電路分析實(shí)驗(yàn)講義

1、電路分析實(shí)驗(yàn)講義實(shí)驗(yàn)要求： 1、按時上課，不遲到、早退，不無故曠課，有事有病要請假； 2、課前按實(shí)驗(yàn)講義認(rèn)真預(yù)習(xí)，將實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)原理按要求寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上。 3、按要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，連接，線路，讓指導(dǎo)教師檢查后方可打開電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 4、認(rèn)真如實(shí)地將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在原始數(shù)據(jù)紙上，不得抄襲別人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 5、認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按時交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 6、實(shí)驗(yàn)成績以預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合構(gòu)成，缺實(shí)驗(yàn)請?jiān)谝?guī)定的時間上補(bǔ)做，過期不補(bǔ)，缺兩次實(shí)驗(yàn)成績不及格。 7、實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格按課表，不得隨意交換，因故交換請?zhí)崆罢f明，同意后方可。 指導(dǎo)教師： 2013年10月25日實(shí)驗(yàn)一：疊加原理的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 驗(yàn)證線性電

2、路的疊加原理的正確性,從而加深對線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識和理解.實(shí)驗(yàn)原理: 疊加原理:在有幾個獨(dú)立源共同作用下的線性電路中,通過每一個元件的電流或其兩端的電壓,可以看成是由每一個獨(dú)立源單獨(dú)作用是在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和.線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵信號(與獨(dú)立源的值)增加或減小K倍時,電路的響應(yīng)(即在電路其他各電阻元件上所建立的電流和電壓值)也將增加或減小K倍.2 / 28實(shí)驗(yàn)器材: KHDL-1型電路原理實(shí)驗(yàn)箱(含直流穩(wěn)壓電源+6、+12，直流數(shù)字毫安表), 數(shù)字萬用表DY2105。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：、 按實(shí)驗(yàn)電路圖接線，取1，2。、 令1電源單獨(dú)作用時，用數(shù)字萬用表的電壓檔和毫安表

3、測量各支路電流及各電阻元件兩端電壓，數(shù)據(jù)記入表格中。、 令2電源單獨(dú)作用時，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟的測量和記錄。、 令1和2共同作用時，重復(fù)上述的測量和記錄。、 將2的數(shù)值調(diào)到，重復(fù)上述第項(xiàng)的測量并記錄。BAC112312vE2圖2-16V 測量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容E1(V)E2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UBC(V)UCD(V)UDA(V)UBD(V)E1單獨(dú)作用12/E2單獨(dú)作用/6E1E2共同作用1262E2單獨(dú)作用/12(表格1)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：、 測量各支路電流時，應(yīng)注意儀表的極性，在數(shù)據(jù)表中用、號記錄。、 注意儀表的量程和及時換擋。實(shí)驗(yàn)報(bào)告：、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證線性電路的疊加

4、性和齊次性。、 各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用上述數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)思考：、 疊加原理中1、2分別單獨(dú)作用，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（1或2）置零（短接）？為什么？、 實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個電阻器改為二極管，疊加原理的疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？實(shí)驗(yàn)二 戴維南定理有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證戴維南定理的正確性，加深對該定理的理解2掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法二實(shí)驗(yàn)設(shè)備 直流電壓表（數(shù)字萬用電表）、電流表（數(shù)字毫安表）恒壓源 恒流源 三實(shí)驗(yàn)原理1任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流,則可將電路的其余部分

5、看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò)）。 戴維南定理指出:任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個等效電壓源來代替，該電壓源的電動勢ES等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC,其等效內(nèi)阻RO等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零(理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路)時的等效電阻，ES和RO稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法(1)開路電壓、短路電流法在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓UO，然后再將其輸出端短路，測其短路電流IS，則內(nèi)阻為 (2)伏安法 用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖3-1所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率tg，則內(nèi)阻用伏安法，

6、主要是測量開路電壓及電流為額定值IN時的輸出端電壓值Un，則內(nèi)阻為 若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低時，則不宜測其短路電流。 如圖3-1 (3)半電壓法 當(dāng)負(fù)載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓一半時，負(fù)載電阻（由電阻箱的讀數(shù)確定）即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。 (4)零示法 在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電壓表進(jìn)行直接測量會造成較大的誤差，為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法。 零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時，電壓表的讀數(shù)將為“0”，然后將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電

7、壓。 四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖3-2(a)所示.mA510200RLUocR0RL300510 等效電路12v10 (a) (b) 1圖3-2(a)線路接入穩(wěn)壓源ES12V及可變電阻RL.先斷開RL測UAB即Uoc，再短接RL測Isc，則RoUOCIsc，填入下表表8-1Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc2負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖3-2(a)改變R阻值，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性。表8-2 RL(W)1000900800700600500400300200100 U(V) I(mA)五注意事項(xiàng)1注意測量時，電流表量程的更換2用萬用表直接測等效電阻時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先置零（置零不能直接將

8、電源短接），以免損壞萬用表，其次，歐姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測量。 3改接線路時，要關(guān)掉電源。 六預(yù)習(xí)思考題1在求戴維南等效電路時，作短路試驗(yàn)，測Isc條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？請實(shí)驗(yàn)前對線路3-2(a)預(yù)先作好計(jì)算，以便調(diào)整實(shí)驗(yàn)線路及測量時可準(zhǔn)確地選取電表的量程。Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc2說明測有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)步驟2繪出曲線,計(jì)算出等效電壓和等效電阻，驗(yàn)證戴維南定理的正確性,并分析產(chǎn)生誤差的原因。2根據(jù)步驟1測得的Uoc與R0與預(yù)習(xí)時電路計(jì)算的結(jié)果作比較，你能得出什么結(jié)論。3歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

9、4心得體會及其他。實(shí)驗(yàn)三 雙 口 網(wǎng) 絡(luò) 測 試 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 加深理解雙口網(wǎng)絡(luò)的基本理論2、 掌握直流雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)的測量技術(shù)二、實(shí)驗(yàn)器材KHDL-1電路原理實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)字萬用表DY2105三、實(shí)驗(yàn)原理對于任何一個線性網(wǎng)絡(luò)，我們所關(guān)心的往往只是輸入端口和輸出端口電壓和電流的相互關(guān)系，通過實(shí)驗(yàn)測定方法求取一個極其簡單的等值雙口電路來替代原網(wǎng)絡(luò)，此即為“黑盒理論”的基本內(nèi)容。1、一個雙口網(wǎng)絡(luò)兩端口的電壓和電流四個變量之間的關(guān)系，可以用多種形式的參數(shù)方程來表示。本實(shí)驗(yàn)采用輸出端口的電壓U2和電流I2作為字變量，以輸入口的電壓U1和電流I1作為應(yīng)變量，所得的方程稱為雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸方程，如圖所示

10、的無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)（有稱為四端網(wǎng)絡(luò)）的傳輸方程U1I1I2無源雙口網(wǎng)絡(luò)U2 U1=AU2+BI2 I1=CU2+DI2 式中的A、B、C、D為雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)，其值完全于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及各支路元件的參數(shù)值，這四個參數(shù)表征了該雙口網(wǎng)絡(luò)的基本特性，他們的含義是： A=U10/U20 （令I(lǐng)2=0, 即輸出口開路時）B=U1S/I2S (令U2=0, 即輸出口短路時)C=I10/U20 (令I(lǐng)2=0, 即輸出口開路時)D=I1S/I2S (令U2=0, 即輸出口短路時)由上可知,只要在網(wǎng)絡(luò)的輸入口加上電壓,在兩個端口同時測量其電壓和電流,即可求出A、B、C、D四個參數(shù)，此即雙口網(wǎng)絡(luò)的測量法。2、若

11、要測量一條遠(yuǎn)距離輸電線構(gòu)成的雙口網(wǎng)絡(luò)，采用同時測量法就很不方便，這時可采用分別測量法，即先在輸入口加電壓，而在輸出口開路和短路，在輸入口測量電壓和電流，由傳輸方程可得。 R10=U10/I10=A/C（令I(lǐng)2=0, 即輸出口開路時）R1S=U1S/I1S=B/D (令U2=0, 即輸出口短路時)然后在輸出口加電壓測量，而將輸入口開路和短路，此時可得：R20=U20/I20=D/C（令I(lǐng)1=0，即輸入口開路時）R2S=U2S/I2S=B/A（令U1=0，即輸入口短路時）R10、R1S、R20、R2S分別表示一個端口開路和短路時另一端口的等效輸入電阻，這四個參數(shù)中有三個是獨(dú)立的（R10/R20=R

12、1S/R2S=A/D）即ADBC=1，至此，可求出四個傳輸參數(shù)：A=，B=R2SA，C=A/R10，D=R20C。3、雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后的等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)亦可采用前述的方法之一求得。從理論推得兩雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后的傳輸參數(shù)與每一個參加級聯(lián)的雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)之間有如下的關(guān)系： A=A1A2+B1C2 B=A1B2+B1D2C=C1A2+D1C2 D=C1B2+D1D2四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容雙口網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)線路如圖所示。將直流穩(wěn)壓電源輸出電壓調(diào)至10V，作為雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入。I11 200U11U12300 I12200雙口網(wǎng)絡(luò)IU21U22I22510300I21200雙口網(wǎng)絡(luò)II1、 按同時測量法分別測定兩個

13、雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)A1、B1、C1、D1和A2、B2、C2、D2，并列出它們的傳輸方程。雙口網(wǎng)絡(luò)I輸出端開路I12=0測量值計(jì)算值U110(V)U120(V)I110(mA)A1B1輸出端短路U12=0U11S(V)I11S(mA)I12S(mA)C1D1雙口網(wǎng)絡(luò)II輸出端開路I22=0測量值計(jì)算值U210(V)U220(V)I210(mA)A2B2輸出端短路U22=0U21S(V)I21S(mA)I22S(mA)C2D22、 將兩個雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后，用兩端口分別測量法測量級聯(lián)后等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)A、B、C、D，并驗(yàn)證等效雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)與級聯(lián)的兩個雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)之間的關(guān)系。輸出端開路I2

14、=0輸出端短路U2=0計(jì)算傳輸參數(shù)U10(V)I10(mA)R10(K)U1S(V)I1S(mA)R1S(K)輸入端開路I1=0輸入端短路U1=0A=B=C=D=U20(V)I20(mA)R20(K)U2S(V)I2S(mA)R2S(K)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 測量電流時，要注意判別電流表的極性及選取的量程（根據(jù)所給的電路參數(shù)，估算電流表的量程）2、 兩個雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)時，應(yīng)將一個雙口網(wǎng)絡(luò)I的輸出端與另一雙口網(wǎng)絡(luò)II的輸入端聯(lián)接。六、預(yù)習(xí)思考題1、 試述雙口網(wǎng)絡(luò)同時測量法與分別測量法的測量步驟，優(yōu)缺點(diǎn)及其使用情況。2、 本實(shí)驗(yàn)方法可否用于交流雙口網(wǎng)絡(luò)的測定。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 完成對數(shù)據(jù)表格的測量和

15、計(jì)算任務(wù)。2、 列出參數(shù)方程3、 驗(yàn)證級聯(lián)后等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)與級聯(lián)的兩個雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)之間的關(guān)系。4、 總結(jié)、歸納雙口網(wǎng)絡(luò)的測試技術(shù)。5、 心得體會及其他。 實(shí)驗(yàn)四 選頻網(wǎng)絡(luò)特性測試 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉文氏電橋電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其應(yīng)用。2學(xué)會用交流毫伏表和示波器測定文氏電橋電路的幅頻特性和相頻特性。 3了解串并聯(lián)電路的帶通特性及雙電路的帶阻特性。二、實(shí)驗(yàn)器材1雙蹤示波器2交流毫伏表3函數(shù)信號發(fā)生器 4KHDL-1電路原理實(shí)驗(yàn)箱三、實(shí)驗(yàn)原理 文氏電橋電路是一個的串、并聯(lián)電路，如圖71所示，該電路結(jié)構(gòu)簡單，被廣泛地用于低頻振蕩電路中作為選頻環(huán)節(jié)，可以獲得很高純度的正弦波電壓。圖71RRCCU

16、iU0 1用信號發(fā)生器的正弦輸出信號作為圖71的激勵信號Ui，并保持Ui不變的情況下，改變輸入信號的頻率f，用交流毫伏表或示波器測出輸出端相應(yīng)于各個頻率點(diǎn)下的輸出電壓U值，將這些數(shù)據(jù)畫在以頻率f為橫軸，U為縱軸的坐標(biāo)紙上，用一條光滑的曲線連接這些點(diǎn)，該曲線就是上述電路的幅頻特性曲線。文氏橋路的一個特點(diǎn)是其輸出電壓幅度不僅會隨輸入信號的頻率而變，而且還會出現(xiàn)一個與輸入電壓同相位的最大值，如圖72所示。由電路分析得知，該網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為: 當(dāng)角頻率 時則 ，此時U與Ui 同相，由圖72可見RC串并聯(lián)電路具有帶通特性。2將上述電路的輸入和輸出分別接到雙蹤示波器的ch1和ch2兩個輸入端，改變輸入正弦

17、信號的頻率，觀測相應(yīng)的輸入和輸出波形間的延時及信號的周期，則兩波形間的相位差為 （輸出相位與輸入相位之差）將各個不同頻率下的相位差畫在以f為橫軸，為縱軸的坐標(biāo)紙上，用光滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來，即是被測電路的相頻特性曲線，如圖7所示。由電路分析理論得知，當(dāng) ，即 時，時，電路呈容性，而當(dāng)ffo時呈感性。圖72 900f90001/3f0fuo/ui圖73 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1測量串并聯(lián)電路的幅頻特性（1）在實(shí)驗(yàn)板上按圖71電路選R1k，C0.1F。（2）調(diào)節(jié)低頻信號源的輸出電壓為3V的正弦波，接入圖71的輸入端。（3）改變信號源的頻率f（由頻率計(jì)讀得）。并保持Ui=3V不變，測量輸出電壓Ui，

18、（可先測量時的頻率f0，然后再在f0左右設(shè)置其它頻率點(diǎn)，測量U0）。（4）另選一組參數(shù)（如令R200，2F），重復(fù)測量一組數(shù)據(jù)。 f(Hz) U0 (V) R=1kW, C=0.1mF f(Hz) U0 (V) R=200W, C=2mF2測定RC串并聯(lián)電路的相頻特性按實(shí)驗(yàn)原理說明2的內(nèi)容、方法步驟進(jìn)行，選定兩組電路參數(shù)進(jìn)行測量。 f(Hz) T(ms) t(ms) j R=2kW, C=0.1mF f(Hz) T(ms) t(ms) jR=200W, C=2mF五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)由于低頻信號源內(nèi)阻的影響，注意在調(diào)節(jié)輸出頻率時，應(yīng)同時調(diào)節(jié)輸出幅度，使實(shí)驗(yàn)電路的輸入電壓保持不變。六、預(yù)習(xí)思考題1根

19、據(jù)電路參數(shù)，估算兩種電路兩組參數(shù)時的特定頻率。2推導(dǎo)串并聯(lián)電路的幅頻、相頻特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制兩條幅頻特性和兩條相頻特性曲線。找出最大值，并與理論計(jì)算值比較。2討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果3心得體會及其它實(shí)驗(yàn)五 受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解用運(yùn)算放大器組成四種類型受控源的線路原理2 測試受控源轉(zhuǎn)移特性及負(fù)載特性二、實(shí)驗(yàn)器材KHDL1電路原理實(shí)驗(yàn)箱、DY2105數(shù)字萬用表三、實(shí)驗(yàn)原理1 運(yùn)算放大器（簡稱運(yùn)放）的電路符號及其等效電路圖UssUDDUo+UninipUp+_+_+aUninipUp+_+_A0(Up-Un)_+U0b運(yùn)算放大

20、器是一個有源三端器件,它有兩個輸入端和一個輸出端,若信號從“+”端輸入，則輸出信號與輸入信號相位相同，故稱為同相輸入端；若信號從“-”端輸入，則輸出信號與輸入信號相位相反，故稱為反相輸入端。運(yùn)算放大器的輸出電壓為U0=A0(UP- Un)其中A0是運(yùn)放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)，在理想情況下，A0與運(yùn)放的輸入電阻Ri均為無窮大，因此有UP =Un，ip= UP/Rip=0 in= Un /Rin=0這說明理想運(yùn)放具有下列三大特征：（1）運(yùn)放的“+”端與“”端電位相等，通常稱為“虛短路”。（2）運(yùn)放輸入端電流為零，及其輸入電阻為無窮大。（3）運(yùn)放的輸出電阻為零。2運(yùn)放的電路模型是一個受控源-電壓控制電壓

21、源（VCVS），如圖（b）所示，在它的外部接入不同的電路元件，可以構(gòu)成四種基本受控源電路，以實(shí)現(xiàn)對輸入信號的各種模擬運(yùn)算或模擬變換。u1aVCVS+U1U2_b_U1gmU1i2VCCS+3.所謂受控源，是指其電源的輸出電壓或電流是受電路另一支路的電壓或電流所控制的。當(dāng)受控源的電壓（或電壓）與控制支路的電壓（或電流）成正比時，則該受控源為線性的。根據(jù)控制變量的不同可分為四類受控源：電壓控制電壓源（VCVS）、電壓控制電流源（VCCS）、電流控制電壓源（CCVS）、電流控制電流源（CCCS）。電路符號如圖8-2所示。理想受控源的控制支路中只有一個獨(dú)立變量（電壓或電流），另一個變量為零，即從輸入口

22、看理想受控源或是短路（即輸入電阻Ri=0，因而Ui=0）或是開路（即輸入電導(dǎo)為零，因而輸入電流i1=0），從輸出口看，理想受控源或是一個理想電壓源或是一個理想電流源。_+i1U2+_rmi1CCVSCi1i2ai1CCCSd4.受控源的控制端與受控端的關(guān)系稱為轉(zhuǎn)移函數(shù)四種受控源轉(zhuǎn)移函數(shù)參量的定義如下（1） 電壓控制電壓源（VCVS）U2=f（U1）µ=U2/U1稱為轉(zhuǎn)移電壓比（或電壓增益）（2） 電壓控制電流源（VCVS） I2=f（U1）gm=I2/u2稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。（3） 電流控制電壓源（CCVS）U2=f（I1）rm=U2/I1稱為轉(zhuǎn)移電阻。（4） 電流控制電流源（CCCS）I

23、2=f（I1） =I2/I1稱為轉(zhuǎn)移電流比（或電流增益）。5用運(yùn)放構(gòu)成四種類型基本受控源的線路原理分析。（1） VCVS如圖所示轉(zhuǎn)移電壓比: =U2/U1=1+R1/R2（2） VCCS 如圖所示,運(yùn)放的輸出電流il =iR=Un/R=U1/R即運(yùn)放的輸出電流只受輸入電壓的控制,與負(fù)載的大小無關(guān)。轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm=il/ U1=1/R （S）up1kiRRRlLiLU2unU1U1upiLU2RLun10k10kVCVS VCCS（3） CCVS如圖所示,運(yùn)放的輸出電壓U2=-i1R=-isR，即輸出電壓只受輸入電流的控制，與負(fù)載的大小無關(guān)。轉(zhuǎn)移電rm= U2/is（4） CCCS如圖所示轉(zhuǎn)移電流

24、比:=il/is=1+R1/R2U2upuniLRLi1 R1kisR1iLRL1kunU2upisi1R2i21k CCVS CCCS四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 本實(shí)驗(yàn)中受控源全部采用直流電源激勵，對于交流電源或其他電源激勵，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一樣的。1、測量受控源VCCS的轉(zhuǎn)移特性IL=f（U1）及負(fù)載特性IL=f（U2）.（1）固定RL=2K，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源輸出電壓U1，使其在0-5V范圍內(nèi)取值。測量U1及相應(yīng)的IL，測量值U1（V）00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0IL（mA）實(shí)驗(yàn)計(jì)算值gm(S)理論計(jì)算值gm(S)繪制IL=f（U1）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm。(2

25、)保持U1=2V,令RL從0增至5 K,測量相應(yīng)的IL和U2,繪制IL=f(U2)曲線.RL(K)012345IL(mA)U2(V)2、測量受控源CCVS的轉(zhuǎn)移特性U2=f（IS）及負(fù)載特性U2=f（IL）。(IS為可調(diào)直流恒流源，RL為可調(diào)電阻箱。)（1）固定RL=2K，調(diào)節(jié)直流恒流源輸出電流IS，使其在0-0.8mA內(nèi)取值，測量IS及相應(yīng)的U2值，繪制U2=f（IS）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電阻rm。測量值IS（mA）00.10.20.30.40.50.60.70.8U2（V）實(shí)驗(yàn)計(jì)算值rm（K）理論計(jì)算值rm（K）（2）保持IS=0.3mA，令RL從1 K增至，測量U2及IL值，繪制

26、負(fù)載特性曲線U2=f（IL）。RL(K)012345678910U2(V)IL(mA)_+i1U2+_rmi1CCVSC五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在方格紙上分別繪出VCCS CCVS的轉(zhuǎn)移特性和負(fù)載特性曲線，并求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移參量2、 對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作出合理的分析和結(jié)論，總結(jié)四類受控源的認(rèn)識和理解。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 實(shí)驗(yàn)中，注意運(yùn)放的輸出端不能與地短接，輸入電壓不得超過10V。2、 運(yùn)放的工作電源方向不能接錯，否則會燒毀運(yùn)放。實(shí)驗(yàn)六 R、L、C串聯(lián)諧振電路的研究 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)方法測試R、L、C串聯(lián)諧振電路的幅頻特性曲線。2、 加深理解電路發(fā)生諧振的條件、特點(diǎn)、掌握電路的

27、品質(zhì)因數(shù)的物理意義及其測定方法。二、 實(shí)驗(yàn)器材函數(shù)心號發(fā)生器、雙蹤示波器、電路分析實(shí)驗(yàn)箱。三、 實(shí)驗(yàn)原理圖9-1ICUiU0Lfl f0 fh圖9-2II0f0.707I01、 在圖9-1所示的R、L、C串聯(lián)電路中，當(dāng)正弦交流信號源的頻率F改變時，電路中的感抗、容抗隨之而變，電路中的電流也隨F而變。取電路電流I作為響應(yīng)，當(dāng)輸入電壓Ui維持不變時，在不同信號頻率的激勵下，測出電阻R兩端電壓U0之值，則I= U0/R然后以f為橫坐標(biāo),以I為縱坐標(biāo),繪出光滑的曲線,此即為幅頻特性曲線,亦稱電流諧振曲線,如圖9-1所示。2、 在處（XL=XC），即幅頻特性曲線的尖峰所在的頻率點(diǎn)，該頻率稱為諧振頻率，此

28、時電路呈純阻性，電路阻抗的模為最小，在輸入電壓Ui為定值時，電路中的電流I0達(dá)到最大值，且與輸入電壓Ui同相位，從理論上講，此時Ui=UR0=U0，UL0=UC0=QUi，式中的Q稱為電路的品質(zhì)因數(shù)。3、 電路品質(zhì)因數(shù)Q值的兩種測量方法1、 公式法測定： ， UC0與UL0分別為諧振時電容器C與電感線圈L上的電壓。2、 測量諧振曲線的通頻帶寬度f=fh-fl，Q=f0/（fh-fl），fh和fl是失諧時，幅度下降到最大值的0.707倍時上、下頻率點(diǎn)。Q值越大，曲線越尖銳，通頻帶越在窄，電路的選擇性越好，在恒壓源供電時，電路的品質(zhì)因數(shù)、選擇性與通頻帶只決定與電路本身的參數(shù)，而與信號源五官。四、

29、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 按圖9-1電路接線，取C=2200pf，R=510，調(diào)節(jié)信號源輸出電壓為1V（峰峰值）正弦信號，并在整個實(shí)驗(yàn)過程中保持不變。2、 找出電路的諧振頻率f0，其方法是將示波器跨接在電阻兩端，令信號源的頻率由小到大，當(dāng)U0的讀數(shù)為最大時，讀得函數(shù)信號發(fā)生器上在此時的頻率即為諧振頻率f0，并測量U0、UL0、UC0之值，記入表格中。3、 在諧振點(diǎn)兩側(cè)，應(yīng)先測出下限頻率fh和上限頻率fl即相對應(yīng)的UR值，然后再逐點(diǎn)測出不同頻率下的UR值，記入表格中。4、 取C=6800PF，R=2.2K，重復(fù)步驟2、3的測量過程。（數(shù)據(jù)表格）C（pf）R（K）f0（KHZ）U0R（V）UL0（V）UC（V

30、）I0（mA）Q22000.568002.2C（pf）R（K）fhf0flf22000.5f（KHZ）UR（V）I（mA）68002.2f（KHZ）UR（V）I（mA）五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 測量數(shù)據(jù)，繪出不同Q值時的兩條幅頻特性曲線。2、 計(jì)算出通頻帶與Q值，說明不同R時對電路通頻帶與品質(zhì)因數(shù)的影響。3、 對兩種不同的測Q值的方法進(jìn)行比較，分析誤差原因。4、 通過本次實(shí)驗(yàn)，總結(jié)、歸納串聯(lián)諧振電路的特性。六、 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 測試頻率點(diǎn)的選擇應(yīng)在靠近諧振頻率附近多取幾點(diǎn)，在變換頻率測試時，信號的幅度應(yīng)保持不變。2、 測量時示波器的+端應(yīng)接在C與L公共點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)七 RC一階電路的響應(yīng)測試實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

31、1、測定一階電路的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)。 2、學(xué)習(xí)電路時間常數(shù)的測定方法。 3、掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。 4、進(jìn)一步學(xué)會用示波器測繪圖形。實(shí)驗(yàn)器材：KHDL-1電路原理實(shí)驗(yàn)箱 函數(shù)信號發(fā)生器 雙蹤示波器 實(shí)驗(yàn)原理：1、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的過渡過程是十分短暫過程，對時間常數(shù)較大的電路，可用慢掃描長余輝示波器觀察光點(diǎn)的軌跡。然而能用一般的雙蹤示波器觀察過渡過程和測量有關(guān)的參數(shù)，必須使這種單次變化的過程重復(fù)出現(xiàn)。為此，我們利用信號發(fā)生器輸出的方波來模擬階躍激勵信號，即令方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍信號；方波的下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵信號，只要選擇的方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大于電

32、路的時間常數(shù)，電路在這樣的方波序列脈沖信號的激勵下，它的影響和直流電源接通與斷開的過渡過程是基本相同的。2、RC一階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長，其變化的快慢決定于電路的時間常數(shù)。3、時間常數(shù)的測定方法如圖1-a所示電路，用示波器測得零輸入響應(yīng)的波形如圖1-b所示。根據(jù)一階微分方程的求解得知當(dāng)t=時，Uc（）=0.368E，此時所對應(yīng)的時間就等于。亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增長到0.632E所對應(yīng)的時間測得，如圖1-c所示。OEEttE12aOtUc0.6320.368tOUcC圖1bO4、微分電路和積分電路是RC一階電路較典型的電路，它對電路元件參數(shù)和輸入信號的周期有著特定

33、的要求。一個簡單的RC串聯(lián)電路，在方波序列脈沖的重復(fù)激勵下，當(dāng)滿足=RC<<T/2時（T為方波脈沖的重復(fù)周期），且由R端作為響應(yīng)輸出，如圖2-a所示。這就構(gòu)成了一個微分電路，因?yàn)榇藭r電路的輸出信號電壓與輸入信號的電壓的微分成正比。 若將圖中的R與C位置調(diào)換一下，即由C端作為響應(yīng)輸出，且當(dāng)電路參數(shù)的選擇滿足=RC>>T/2條件時,如圖2-b所示即構(gòu)成積分電路,因?yàn)榇藭r電路的輸出信號電壓與輸入信號電壓的積分成正比.tCRUi twa圖2tUiRUctCb 從輸出波形來看,上述兩個電路均起著波形變換的作用,請?jiān)趯?shí)驗(yàn)過程中仔細(xì)觀察與記錄.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:實(shí)驗(yàn)線路板的結(jié)構(gòu)如圖3所示,認(rèn)

34、清R、C元件的布局及其標(biāo)稱值，各開關(guān)的通斷位置等。1、 選擇線路板上R、C元件，令（1） R=10K， C=1000Pf組成如圖所示的RC沖放電電路，E為函數(shù)發(fā)生器輸出，取Um=3V，f=1KHZ的方波電壓信號，并通過兩根同軸電纜線，將激勵源U和響應(yīng)Uc的信號分別連至示波器的兩個輸入口CH1和CH2，這時可在示波器的屏幕上觀察到激勵與響應(yīng)的變化規(guī)律，求時間常數(shù)，并描繪U和Uc波形。（2） 令R=10K，C=3300pF，觀察并描繪響應(yīng)波形，繼續(xù)增大C之值，定性觀察對響應(yīng)的影響。2、 選擇線路板上R、C元件，組成如圖所示的微分電路，令C=3300pF，R=30K。在同樣的方波激勵信號（Um=3V，f=1KHZ）作用下，觀測并描繪激勵與響應(yīng)的波形。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1 示波器的輝度不過亮2 調(diào)節(jié)儀器旋鈕時，動作不要過猛。3 調(diào)節(jié)示波器時，要注意觸發(fā)開關(guān)和電平調(diào)節(jié)旋鈕的配合使用，以使顯示的波形穩(wěn)定。4 作定量測定時，“t/div”，“t/div”的微調(diào)旋鈕位置“校準(zhǔn)”位置。5 為防止外界干擾，函數(shù)信號發(fā)生器的接地端與示波器的接地端要連接在一起（稱共地）。實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1