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PAGE電路、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)揚(yáng)州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二○一一年二月目錄電路理論基礎(chǔ)部分緒論 1實(shí)驗(yàn)一疊加原理的驗(yàn)證 7實(shí)驗(yàn)二戴維南定理 9實(shí)驗(yàn)三受控源的實(shí)驗(yàn)研究 13實(shí)驗(yàn)四RLC串聯(lián)諧振電路的研究 21實(shí)驗(yàn)五RC一階電路的響應(yīng)測(cè)試 24實(shí)驗(yàn)六儀器內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響 27實(shí)驗(yàn)七正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究 28實(shí)驗(yàn)八三相交流電路電壓、電流的測(cè)量 31附錄A直流穩(wěn)壓電源原理與使用 34附錄B函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的原理與使用 36附錄C萬(wàn)用表的原理與使用 38附錄D晶體管毫伏表的原理與使用 41附錄E示波器的原理與使用 43附錄F功率表的原理與使用 53信號(hào)與系統(tǒng)部分實(shí)驗(yàn)一基本運(yùn)算單元 57實(shí)驗(yàn)二非正弦周期信號(hào)的分解與合成 63實(shí)驗(yàn)三無(wú)源和有源濾波器 66實(shí)驗(yàn)四二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬 70實(shí)驗(yàn)五系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的模擬解 74實(shí)驗(yàn)六二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡的顯示 77實(shí)驗(yàn)七信號(hào)的采樣與恢復(fù) 81實(shí)驗(yàn)八信號(hào)頻譜的測(cè)試 84附錄1TKSS-C型信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱使用說(shuō)明 86附錄2XJ4630型慢掃描二蹤示波器使用說(shuō)明 89附錄3S101型函數(shù)發(fā)生器使用說(shuō)明 96附錄4QP374Ⅱ型選頻電平表使用說(shuō)明 97?PAGE102?緒論電路理論基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是電路理論課程教學(xué)的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)必要的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合,鞏固所學(xué)知識(shí),開(kāi)拓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維。通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)有關(guān)電路連接、電量測(cè)量等實(shí)驗(yàn)技巧,學(xué)會(huì)掌握常用儀器、儀表的基本原理與使用方法,學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)測(cè)量中學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的獲取和處理、各種現(xiàn)象的觀察及分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,通過(guò)書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理、歸納和總結(jié),為學(xué)生今后從事工程技術(shù)工作和科學(xué)研究打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。一、本課程與其他相關(guān)課程的聯(lián)系和區(qū)別1.與物理實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系與區(qū)別物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)目的在于豐富教學(xué)形式,活躍教學(xué)氣氛,加深概念理解及培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)操作要認(rèn)真、觀察要細(xì)心、測(cè)量結(jié)果要準(zhǔn)確。只有這樣,所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能和理論保持一致或有新的發(fā)現(xiàn)。因此,對(duì)物理實(shí)驗(yàn)這一教學(xué)環(huán)節(jié)的要求是一絲不茍的,這也是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論學(xué)科應(yīng)具有的科學(xué)態(tài)度。不過(guò),設(shè)計(jì)性及應(yīng)用型的實(shí)驗(yàn)在工科的物理實(shí)驗(yàn)中也正在逐步受到重視?!半娐防碚摶A(chǔ)實(shí)驗(yàn)”屬于工程學(xué)科范疇,除應(yīng)具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度外,還應(yīng)注重其實(shí)用性,要多從工程的角度去處理問(wèn)題。如測(cè)量精度的處理,在物理實(shí)驗(yàn)中,為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果,常采用多次測(cè)量求平均值的方法來(lái)排除隨機(jī)誤差,以提高測(cè)量準(zhǔn)確度;而在電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中,從工程的角度考慮,僅需滿足使用要求——達(dá)到一定的測(cè)量精度就夠了(自動(dòng)測(cè)量除外),處理的多為一次性測(cè)量誤差,有時(shí)甚至不需要得出具體值,只要觀察到有無(wú)信號(hào)即可,如檢查故障及定性分析。因此,電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)的是正確的實(shí)驗(yàn)(測(cè)量)過(guò)程及用工程觀點(diǎn)處理問(wèn)題的方法。需要注意的是:從工程角度處理問(wèn)題并不等于粗枝大葉,不要精度,而是強(qiáng)調(diào)不要把精力、時(shí)間太多地花費(fèi)在使用價(jià)值不大的追求高精度上,因?yàn)楦呔仁且咄度说摹R坏?shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)條件確定之后,如何利用現(xiàn)有設(shè)備,提高測(cè)量精度并確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確無(wú)誤,也是本課程研究的問(wèn)題之一。2.與理論課的聯(lián)系與區(qū)別“電路理論基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”與“電路分析”課有著密切的聯(lián)系。“電路分析”是“電路理論基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課的理論基礎(chǔ),一般為先修課,但前者的邏輯思維方式、處理問(wèn)題的方法及解決問(wèn)題的手段與后者有著很大不同。一般理論課采用的思維方式、研究對(duì)象,是探討問(wèn)題在理論上的可行性及如何解決這些問(wèn)題的方法。處理問(wèn)題時(shí)往往是把一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化、理想化、抽象化,突出主要矛盾,忽略次要矛盾,解決問(wèn)題時(shí)多以數(shù)學(xué)為工具(仿真軟件的應(yīng)用也是建立在數(shù)學(xué)模型上的)。實(shí)驗(yàn)課采用的思維方式、研究對(duì)象,則是如何把一個(gè)成熟的理論、一個(gè)設(shè)計(jì)方案付諸實(shí)施,注重的是系統(tǒng)的實(shí)用性、可靠性等。處理問(wèn)題時(shí)考慮的是各種因素的共同影響,講究的是整體效果,面對(duì)的是問(wèn)題的客觀性、具體性,解決問(wèn)題的工具是各種儀器設(shè)備,目前更為關(guān)注的是利用實(shí)驗(yàn)手段來(lái)分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的過(guò)程和方法。3.與仿真軟件的聯(lián)系與區(qū)別使用電路仿真軟件可以進(jìn)行虛擬電路實(shí)驗(yàn),給同學(xué)們的理論課學(xué)習(xí)提供了更接近理想的教學(xué)環(huán)境。可以說(shuō),電路仿真軟件是一種很好的學(xué)習(xí)工具。另一方面,不管是在系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)中,還是在后期電路參數(shù)的調(diào)整中,電路仿真軟件的使用都會(huì)給開(kāi)發(fā)者帶來(lái)很大益處。它既可縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,又可節(jié)省大量的硬件費(fèi)用開(kāi)支,因此也是工程技術(shù)人員的有利幫手。在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前,先對(duì)要做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真,可預(yù)知實(shí)驗(yàn)結(jié)果、了解實(shí)驗(yàn)的各個(gè)過(guò)程,這樣會(huì)對(duì)此次實(shí)驗(yàn)起到事半功倍的作用。但是,有些工作目前乃至將來(lái)也不可能在仿真軟件上進(jìn)行,如分布參數(shù)的影響、集中接地問(wèn)題、電磁兼容及器件標(biāo)稱值對(duì)電路的影響等。這方面的工作還必須在實(shí)驗(yàn)室中,通過(guò)搭接實(shí)際電路,再經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量才能完成。因此,仿真軟件可以幫助同學(xué)們了解電路的工作過(guò)程,確定系統(tǒng)的可行性,但解決不了工藝問(wèn)題,代替不了技能訓(xùn)練;仿真結(jié)果不能當(dāng)成真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,虛擬儀器的使用也代替不了電子儀器的實(shí)際操作。二、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)際需要,提出目標(biāo)要求,尋求一種實(shí)際電路,達(dá)到預(yù)定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模Q為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。1.查閱資料,尋求實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提出的要求,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。查閱理論教材及相關(guān)資料,確定實(shí)驗(yàn)中可能運(yùn)用到的理論知識(shí),即實(shí)驗(yàn)原理。例如,實(shí)驗(yàn)一中要求驗(yàn)證疊加原理,目的很明確,即驗(yàn)證,原理為疊加原理,實(shí)驗(yàn)者必須清晰的了解疊加原理的內(nèi)涵。2.規(guī)劃實(shí)驗(yàn)?zāi)K實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這一過(guò)程很靈活,即便是同一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,不同的?shí)驗(yàn)者可能會(huì)有不同的思路來(lái)實(shí)現(xiàn)。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中,建議采用模塊化和層次化的設(shè)計(jì)思想,自上而下、由大到小、逐步求精。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)原理,對(duì)實(shí)驗(yàn)按功能進(jìn)行模塊化劃分,畫(huà)出框圖,考慮各模塊的整體功能,規(guī)劃設(shè)計(jì)思想和方向。例如,實(shí)驗(yàn)一中可劃分為3個(gè)功能模塊,即E1單獨(dú)作用,E2單獨(dú)作用和E1、E2共同作用。3.模塊細(xì)化為了實(shí)現(xiàn)各實(shí)驗(yàn)?zāi)K的具體功能,首先應(yīng)考慮實(shí)驗(yàn)條件,即實(shí)驗(yàn)室能提供的儀器及材料,設(shè)計(jì)出符合實(shí)際的電路結(jié)構(gòu)和器件,進(jìn)而計(jì)算出電路的各參數(shù),并估算出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如,實(shí)驗(yàn)一中第一模塊,首先確定電路結(jié)構(gòu),然后確定E1及3個(gè)電阻的阻值。在確定E1時(shí),要考慮實(shí)驗(yàn)室提供的直流電源在0~30V之間,例如初步確定為6V。然后考慮各電阻值,如提供的電流表最大量程為100mA,則電路中的電流應(yīng)考慮在30~80mA之間。有條件的可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),以初步檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性。4.寫(xiě)出設(shè)計(jì)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括目的、原理、電路設(shè)計(jì)依據(jù)、具體的計(jì)算、預(yù)計(jì)的內(nèi)容和步驟、記錄數(shù)據(jù)的表格、數(shù)據(jù)處理的方法、可行性分析、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果等項(xiàng)目。三、實(shí)驗(yàn)規(guī)程1.課前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行和收到預(yù)期效果,很大程度上取決于預(yù)習(xí)準(zhǔn)備得是否充分。因此,在預(yù)習(xí)過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)和教材中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。明確實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容,了解實(shí)驗(yàn)的基本原理以及實(shí)驗(yàn)的方法、步驟。搞清楚實(shí)驗(yàn)中哪些現(xiàn)象要觀察,哪些數(shù)據(jù)要記錄以及哪些事項(xiàng)應(yīng)注意。2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)良好的工作方法和操作程序,是使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的有力保證。實(shí)驗(yàn)一般按照下列程序進(jìn)行:(1)學(xué)生在規(guī)定的桌位上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),保持實(shí)驗(yàn)室安靜,不得擅自接通電源。認(rèn)真聽(tīng)教師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及注意事項(xiàng)。按本次實(shí)驗(yàn)設(shè)備和主要器材清單進(jìn)行清點(diǎn)。注意實(shí)驗(yàn)設(shè)備的規(guī)格、量程和操作規(guī)程,不了解性能和用法時(shí)不得隨意使用該設(shè)備。做好實(shí)驗(yàn)桌面的整潔工作,暫不用的設(shè)備整齊地放在一邊。做好數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)備工作。(2)連接電路。嚴(yán)格遵守“先接線后通電,先斷電后拆線”的操作程序;嚴(yán)禁帶電操作,發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象(聲響、發(fā)熱、焦臭味等)應(yīng)立刻斷開(kāi)電源,并及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師檢查處理。將儀器、儀表合理布置,使之便于操作、讀數(shù)和接線。合理布局的原則是:安全、方便、整齊、防止相互影響。接線前先弄清楚電路圖上的節(jié)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)電路中各元件接頭的對(duì)應(yīng)關(guān)系,先把元件參數(shù)調(diào)到應(yīng)有的數(shù)值,調(diào)壓設(shè)備及電源設(shè)備應(yīng)放在輸出電壓最小的位置上,然后按電路圖接線。根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選擇合理的接線步驟,一般是“先串后并,先主后輔”,養(yǎng)成良好的接線習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)線路的連接應(yīng)力求簡(jiǎn)便、清楚、便于檢查。走線要合理,導(dǎo)線的長(zhǎng)度、粗細(xì)選擇適當(dāng),防止連線短路。接線端頭不要過(guò)于集中于某一點(diǎn),電表接頭上非不得已不接2根導(dǎo)線。接線松緊要適當(dāng),不允許在線路中出現(xiàn)沒(méi)有固定端鈕的裸露接頭。(3)電路檢查。連線完畢后,不要急于通電,應(yīng)仔細(xì)檢查,經(jīng)自查無(wú)誤并請(qǐng)教師復(fù)查同意后,才能夠通電開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。(4)設(shè)備操作與數(shù)據(jù)記錄。按照實(shí)驗(yàn)教程中的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作。操作時(shí)要注意:手合電源,眼觀全局;先看現(xiàn)象,再讀數(shù)據(jù)。讀數(shù)前要弄清儀表量程及刻度。讀數(shù)時(shí)要注意姿勢(shì)正確,要求“眼、針、影成一線”。記錄要完整清晰,一目了然。數(shù)據(jù)記錄在事先準(zhǔn)備好的的實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄紙上,要尊重原始記錄,實(shí)驗(yàn)后不得涂改。當(dāng)需要把讀數(shù)繪成曲線時(shí),應(yīng)以足夠描繪一條光滑而完整的曲線為準(zhǔn),來(lái)確定讀數(shù)的多少。讀取數(shù)據(jù)后,可先把曲線粗略地描繪一下,發(fā)現(xiàn)不足之處,應(yīng)及時(shí)彌補(bǔ)。(5)結(jié)束工作。完成全部規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后,不要先急于拆除線路,應(yīng)先自行核查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),有無(wú)遺漏或不合理的情況,再經(jīng)教師復(fù)查后,方可進(jìn)行下列結(jié)尾工作:①拆除實(shí)驗(yàn)線路(再次提醒注意:一定要先斷電、再拆線)。②做好實(shí)驗(yàn)設(shè)備、桌面、環(huán)境清潔的管理工作。③經(jīng)教師同意后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。做完實(shí)驗(yàn)后應(yīng)及時(shí)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),一般情況下,可以直接對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得出結(jié)果。3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)課的重要環(huán)節(jié)。對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)1周前將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告交指導(dǎo)老師。對(duì)所有實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須在實(shí)驗(yàn)完成后3日內(nèi)交指導(dǎo)老師。實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)過(guò)程中,要用簡(jiǎn)明的形式將實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全和認(rèn)真地表達(dá)出來(lái),報(bào)告要求文理通順、簡(jiǎn)明扼要、字跡端正、圖表清晰、結(jié)論正確、分析合理、討論深入。實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)分室專用報(bào)告紙書(shū)寫(xiě)。三、實(shí)驗(yàn)室供電系統(tǒng)及安全用電1.實(shí)驗(yàn)室供電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室通常使用頻率為50Hz、線電壓380V、相電壓220V的三相交流電供電。由于在實(shí)驗(yàn)室里很難做到三相負(fù)載平衡工作,因此常采用Y-Y型連接。從配電室到實(shí)驗(yàn)室的供電線路如圖0-1所示。圖0-1實(shí)驗(yàn)室供電系統(tǒng)A、B、C為三條火線,0為回流線?;亓骶€通常在配電室一端接地,因此又稱零線(或稱中線),其對(duì)地電位為0。該供電系統(tǒng)稱為三相四線制供電系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室的儀器通常采用220V供電,并經(jīng)常是多臺(tái)儀器一起使用。為了保證操作人員的人身安全,使其免遭電擊,需要將多臺(tái)儀器的金屬外殼連在一起并與大地連接,因此在用電端的實(shí)驗(yàn)室需要引人一條與大地連接良好的保護(hù)地線。從實(shí)驗(yàn)室配電盤(pán)(電源總開(kāi)關(guān))到實(shí)驗(yàn)臺(tái)的供電線路如圖0-2所示。圖0-2實(shí)驗(yàn)室供電線路220V的交流電從配電盤(pán)分別引到各個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源接線盒上,電源接線盒上有兩芯插座和三芯插座供用電器使用。按照電工操作規(guī)程要求,兩芯插座與動(dòng)力電的連接是左孔接零線,右孔接火線,即左“0”右“火”。三芯插座除了按左“0”右“火”連接之外,中間孔接的是保護(hù)地線(2.零線與保護(hù)地線的區(qū)別零線與保護(hù)地線雖然都與大地相接,但它們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。(1)接地的地點(diǎn)不同。零線通常在低壓配電室即變壓器次級(jí)端接地,而保護(hù)地線則在靠近用電器端接地,兩者之間有一定距離。(2)零線中有電流。即零線電壓為0、電流不為0,且零線中的電流為三條火線中電流的矢量和。保護(hù)地線在一般情況下電壓為0、電流亦為0,只有當(dāng)漏電產(chǎn)生時(shí)或發(fā)生對(duì)地短路故障時(shí),保護(hù)地線中才有電流。(3)零線與火線及用電負(fù)載構(gòu)成回路,保護(hù)地線不與任何部分構(gòu)成回路,只為儀器的操作者提供一個(gè)與大地相同的等電位。因此零線和保護(hù)地線雖說(shuō)都與大地相接,但不能把它們視為等電位,在同一幅電路圖中不能使用相同的接地符號(hào),在實(shí)驗(yàn)室里更不能把零線作為保護(hù)地線、測(cè)量參考點(diǎn),了解這一點(diǎn)非常重要,否則會(huì)造成短路,在瞬間產(chǎn)生大電流,燒毀儀器、實(shí)驗(yàn)電路等。了解零線與保護(hù)地線的區(qū)別是有實(shí)際意義的,因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室內(nèi),要求所有一起使用的電子儀器,其外殼要連在一起并與大地相接,各種測(cè)量也都是以大地(保護(hù)地線)為參考點(diǎn)的,而不是零線。3.電子儀器的電源引入及其信號(hào)輸入輸出線的連接(1)電子儀器電源的引入電子儀器中的電子器件只有在穩(wěn)定的直流電壓下才能正常工作。該直流電壓通常是將220V、50Hz單相交流電源經(jīng)變壓器降壓后,再通過(guò)整流―濾波-穩(wěn)壓得到。目前多采用三芯電源線將單相交流電源引入電子儀器,連接方式如圖0-3所示。電源插頭的中間插針與儀器的金屬外殼連在一起,其他兩針?lè)謩e與變壓器初級(jí)線圈的兩端相連。這樣,當(dāng)把插頭插在電源插座上時(shí),通過(guò)電源線即把儀器外殼連到大地上,火線和零線也接到變壓器的初級(jí)線圈上。當(dāng)多臺(tái)儀器一起使用并都采用三芯電源線時(shí),這樣通過(guò)電源線就能將所有的儀器外殼連在一起,并與大地相連。圖0-3電源線、信號(hào)輸入/輸出線的連接(2)電子儀器的輸入與輸出線在使用的電子儀器中,有的是向外輸出電量,稱為電源或信號(hào)源;有的是對(duì)內(nèi)輸入電量,以便對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。不管是輸入電量還是輸出電量,儀器對(duì)外的聯(lián)系都是通過(guò)接線柱或測(cè)量線插座(普通儀器多用Q9型插座)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。若用接線柱,通常將其中之一與儀器外殼直接相接并標(biāo)上接地符號(hào)“⊥”,該柱常用黑色,另一個(gè)與外殼絕緣并用紅色。若用測(cè)量線插座實(shí)現(xiàn)對(duì)外聯(lián)系,通常將插座的外層金屬部分直接固定在儀器的金屬外殼上,如圖0-3所示。實(shí)驗(yàn)室使用的測(cè)量線大多數(shù)為75?的同軸電纜線。一般電纜線的芯線接一紅色鱷魚(yú)夾,網(wǎng)狀屏蔽線接一黑色鱷魚(yú)夾,網(wǎng)狀屏蔽線的另一端與測(cè)量線插頭的外部金屬部分相接。當(dāng)把測(cè)量線插到插座上時(shí),黑夾子線即和儀器外殼連在一起;也可以說(shuō),黑夾子線端即接地點(diǎn),因?yàn)閮x器外殼是與大地相接的。由此可見(jiàn),實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際上均是以大地為參考點(diǎn)的測(cè)量系統(tǒng)。如果不想以大地為參考點(diǎn),就必須把所有儀器改為兩芯電源線,或者把三芯電源線的接地線斷開(kāi),否則就要采用隔離技術(shù)。若使用兩芯電源線,測(cè)量線的黑夾子線一端仍和儀器外殼連在一起,但外殼卻不能通過(guò)電源線與大地連接,這種情況稱為懸浮地。當(dāng)測(cè)量?jī)x器為懸浮地時(shí),可以測(cè)量任意支路電壓。當(dāng)黑夾子接在參考點(diǎn)上時(shí),測(cè)得的量為對(duì)地電位。以上的討論得出這樣一個(gè)結(jié)論:信號(hào)源一旦采用三芯電源線,那么由它參與的系統(tǒng)就是一個(gè)以大地為參考點(diǎn)的系統(tǒng),除非采取對(duì)地隔離(如使用變壓器、光藕等);若測(cè)量?jī)x器(如示波器、毫伏表)一旦采用三芯電源線,它就只能測(cè)量對(duì)地電位,而不能直接測(cè)量支路電壓。因此,在所有儀器都使用三芯電源線的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,其黑夾子必須都接在同一點(diǎn)(接地點(diǎn))上,否則就會(huì)造成短路。4.安全用電安全用電指兩個(gè)方面:一是人身安全,二是儀器安全用電。(1)人身安全由于實(shí)驗(yàn)室采用220V單相及220/380V三相交流電供電,當(dāng)人體直接與電源的火線接觸時(shí)就會(huì)遭到電擊。一般安全電壓為36V,超出該電壓時(shí)就有可能對(duì)人體造成傷害。如何識(shí)別零線和火線呢?最簡(jiǎn)便的方法是用試電筆。試電筆是由金屬探頭、氖管、大電阻(大于1M?)、金屬尾組成。使用時(shí)只要手指與金屬尾接觸,金屬探頭放到電源插孔里即可,這樣,電源從金屬探頭、氖管、大電阻、金屬尾及人體到大地構(gòu)成回路。若是火線,氖管就會(huì)發(fā)光;若是零線,氖管就不發(fā)光。使用時(shí),一定要注意手指不能與試電筆的金屬探頭接觸。為了防止觸電,對(duì)使用動(dòng)力電的儀器設(shè)備、用電器要經(jīng)常檢查電源插頭有無(wú)松動(dòng),導(dǎo)線是否破損,外殼接地是否良好等。(2)儀器安全用電每臺(tái)儀器只有在額定的電壓下才能正常工作。當(dāng)電壓過(guò)高或過(guò)低時(shí)都會(huì)影響儀器正常工作,甚至燒壞儀器。我國(guó)生產(chǎn)并在國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售的電子儀器多采用220V單相交流電,在一些進(jìn)口電子儀器以及國(guó)內(nèi)外均銷(xiāo)售的國(guó)產(chǎn)電子儀器中,有一個(gè)220V/110V電源選擇開(kāi)關(guān),接通電源前一定要將此開(kāi)關(guān)置于與供電電網(wǎng)電壓相符的位置。另外,還要注意儀器用電的性質(zhì),是交流還是直流,不能用錯(cuò)。若用直流供電,除電壓幅度滿足要求外,還要注意電源的正、負(fù)極性。

實(shí)驗(yàn)一疊加原理的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證線性電路疊加原理的正確性,從而加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。二、實(shí)驗(yàn)原理疊加原理指出:在有幾個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中,通過(guò)每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓,可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)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(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。三、實(shí)驗(yàn)器材1.KHDL-3型電路原理實(shí)驗(yàn)箱2.DT9205A+數(shù)字萬(wàn)用表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)電路如圖2-1所示1.按圖1-1電路接線,取E1=+12V,E2=+6V。2.令E1電源單獨(dú)作用時(shí)(將開(kāi)關(guān)S1投向E1側(cè),開(kāi)關(guān)S2投向短路側(cè)),用直流數(shù)字電壓表和毫安表(接電流插頭)測(cè)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。圖1-1測(cè)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E2單獨(dú)作用E1、E2共同作用3.令E2電源單獨(dú)作用時(shí)(將開(kāi)關(guān)S1投向短路側(cè),開(kāi)關(guān)S2投向E2側(cè)),重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)量和記錄。4.令E1和E2共同作用時(shí)(開(kāi)關(guān)S1和S2分別投向E1和E2側(cè)),重復(fù)上述的測(cè)量和記錄。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及思考1.測(cè)量各支路電流時(shí),應(yīng)注意儀表的極性,及數(shù)據(jù)表格中“+、-”號(hào)的記錄。2.注意儀表量程的及時(shí)更換。3.疊加原理中E1、E2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(E1或E2)置零(短接)?4.實(shí)驗(yàn)電路中,若有一個(gè)電阻器改為二極管,試問(wèn)疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎?為什么?5.各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出?試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。

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(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.驗(yàn)證戴維南定理的正確性。2.掌握測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1.任何一個(gè)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看作是一個(gè)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(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò),總可以用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替,此電壓源的電動(dòng)勢(shì)Es等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓UOC,其等效內(nèi)阻R0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(kāi)路)時(shí)的等效電阻。UOC和R0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(cè)量方法(1)開(kāi)路電壓、短路電流法在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開(kāi)路時(shí),用電壓表直接測(cè)其輸出端的開(kāi)路電壓UOC,然后再將其輸出端短路,用電流表測(cè)其短路電流ISC,則內(nèi)阻為RO=(2)伏安法用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖2-1所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率tgφ,則內(nèi)阻RO=tgφ=圖2-1用伏安法,主要是測(cè)量開(kāi)路電壓及電流為額定值IN時(shí)的輸出端電壓值UN,則內(nèi)阻為RO=若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低時(shí),則不宜測(cè)其短路電流。(3)半電壓法如圖2-2所示,當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓一半時(shí),負(fù)載電阻(由電阻箱的讀數(shù)確定)即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。圖2-2(4)零示法在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓時(shí),用電壓表進(jìn)行直接測(cè)量會(huì)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(cè)量法,如圖2-3所示。圖2-3零示法測(cè)量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測(cè)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(kāi)路電壓相等時(shí),電壓表的讀數(shù)將為“0”,然后將電路斷開(kāi),測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓,即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓。三、實(shí)驗(yàn)器材1.KHDL-3型電路原理實(shí)驗(yàn)箱2.WY-302-2B型雙路直流穩(wěn)壓電源3.DT9205A+數(shù)字萬(wàn)用表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖2-4(a)所示。(a)(b)圖2-41.用開(kāi)路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效電路的UOC和R0。按圖2-4(a)電路接入穩(wěn)壓電源ES,測(cè)定UOC和ISC,計(jì)算R0。UOC(v)ISC(mA)R0=UOC/ISC(Ω)2.負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖2-4(a)改變RL阻值,測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性。RL(Ω)0∞U(v)I(mA)3.驗(yàn)證戴維南定理用一只1KΩ的電位器,將其阻值調(diào)整到等于按步驟“1”所得的等效電阻R0之值(有更便捷的方法),然后令其與直流穩(wěn)壓電源(調(diào)到步驟“1”時(shí)所測(cè)得的開(kāi)路電壓UOC之值)相串聯(lián),如圖2-4(b)所示,仿照步驟“RL(Ω)0∞U(v)I(mA)4*.測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻(又稱入端電阻)的其它方法:將被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零(將電流源IS斷開(kāi);去掉電壓源,并在原電壓端所接的兩點(diǎn)用一根短路導(dǎo)線相連),然后用伏安法或者直接用萬(wàn)用電表的歐姆檔去測(cè)定負(fù)載RL開(kāi)路后輸出端兩點(diǎn)間的電阻,此即為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻Ri。5*.用半電壓法和零示法測(cè)量被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0及其開(kāi)路電壓UOC,線路及數(shù)據(jù)表格自擬。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及思考1.注意測(cè)量時(shí),電流表量程的更換。2.步驟“4”3.用萬(wàn)用電表直接測(cè)R0時(shí),網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先置零,以免損壞萬(wàn)用電表,其次,歐姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量。4.改接線路時(shí),要關(guān)掉電源。5.在求戴維南等效電路時(shí),作短路實(shí)驗(yàn),測(cè)ISC的條件是什么?在本實(shí)驗(yàn)中可否直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)?請(qǐng)實(shí)驗(yàn)前對(duì)線路2-4(a)預(yù)先作好計(jì)算,以便調(diào)整實(shí)驗(yàn)線路及測(cè)量時(shí)可準(zhǔn)確地選取電表的量程。6.說(shuō)明測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法,并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)三受控源的實(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(cè)試受控源轉(zhuǎn)移特性及負(fù)載特性。二、實(shí)驗(yàn)原理1.運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱運(yùn)放)的電路符號(hào)及其等效電路如圖3-1所示:(a)(b)圖3-1運(yùn)算放大器是一個(gè)有源三端器件,它有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端,若信號(hào)從“+”端輸入,則輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相同,故稱為同相輸入端;若信號(hào)從“-”端輸入,則輸出信號(hào)與輸入信號(hào)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(kāi)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(wú)窮大,因此有up=un這說(shuō)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,即其輸入電阻為無(wú)窮大。(3)運(yùn)放的輸出電阻為零。以上三個(gè)重要的性質(zhì)是分析所有具有運(yùn)放網(wǎng)絡(luò)的重要依據(jù)。要使運(yùn)放工作,還須接有正、負(fù)直流工作電源(稱雙電源),有的運(yùn)放可用單電源工作。2.理想運(yùn)放的電路模型是一個(gè)受控源—電壓控制電壓源(即VCVS),如圖3-1(b)所示,在它的外部接入不同的電路元件,可構(gòu)成四種基本受控源電路,以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的各種模擬運(yùn)算或模擬變換。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(或電流)與控制支路的電壓(或電流)成正比時(shí),則該受控源為線性的。根據(jù)控制變量與輸出變量的不同可分為四類受控源:即電壓控制電壓源(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(hào)如圖3-2所示。理想受控源的控制支路中只有一個(gè)獨(dú)立變量(電壓或電流),另一個(gè)變量為零,即從輸入口看理想受控源或是短路(即輸入電阻Ri=0,因而u1=0)或是開(kāi)路(即輸入電導(dǎo)Gi=0,因而輸入電流i1=0),從輸出口看,理想受控源或是一個(gè)理想電壓源或是一個(gè)理想電流源。圖3-24.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)壓控電壓源(VCVS)U2=f(U1)μ=U2/U1稱為轉(zhuǎn)移電壓比(或電壓增益)。(2)壓控電流源(VCCS)I2=f(U1)gm=I2/U1稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。(3)流控電壓源(CCVS)U2=f(I1)rm=U2/I1稱為轉(zhuǎn)移電阻。(4)流控電流源(CCCS)I2=f(I1)α=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)壓控電壓源(VCVS)如圖3-3所示圖3-3由于運(yùn)放的虛短路特性,有up=un=u1i2=又因運(yùn)放內(nèi)阻為∞有i1=i2因此u2=i1R1+i2R2=i2(R1+R2)=(R1+R2)=(1+)u1即運(yùn)放的輸出電壓u2只受輸入電壓u1的控制與負(fù)載RL大小無(wú)關(guān),電路模型如圖3-2(a)所示。轉(zhuǎn)移電壓比μ=μ為無(wú)量綱,又稱為電壓放大系數(shù)。這里的輸入、輸出有公共接地點(diǎn),這種聯(lián)接方式稱為共地聯(lián)接。(2)壓控電流源(VCCS)將圖3-3的R1看成一個(gè)負(fù)載電阻RL,如圖3-4所示,即成為壓控電流源VCCS。圖3-4此時(shí),運(yùn)放的輸出電流iL=iR=即運(yùn)放的輸出電流iL只受輸入電壓u1的控制,與負(fù)載RL大小無(wú)關(guān)。電路模型如圖3-2(b)所示。轉(zhuǎn)移電導(dǎo)(S)這里的輸入、輸出無(wú)公共接地點(diǎn),這種聯(lián)接方式稱為浮地聯(lián)接。(3)流控電壓源(CCVS)如圖3-5所示由于運(yùn)放的“+”端接地,所以u(píng)p=0,“-”端電壓un也為零,此時(shí)運(yùn)放的“-”端稱為虛地點(diǎn)。顯然,流過(guò)電阻R的電流i1就等于網(wǎng)絡(luò)的輸入電流iS。此時(shí),運(yùn)放的輸出電壓u2=-i1R=-iSR,即輸出電壓u2只受輸入電流iS的控制,與負(fù)載RL大小無(wú)關(guān),電路模型如圖3-2(c)所示。轉(zhuǎn)移電阻(Ω)此電路為共地聯(lián)接。圖3-5(4)流控電流源(CCCS)如圖3-6所示:圖3-6ua=-i2R2=-i1R1iL=i1+i2=i1+i1=(1+)i1=(1+)iS即輸出電流iL只受輸入電流iS的控制,與負(fù)載RL大小無(wú)關(guān)。電路模型如圖8-2(d)所示轉(zhuǎn)移電流比α=α為無(wú)量綱,又稱為電流放大系數(shù)。此電路為浮地聯(lián)接。三、實(shí)驗(yàn)器材1.KHDL-3型電路原理實(shí)驗(yàn)箱2.WY-302-2B型雙路直流穩(wěn)壓電源3.DT9205A+數(shù)字萬(wàn)用表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟本次實(shí)驗(yàn)中受控源全部采用直流電源激勵(lì),對(duì)于交流電源或其它電源激勵(lì),實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一樣的。1*.測(cè)量受控源VCVS的轉(zhuǎn)移特性U2=f(U1)及負(fù)載特性U2=f(IL)實(shí)驗(yàn)線路如圖3-7。U1為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源,RL為可調(diào)電阻箱。圖3-7(1)固定RL=2KΩ,調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源輸出電壓U1,使其在0~6V范圍內(nèi)取值,測(cè)量U1及相應(yīng)的U2值,繪制U2=f(U1)曲線,并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電壓比μ。測(cè)量值U1(V)U2(V)(2)保持U1=2V,令RL阻值從1KΩ增至∞,測(cè)量U2及IL,繪制U2=f(IL)曲線。RL(KΩ)U2(V)IL(mA)2.測(cè)量受控源VCCS的轉(zhuǎn)移特性IL=f(U1)及負(fù)載特性IL=f(U2)實(shí)驗(yàn)線路如圖3-8圖3-8(1)固定RL=2KΩ,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(cè)量U1及相應(yīng)的IL,繪制IL=f(U1)曲線,并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm。測(cè)量值U1(V)IL(mA)(2)保持U1=2V,令RL從0增至5KΩ,測(cè)量相應(yīng)的IL及U2,繪制IL=f(U2)曲線。RL(KΩ)IL(mA)U2(V)3、測(cè)量受控源CCVS的轉(zhuǎn)移特性U2=f(IS)及負(fù)載特性U2=f(IL)實(shí)驗(yàn)線路如圖3-9。IS為可調(diào)直流恒流源,RL為可調(diào)電阻箱。圖3-9(1)固定RL=2KΩ,調(diào)節(jié)直流恒流源輸出電流IS,使其在0~0.8mA范圍內(nèi)取值,測(cè)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(cè)量值IS(mA)U2(V)(2)保持IS=0.3mA,令RL從1KΩ增至∞,測(cè)量U2及IL值,繪制負(fù)載特性曲線U2=f(IL)。RL(KΩ)U2(V)IL(mA)4*.測(cè)量受控源CCCS的轉(zhuǎn)移特性IL=f(IS)及負(fù)載特性IL=f(U2)實(shí)驗(yàn)線路如圖3-10。圖3-10(1)固定RL=2KΩ,調(diào)節(jié)直流恒流源輸出電流IS,使其在0~0.8mA范圍內(nèi)取值,測(cè)量IS及相應(yīng)的IL值,繪制IL=f(IS)曲線,并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電流比α。測(cè)量值IS(mA)IL(mA)(2)保持IS=0.3mA,令RL從0增至4KΩ,測(cè)量IL及U2值,繪制負(fù)載特性曲線IL=f(U2)曲線。RL(KΩ)IL(mA)U2(V)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及思考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(guò)10V。2.在用恒流源供電的實(shí)驗(yàn)中,不要使恒流源負(fù)載開(kāi)路。3.受控源與獨(dú)立源相比有何異同點(diǎn)?4.試比較四種受控源的代號(hào)、電路模型,控制量與被控制量之間的關(guān)系。5.四種受控源中的μ、gm、rm和α的意義是什么?如何測(cè)得?6.若令受控源的控制量極性反向,試問(wèn)其輸出量極性是否發(fā)生變化?7.受控源的輸出特性是否適于交流信號(hào)。

實(shí)驗(yàn)四RLC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(cè)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)、掌握電路品質(zhì)因數(shù)的物理意義及其測(cè)定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1.在圖4-1所示的R、L、C串聯(lián)電路中,當(dāng)正弦交流信號(hào)源的頻率f改變時(shí),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(shí),在不同信號(hào)頻率的激勵(lì)下,測(cè)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I=f(f),亦稱電流諧振曲線,如圖4-2所示。圖4-1圖4-22.在f=f0=處(XL=XC),即幅頻特性曲線尖峰所在的頻率點(diǎn),該頻率稱為諧振頻率,此時(shí)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(shí),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(shí)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(cè)量方法一是根據(jù)公式測(cè)定,UC0與UL0分別為諧振時(shí)電容器C和電感線圈L上的電壓;另一方法是通過(guò)測(cè)量諧振曲線的通頻帶寬度△f=fh-fl再根據(jù)求出Q值,式中f0為諧振頻率,fh和fl是失諧時(shí),幅度下降到最大值的倍時(shí)的上、下頻率點(diǎn)。Q值越大,曲線越尖銳,通頻帶越窄,電路的選擇性越好,在恒壓源供電時(shí),電路的品質(zhì)因數(shù)、選擇性與通頻帶只決定于電路本身的參數(shù),而與信號(hào)源無(wú)關(guān)。三、實(shí)驗(yàn)器材1.KHDL-3型電路原理實(shí)驗(yàn)箱2.AS1631型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3.DA-16型晶體管毫伏表4.XJ-16型通用示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.按圖4-3電路接線,取C=2200PF,R=510Ω,本實(shí)驗(yàn)的L約為30mH,調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出電壓為1V正弦信號(hào),并在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持不變。2.找出電路的諧振頻率f0,其方法是,將交流毫伏表跨接在電阻R兩端,令信號(hào)源的頻率由小逐漸變大(注意要維持信號(hào)源的輸出幅度不變),當(dāng)U0的讀數(shù)為最大時(shí),讀得頻率計(jì)上的頻率值即為電路的諧振頻率f0,并測(cè)量U0、UL0、UC0之值(注意及時(shí)更換毫伏表的量限),記入表格中。圖4-3R(KΩ)f0(KHz)URO(V)UL0(V)UCO(V)I0(mA)Q0.513.在諧振點(diǎn)兩側(cè),應(yīng)先測(cè)出下限頻率fl和上限頻率fh及相對(duì)應(yīng)的UR值,然后再逐點(diǎn)測(cè)出不同頻率下UR值,記入表格中,繪出幅頻特性曲線I=f(f)。R(KΩ)f00.51f(KHz)URI(mA)4.取C=6800PF,R=2.2KΩ,重復(fù)步驟2,3的測(cè)量過(guò)程,繪出幅頻特性曲線I=f(f)。R(KΩ)f0(KHz)URO(V)UL0(V)UCO(V)I0(mA)Q2.2R(KΩ)f02.2f(KHz)URI(mA)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及思考1.測(cè)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(cè)試時(shí),應(yīng)調(diào)整信號(hào)輸出幅度,使其維持在1V輸出不變。2.在測(cè)量UC0和UL0數(shù)值前,應(yīng)及時(shí)改換毫伏表的量限,而且在測(cè)量UC0與UL0時(shí)毫伏表的“+”端接C與L的公共點(diǎn)A,其接地端分別觸及L和C的另一端N1和N2。3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路板給出的元件參數(shù)值,估算電路的諧振頻率。4.改變電路的哪些參數(shù)可以使電路發(fā)生諧振,電路中R的數(shù)值是否影響諧振頻率值?5.如何判別電路是否發(fā)生諧振?測(cè)試諧振點(diǎn)的方案有哪些?6.電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),為什么輸入電壓不能太大,如果信號(hào)源給出1V的電壓,電路諧振時(shí),用交流毫伏表測(cè)UL和UC,應(yīng)該選擇多大的量限?7.要提高R、L、C串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù),電路參數(shù)應(yīng)如何改變?8.諧振時(shí),比較輸出電壓U0與輸入電壓Ui是否相等?試分析原因。9.諧振時(shí),對(duì)應(yīng)的UC0與UL0是否相等?如有差異,原因何在?

實(shí)驗(yàn)五RC一階電路的響應(yīng)測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)定RC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(shí)間常數(shù)的測(cè)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(huì)用示波器測(cè)繪圖形。二、實(shí)驗(yàn)原理1.動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡過(guò)程是十分短暫的單次變化過(guò)程,對(duì)時(shí)間常數(shù)τ較大的電路,可用慢掃描長(zhǎng)余輝示波器觀察光點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。然而若用一般的雙蹤示波器觀察過(guò)渡過(guò)程和測(cè)量有關(guān)的參數(shù),必須使這種單次變化的過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)。為此,我們利用信號(hào)發(fā)生器輸出的方波來(lái)模擬階躍激勵(lì)信號(hào),即令方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵(lì)信號(hào);方波下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵(lì)信號(hào),只要選擇方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大于電路的時(shí)間常數(shù)τ,電路在這樣的方波序列脈沖信號(hào)的激勵(lì)下,它的影響和直流電源接通與斷開(kāi)的過(guò)渡過(guò)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(zhǎng),其變化的快慢決定于電路的時(shí)間常數(shù)τ。3.時(shí)間常數(shù)τ的測(cè)定方法(b)零輸入響應(yīng)(a)RC一階電路(c)零狀態(tài)響應(yīng)圖5-1圖5-1(a)所示電路,用示波器測(cè)得零輸入響應(yīng)的波形如圖5-1(b)所示。根據(jù)一階微分方程的求解得知uc=Ee-t/RC=Ee-t/τ當(dāng)t=τ時(shí),Uc(τ)=0.368E此時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于τ亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增長(zhǎng)到0.632E所對(duì)應(yīng)的時(shí)間測(cè)得,如圖5-1(c)所示。4.微分電路和積分電路是RC一階電路中較典型的電路,它對(duì)電路元件參數(shù)和輸入信號(hào)的周期有著特定的要求。一個(gè)簡(jiǎn)單的RC串聯(lián)電路,在方波序列脈沖的重復(fù)激勵(lì)下,當(dāng)滿足τ=RC?時(shí)(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5-2(a)所示。這就構(gòu)成了一個(gè)微分電路,因?yàn)榇藭r(shí)電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的微分成正比。(a)微分電路(b)積分電路圖5-2若將圖5-2(a)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τ=RC?條件時(shí),如圖5-2(b)所示即構(gòu)成積分電路,因?yàn)榇藭r(shí)電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的積分成正比。從輸出波形來(lái)看,上述兩個(gè)電路均起著波形變換的作用,請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中仔細(xì)觀察與記錄。三、實(shí)驗(yàn)器材1.KHDL-3型電路原理實(shí)驗(yàn)箱2.AS1631型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3.XJ-16型通用示波器4.DA-16型晶體管毫伏表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟認(rèn)清實(shí)驗(yàn)箱線路中R、C元件的布局及其標(biāo)稱值,各開(kāi)關(guān)的通斷位置等等。1.選擇動(dòng)態(tài)線路板上R、C元件,令(1)R=10KΩ,C=1000PF組成如圖5-1(a)所示的RC充放電電路,E為函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出,取Um=3V,f=1KHz的方波電壓信號(hào),將激勵(lì)源u和響應(yīng)uc的信號(hào)分別連至示波器,這時(shí)可在示波器的屏幕上分別觀察到激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律,求測(cè)時(shí)間常數(shù)τ,并描繪u及uc波形。少量改變電容值或電阻值,定性觀察對(duì)響應(yīng)的影響,記錄觀察到的現(xiàn)象。(2)令R=10KΩ,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(duì)響應(yīng)的影響。2.選擇動(dòng)態(tài)板上R、C元件,組成如圖5-2(a)所示微分電路,令C=3300PF,R=30KΩ。在同樣的方波激勵(lì)信號(hào)(Um=3V,f=1KHz)作用下,觀測(cè)并描繪激勵(lì)與響應(yīng)的波形。增減R之值,定性觀察對(duì)響應(yīng)的影響,并作記錄。分析當(dāng)R增至∞時(shí),輸入輸出波形有何本質(zhì)上的區(qū)別?五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及思考1.調(diào)節(jié)示波器時(shí),要注意觸發(fā)開(kāi)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。2.作定量測(cè)定時(shí),“t/div”和“v/div”的微調(diào)旋鈕應(yīng)旋至“校準(zhǔn)”位置。3.什么樣的電信號(hào)可作為RC一階電路零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)?4.已知RC一階電路R=10KΩ,C=0.1μf,試計(jì)算時(shí)間常數(shù)τ,并根據(jù)τ值的物理意義,擬定測(cè)定τ的方案。5.何謂積分電路和微分電路,它們必須具備什么條件?它們?cè)诜讲ㄐ蛄忻}沖的激勵(lì)下,其輸出信號(hào)波形的變化規(guī)律如何?這兩種電路有何功用?6.根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果,歸納、總結(jié)積分電路和微分電路的形成條件,闡明波形變換的特征。

實(shí)驗(yàn)六儀器內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.儀器內(nèi)阻對(duì)電阻測(cè)量的影響。2.儀器內(nèi)阻對(duì)直流電壓測(cè)量的影響。3.儀器內(nèi)阻對(duì)正弦信號(hào)電壓測(cè)量的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理自擬。三、實(shí)驗(yàn)器材1.WY-302-2B型雙路直流穩(wěn)壓電源2.AS1631型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3.500型萬(wàn)用表(模擬)4.DT9205A+數(shù)字萬(wàn)用表5.DA-16型晶體管毫伏表6.XJ-16型通用示波器7.KHDL-3型電路原理實(shí)驗(yàn)箱(實(shí)驗(yàn)箱有自由布線區(qū)共連接電路使用,還提供30/100/200/510/750/1k/2k/…10KΩ電阻各1個(gè)、0.01/0.04/0.1/0.22/0.47/1/2/3/4/5μF電容各1個(gè)、10/20/…100mH電感各1個(gè)、雙刀雙擲開(kāi)關(guān)2個(gè)等等)8.ZX21型旋轉(zhuǎn)式電阻箱(0~99999.9Ω)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟自擬。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及思考1.測(cè)量前先確定模擬萬(wàn)用表和數(shù)字萬(wàn)用表之間的誤差。2.測(cè)量時(shí)不要同時(shí)把兩種儀表并聯(lián)在一起使用。3.用示波器測(cè)量時(shí)要注意接地問(wèn)題。4.測(cè)量正弦信號(hào)電壓電路應(yīng)考慮容性或感性負(fù)載,使用交流毫伏表或示波器,不宜使用萬(wàn)用表的交流電壓檔。5.用KVL考察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并解釋。6.從該實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸瞿男┙Y(jié)論?

實(shí)驗(yàn)七正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系。2.掌握日光燈線路的接線。3.理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1.在單相正弦交流電路中,用交流電流表測(cè)得各支路的電流值,用交流電壓表測(cè)得回路各元件兩端的電壓值,它們之間的關(guān)系應(yīng)滿足相量形式的基爾霍夫定律,即ΣI=0和ΣU=02.圖7-1所示的RC串聯(lián)電路,在正弦穩(wěn)態(tài)信號(hào)U的激勵(lì)下,UR與UC保持有90°的相位差,即當(dāng)阻值R改變時(shí),R的相量軌跡是一個(gè)半園,U、UC與UR三者形成一個(gè)直角形的電壓三角形。R值改變時(shí),可改變?chǔ)战堑拇笮。瑥亩_(dá)到移相的目的。圖7-13.日光燈線路如圖7-2所示,圖中A是日光燈管;L是鎮(zhèn)流器;S是啟輝器;C是補(bǔ)償電容器,用以改善電路的功率因數(shù)(cosφ值)。圖7-2有關(guān)日光燈的工作原理請(qǐng)自行翻閱有關(guān)資料。三、實(shí)驗(yàn)器材1.THA-JD1型交流電路實(shí)驗(yàn)箱2.TDGC型接觸調(diào)壓器3.500型萬(wàn)用表4.T19-V型交流電壓表5.T19-A型交流電流表 6.D34-W型功率表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.RC串聯(lián)電路電壓三角形測(cè)量(1)用兩只220V,40W的白熾燈泡和4.7μf/450V電容器組成如圖7-1所示的實(shí)驗(yàn)電路,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后,接通市電220V電源,將自耦調(diào)壓器輸出調(diào)至220V。記錄U、UR、UC值,驗(yàn)證電壓三角形關(guān)系。(2)改變R阻值(用一只燈泡)重復(fù)(1)內(nèi)容,繪出電壓、電流相量圖,驗(yàn)證UR相量軌跡。白熾燈盞數(shù)測(cè)量值計(jì)算值U(v)URUC(v)U'(v)φ21注:2.日光燈線路接線與測(cè)量圖7-3按圖7-3組成實(shí)驗(yàn)線路,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后,接通市電220V電源,調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出,使其輸出電壓緩慢增大,直到日光燈剛啟輝點(diǎn)亮為止,記下三表的指示值。然后將電壓調(diào)至220V,測(cè)量功率P,電流I,電壓U,UL,UA等值,驗(yàn)證電壓、電流相量關(guān)系。P(w)I(A)U(v)UL(v)UA(v)啟輝值正常工作值3.并聯(lián)電路──電路功率因數(shù)的改善按圖7-3組成實(shí)驗(yàn)線路,接通市電220V電源,將自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V,記錄功率表,電壓表讀數(shù),通過(guò)一只電流表和三個(gè)電門(mén)插座分別測(cè)量三條支路的電流,改變電容值,進(jìn)行重復(fù)測(cè)量。電容值測(cè)量數(shù)值計(jì)算值(μf)P(w)U(v)I(A)IL(A)IC(A)I'(A)cosφ02.24.76.9表中I’為總電流I的有功分量(I’=Icosφ=P/U)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及思考1.本實(shí)驗(yàn)用交流市電220V,務(wù)必注意用電和人身安全。2.在接通電源前,應(yīng)先將自耦調(diào)壓器手柄置在零位上。3.功率表要正確接入電路,讀數(shù)時(shí)要注意量程和實(shí)際讀數(shù)的折算關(guān)系。4.如線路接線正確,日光燈不能啟輝時(shí),應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。5.在日常生活中,當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時(shí),人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器的兩端短接一下,然后迅速斷開(kāi),使日光燈點(diǎn)亮;或用一只啟輝器去點(diǎn)亮多只同類型的日光燈,這是為什么?6.為了提高電路的功率因數(shù),常在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器,此時(shí)增加了一條電流支路,試問(wèn)電路的總電流是增大還是減小,此時(shí)感性元件上的電流和功率是否改變?7.提高電路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法,而不用串聯(lián)法?所并的電容器是否越大越好?

實(shí)驗(yàn)八三相交流電路電壓、電流的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握三相負(fù)載作星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的方法,驗(yàn)證這兩種接法下線、相電壓,線、相電流之間的關(guān)系。2.充分理解三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用二、實(shí)驗(yàn)原理1.三相負(fù)載可接成星形(又稱“Y”接)或三角形(又稱“△”接),當(dāng)三相對(duì)稱負(fù)載作Y形聯(lián)接時(shí),線電壓UL是相電壓UP的倍。線電流IL等于相電流IP,即UL=UP,IL=IP當(dāng)三相對(duì)稱負(fù)載采用三相四線制接法時(shí),流過(guò)中線的電流I0=0,所以可以省去中線。當(dāng)對(duì)稱三相負(fù)載作△形聯(lián)接時(shí),有IL=IP,UL=UP2.不對(duì)稱三相負(fù)載作Y聯(lián)接時(shí),必須采用三相四線制接法,即Y0接法。而且中線必須牢固聯(lián)接,以保證三相不對(duì)稱負(fù)載的每相電壓維持對(duì)稱不變。倘若中線開(kāi)斷,會(huì)導(dǎo)致三相負(fù)載電壓的不對(duì)稱,致使負(fù)載輕的那一相的相電壓過(guò)高,使負(fù)載遭受損壞;負(fù)載重的一相相電壓又過(guò)低,使負(fù)載不能正常工作。尤其是對(duì)于三相照明負(fù)載,無(wú)條件地一律采用Y0接法。3.對(duì)于不對(duì)稱負(fù)載作△接時(shí),IL≠I(mǎi)P,但只要電源的線電壓UL對(duì)稱,加在三相負(fù)載上的電壓仍是對(duì)稱的,對(duì)各相負(fù)載工作沒(méi)有影響。三、實(shí)驗(yàn)器材1.THA-JD1型交流電路實(shí)驗(yàn)箱2.TDGC型接觸調(diào)壓器3.500型萬(wàn)用表4.T19-V型交流電壓表5.T19-A型交流電流表 6.D34-W型功率表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.三相負(fù)載星形聯(lián)接(三相四線制供電)按圖8-1線路組接實(shí)驗(yàn)電路,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后,方可合上220V三相電源開(kāi)關(guān)QS,按數(shù)據(jù)表格所列各項(xiàng)要求分別測(cè)量三相負(fù)載的線電壓、相電壓、線電流(相電流)、中線電流、電源與負(fù)載中點(diǎn)間的電壓,記錄之。并觀察各相燈組亮暗的變化程度,特別要注意觀察中線的作用。圖8-1測(cè)量數(shù)據(jù)負(fù)載情況開(kāi)燈盞數(shù)線電流(A)線電壓(v)相電壓(v)中線電流I0(A)中點(diǎn)電壓UN0(V)A相B相C相IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0Y0接三相對(duì)稱222Y接三相對(duì)稱222Y0接三相不對(duì)稱122Y接不平衡負(fù)載1222.負(fù)載三角形聯(lián)接(三相三線制供電)按圖8-2改接線路,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后接通220V三相電源,按數(shù)據(jù)表格的內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試。圖8-2測(cè)量數(shù)據(jù)負(fù)載情況開(kāi)燈盞數(shù)線電壓=相電壓(v)線電流(A)相電流(A)A-B相B-C相C-A相UABUBCUCAIAIBICIABIBCIΔ接三相對(duì)稱222Δ接三相不對(duì)稱122五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及思考1.本實(shí)驗(yàn)采用三相交流市電,線電壓為220V,應(yīng)穿絕緣鞋進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意人身安全,不可觸及導(dǎo)電部件,防止意外事故發(fā)生。2.每次接線完畢,同組同學(xué)應(yīng)自查一遍,然后由指導(dǎo)教師檢查后,方可接通電源,必須嚴(yán)格遵守先接線,后通電;先斷電后拆線的實(shí)驗(yàn)操作原則。3.三相負(fù)載根據(jù)什么條件作星形或三角形連接?4.復(fù)習(xí)三相交流電路有關(guān)內(nèi)容,分析三相星形聯(lián)接不對(duì)稱負(fù)載在無(wú)中線情況下,當(dāng)某相負(fù)載開(kāi)路或短路時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況?如果接上中線,情況又如何?5.用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)驗(yàn)證對(duì)稱三相電路中的關(guān)系。6.用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象,總結(jié)三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。7.不對(duì)稱三角形聯(lián)接的負(fù)載,能否正常工作?實(shí)驗(yàn)是否能證明這一點(diǎn)?8.根據(jù)不對(duì)稱負(fù)載三角形聯(lián)接時(shí)的相電流值作相量圖,并求出線電流值,然后與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的線電流作比較,分析之。

附錄A直流穩(wěn)壓電源原理與使用一、直流穩(wěn)壓電源的工作原理穩(wěn)壓電源是一種在電網(wǎng)電壓或負(fù)載變化時(shí),其輸出電壓或電流基本保持不變的電源裝置,通常有交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩類。直流穩(wěn)壓電源通常由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成,如圖A-1所示。圖A-1直流穩(wěn)壓電源組成框圖圖中,220V、50Hz的交流電壓經(jīng)過(guò)變壓器被降至所需幅度,通過(guò)整流電路將交流電壓變換為直流脈動(dòng)電壓;直流脈動(dòng)電壓再通過(guò)濾波電路濾去交流分量,得到比較平滑的直流電壓;這個(gè)直流電壓再經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓,然后輸出穩(wěn)定的直流電壓。二、直流穩(wěn)壓電源的主要技術(shù)指標(biāo)直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)是衡量其性能的標(biāo)準(zhǔn),有下列幾項(xiàng)內(nèi)容。(1)輸出電壓范圍指穩(wěn)壓電源輸出的電壓及調(diào)整范圍。(2)輸出滿載電流指在輸出電壓穩(wěn)定度得到保證的條件下,穩(wěn)壓電源可輸出的最大負(fù)荷電流。不同型號(hào)的穩(wěn)壓電源具有不同的滿載電流。(3)波紋電壓波紋電壓是指直流穩(wěn)壓電源輸出中所含的交流成分,通常是與輸入電源頻率有關(guān)的諧波,其大小可用交流分量的有效值或峰-峰值表示。波紋電壓越小,穩(wěn)壓電源的性能越好。(4)穩(wěn)定系數(shù)Sr穩(wěn)定系數(shù)是指在負(fù)載和工作環(huán)境溫度不變時(shí),電網(wǎng)電壓變化的百分率和輸出電壓變化的百分率之比值,穩(wěn)定系數(shù)的數(shù)值越大,表明穩(wěn)壓電源的性能越好。(5)穩(wěn)定度SV穩(wěn)定度是指穩(wěn)壓電源在規(guī)定的負(fù)載條件下,當(dāng)電網(wǎng)電壓變化±10%時(shí),輸出電壓的最大偏差與輸出電壓值之比。三、直流穩(wěn)壓電源的輸出直流穩(wěn)壓電源的輸出分為單路和多路兩種,單路輸出只有一組輸出端子,多路輸出則有兩組或多組輸出端子。無(wú)論是單路電源還是多路電源,輸出電壓值均有固定和連續(xù)可調(diào)兩種。固定式電源可以輸出一個(gè)或多個(gè)固定的直流電壓;可調(diào)電源可以通過(guò)調(diào)節(jié)操作面板旋鈕,改變輸出電壓值,通常具有較寬的輸出電壓范圍。如實(shí)驗(yàn)室中常用的雙路通用直流穩(wěn)壓電源,輸出電壓可以從0-30V連續(xù)調(diào)節(jié);也有的輸出電壓是分段調(diào)節(jié)的,通過(guò)分別調(diào)節(jié)粗調(diào)及細(xì)調(diào)旋鈕,可以得到所需的電壓值。四、直流穩(wěn)壓電源的使用直流穩(wěn)壓電源的一路輸出端共有三個(gè)輸出端子,即“+”、“-”端子和接地(GND)端子。若“+”、“-”兩端都不與接地端相連接,則這時(shí)的輸出電壓是浮置的;當(dāng)“+”、“-”兩端有一端與接地端連接在一起時(shí),則電源輸出是接地的。當(dāng)需要輸出正電壓時(shí),應(yīng)將“-”端與“地”端相連;需要輸出負(fù)電壓時(shí),則應(yīng)將“+”端與“地”端相連。由于接地端的不同,電源可以輸出正電壓或負(fù)電壓。因此,在使用直流穩(wěn)壓電源時(shí),要根據(jù)電路的實(shí)際需要,正確連接輸出端。有些集成電路需要正、負(fù)直流電壓才能正常工作。這時(shí)可使用雙路穩(wěn)壓電源,使其輸出呈現(xiàn)一路為正、一路為負(fù)的形式,連接方法如圖A-2所示。圖A-2輸出正、負(fù)電壓時(shí)的連接方法穩(wěn)壓電源一般都有過(guò)載及輸出短路保護(hù)功能。在出現(xiàn)過(guò)載或短路時(shí),它可自動(dòng)降低電壓或禁止電壓輸出,以防止輸出過(guò)量電流。這樣,既保護(hù)電源本身,也在一定程度上保護(hù)被供電電路。使用穩(wěn)壓電源時(shí),要特別注意輸出端不允許短路或過(guò)載。當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸出電壓指示下降或突然為零時(shí),應(yīng)立即關(guān)閉電源或斷開(kāi)負(fù)載,以免損壞設(shè)備。

附錄B函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的原理與使用一、函數(shù)發(fā)生器的工作原理函數(shù)發(fā)生器能輸出多種波形,其工作原理框圖如圖B-1所示。由圖可以看出,方波是由三角波通過(guò)比較器轉(zhuǎn)換而成的,正弦波則是通過(guò)正弦波整形電路由三角波變換而成的;然后經(jīng)過(guò)波形選取、放大、衰減輸出。圖B-1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器原理框圖直流偏置電路的作用是提供直流補(bǔ)償,使函數(shù)發(fā)生器輸出的交流信號(hào)可加進(jìn)直流分量,而且直流分量的大小可以調(diào)節(jié)。如圖B-2所示,輸出的交流信號(hào)中有不同直流成分的波形。圖B-2調(diào)節(jié)直流電平產(chǎn)生不同的方波通常函數(shù)發(fā)生器還具有輸出顯示部分(圖B-1中未給出),用于顯示輸出頻率、幅度。頻率顯示電路除顯示輸出頻率外,還可作為計(jì)數(shù)器(頻率計(jì))使用。在函數(shù)發(fā)生器的操作面板上有一個(gè)“計(jì)數(shù)/頻率”輸入端口,在這個(gè)端口輸入交流信號(hào)的同時(shí),按下“計(jì)數(shù)”按鍵,這時(shí)函數(shù)發(fā)生器顯示的是輸入信號(hào)的頻率。二、函數(shù)發(fā)生器輸出信號(hào)的調(diào)整如前所述,函數(shù)發(fā)生器有一直流補(bǔ)償電路,與其對(duì)應(yīng),前儀器面板有一電平按鍵(OFFSET)或旋鈕,用于設(shè)置輸出信號(hào)的直流電平。當(dāng)不需要輸出直流電平時(shí),此按鍵(旋鈕)應(yīng)放在關(guān)的位置。函數(shù)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率是分段調(diào)整的,它有一組頻率范圍選擇鍵,在每一個(gè)按鍵的上方標(biāo)有數(shù)字,這個(gè)數(shù)字表示按下該鍵能夠輸出頻率的最高值。使用時(shí)可根據(jù)測(cè)試需要,選擇相應(yīng)的鍵,然后再通過(guò)調(diào)節(jié)“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕(Frequency),就可以在一定范圍內(nèi)改變輸出信號(hào)的頻率。函數(shù)發(fā)生器使用時(shí)的操作步驟如下:(1)按下電源開(kāi)關(guān)(Power);(2)對(duì)于有功率輸出的,根據(jù)需要選擇電壓輸出或功率輸出方式;(3)“計(jì)數(shù)”(Counter)鍵彈出(或“內(nèi)/外”測(cè)頻選擇鍵置于“內(nèi)”),使函數(shù)發(fā)生器工作于信號(hào)源方式;(4)根據(jù)需要按下“波形選擇”開(kāi)關(guān)(Waveform),選擇輸出信號(hào)的波形(正弦、方波或三角波);(5)“頻率選擇”按鍵置某一擋,確定輸出信號(hào)的頻率范圍;(6)調(diào)整“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕(Frequncy),改變輸出信號(hào)的頻率;(7)調(diào)節(jié)“幅度”旋鈕(Amplitude),改變輸出信號(hào)的幅度;當(dāng)需要輸出小信號(hào)時(shí),按下“衰減”鍵(Atte),輸出信號(hào)的幅度將被衰減20dB(0.1倍)、40dB(0.01倍)或60dB(0.001倍)。函數(shù)發(fā)生器通常有“占空比”(有時(shí)標(biāo)“對(duì)稱性”)按鍵和調(diào)節(jié)旋鈕,它的作用是改變輸出波形的對(duì)稱度(正半周和負(fù)半周的寬度)。在不要求改變波形的對(duì)稱度時(shí),此按鍵應(yīng)彈出。三、函數(shù)發(fā)生器使用注意事項(xiàng)(1)函數(shù)發(fā)生器前面板的按鍵及旋鈕較多,使用前應(yīng)認(rèn)真閱讀儀器使用說(shuō)明書(shū),弄清儀器前面板各按鍵及旋鈕的作用;使用時(shí)對(duì)照說(shuō)明書(shū)細(xì)心操作。(2)信號(hào)源的輸出端不允許短路。

附錄C萬(wàn)用表的原理與使用萬(wàn)用表是一種最常用的多功能、便攜式測(cè)量?jī)x表,其特點(diǎn)是用途廣、量程多、使用方便,一般可以測(cè)量交流電壓、直流電壓、直流電流、電阻等。因此,萬(wàn)用表又稱復(fù)用表或繁用表。萬(wàn)用表的種類繁多,按測(cè)試原理和測(cè)量結(jié)果顯示方式的不同,可分為模擬式和數(shù)字式兩大類。一、模擬式萬(wàn)用表模擬式萬(wàn)用表是通過(guò)指針在表盤(pán)上偏轉(zhuǎn)位置的變化來(lái)指示被測(cè)量的數(shù)值,因此又稱其為機(jī)械指針式萬(wàn)用表。1.組成模擬式萬(wàn)用表的組成如圖C-1所示,它主要有表頭(指示部分)、測(cè)量電路、轉(zhuǎn)換裝置三部分。圖C-1模擬萬(wàn)用表的原理框圖(1)表頭表頭的作用是指示被測(cè)量的大小。萬(wàn)用表的表頭一般都采用靈敏度高、準(zhǔn)確度好的磁電式直流微安表,它是模擬萬(wàn)用表的關(guān)鍵部分,其性能是決定萬(wàn)用表技術(shù)指標(biāo)的重要因素。直流微安表指針的偏轉(zhuǎn)需要直流電流的驅(qū)動(dòng),而偏轉(zhuǎn)大小是與驅(qū)動(dòng)電流成正比的。當(dāng)被測(cè)量與表盤(pán)刻度對(duì)應(yīng)一致時(shí),則讀數(shù)就能直接反映出被測(cè)量的數(shù)值。(2)測(cè)量電路測(cè)量電路的作用是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成表頭所需的驅(qū)動(dòng)電流。萬(wàn)用表之所以能完成多種電量的測(cè)量,是由于對(duì)應(yīng)于每一種電量及量程,都有與其相適應(yīng)的測(cè)量電路,它通常由直流電流測(cè)量電路、直流電壓測(cè)量電路、交流電壓測(cè)量電路、直流電阻測(cè)量電路組合而成。(3)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換裝置的作用是選擇測(cè)量項(xiàng)目和量程,它的主要部件是轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),在不同的測(cè)量電路之間進(jìn)行切換。2.正確的使用方法模擬萬(wàn)用表的類型較多,面板上的旋鈕、開(kāi)關(guān)的形狀、布局也有所不同。在使用萬(wàn)用表之前,必須詳細(xì)閱讀使用說(shuō)明書(shū),了解和熟悉操作面板各部件的作用,認(rèn)真分清表盤(pán)上各刻度所對(duì)應(yīng)的量和正確的讀數(shù)。模擬萬(wàn)用表的正確使用應(yīng)注意下列幾點(diǎn):(1)零位調(diào)整。使用前應(yīng)首先檢查指針是否在零位,若不在零位,應(yīng)調(diào)整零位調(diào)整器,使指針調(diào)至零位。(2)正確連接表筆。紅表筆應(yīng)插入標(biāo)有“+”的插孔,黑表筆插入“-”的插孔。(3)測(cè)直流電流和直流電壓時(shí),紅表筆接被測(cè)電壓、電流的正極,黑表筆接負(fù)極。用歐姆擋判斷二極管的極性時(shí),注意“+”插孔是接表內(nèi)電池的負(fù)極,“-”插孔是接表內(nèi)電池的正極。(4)測(cè)量電壓時(shí),萬(wàn)用表應(yīng)與被測(cè)電路并聯(lián);測(cè)量電流時(shí),要把被測(cè)電路斷開(kāi),將萬(wàn)用表串聯(lián)接在被測(cè)電路中。(5)量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)應(yīng)根據(jù)被測(cè)量放在正確的位置,切不可使用電流擋或歐姆擋測(cè)電壓,否則會(huì)損壞萬(wàn)用表。(6)合理選擇量程擋。測(cè)量電壓、電流時(shí),應(yīng)使表針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的1/2或2/3以上;測(cè)量電阻時(shí),應(yīng)使表針偏轉(zhuǎn)至中心刻度附近(電阻擋的設(shè)計(jì)是以中心刻度為標(biāo)準(zhǔn)的)。(7)測(cè)交流電壓、電流時(shí),注意被測(cè)量必須是正弦交流電壓、電流,而被測(cè)信號(hào)的頻率也不能超過(guò)說(shuō)明書(shū)上的規(guī)定。(8)測(cè)量高電壓、大電流時(shí),不可帶電轉(zhuǎn)換量程開(kāi)關(guān),以免電弧燒壞轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)。(9)測(cè)電阻時(shí),應(yīng)先進(jìn)行電氣調(diào)零。方法是將兩表筆短路,調(diào)節(jié)“調(diào)零”旋鈕使指針指在零點(diǎn)(注意歐姆的零刻度在表盤(pán)的右側(cè))。如調(diào)不到零點(diǎn),說(shuō)明萬(wàn)用表內(nèi)電池電壓不足,需要更換新電池。測(cè)量大電阻時(shí),兩手不能同時(shí)接觸電阻,防止人體電阻與被測(cè)電阻并聯(lián)造成測(cè)量誤差。每變換一次量程,都要重新調(diào)零。(10)在表盤(pán)上有多條刻度線,對(duì)應(yīng)不同的被測(cè)量,讀數(shù)時(shí)要在相應(yīng)的刻度線上讀取數(shù)值。(11)萬(wàn)用表使用完畢,將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)放在交流電壓最大擋位,避免損壞儀表。(12)萬(wàn)用表長(zhǎng)期不用時(shí),應(yīng)取出電池,防止電池漏液,腐蝕和損壞萬(wàn)用表內(nèi)零件。二、數(shù)字萬(wàn)用表數(shù)字萬(wàn)用表也稱數(shù)字多用表(DMM),它采用了先進(jìn)的集成電路模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)顯技術(shù),將被測(cè)量的數(shù)值直接以數(shù)字形式顯示出來(lái)。數(shù)字萬(wàn)用表顯示清晰直觀,讀數(shù)準(zhǔn)確,與模擬萬(wàn)用表相比,其各項(xiàng)性能指標(biāo)均有大幅度的提高。1.組成與工作原理數(shù)字萬(wàn)用表除了具有模擬萬(wàn)用表的測(cè)量功能外,還可以測(cè)量電容、二極管的正向壓降、晶體管直流放大系數(shù)β及檢查線路短路告警等。圖C-2數(shù)字萬(wàn)用表原理框圖數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量基礎(chǔ)是直流數(shù)字電壓表,其他功能是在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的。為了完成各種測(cè)量功能,必須增加相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器,將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào),再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,然后通過(guò)液晶顯示器以數(shù)字形式顯示出來(lái),其原理框圖如圖C-2所示。轉(zhuǎn)換器將各種被測(cè)量轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào),A/D轉(zhuǎn)換器將隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬量變換成數(shù)字量,然后由電子計(jì)數(shù)器對(duì)數(shù)字量進(jìn)行計(jì)數(shù),再通過(guò)譯碼顯示電路將測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)。數(shù)字萬(wàn)用表的顯示位數(shù)通常為三位半~八位半,位數(shù)越多,測(cè)量精度越高,但位數(shù)多的,其價(jià)格也高。一般常用的是三位半、四位半數(shù)字萬(wàn)用表,即顯示數(shù)字的位數(shù)分別是四位和五位,但其最高位只能顯示數(shù)字0或1,稱為半位,后幾位數(shù)字可以顯示數(shù)字0-9,稱為整數(shù)位。對(duì)應(yīng)的數(shù)字顯示最大值為1999(三位半)、19999(四位半),滿量程計(jì)數(shù)值分別為2000、20000。2.主要特點(diǎn)與使用方法(1)數(shù)字萬(wàn)用表的主要特點(diǎn)①數(shù)字顯示,直觀準(zhǔn)確,無(wú)視覺(jué)誤差,并且有極性自動(dòng)顯示功能;②測(cè)量精度和分辨率高,功能全;③輸入阻抗高(大于1MΩ),對(duì)被測(cè)電路影響?。虎茈娐返募啥雀?,產(chǎn)品的一致性好,可靠性強(qiáng);⑤保護(hù)功能齊全,有過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)載保護(hù)和超量程顯示;⑥功耗低,抗干擾能力強(qiáng);⑦便于攜帶,使用方便。(2)使用方法及注意事項(xiàng)①插孔的選擇數(shù)字萬(wàn)用表一般有四個(gè)表筆插孔,測(cè)量時(shí)黑表筆插入COM插孔,紅表筆則根據(jù)測(cè)量需要,插入相應(yīng)的插孔。測(cè)量電壓和電阻時(shí),應(yīng)插入V?Ω插孔;測(cè)量電流時(shí)注意有兩個(gè)電流插孔,一個(gè)是測(cè)量小電流的,一個(gè)是測(cè)量大電流的,應(yīng)根據(jù)被測(cè)電流的大小選擇合適的插孔。②測(cè)量量程的選擇根據(jù)被測(cè)量選擇合適的量程范圍,測(cè)直流電壓置于DCV量程、交流電壓置于ACV量程、直流電流置于DCA量程、交流電流置于ACA量程、電阻置于Ω量程。.當(dāng)數(shù)字萬(wàn)用表僅在最高位顯示“1”時(shí),說(shuō)明已超過(guò)量程,須調(diào)高一擋。.用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量電壓時(shí),應(yīng)注意它能夠測(cè)量的最高電壓(交流有效值),以免損壞萬(wàn)用表的內(nèi)部電路。.測(cè)量未知電壓、電流時(shí),應(yīng)將功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)先置于高量程擋,然后再逐步調(diào)低,直到合適的擋位。③測(cè)量交流信號(hào)時(shí),被測(cè)信號(hào)波形應(yīng)是正弦波,頻率不能超過(guò)儀表的規(guī)定值,否則將引起較大的測(cè)量誤差。④與模擬表不同,數(shù)字萬(wàn)用表紅表筆接內(nèi)部電池的正極,黑表筆接內(nèi)部電池的負(fù)極。測(cè)量二極管時(shí),將功能開(kāi)關(guān)置于二極管擋,這時(shí)的顯示值為二極管的正向壓降,單位為V。若二極管接反,則顯示“1”。⑤測(cè)量晶體管的hFE時(shí),由于工作電壓僅為2.8V,測(cè)量的只是一個(gè)近似值。⑥測(cè)量完畢,應(yīng)立即關(guān)閉電源;若長(zhǎng)期不用,則應(yīng)取出電池,以免電池漏電。

附錄D晶體管毫伏表的原理與使用晶體管毫伏表是一種在電路實(shí)驗(yàn)中常用的交流電壓表,能直接測(cè)出正弦信號(hào)的有效值。它是模擬式電壓表,采用磁電式電流表作為指示器,屬于指針式儀表,表盤(pán)以V和dB值為刻度,可以測(cè)量交流信號(hào)的電壓值或電平值。一、組成及工作原理晶體管毫伏表屬于寬頻帶放大-檢波式電壓表,由放大電路、檢波電路和指示電路三部分組成,如圖D-1所示。圖D-1放大一檢波式晶體管毫伏表原理框圖衰減器的作用是將被測(cè)信號(hào)衰減到寬帶放大器的輸入所要求的數(shù)值,使毫伏表有較寬的電壓測(cè)量范圍。寬帶放大器用于提高毫伏表的靈敏度,使毫伏表能夠測(cè)量微弱信號(hào),可達(dá)到毫伏級(jí)。由于磁電式電流表只能測(cè)量直流電流,因此必須通過(guò)檢波器檢波,將交流電壓變換成相應(yīng)大小的直流電流去驅(qū)動(dòng)表頭,使表頭做出相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)。由于第一衰減器是高阻抗的電容補(bǔ)償式衰減器,所以毫伏表具有較高的輸入阻抗。晶體管毫伏表的表盤(pán)是按正弦信號(hào)的有效值刻度的,因此當(dāng)測(cè)量正弦信號(hào)時(shí),可以從表頭直接讀出正弦信號(hào)的有效值;而測(cè)量其他波形的信號(hào)時(shí),其讀數(shù)沒(méi)有直接的意義;若需要進(jìn)行換算,則要乘一個(gè)波形系數(shù)K才能得到其有效值。常見(jiàn)信號(hào)的波形系數(shù)K如下:三角波為0.817,方波為1.414,矩形脈沖波為2.828。二、晶體管毫伏表的技術(shù)指標(biāo)1.測(cè)量電壓范圍表示能夠測(cè)量的最小到最大的電壓值。各種型號(hào)的毫伏表的測(cè)量電壓范圍有所不同,如DA-16FS的電壓測(cè)量范圍為100μV~300V,分11擋量程,每擋相差10dB。EM2173的電壓范圍為300μV~100V,分12擋量程,每擋相差10dB。2.頻率范圍頻率范圍是指被測(cè)交流信號(hào)最小到最大的頻率。在這個(gè)范圍內(nèi),測(cè)量誤差符合說(shuō)明書(shū)給出的技術(shù)指標(biāo),若超出此范圍,測(cè)量誤差會(huì)增大。毫伏表的頻率范圍較寬,如DA-16FS頻寬為20Hz~1MHz,EM2173為5Hz~2MHz。3.輸入阻杭毫伏表具有較高的輸入阻抗。由于毫伏表使用時(shí)是與被測(cè)電路并聯(lián),輸入阻抗高,則對(duì)被測(cè)電路的影響小。一般輸入電阻≥1M?。三、毫伏表的使用方法及注意事項(xiàng)晶體管毫伏表有單路輸入和雙路輸入兩種。對(duì)于雙路輸入的毫伏表,其兩路的特性一樣。1.儀器操作介紹毫伏表的前面板上一般有以下部件。(1)“測(cè)量范圍”(Range)選擇開(kāi)關(guān):共有12擋,各擋所標(biāo)的數(shù)值是毫伏表在這一擋位時(shí)能夠測(cè)量的電壓最大值,旁邊是分貝(dB)數(shù),用于電平測(cè)量。(2)輸入(Input)端:被測(cè)信號(hào)的輸入端口,通常用同軸電纜作輸入測(cè)試線。雙路毫伏表有兩個(gè)相同的輸入端,可同時(shí)測(cè)量?jī)陕沸盘?hào)。(3)零點(diǎn)調(diào)整旋鈕:用于電氣調(diào)零。接通電源,輸入測(cè)試線兩端短路,表頭指針應(yīng)在零點(diǎn),否則需要調(diào)整該旋鈕。有些型號(hào)的毫伏表沒(méi)有調(diào)零旋鈕,則不需要電氣調(diào)零。(4)表頭刻度:表頭上有3條刻度線。第一條是0~10刻度線,當(dāng)測(cè)量范圍在1mV,10mV,0.1V,1V,10V,100V時(shí),從這條刻度線讀數(shù);第二條是0~3刻度線,當(dāng)測(cè)量范圍在3mV,30mV、0.3V、3V、30V、300V時(shí),從這條刻度讀數(shù);第三條是對(duì)數(shù)刻度線,當(dāng)測(cè)量電壓的電平值時(shí),從這條刻度上讀出絕對(duì)電平值,即分貝(dB)值。2.使用方法及注意事項(xiàng)(1)通電前應(yīng)檢查表頭指針是否指在零點(diǎn),若有偏差,可進(jìn)行機(jī)械調(diào)零(機(jī)械零點(diǎn)不需要經(jīng)常調(diào)整)。(2)通電后應(yīng)調(diào)電氣零點(diǎn),方法是將輸入線的兩端夾在一起,若表針不指在零點(diǎn),則調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使指針指在零點(diǎn)。(3)根據(jù)被測(cè)電壓的大小,選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量范圍。若不知被測(cè)電壓的可能范圍,應(yīng)將測(cè)量范圍置最大擋,然后逐漸減小,直至指針偏轉(zhuǎn)至滿量程的1/2以上。(4)連接測(cè)試線時(shí),毫伏表的接地線(一般為黑色夾子)應(yīng)與被測(cè)電路的公共地端相連。測(cè)量時(shí),應(yīng)先接上地線,然后連接另一端。測(cè)量完畢時(shí),應(yīng)先斷開(kāi)信號(hào)端,后斷開(kāi)接地端,以免因感應(yīng)電壓過(guò)大而損壞儀表。(5)小信號(hào)測(cè)量時(shí),先把量程置于較大擋,接好線后,再調(diào)至適當(dāng)位置。(6)正確的讀數(shù)。應(yīng)待指針?lè)€(wěn)定后兩眼正對(duì)指針來(lái)讀數(shù),如刻度盤(pán)帶有反光鏡時(shí),應(yīng)使眼睛、指針和指針在鏡內(nèi)的影像成為一條直線時(shí)再讀取。(7)當(dāng)作為電平表使用時(shí),被測(cè)的實(shí)際電平分貝數(shù)為表頭指示分貝數(shù)與量程選擇開(kāi)關(guān)所對(duì)應(yīng)的分貝數(shù)的代數(shù)和。(8)毫伏表讀數(shù)時(shí),要根據(jù)所選擇的量程來(lái)確定從哪一條刻度讀數(shù)。例如,指針指在第一條刻度線的數(shù)字6處,若此時(shí)量程為10V,則讀數(shù)為6V;若量程為100mV,則讀數(shù)為60mV;若量程為3V,則讀數(shù)為1.9V;若量程為30mV,則讀數(shù)為19mV;其他各量程依此類推。

附錄E示波器的原理與使用示波器是最常用的測(cè)試儀器之一,它可將電信號(hào)波形形象而直觀地顯示在熒光屏上。利用示波器,可以測(cè)量信號(hào)的幅值、瞬時(shí)值、頻率、周期、相位和脈沖信號(hào)的寬度、上升時(shí)間、下降時(shí)間等參量。通過(guò)傳感器,還能測(cè)量各種非電量,如溫度、壓力、振動(dòng)、沖擊、距離、熱、光、聲音和磁效應(yīng)等。示波器的種類較多,按用途和特點(diǎn)可分為通用示波器、取樣示波器、記憶與數(shù)字存儲(chǔ)示波器、專用示波器。通用示波器是示波器中應(yīng)用最廣泛的一種,它采用單束示波管,包括單蹤型和雙蹤型。取樣示波器是采用取樣原理,將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻信號(hào),再進(jìn)行顯示。記憶與數(shù)字存儲(chǔ)示波器具有記憶、存儲(chǔ)信號(hào)波形功能,可以用來(lái)觀測(cè)和比較單次過(guò)程和非周期現(xiàn)象、超低頻信號(hào),以及在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)觀測(cè)到的信號(hào)。記憶示波器采用記憶示波管,數(shù)字存儲(chǔ)示波器則應(yīng)用了數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)。專用示波器則是為滿足特殊用途而設(shè)計(jì)的示波器。下面以電路實(shí)驗(yàn)中常用的通用示波器為例,說(shuō)明其組成、工作原理和應(yīng)用。一、通用示波器的組成與原理通用示波器

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