西南科技大學(xué)高級電工期末實驗報告

1、 Southwest university of science and technology 高級電工實驗報告課程名稱： 高級電工電子實驗 姓 名： 學(xué) 號: 班 級： 指導(dǎo)教師： 劉 涇 評 分： 學(xué)院： 年 月電工部分實驗一 基爾霍夫定律和疊加定理的驗證1.1 實驗?zāi)康模?）加深對參考方向的理解（2）加深對基爾霍夫定律的理解1.2儀器設(shè)備序號名稱型號與規(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點位電壓測定實驗電路板-1DJG-036疊加定理實驗電路板-1DJG-031.3實驗原理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，對任一結(jié)點，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。 基爾霍夫定律表達式中的電流和電壓都是代數(shù)量，運用時，必須預(yù)先任意假定電流和電壓的參考方向。當(dāng)電流和電壓的實際方向與參考方向相同時，取值為正；相反時，取值為負(fù)?；鶢柣舴蚨膳c各支路元件的性質(zhì)無關(guān)，無論是線性的或非線性的電路，還是含源的或無源的電路，它都是普遍適用的。 2疊加原理 在線性電路中，有多個電源同時作用

3、時，任一支路的電流或電壓都是電路中每個獨立電源單獨作用時在該支路中所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。某獨立源單獨作用時，其它獨立源均需置零。（電壓源用短路代替，電流源用開路代替。）線性電路的齊次性（又稱比例性），是指當(dāng)激勵信號（某獨立源的值）增加或減小K倍時，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驗數(shù)據(jù)被測量I1/mAI2/mAI3/mAU1/ VU2/VUFA/VUAB/VUAD/VUCD/VUDE/V測量值1.935.997.916120.98-5.994.04-1.980.98計算值1.925.997.916120.98-5.994.03-1.980.98 疊加定理中電流與電壓實驗數(shù)據(jù) 測量項目實驗內(nèi)容

7、I1/ mAI2/ mAI3/ mAU1/ VU2/ VUAB/ VUCD/ VUAD/ VUDE/ VUFA/ VU1單獨作用4.32-1.203.19601.1980.401.592.202.20計算值4.32-1.203.19601.200.401.632.22.20U2單獨作用-2.407.194.79012-7.19-2.372.44-1.22-1.22計算值-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計算值1.925.997.916120.98-5.994.03-1

8、.981.981.7思考題1、根據(jù)實驗結(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，在任一瞬間流出（流入）該節(jié)點的所有電流的代數(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、在實驗驗證基爾霍夫定律時，可否直接使用測量數(shù)據(jù)求和？為什么？答：不能。因為基爾霍夫定律中規(guī)定了電流方向，同向為正，反向為負(fù)，而測量得到的結(jié)果并未注明方向，因此不能進行求和。實驗二 戴維南定理的研究2.1實驗?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實驗原理任何一個線性網(wǎng)絡(luò)，如果只研究其中的一個支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看做一個有源一端口網(wǎng)絡(luò)。而任何一個線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)對外部電路的作用，可用一個等效電壓源和等效電阻串聯(lián)來代替。等效電壓源的電壓等于一端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，等效內(nèi)阻等于一端口網(wǎng)絡(luò)中各電源均為零時（電壓源短接，電流源斷開）無源一端口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻R0。這個結(jié)論就是戴維南定理。 2.3理論計算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，對應(yīng)的電路如圖2.4.2-2.4.7所示圖2.4.2 電壓約為1V時圖2.4.3電壓約為2V時圖2.4.4電壓約為3V時圖2.4.5電壓約為4V時圖2.4.6電壓約為5V時圖2.4.7電壓約為6V時三、數(shù)據(jù)被測有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的實驗數(shù)據(jù)UOC18.333VRO1500UOC28.333VRO2500UOC8.333VRO500ISC16.666mA戴維南

11、等效模型外特性的實驗數(shù)據(jù)U/V123456I/mA31.28029.15827.30725.29923.56621.503實驗三 三相星型聯(lián)結(jié)電路3.1電路圖（1）對稱有中線UAB，UBC，UCA如圖3.1.1所示圖3.1.1 對稱有中線（2）對稱無中線UAB，UBC，UCA如圖3.1.2所示圖3.1.2 對稱無中線（3）不對稱有中線UAB，UBC，UCA如圖3.1.3所示圖3.1.3 不對稱有中線（4）不對稱無中線UAB，UBC，UCA如圖3.1.4所示圖3.1.4 不對稱無中線（5）對稱有中線UAN， UBN， UCN 如圖3.1.5所示圖3.1.5 對稱有中線（6）對稱無中線UAN， U

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

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

14、/V線電壓/mA中線電流UABUBCUCAUANUBNUCNUNNIAIBICIN對稱有中線207.801207.802207.802119.975119.985119.9740186.001186.001186.036185.965mA無中線207.801207.802207.803119.974119.975119.9740186.001186.001186.03610.817uA不對稱有中線207.801207.802207.803119.974119.976119.9740185.926124.009123.998164 mA 無中線207.8207.802207.803119.633

15、119.975119.9740159.36133.749133.73834.977uA實驗四 三相三角形聯(lián)結(jié)電路4.1電路圖（1）對稱負(fù)載UAB，UBC，UCA如圖4.1.1所示圖4.1.1 對稱負(fù)載（2）不對稱負(fù)載UAB，UBC，UCA如圖4.1.2所示圖4.1.2 不對稱負(fù)載（3）對稱負(fù)載IA，IB，IC如圖4.1.3所示圖4.1.3 對稱負(fù)載（4）不對稱負(fù)載IA，IB，IC如圖4.1.4所示圖4.1.4 不對稱負(fù)載（5）對稱負(fù)載IAB，IBC，ICA如圖4.1.5所示圖4.1.5 對稱負(fù)載（6）不對稱負(fù)載IAB，IBC，ICA如圖4.1.6所示圖4.1.6 不對稱負(fù)載4.2數(shù)據(jù)三角形負(fù)載

16、的測試參數(shù)測量數(shù)據(jù)負(fù)載情況線電壓=相電壓/V線電流/mA相電流/mAUABUBCUCAIAIBICIABIBCICA對稱207.819207.812207.814774.236935.99568.123644.215429.494214.746不對稱207.808207.796207.798568.122429.45214.728429.49211.871uA214.746實驗五 三相電路功率的側(cè)量5.1實驗?zāi)康?（1）學(xué)習(xí)并驗證用一表法和二表法測量三相電路的有功功率。 （2）進一步熟練掌握功率表的接線和使用方法。5.2實驗原理二表法：對于對稱電路中的三線三相制電路，或者不對稱三相電路中，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測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)和等于待測的三相功率。圖5.2.1 實驗原理圖5.3實驗步驟（1）一表法1、無電容：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 無電容PA示數(shù)圖5.3.2無電容PB示數(shù)圖5.3.3無電容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、無電容對稱負(fù)載P1，P2，如圖5.3.7所示圖5.3.7 無電容對稱負(fù)載2、無電容不對稱負(fù)載P1，P2，如圖5.3.8所示圖5.3.8 無電容不對稱負(fù)載3、有電容對稱負(fù)載P1，P2，如圖5.3.9所示圖5.3.9 有電容對稱負(fù)載4、有電容不對稱負(fù)載P1，P2，如圖5.3.10所示圖5.3.10 有電容不對稱負(fù)載5.4數(shù)據(jù)負(fù)載情況測量數(shù)據(jù)PA/WPB/WPC/W有電容72.989152.058152.101無電容112.498112.530112.535表5.4.1 一表法電容負(fù)載P1/WP

19、2/WP/W無對稱112.518112.528225.046不對稱74.997111.840186.837有對稱72.990152.059225.049不對稱35.525152.059187.584表5.4.2 二表法實驗六 三相異步電動機的基本控制6.1實驗?zāi)康模?）實現(xiàn)上哪想異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制（2）掌握常用低壓控制器的使用6.2實驗原理通過SB1鍵可以對電路進行制動, 通過SBF和SBR鍵, 可以對電路進行正反轉(zhuǎn)啟動, 其原理就是對于接觸器KMF和KMR進行控制, 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), 達到電機正反轉(zhuǎn)的目的。6.3電路圖1、正轉(zhuǎn)（按下J1

20、2）圖6.3.1 電動機正轉(zhuǎn)2、反轉(zhuǎn)（按下J13）圖6.3.2 電動機反轉(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實驗七 指針式萬用表的設(shè)計與仿真7.1萬用表設(shè)計要求（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)計原理7.2.1直流電流的測量和理論計算（1）表頭量程擴展電路方案選擇表頭內(nèi)阻為978歐，為了計算方便，在表頭上串聯(lián)一個電阻，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）表頭擴展量程并聯(lián)電阻的算法RS（IG-Ig）-IgRG=0則對于本案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直流電壓的測量和理論計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交流電流的測量和理論計算磁電儀表可以測量周期電流的整流平均值，對于正弦電流，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，萬用表常利用測量半波整流平均值，對應(yīng)測量正弦電

24、流值 本例的萬用表綜合表頭最小量限為IG=60uA,則Imin=133uA為了設(shè)計方便，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，二極管反向穿透電壓的泄露，整流效率對于鍺管為0.98，硅管為0.99。 本例萬用表內(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，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交流電壓的測量和理論計算流經(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，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，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，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，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，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，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擋電子部分實驗一 常用電子儀器、儀表的使用1.1實驗?zāi)康模?） 認(rèn)識常用電子、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)會附錄簡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數(shù)量(臺）設(shè)備編號Agilent函數(shù)發(fā)生器DG1022U11萬用表UT80212毫伏表UT63213雙蹤示波器V

28、P-5220D14多功能試驗箱151.3實驗原理電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗常用儀器、儀表同實驗電路的關(guān)系框圖，如下圖1.3所示：直流穩(wěn)壓電路函數(shù)信號發(fā)生器被測實驗電路雙蹤示波器測量儀器儀表圖 1.3 實驗原理圖1.4實驗步驟及數(shù)據(jù)記錄處理（1） 熟悉實驗儀器、儀表等。連線前在實驗平臺上檢驗導(dǎo)線是否正常。（2） 用萬用表電壓檔測試實驗平臺相關(guān)的直流輸出電壓。1.4.1 仿真實驗1) 按實物，在multisim仿真軟件中仿出多功能實驗箱。2) 在multisim中用萬用表電壓檔測試仿真多功能實驗箱相關(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實測值

29、/V5912-12-5誤差/V00000表 1.4.1.1 萬用表電壓檔測試結(jié)果圖 1.4.1.1 電壓檔測試3) 用萬用表電阻檔測試實驗平臺相關(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 1.4.1.2萬用表電阻檔測試結(jié)果標(biāo)稱值/0-1k0-50k0-10k實測值/0-1k0-50k0-10k誤差/000.00800.0010圖 1.4.1.2 電阻檔測試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毫伏表測量值有效值不填不填不填示波器測量值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)生器測試結(jié)果1.4.2 實驗室實驗1) 實驗室中用萬用表電壓檔測試實驗平臺相關(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 萬用表電壓檔測試結(jié)果標(biāo)稱值/V+5+9+12-12-5實測值/V5.0479.14812.170-11.947-5.010誤差/V-0.047-0.148-0.170-0.0530.012) 用萬用表電阻檔測試實驗平臺相關(guān)的電位器參數(shù)范圍。實驗數(shù)據(jù)記錄入下表1.4.2.2中。表 1.4.2.2 萬用表電阻檔測試結(jié)果電阻檔自選檔位/2k200k20k標(biāo)稱值/0-1k0-50k0-10k實測值/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)生器的輸出信號幅度調(diào)到10，然后將函數(shù)發(fā)生器測試線同示波器相連，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。實驗數(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毫伏表測量值有效值3.548V0.359V36.3mV示波器測量值VP-P9.36V0.79kHz0.93V0.7

33、6kHz91mV0.56kHz表 1.4.2.3 函數(shù)發(fā)生器測試結(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量直流信號？對非正弦信號的有效值可以直接用到晶體管毫伏表的測量嗎？答：能測，晶體管毫伏表很敏感，自然界的靜電都能擊穿它。所以所測的電壓電壓要具有穩(wěn)定性，不然會擊穿毫伏表的；但非正弦信號不能直接測量，交流表測的是平均值跟據(jù)平均值與有效值的比例來顯示，其他信號比例變了，計算出比例就行。（3）示波器已能正常顯示波形時，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。舉例說明：一個信號的周期是1ms，一般示波器的屏幕橫向10格。當(dāng)一格為1ms時，全屏是10ms，可以顯示10個周期。當(dāng)一格為10us時，全屏是100us，現(xiàn)在連一個周期都顯示不了。所以結(jié)論是減少。（4）用示波器定量測量波形幅度和周期時，要讀精確，應(yīng)注意把那兩個旋鈕順時針旋到底。答：注意將示波器輸入衰減微調(diào)旋鈕順時針旋到底,置于CAL位置。實驗二 晶體管單管放大電路的測試2.1實驗?zāi)康?) 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)的測量方法。3) 進一步掌握輸入電阻、輸出電阻及最大不

35、失真輸出電壓的測試方法。2.2儀器設(shè)備、主要元器件名稱型號設(shè)備編號數(shù)量實驗室示波器VP-5220D 20M11函數(shù)發(fā)生器DG1022U21實驗室毫伏表UT63231實驗室萬用表UT80241實驗箱512.3實驗原理1) 雙極型晶體管單管放大器實驗電路圖 2.3 雙極型晶體管單管放大器實驗電路2) 理論公式算法2.4實驗步驟2.4.1 理論計算 當(dāng)時， 當(dāng)時，表 2.4.1.1 計算數(shù)值電壓計算值電流計算值（V）（V）（V）（V）（mA）（mA）2.258.621.559.759.401.41表 2.4.1.2 計算數(shù)值條件測算RL-19.94-9.972.4.2 仿真實驗1) 在multisi

36、m中按圖2.3連接。2) 靜態(tài)工作點的測試。按實驗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。用實驗法調(diào)好電路，測試記錄各點的靜態(tài)工作點（如圖2.4.2.1），使輸入信號狀態(tài)為懸空（輸入為0v），測試并記下 ，及。記錄入表2.4.2.1中。3) 放大倍數(shù)測試 在上一步基礎(chǔ)上，用示波器或毫伏表分別測量及時輸出電壓和輸出電壓,并計算放大倍數(shù)，填入表2.4.2.2。4) 觀察工作點對輸出波形的影響。保持輸入信號不變，增大和減小,觀察波形變化，測量并記錄入表 2.4.2.3。圖2.4.2.1 各點的靜態(tài)工作點實測測算（V）（V）（V）V）（mA）（mA）2.1

37、418.7981.4789.8598.871.33表 2.4.2.1 仿真數(shù)值條件實測測算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 實驗室實驗1) 照圖用專用導(dǎo)線接好電路。2) 靜態(tài)工作點的測試：按實驗電路圖連接接好函數(shù)發(fā)生器和示波器，接通電源，按照實驗要求調(diào)整好相應(yīng)實驗參數(shù)。用實驗法調(diào)好電路，測試記錄各點的靜態(tài)工作點，使輸入信號狀態(tài)為懸空（輸入為0v），測試并記下 ，及。數(shù)據(jù)記錄入表 2.4.3.1中。3) 放大倍數(shù)測試：在上一步基礎(chǔ)上，用示波器或毫伏表分別測量及時輸出電壓和輸出電壓,并計算放大倍數(shù)。記錄入表 2.4.3.2中。4) 觀察工作點對輸出波形的影響：保持輸入信號不變，增大和減小,觀察波形變化，測量并記錄入表 2.4.3.3中。表 2.4.3.1 實測數(shù)值實測測算（V）（V）（

39、V）V）（mA）（mA）2.5447.6551.9079.4616.4693.189表 2.4.3.2 實測數(shù)值條件實測測算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，主要是因為靜態(tài)工作點選的不對，偏高或偏低，靜態(tài)工作點偏高

40、，會導(dǎo)致信號在正半波時使得三極管進入飽和區(qū)域，電流ic達到飽和，與ib的比值不是發(fā)生了正波被削掉了峰值靜態(tài)工作點偏低，信號在負(fù)半波時三極管進入截止?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，可以針對失真的實際情況，改變靜態(tài)工作點，使三極管工作在放大狀態(tài) 即通過調(diào)整基極的偏置電阻來改變靜態(tài)偏置電流IB來改變靜態(tài)工作點 也可以引入負(fù)反饋，來降低放大倍數(shù)，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。（2）RL對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； 因為從共射放大電路的電壓放大倍數(shù)計算公式：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）為什么測試靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)測試要用不同的儀表？ 答：靜態(tài)參數(shù)是在只有直流電的情況下測量的，而動態(tài)參數(shù)是在有交流電的情況。故需用不同儀表。實驗三 集成運算放大器的線性應(yīng)用驗證3.1實驗?zāi)康模?）進一步理解典型集成運放線性運用的原理。（2）掌握集成運放調(diào)零的方法。（3）掌握集成運算放大器組成的比例運算、加法等應(yīng)用電路的參數(shù)測量。（4）熟悉實驗方法及仿真方法，仿真實驗表中的實驗結(jié)果。3.2儀器設(shè)備、主要元器件名稱型

42、號設(shè)備編號數(shù)量備注實驗室示波器VP-5220D 20M11函數(shù)發(fā)生器DG1022U21實驗室毫伏表UT63231實驗室萬用表UT80241實驗箱513.3實驗原理1) 理論算法公式對于理想運放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為： 其中、分別對應(yīng)實驗電路圖中的和。2) 實驗電路圖（圖 3.3）圖 3.3 整體電路圖3.4實驗內(nèi)容和步驟3.4.1基本步驟（1）能對實驗所用儀器、儀表及元器件的質(zhì)量進行檢驗和判斷。（2）集成運放調(diào)零和簡易直流信號源的構(gòu)建與測量。（3）按實驗原理圖接線。（注意：這一步不能帶電操作）（4）通電自檢電路，有問題用常用儀器、儀表檢查，排除。（5）電路正常，開始實驗。（6

43、）實驗結(jié)束收拾好實驗臺，結(jié)果交老師驗收，記住用過的儀器儀表關(guān)掉電源，放回原位。3.4.2反相比例運算電路具體步驟（1）按照圖 3.3在multisim里構(gòu)建實驗電路圖。（2）輸入表中直流電壓，用萬用表直流電壓檔測量輸出電壓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，測量相應(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)系項目參數(shù)與波形（V)499.926mV紅色波形測算值計算值-10.053-10(V)-5.026V藍色波形3.4.3 虛擬運放實驗板1）構(gòu)建實驗圖，如圖3.4.3.1所示圖3.4.3.1 運放實驗板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100千歐實驗四 迷你小功放1. 實驗?zāi)康?） 進一步理解典型集成運放線性運用的原理。2）掌握集成運放調(diào)零的方法。3）掌握用集成運算放大器組成的比例運算、加法等應(yīng)用電路參數(shù)測量。 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 100mV150mV。3. 小功放工作原理 迷你小功率放大器的功能是將手機、MP3 和其它音響設(shè)備的耳機插孔輸出的 聲音進行功率放大，以滿足揚聲器的要求。4. 各部分仿真圖4.1 TDA2030