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文檔簡介

1、每周周一/三的晚上以及周末的全天都有開放實驗室時間,大家可以利用開放時間去將做過的實驗重復(fù)或者復(fù)習(xí)一下,具體開放教室和時間在教3二樓的玻璃窗有給出??荚囎⒁馐马棧?、 1)考試時間2015年6月26日(星期二)下午1400-15:50,共1小時50分鐘(請?zhí)崆叭z查自己的實驗箱,確保無差錯),操作部分:60min.,筆試部分:50min.。2)考試允許帶相關(guān)課本(如電路分析,模擬電路,數(shù)字電路等)及實驗報告,但絕對不能出現(xiàn)打印或復(fù)印資料。2 、操作題:1)設(shè)計(20分):設(shè)計過程完整正確,包括真值表,卡諾圖,最簡表達(dá)式(與非式)和電路原理圖(注意:地址端,使能端,控制端的標(biāo)注及連線);2)操作

2、(20分):實驗箱總電源(黑夾子接地,切記不要接-12V),右下角Vcc和+5V短接,每個芯片(缺口朝左)的電源和地線;3)儀表(10分):耦合方式(直流),波形穩(wěn)定(序列碼用脈寬觸發(fā))且序列碼對著CP畫;其他波形,如計數(shù)器,觸發(fā)器等均采用邊沿觸發(fā)且CH2(長周期信號)為信源。示波器觀測波形時接線使用外接儀表,切記不要隨便按Auto鍵和stop鍵。4)波形(10分):首先畫出CP脈沖,找到上升沿畫虛線以確保信號相位正確;其次,從信號起點開始畫波形(大于一個周期)以下是相關(guān)的一些復(fù)習(xí)資料供大家參考,但是考試內(nèi)容和類型絕不局限于給出的資料,請認(rèn)真全面復(fù)習(xí)做過的所有實驗及相關(guān)的理論知識。9、信號與系

3、統(tǒng)操作實驗請復(fù)習(xí)所做的實驗。 主要掌握的要點: 由所給的電路轉(zhuǎn)換出該電路的電壓傳輸函數(shù)H(s)=V2(s)/V1(s),并能把傳輸函數(shù)化成Multisim所需的標(biāo)準(zhǔn)形式:(A)算子S 在分子的冪次不高于分母的冪次。(B)因需用積分器仿真,算子S 應(yīng)化成1/S 。(C)分母的常數(shù)項化成1。能畫出完整的系統(tǒng)模擬框圖。運用Multisim的模擬器件庫中的積分器、比例放大器、加法器等模塊組構(gòu)系統(tǒng)模擬電路。應(yīng)遵循以下幾個原則: (1)系統(tǒng)模擬電路輸入端必用加法器模塊對輸入信號和反饋信號求和,加法器輸出送積分器模塊(2)根據(jù)S 的最高冪次n,取出n個積分器模塊串接。(3)算子S的系數(shù)使用比例放大器模塊(4

4、)傳輸函數(shù)H(S)的分子是輸出項,分子中各項比例放大器模塊的輸出用加法器求和后成為系統(tǒng)輸出。分母是負(fù)反饋項,其系數(shù)正、負(fù)異號后送輸入端加法器。(5)分母中為1的常數(shù)項不用任何運算模塊例如:10、如下圖所示,寫出該圖的傳輸函數(shù)H(S)(V1是輸入信號、V2是輸出信號)。畫出題中電路對應(yīng)的系統(tǒng)模擬框圖。(20分)寫出傳輸函數(shù)H(S) (10分)畫出題中電路對應(yīng)的系統(tǒng)模擬框圖 (10 分)在Multisim2001環(huán)境中,測試該系統(tǒng)模擬電路的幅頻特性相關(guān)參數(shù)。(10分)(需包含半功率點與諧振頻率點)頻率點3.147KHz3.715KHz4.474KHz電壓比0.7070.99990.707

5、根據(jù)測試數(shù)據(jù)作出該電路的幅頻特性曲線圖。(10分)有波形 5分, 每個參數(shù) 1分.二、筆試題1、試將fo=20KHz,電壓U=5V的理想的正弦波的譜線畫在圖3中。(10分)圖3Uf5v 20KHz2示波器的輸入耦合方式中直流和交流有什么區(qū)別?請分別舉一個實際應(yīng)用的例子加以說明。(10分)直流耦合:信號的交直流成分都能顯示;例如:數(shù)字電路中時鐘信號的測量。交流耦合:信號的交流成分能正常顯示,直流成分不能顯示。例如:測量直流穩(wěn)壓電源中的紋波。3、解釋代維寧定理,并請寫出用半電壓法測量一個線性有源單端口網(wǎng)絡(luò)等效內(nèi)阻的測試步驟。(10分)任何一個線性有源一端口網(wǎng)絡(luò),對外部電路來說,總可以等效為一個理想

6、電壓源和電阻的串聯(lián)。步驟:(1)測單端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Voc(2)輸出端接電阻箱作為負(fù)載電阻u1u2L1L2(3)調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使負(fù)載上電壓等于Voc/2(4)將電阻箱從電路中斷開并測量阻值即等效內(nèi)阻。4、圖4為測量正弦信號相位差時 示波器顯示的波形,測得t的 L2=10ms,L1=5.5ms它們的頻率為 f=1/5.5ms=50Hz , u2與u1之間的相位差為 =180°×(L1/L2)=180°×(5.5/10)=99° 。圖4 5、圖5波特圖儀中VERTICAL和HORIZONTAL的F和I分別表示什么含義?(10分)答:VERTIC

7、AL的F(Final)和I(Initial)分別表示圖中縱向坐標(biāo)的終端和起點值;HORIZONTAL的F和I分別表示圖中橫向坐標(biāo)的終端和起點頻率。 6、能否用圖6所示的電路測量穩(wěn)壓管的正向特性?為什么?(10分)答:不能,因為穩(wěn)壓二極管的正向電阻比較小,電流表的內(nèi)阻與二極管的正向電阻為同一數(shù)量級,因而電流表的分壓不可忽略,對電壓表測量結(jié)果有較大的影響。7、圖1為發(fā)光二極管正向伏安特性的測量電路,一同學(xué)直接將發(fā)光二極管倒過來測量其反向伏安特性。試問這樣對嗎,請說出理由并給出正確的電路。(10分)答:不對。因為直接反過來電路如下 圖1此時電流表測的時二極管和電壓表電流之和,而二極管反向時電阻很大,

8、所以此時電壓表內(nèi)阻對電路的影響較大,電流表上測得的電流與流過發(fā)光二極管的反向電流差別較大。正確電路為8、一串聯(lián)諧振電路如圖2所示。已知R=20,C=47nF,保持電壓U有效值為2V不變,改變其頻率用交流毫伏表觀察電阻上的電壓UR,當(dāng)f=1.25kHz時,URmax=1.6V,試求電感上的線圈電阻r和電感L。(10分) 答:R/(R+r)=1.4/2,得r=5 根據(jù) 9、判斷和填空(10分)(1)交流毫伏表上dbm和dbv刻度線0dB對應(yīng)的電壓分別是_0.775V_和_1V_。 (2) 信號源輸出正弦信號顯示Vpp為20V,按下20dB衰減后信號Vpp=_2V_,有效值U=_0.707V_。(3

9、) 示波器同時觀察M=7計數(shù)器的時鐘信號cp和進(jìn)位信號F時觸發(fā)源應(yīng)該選擇為F。 ()(4) 示波器耦合方式中的DC耦合是指直流耦合,只有直流分量能夠通過示波器顯示出來。(X)(5) 萬用表的電池壞了不影響電流電壓的測量。()10、半功率點頻率是如何定義的。計算圖3電路的半功率點頻率,并簡述實驗中測量半功率點頻率的方法。(10分) 答:在傳輸網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)傳輸信號頻率w=wc時,網(wǎng)絡(luò)輸出功率是最大輸出功率的一半,稱wc為半功率點。 實驗中有兩種方法:(1)利用幅頻特性 圖3找到VR/VS=0.707的頻率點即半功率點;(2)利用相頻特性,用雙跡法找到相位差為45°的頻率點即半功率點。11、采

10、用Multisim軟件對正峰值為4V、負(fù)峰值為4V、頻率為1kHz、占空比為20的矩形波進(jìn)行單邊頻譜分析,可知,其直流分量為 負(fù) (正、負(fù))值,譜線包絡(luò)的第一個零結(jié)點位置為 5k Hz,有效頻帶范圍內(nèi)譜線有 4 條。當(dāng)增大矩形波占空比后,其譜線包絡(luò)的主峰高度 增高 (增高、降低),有效頻帶寬度 減小 (增大、減?。?,有效頻帶范圍內(nèi)高次諧波數(shù)目 減少 (增加、減少)。12、理想的正弦波只有基波分量,而無諧波分量、直流分量 分量。否則說明該正弦波已有失真。 13、請寫出下圖電路的傳輸函數(shù)H(s),并畫出系統(tǒng)模擬仿真圖。(10分) 14、首先令函數(shù)發(fā)生器輸出信號f=1kHz,Uopp=0.5V,波形

11、為正弦。其次將函數(shù)發(fā)生器輸出和示波器本身的校正信號(f=1kHz,Uopp=0.5V,方波)分別送入示波器CH1和CH2通道,調(diào)整相關(guān)旋鈕開關(guān)使兩波形穩(wěn)定顯示,此時兩個信號的峰峰值相同,在Y軸所占的格數(shù)也應(yīng)相同。再其次用交流毫伏表300mV檔分別測量正弦信號和方波信號的電壓值。請分析不同波形用示波器測得的電壓的峰峰值相同,為何用交流毫伏表測得的電壓不同,請說明原因。答:交流毫伏表表盤刻度是依據(jù)正弦有效值確定的,所以測量方波時將產(chǎn)生誤差.如果一定要用交流毫伏表測量非正弦信號電壓,則應(yīng)計算出各種波形的有效值與正弦波有效值的換算關(guān)系,用交流毫伏表測得的初值后, 換算出非正弦的有效值電壓。由于非正弦種

12、類很多,換算不方便,所以多用示波器測量。15、用交流毫伏表測得兩個信號的電平值分別為-12dB和28dB,請問這兩個信號相差多少倍?寫出計算過程。(5分)答:28-(-12)=40dB倍(講課課件中有詳細(xì)解釋)16、在實驗中常有這種現(xiàn)象,當(dāng)把交流毫伏表打至最小檔位時,盡管儀表輸入連線什么都沒接,但是表針還時常出現(xiàn)打表現(xiàn)象,請說明原因。答:(1)未接時,空間產(chǎn)生幾毫伏到幾十毫伏的感應(yīng)電壓或干擾信號,故產(chǎn)生打表現(xiàn)象。(2)交流毫伏表最小檔靈敏度較高或有電磁波或噪聲干擾信號。17、交流毫伏表測量的是 正弦 電壓的 有效 值,dbm是以 600阻抗上消耗 1mW 功率為基準(zhǔn)的。測量的是 絕對 電平值。

13、18、萬用表的交流電壓檔和交流毫伏表都可以測量交流電壓,請指出它們的異同點及適用范圍。答:萬用表的交流電壓檔和交流毫伏表都用于測量正弦交流電壓有效值。萬用表的交流電壓檔適用頻率范圍為40Hz1kHz,有效值小于1V時指針式萬用表不能測量。交流毫伏表適用頻率范圍為5Hz2MHz,有效值電壓測量下限為10 0V??梢姡涣骱练淼倪m用范圍遠(yuǎn)大于萬用表的交流電壓檔。19、下列值應(yīng)用什么儀表來測量: A正弦波的峰峰值 用示波器測量B50kHz正弦波有效值 用交流毫伏表測量C50Hz正弦波有效值 用交流毫伏表測量當(dāng)有效值大于1V時也可用萬用表交流電壓檔測量D直流電壓 用萬用表直流電壓檔測量當(dāng)精度要求不高

14、時也可用示波器測量20、實驗室中函數(shù)發(fā)生器輸出信號為10KHz,在空載時用交流電壓表測得的輸出電壓為1V,若接上100負(fù)載,測得負(fù)載上的電壓預(yù)期值應(yīng)是多少?給出計算公式。解:考慮到函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)阻為50,此時輸出電壓為: (1V×100)÷(100+50)=2/30.67V。21、如圖所示,它是一個RLC串聯(lián)電路,請求出它的諧振頻率f0=?此時電路的等效阻抗Z0=?(10分)。解: Z0=R22、示波器在雙蹤使用時,為了使兩個通道的波形穩(wěn)定的顯示在屏幕上,在什么情況下使用信號強的信號作為觸發(fā)同步信號;在什么情況下使用周期長的信號作為觸發(fā)同步信號。答:同頻下使用強信號作為同步

15、觸發(fā)信號;在不同頻率下(整數(shù)倍)使用頻率低的信號或周期長的信號作為同步觸發(fā)信號。23、可以根據(jù)半功率點Vrt=0.707Vrto的結(jié)論,用交流毫伏表測量電壓的方法確定半功率點的頻率。簡要敘述測試方法。答:1.始終保持輸入信號電壓Vs不變2.改變信號源的頻率,使輸出信號電壓等于0.707Vrto3.觀察信號源上所顯示的頻率4.記錄下該頻率,此頻率即為半功率點的頻率考點在正弦信號相位差測量實驗中24、實驗室中函數(shù)發(fā)生器輸出信號為10KHz,在空載時用交流電壓表測得的輸出電壓為1V,若接上100負(fù)載,測得負(fù)載上的電壓預(yù)期值應(yīng)是多少?給出計算公式。解:考慮到函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)阻為50,此時輸出電壓為: (

16、1V×100)÷(100+50)=2/30.67V。25、用示波器顯示TTL電平時,其輸入耦合方式選擇DC(直流)_(DC(直流)、AC(交流)、GND(接地));當(dāng)雙蹤顯示頻率相同、幅度分別為5mv和1V的兩個正弦波形時,觸發(fā)信源選擇幅度為_1V_的那一路。當(dāng)頻率不同,但兩路波形的頻率具有整數(shù)倍關(guān)系時,選擇周期_長_(長、短)的那一路作觸發(fā)信源。26、若使用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生t mV信號,寫出主要調(diào)節(jié)步驟。(10分) =500 f=250Hz(1) 打開開關(guān)。(2) 選擇正弦波信號。(3) 設(shè)置頻率為250Hz。(4) 設(shè)置幅度為4mV。27、電路如圖所示,C=0.1&#

17、181;f,R=1K。(1)請計算出該電路的截止頻率。定性畫出該電路的幅頻和相頻曲線。圖上標(biāo)出截止頻率點。(2)應(yīng)用雙跡法測試上圖電路在下表中各頻率點的相位差,數(shù)據(jù)填入表內(nèi)。(保持輸入信號VS的有效值為1V)。F(Hz) 1000 1300 1600 1800 L1 1.6 1.1 0.8 0.6 L2 5 3.8 3.1 2.7 57.6° 52.1° 46.5° 40°(3)寫出雙跡法測量正弦信號相位差的測試步驟。 解:1、先在實驗箱上根據(jù)RC耦合電路連接電路。 2、函數(shù)發(fā)生器的信號取有效值US=1V的正弦波,幅值設(shè)為2.8V左右,頻率設(shè)為1592H

18、Z,將信號輸出。 3、示波器置雙蹤工作方式,輸出送CH1、輸出送CH2,并時刻調(diào)節(jié)CH1波形中的均方根值即使US=1V。 4、根據(jù)表格要求調(diào)整頻率,適當(dāng)調(diào)整示波器,“CH1”和“CH2”的縱向顯示高度,并適當(dāng)移位,使兩個波形對稱橫坐標(biāo)軸,并時刻追蹤Vrm1=1V。 5、調(diào)整示波器,使波形都在同一水平方向上顯示適當(dāng)格數(shù),讀測L1、L2并記錄下來。 6、改換信號源輸出頻率,重復(fù)測L1、L2并記錄。 7、根據(jù)公式=180°(L1/L2)計算,并作圖。90°45°28、設(shè)有一個Vmin= 3V、Vmax=5V,100KHz的正弦信號,要在示波器上顯示該信號2個周期的滿屏波形,請寫出示波器X、Y軸的設(shè)置單位和耦合方式。并畫出該信號波形。解:T=1/f=1/100×1000=10-5=10µs X軸:1V/格 Y軸:2µs/格 耦合方式:直流耦合29、請說出萬用表交流電壓檔與交流毫伏表在測量上的差別。解:1、電壓測量范圍不同; 2、測量頻率范圍不同;3、輸入阻抗不同;4、精度不同。30、方波發(fā)生器如圖所示,電路中兩個穩(wěn)壓值為3V的穩(wěn)壓二極管的作用是什么?輸出的方波幅度為多少?如果換成普通二極管,輸出會發(fā)生什么變化?解:(1) 限幅(2) 輸出幅度&#

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