仿真模擬運(yùn)算電路的方法;2學(xué)習(xí)模擬運(yùn)算電路的測(cè)試方法;3了解常見(jiàn)模擬運(yùn)算電路的特性和功能。二. 實(shí)驗(yàn)電路及說(shuō)明圖2.9.1、2.9.2實(shí)驗(yàn)電路分別為
51、反向、同向比例放大器,鍵控開(kāi)關(guān)SW1用來(lái)切換比例放大器的輸入信號(hào):正弦波或直流信號(hào),SW2用來(lái)切換比例放大器輸出端的指示儀表:示波器或電壓表。示波器的B通道用來(lái)觀測(cè)比例放大器的正弦波輸入信號(hào),而A通道用來(lái)觀測(cè)比例放大器的輸出信號(hào)。圖 2.9.1圖 2.9.2圖2.9.3實(shí)驗(yàn)電路為三輸入反向加法器,三個(gè)輸入信號(hào)UF1、UF3、UF5分別為基波、三次諧波和五次諧波,其頻率、大小和初相位按照方波信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式的前三項(xiàng)設(shè)置。圖2.9.4實(shí)驗(yàn)電路為反向積分器。示波器的B通道分別觀測(cè)反向加法器和反向積圖 2.9.4分器的輸出信號(hào),A通道觀測(cè)反向積分器的輸入信號(hào)。圖 2.9.3三. 實(shí)驗(yàn)步驟啟動(dòng)EW
52、B。 1反相、同相比例放大器測(cè)試1). 按圖2.9.1 所示建立反相比例放大器分別打開(kāi)基本元件箱、模擬集成電路工具箱、指示器件工具箱、電源箱和儀器箱,選?。ㄍ弦罚┧柙岭娐吩O(shè)計(jì)窗口,按圖2.9.1中的要求旋轉(zhuǎn)某些元件的方向,并按圖中位置擺放,分別雙擊每一個(gè)元件,按圖2.9.1要求設(shè)置元件的參數(shù)。IC1選用三端集成運(yùn)算放大器,model:default / ideal。2).設(shè)置電路圖的顯示內(nèi)容選擇Circuit | Schematic Options 菜單命令,在Show / Hide對(duì)話框,選中Show Reference ID、Show Value兩項(xiàng),以便顯示元件的編號(hào)和參數(shù)值。3)
53、.按圖2.9.1所示連線,調(diào)整連線,使其比較整齊。4). 電路的保存 選擇File | Save 菜單命令,將建立的電路保存在 .ewb文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其粘貼到事先打開(kāi)的字處理軟件(如word或?qū)懽职澹┑男挛臋n中。5).放大器仿真測(cè)試 (1). 點(diǎn)擊主窗口右上角的啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān),使計(jì)算機(jī)對(duì)電路進(jìn)行仿真。 (2). 按鍵控開(kāi)關(guān)SW1、 SW2的控制鍵,使IC1的輸入端接2V直流信號(hào)源,輸出端接直流電壓表,按電位器R2的控制鍵,使其在50%處,讀取直流電壓表Uo的讀數(shù),計(jì)算反相比例放大器的電壓放大倍數(shù)。調(diào)節(jié)電位器R2在.100% 處,讀取直流
54、電壓表Uo的讀數(shù),計(jì)算反相比例放大器的電壓放大倍數(shù)。 (3). 調(diào)節(jié)電位器R2為50%。按鍵控開(kāi)關(guān)SW1、SW2的控制鍵,使IC1的輸入端接2V正弦交流信號(hào)源,輸出端接示波器的A通道,同時(shí)觀測(cè)反相比例放大器的輸入和輸出電壓波形,參照13頁(yè)“示波器的調(diào)整”介紹的方法將波形調(diào)節(jié)穩(wěn)定。按工具欄中的圖形工具,打開(kāi)分析圖形窗口,在其中的示波器頁(yè)(Oscilloscope)再現(xiàn)示波器上的波形。參照16-19頁(yè)的方法設(shè)置示波器頁(yè)波形顯示的各項(xiàng)參數(shù),按圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將示波器頁(yè)復(fù)制到粘貼板上,然后,再將其粘貼到字處理軟件的文檔中。6). 建立圖2.9.2同相比例放大器,重復(fù)步驟1) 4),測(cè)試
55、同相比例放大器。 2反向加法器測(cè)試1). 建立圖2.9.3反向加法器。IC3選用三端集成運(yùn)算放大器,model:default / ideal。2). 選擇File | Save 菜單命令,將電路保存在 .ewb文件中。按照節(jié)1.3.4的2中介紹的方法,將電路圖復(fù)制到粘貼板上,然后,將其粘貼到字處理軟件的文檔中。 3). 加法器的波形合成功能測(cè)試以示波器的B通道觀測(cè)加法器的輸出信號(hào)波形,而以A通道分別觀測(cè)加法器的三個(gè)輸入信號(hào)UF1、UF3、UF5的波形。參照13頁(yè)“示波器的調(diào)整”介紹的方法將波形調(diào)節(jié)穩(wěn)定,按工具欄中的圖形工具,打開(kāi)分析圖形窗口,在其中的示波器頁(yè)(Oscilloscope)再現(xiàn)示波器上的波形,參照16-19頁(yè)的方法設(shè)置示波器頁(yè)波形顯示的各項(xiàng)參數(shù),按圖形窗口工具欄中的copy按鈕,將示波器頁(yè)復(fù)制到粘貼
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