1
实验一 元件伏安特性的测试
一、实验目的
1． 掌握线性电阻元件，非线性电阻元件及电源元件伏安特
性的测量方法。
2． 学习直读式仪表和直流稳压电源等设备的使用方法。 二、实验说明
电阻性元件的特性可用其端电压U 与通过它的电源I 之间的函数关系来表示，这种U 与I 的关系称为电阻的伏安关系。如果将这种关系表示在U~I 平面上，则称为伏安特性曲线。
1．线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线斜率的倒数就是电阻元件的电阻值。如图1－1所示。由图可知线性电阻的伏安特性对称于坐标原点，这种性质称为双向性，所有线性电阻元件都具有这种特性。
图1－1 图1－2
半导体二极管是一种非线性电阻元件，它的阻值随电流的变化而变化，电压、电流不服从欧姆定律。半导体二极管的电路符号用表示，其伏安特性如图1－2所示。由图可见，半导体二极管的电阻值随着端电压的大小和极性的不同而不
同，当直流电源的正极加于二极管的阳极而负极与阴极联接时，二极管的电阻值很小，反之二极管的电阻值很大。
（a ）
（b ） 图1－3
2．电压源
能保持其端电压为恒定值且内部没有能量损失的电压源称为理想电压源。理想电压源的符号和伏安特性曲线如图1－3（a ）所示。
理想电压源实际上是存在的，实际电压源总具有一定的能量损失，这种实际电压源可以用理想电压源与电阻的串联组合来作为模型（见图1－3b ）。其端口的电压与电流的关系为：
I
U
u s +
_
u + _
R s
i
R s i
u
i
0 s
+ I s _
U
I
0 U s
U
I
0 i
2
s s IR U U -=
式中电阻s R 为实际电压源的内阻，上式的关系曲线如图1－3b 所示。显然实际电压源的内阻越小，其特性越接近理想电压源。实验箱内直流稳压电源的内阻很小，当通过的电流在规定的范围内变化时，可以近似地当作理想电压源来处理。
图1－4
3．电压、电流的测量
用电压表和电流表测量电阻时，由于电压表的内阻不是无穷大，电流表的内阻不是零。所以会给测量结果带来一定的方法误差。
例如在测量图1－4中的R 支路的电流和电压时，电压表在线路中的连接方法有两种可供选择。如图中的1－1ˊ点和2－2ˊ点，在1－1ˊ点时，电流表的读数为流过R 的电流值，而电压表的读数不仅含有R 上的电压降，而且含有电流表内阻上的电压降，因此电压表的读数较实际值为在，当电压表在2－2ˊ处时，电压表的读数为R 上的电压降，而电流表的读数除含有电阻R 的电流外还含有流过电压表的电流值，因此电流表的读数较实际值为大。
显而易见，当R 的阻值比电流表的内阻大得多时，电压表
宜接在1－1ˊ处，当电压表的内阻比R 的阻值大得多时则电压表的测量位置应选择在2－2ˊ处。实际测量时，某一支路的电阻常常是未知的，因此，电压表的位置可以用下面方法选定：先分别在1－1ˊ和2－2ˊ两处试一试，如果这两种接法电压表的读数差别很小，甚至无差别，即可接在1－1ˊ处。如果两种接法电流表的读数差别很小或无甚区别，则电压表接于1－1ˊ处或2－2ˊ处均可。 三、仪器设备
1．电路分析实验箱 一台 2．直流毫安表 一只 3、数字万用表 一只
图1－5
四、实验内容与步骤
1. 测定线性电阻的伏安特性：
按图1－5接好线路，经检查无误后，接入直流稳压电源，调节输出电压依次为表1－1中所列数值，并将测量所得对应的电流值记录于表1－1中。
U （V ） 6 9 12 15 18 I （mA ）
选用2CK 型普通半导体二极管作为被测元件，实验线路如
图1－6（a）(b)所示。图中电阻R为限流电阻，用以保护二极管。在测二极管反向特性时，由于二极管的反向电阻很大，流过它的电流很小，电流表应选用直流微安档。
（a）（b）
图1－6
1)正向特性
按图1-6(a)接线，经检查无误后，开启直流稳压源，调节输出电压，使电流表读数分别为表1-2中的数值，对于每一个电流值测量出对应的电压值，记入表1-2中，为了便于作图在曲线部位可适当多取几个点。
表1-2
表1－3
U(V) 4 6 10 15 20
I(μA)
2)反向特性
按图1-6(b)接线，经检查无误后，接入直流稳压源，调节输出电压为表1-3中所列数值，并将测量所得相应的电流值记入
表1-3中。
3．测定理想电压源的伏安特性
实验采用直流稳压电源作为理想电压源，因其内阻在和外电路电阻相比可以忽略不计的情况下，其输出电压基本维持不变，可以把直流稳压电源视为理想电压源，按图1-7接线，其中Ri=1KΩ为限流电阻，R2作为稳压电源的负载。
图1－7
接入直流稳压电源，并调节输出电压E=27V，由大到小改变电阻R2的阻值，使其分别等于6K、5K、4K、3K、2K、1K，将相应的电压、电流数值记入表1-4中。
表1－4
2
R(Ω) 6K 5K 4K 3K 2K 1K U(V)
I(mA)
4．定实际电压源的伏安特性
首先选取一个51Ω的电阻，作为直流稳压电源的内阻与稳压电源串联组成一个实际电压源模型，其实验线路如图1-8所示。其中负载电阻取620Ω、510Ω、390Ω、300Ω、200Ω、100Ω各值。实验步骤与前项相同，测量所得数据填入表1-5中。
3
4
图1－8 表1-5
2R (Ω)
开路 620 510 390 300 200 100 U(V) 10 I(mA)
有一个线性电阻R=200Ω，用电压表、电流表测电阻R ，已知电压表内阻V R =10K Ω，电流表内阻A R =0.2Ω，问电压表与电流表怎样接法其误差较小？ 五、 实验报告要求
1. 用坐标纸画出各元件的伏安特性曲线，并作出必要的分
析。
2. 回答思考题，并画出测量电路图。
实验二基尔霍夫定律
一、实验目的
1．验证基尔霍夫电流、电压定律，加深对基尔霍夫定律的理解。
2．加深对电流、电压参考方向的理解。
二、实验原理
基尔霍夫定律是集总电路的基本定律。它包括电流定律和电压定律。
基尔霍夫电流定律(KCL)：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零。
三、仪器设备
1．电路分析实验箱一台
2．直流毫安表二只
3．数字万用表一台
图2－1
四、实验内容与步骤
1．实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，可采用如图2-1中I1、I2、I3所示。
2．按图2-1所示接线。
3．按图2-1分别将E1、E2两路直流稳压电源接入电路。4．将直流毫安表串联在I1、I2、I3支路中(注意：直流毫
安表的“+、-”极与电流的参考方向)，设各电阻两端电压
U R1、U R1、U R1与流过其电流为关联参考方向。
5．认连线正确后，再通电，将直流毫安表的值记录在表2-1内。
6．用数字万用表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录在表2-1内
五、实验报告要求
1．选定实路电路中的任一节点，将测量数据代入基尔霍夫
电流定律加以验证。
2．选定实验电路中的任一闭合电路，将测量数据代入基尔
霍夫电压定律，加以验证。
3．将计算值与测量值比较，分析误差原因。
I3
5
实验三叠加定理
一、实验目的
1．验证叠加定理
2．正确使用直流稳压电源和万用电表。
二、实验原理
叠加原理不仅适用于线性直流电路，也适用于线性交流电路，为了测量方便，我们用直流电路来验证它。叠加原理可简述如下：
在线性电路中，任一支路中的电流(或电压)等于电路中各个独立源分别单独作用时在该支路中产生的电流(或电压)的代数和，所谓一个电源单独作用是指除了该电源外其他所有电源的作用都去掉，即理想电压源所在处用短路代替，理想电流源所在处用开路代替，但保留它们的内阻，电路结构也不作改变。
(a)
(b) (c)
图3－1
由于功率是电压或电流的二次函数，因此叠加定理不能用来直接计算功率。例如在图3－1中
"
-
'
=
1
1
1
I
I
I
"
+
'
-
=
2
2
2
I
I
I
"
+
'
-
=
3
3
3
I
I
I
显然
1
2
1
1
2
1
1
)
(
)
(R
I
R
I
P
R
"
+
'
≠
三、仪器设备
1．电路分析实验箱一台
2．直流毫安表二只
3．数字万用表一台
四、实验内容与步骤
实验线路如图3－2所示
图3－2
1．实验箱电源接通220V电源，调节输出电压，使第一路
输出端电压
1
E＝10V；第二路输出电压
2
E＝6V，（须用万用表重新测定），断开电源开关待用。按图3－2接线，经教师检查
6
7
线路后，再接通电源开关。
2．测量1E 、
2E 同时作用和分别单独作用时的支路电流3I ，并将数据记入表格3－1中。
注意：一个单独作用时，另一个电源需从电路中取出，并将空出的两点用导线连起来。还要注意电流（或电压）的正、负极性。（注意：用指针表时，凡表针反偏的表示该量的实际方向与参考方向相反，应将表针反过来测量，数值取为负值。
4．选一个回路，测定各元件上的电压，将数据记入表格 3－1中。
表3－1
五、实验报告要求
1． 用实验数据验证支路的电流是否符合叠加原理，并对实
验误差进行适当分析。
2． 用实测电流值、电阻值计算电阻3R 所消耗的功率为多
少？能否直接用叠加原理计算？试用具体数值说明之。
实验四戴维南定理
一、实验目的
1．验证戴维南定理
2．测定线性有源一端口网络的外特性和戴维南等效电路的外特性。
二、实验原理
戴维南定理指出：任何一个线性有源一端口网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式代替，理想电压源的电压等于原一端口开路电压U OC，其电阻（又称等效内阻）等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻R eq，见图4－1。
图4－1 图4－2
1．开路电压的测量方法
方法一：直接测量法。当有源二端网络的等效内阻R eq与电压表的内阻R v相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压。
方法二：补偿法。其测量电路如图4－2所示，E为高精度
的标准电压源，R为标准分压电阻箱，G为高灵敏度的检流计。
调节电阻箱的分压比，c、d两端的电压随之改变，当U cd=U ab 时，流过检流计G的电流为零，因此
KE
E
R
R
R
U
U
cd
ab
=
+
=
=
2
1
2
式中
2
1
2
R
R
R
K
+
=为电阻箱的分压比。根据标准电压E和
分压比K就查可求得开路电压U ab，因为电路平衡时I G＝0，不消耗电能，所以此法测量精度较高。
2．等效电阻R eq的测量方法
对于已知的线性有源一端口网络，其入端等效电阻R eq可以从原网络计算得出，也可以通过实验测出，下面介绍几种测量方法：
方法一：将有源二端网络中的独立源都去掉，在ab端外加
一已知电压U，测量一端口的总电流I，则等效电阻
eq
R＝
I
U
。
实际的电压源和电流源都具有一定的内阻，它并不能与电源本身分开，因此在去掉电源的同时，也把电源的内阻去掉了，无法将电源内阻保留下来，这将影响测量精度，因而这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。
方法二：测量ab端的开路电压U OC及短路电流I SC则等效电阻R eq=U OC/I SC
8
9
这种方法适用于测量ab 端等效电阻R eq 较大，而短路电流不超过额定值的情形，否则有损坏电源的危险。
图4－3
图4－4
方法三：两次电压测量法
测量电路如图4－3所示，第一次测量ab 端的开路电压U OC ，第二次在ab 端接一已知电阻R L （负载电阻），测量此时a 、b 端的负载电压U ，则a 、b 端的等效电阻R eq 为：
L oc
eq R U
U R )1(
-= 第三种方法了克服了第一和第二种方法的缺点和局限性，在实际测量中常被采用。
3．如果用电压等于开路电压U OC 的理想电压源与等效电阻R eq 相串联和电路（称为戴维南等效电路，参见图4－4）来代替原有源二端网络，则它的外特性U=f(I)应与有源二端网络的外特性安全相同。实验原理电路见图4－5b 。 三、 预习内容
在图4－5（a ）中设1E ＝10V ，2E ＝6V ，Ω==K R R 121，
根据戴维南定理将AB 以左的电路化简为戴维南等效电路。即计算图示虚线部分的开路电压U OC ，等效内阻R eq 及A 、B 直接短路时的短路电流I SC 之值，填入自拟的表格中。
(a)
(b) 图4－5
四、 仪器设备
1．电路分析实验箱 一台 2．直流毫安表 一只 3．数字万用表
一台
10
五、实验内容与步骤
1． 用戴维南定理求支路电流I 3
测定有源二端网络的开路电压U OC 和等效电阻R eq 按图4－5（a ）接线，经检查无误后，采用直接测量法测定有源二端网络的开路电压U OC 。电压表内阻应远大于二端网络的等效电阻R eq 。
用两种方法测定有源二端网络的等效电阻R eq A ．采用原理中介绍的方法二测量：
首先利用上面测得的开路电压oc U 和预习中计算出的eq
R 估算网络的短路电流I SC 大小，在I SC 之值不超过直流稳压电源电流的额定值和毫安表的最大量限的条件下，可直接测出短路电流，并将此电路短路电流I SC 数据记入表格4－1中。
B ．采用原理中介绍的方法三测量：
接通负载电阻R L ，调节电位器R 4，使R L ＝1K Ω，使毫安表短接，测出此时的负载端电压U ，并记入表格4－1中。
表4－1
取A 、B 两次测量的平均值作为R eq （3I 的计算在实验报告中完成）
2． 测定有源二端网络的外特性
调节电位器R 4即改变负载电阻R L 之值，在不同负载的情
况下，测量相应的负载电压和流过负载的电流，共取五个点将数据记入自拟的表格中。测量时注意，为了避免电表内阻的影响，测量电压U 时，应将接在AC 间的毫安表短路，测量电流主I 时，将电压表从A 、B 端拆除。若采用万用表进行测量，要特别注意换档。
3． 测定戴维南等效电路的外特性。
将另一路直流稳压电源的输出电压调节到等于实测的开路电压oc U 值，以此作为理想电压源，调节电位器6R ，使
eq R R R =+65，并保持不变，以此作为等效内阻，将两者串联
起来组成戴维南等效电路。按图4－5（b ）接线，经检查无误后，重复上述步骤测出负载电压和负载电流，并将数据记入自拟的表格中。 六、 实验报告要求
1.应用戴维南定理，根据实验数据计算3R 支路的电流3I ，并与计算值进行比较。
2.在同一坐标纸上作出两种情况下的外特性曲线，并作适当分析。判断戴维南定理的正确性
11
实验五 运算放大器和受控源
一、实验目的
1． 获得运算放大器有源器件的感性认识。 2． 测试受控源特性，加深对它的理解。 二、实验说明
1． 运算放大器是一种有源三端元件，图5－1（a ）为运放的电
路符号。
（a ） (b)
图5－1
它有两个输入端，一个输出端和一个对输入和输出信号的参考地线端。“＋”端称为非倒相输入端，信号从非倒相输入端输入时，输出信号与输入信号对参考地线来说极性相同。“－”端称为倒相输入端，信号从倒相输入端输入时，输出信号与输入信号对参考地线来说极性相反。运算放大器的输出端电压
)
(a b o u u A u -= 其中A 是运算放大器的开环电压放大倍数。在理想情况下，A
和输入电阻in R 均为无穷大，因此有
a b u u =
0==in b b R u i ， 0==in
a a R u
i
上述式子说明：
（1）运算放大器的“＋”端与“－”端之间等电位，通常称为“虚短路”。
（2）运算放大器的输入端电流等于零。称为“虚断路”。 此外，理想运算放大器的输出电阻为零。这些重要性质是简化分析含运算放大器电路的依据。
除了两个输入端、一个输出端和一个参考地线端外，运算放大器还有相对地线的电源正端和电源负端。运算放大器的工作特性是在接有正、负电源（工作电源）的情况下才具有的。
运算放大器的理想电路模型为一受控源。如图5－1（b ）所示。在它的外部接入不同的电路元件可以实现信号的模拟运算或模拟变换，它的应用极其广泛。含有运算放大器的电路是一种有源网络，在电路实验中主要研究它的端口特性以了解其功能。本次实验将要研究由运算放大器组成的几种基本受控源电路。
5－2所示的电路是一个电压控制型电压源（VCVS ）。由于运算放大器的“＋”和“－”端为虚短路，有 1
u u u b a == 故 2
122R u R u i b R ==
又因 21R R i i = 所以 22112R i R i u R R += )(212R R i R +=
)(212
1
R R R u +=
12
12
1
)1(u R R +
=
图5－ 2
图5－3
即运算放大器的输出电压2u 受输入电压1u 的控制，它的理想电路模型如图5－3所示。其电压比
2
1121R R u u +==
μ
μ无量纲，称为电压放大倍数。该电路是一个非倒相比例放大器，其输入和输出端钮有公共接地点。这种联接方式称为共地联接。
3．将图5－2电路中的1R 看作一个负载电阻，这个电路就成为一个电压控制型电流源（VCCS ）如图5－4所示，运算放大器的输出电流
R
u R u i i a R s 1
==
= 即s i 只受运算放大器输入电压1u 的控制，与负载电阻L R 无关。图5－5是它的理想电路模型。比例系数：
R
u i g s m 11==
m g 具有电导的量纲称为转移电导。图5－4所示电路中，输入、
输出无公共接地点，这种联接方式称为浮地联接。
图5－4
图5－5
图5－6 图5－7
4．一个简单的电流控制型电压源（CCVS ）电路如图5－6
所示。由于运算放大器的“＋”端接地，即0=b u ，所以“－”端电压a u 也为零，在这种情况下，运算放大器的“－”端称为“虚地点”，显然流过电阻R 的电流即为网络输入端口电流1i ，运算放大器的输出电压R i u 12-=，它受电流1i 所控制。图5－7是它的理想电路模型。其比例系数：
R i u r m -==
1
2
13
m r 具有电阻的量纲、称为转移电阻，联接方式为共地联接。
图5－8 图5－9
5．运算放大器还可构成一个电流控制电流源（CCCS ）如
图5－8所示，由于2122R i R i u R c -=-=
即输出电流s i 受输入端口电流1i 的控制，与负载电阻L R 无关。它的理想电路模型如图5－9所示。其电流比
3
211R R i i s +==
α α无量纲称为电流放大系数。这个电路实际上起着电流放大的
作用，联接方式为浮地联接。
6．本次实验中，受控源全部采用直流电源激励（输入），对于交流电源激励和其它电源激励，实验结果完全相同。由于运算放大器的输出电流较小，因此测量电压时必须用高内阻电压表，如用万用表等。 三、仪器设备
1．电路分析实验箱 一台
2．直流毫安表 二只 3．数字万用表 一台
图5－10 四、实验内容与步骤
1． 测试电压控制电压源和电压控制电流源特性。 实验线路及参数如图5－10所示。
表5－1
给定值 U 1（V ） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 VCVS 测量值 U 2（V ）
计算值 μ /
VCCS 测量值 I s （mA ）
计算值 g m (s) /
①电路接好后，先不给激励电源1，将运算放大器“＋”端对地短路，接通实验箱电源工作正常时，应有2U ＝0和s I ＝0。 ②接入激励电源1U ，取1U 分别为0.5V 、1V 、1.5V 、2V 、2.5V （操作时每次都要注意测定一下），测量2U 及s I 值并逐一记入表5－1中。
14
③保持1U 为1.5V ，改变1R （即L R ）的阻值，分别测量2U 及s I 值并逐一记入表5－2中。
表5－2
给定值 R 1（K Ω） 1 2 3 4 5 VCVS 测量值 U 2（V ）
计算值 μ /
VCCS 测量值 I s （mA ）
计算值 g m (s) /
④核算表5－1和表5－2中的各μ和g m 值，分析受控源特性。 2．测定电流控制电压源特性
实验电路如图5－11所示，输入电流由电压源U S 与串联电阻Ri 所提供。
图5－11
①给定R 为1K Ω，s U 为1.5V ，改变i R 的阻值，分别测量
1I 和2U 的值，并逐一记录于表5－3中，注意2U 的实际方向。
表5－3
给定值 R i （K Ω） 1 2
3 4 5 测量值 I 1(mA)
U 2（V ）
计算值 r m （Ω）
②保持s U 为1.5V ，改变改变i R 为1K Ω的阻值，分别测量
1I 和2U 的值，并逐一记录于表5－4中。
表5－4
给定值 R （K Ω） 1 2
3 4 5 测量值 I 1(mA)
U 2（V ）
计算值 r m （Ω）
③核算表5－3和表5－4中的各m 值，分析受控源特性。 2． 测试电流控制电流源特性，实验电路及参数如图5－12所
示。
图5－12
①给定s U 为1.5V ，i R 为3K Ω，2R 和3R 为1 K Ω，负载分别到0.5 K Ω、2 K Ω、3 K Ω逐一测量并测量1I 和2I 的数值。
②保持s U 为1.5V ，L R 为1K Ω，2R 和3R 为1 K Ω，分别取i R 为3 K Ω、2.5 K Ω、2 K Ω、1.5 K Ω、1K Ω，逐一测量并测量1I 和2I 的数值。
③保持s U 为1.5V ，L R 为1K Ω、i R 为3K Ω，分别取2R （或
3R ）为1 K Ω、2 K Ω、3 K Ω、4 K Ω、5K Ω，逐一测量并记录1
I
I的数值。以上各实验记录表格仿前自拟。
和
2
④核算各种电路参数下的α值，分析受控源特性。
五、注意事项
1．实验电路确认无误后，方可接通电源，每次在运算放大
器外部换接电路元件时，必须先断开电源。
2．实验中，作受控源的运算放大器输出端不能与地端短接。
1．做电流源实验时，不要使电流源负载开路。
六、实验报告要求
1．整理各组实验数据，并从原理上加以讨论和说明。
2．写出通过实验对实际受控源特性所加深的认识。
3．试分析引起本次实验数据误差的原因。
15
16
实验六 一阶、二阶动态电路
一、实验目的
1． 加深对RC 微分电路和积分电路过渡过程的理解。 2． 研究R 、L 、C 电路的过渡过程。 二、实验说明
1． 用示波器研究微分电路和积分电路。 （1）微分电路
微分电路在脉冲技术中有广泛的应用。在图8－1电路中，
dt
du RC
Ri u c
sc == （1）
即输出电压sc u 与电容电压c u 对时间的导数成正比。当电路的时间常数RC =τ很小，c u ＞＞sc u 时，输入电压sr u 与电容电压c u 近似相等。
sr u ≈c u
（2）
将（2）代入（1）得
dt
du
RC u sr sc ≈
（3）
即：当τ很小时，输出电压sc u 近似与输入电压sr u 对时间的导数成正比，所以称图8－1电路为“微分电路”。
图8－1 图8－2
（2）积分电路
将图8－1电路中的R 、C 位置对调，就得到图8－2电路。电路中
dt u RC
dt R u C idt C u R R sc ???===
111 （4）
即输出电压sc u 电阻电压R u 对时间的积分成正比。
汉电路的时间常数RC =τ很大、R u ＞＞sc u 时，输入电压
sr u 与电阻电压R u 近似相等，
sr u ≈R u
（5）
将（5）代入（4）时
17
dt u RC u sr sc ?
≈
1
（6）
即：当τ很大时，输出电压sc u 近似与输入电压sr u 对时间的积分成正比，所以称图8－2电路为“积分电路”。 2．R 、L 、C 电路的过度过程。
（1）将图8－3电路接至直流电压，当电路参数不同时，电路的过渡过程有不同的特点：
图8－3 图8－4
当C
L
R 2>时，过渡过程中的电压、电流具有非周期振荡的特点。
C
L
R 2
<时，过渡过程中的电压、电流具有“衰减振荡”的特点：此时衰减系数L
R
2=δ，LC
10=
ω是在R ＝0情况
下的振荡角频率，习惯上称为无阻尼振荡电路的固有角频率，
在0≠R 时，放电电路的固有振荡角频率220δωω-=
将随
L
R
2=
δ增加而下降； 当电阻C
L R 2
=时，0ωδ=，2
20δωω-=＝0过程就变为非振荡性质了。
（2）将图8－4电路接直流电压，当电路参数不同时，其过渡过程也有不同的特点：
C
L
R 2
<时，响应是非振荡性质的。 C
L
R 2
>时，响应将形成衰减振荡。这时电路的衰减系数RC
21
=
δ。 2． 如何用示波器观察电路的过渡过程
电路中的过渡过程，一般经过一段时间后，便达到稳定。由于这一过程不是重复的，所以无法用普通的阴极示波器来观察（因为普通示波器只能显示重复出现的、即周期性的波形）。为了能利用普通示波器研究一个电路接到直流电压时时的过渡过程，可以采用下面的方法。
18
图8－5
在电路上加一个周期性的“矩形波”电压（图8－5）。它对电路的作用可以这样来理解：在1t 、3t 等时刻，输入电压由零跳变为o U ，这相当于使电路突然在与一个直流电压o U 接通；在2t 、4t 等时刻，输入电压由o U 跳变为零，这相当于使电路输入端突然短路。由于不断地使电路接通与短路，电路便出现重复性的过渡过程，这样就可以用普通示波器来观察了。如果要求在矩形波作用的半个周期内，电路的过渡过程趋于稳态，则矩形波的周期应足够大。 三、仪器设备
1．双踪示波器 1台 2．方波发生器 1台 3．电路分析实验箱 1台
四、预习内容
1． 图8－6电路中设入u 为一阶跃电压，其幅度为U ＝3V ；
C ＝20μF 。试分别画出R ＝100K ，R ＝10K ，R ＝1K 时
出u 的曲线。
图8－6
2． 图8－7电路中设入u 为一矩形脉冲电压，其幅度为U
＝6V ；频率为1KHZ ，C ＝0.033μF ，试分别画出R ＝100K 及R ＝10K 时出u 的曲线。
图8－7
3．图8－8电路中设入u 为一矩形脉冲电压，其幅度为U ＝6V ；频率为1KHZ ，C ＝0.033μF ， R ＝10K 。试画出 出u 的曲线。
19
图8－8
4．已知图8－3，R 、L 、C 串联电路中，L ＝0.2H ，C ＝0.02μF ，定性判断R ＝2K 及R ＝11K 两种情况下C u 的波形是否振荡。
五、实验内容与步骤
1． 按图8－9接线，用示波器观察作为电源的矩形脉冲电
压。周期T ＝1ms 。
2． 图8－10接线，使R 为10K ，分别观察和记录C ＝0.01
μF 、0.1μF 、1μF 荧光屏上显示的波形。
图8－9
图8－10
3．按图8－11接线。使R 为10K ，分别观察和记录C ＝0.5μF 、0.01μF 两种情况下荧光屏上显示的波形。
图8－11
4．按图8－3电路接线L ＝0.2H ，C ＝0.1μF 接入T ＝10ms 的矩形脉冲观察并描绘R ＝500Ω及R ＝2K Ω两种情况下的
sc u 波形。记录必要的数据。
5．按图8－4接线L ＝0.2H ，C ＝0.1μF 接入T ＝10ms 的矩形脉冲观察并描绘R ＝4K Ω及R ＝500Ω，R ＝270Ω三种情况下的sc u 波形。记录必要的数据。 六、实验报告要求
1． 将实验任务1、2、3、4、5中记录的波形整理在坐标纸
上。
2． 总结微分和积分电路区别。
11级电路分析基础实验报告 篇一：电路分析基础实验 实验一：基尔霍夫定理与电阻串并联 一、实验目的 学习使用workbench软件，学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪 表测量电压、电流。 二、实验原理 1、基尔霍夫电流、电压定理的验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求至少包括两个回路和两个节点， 测量节点的电流代数和与回路电压代数和，验证基尔霍夫电流和电压 定理并与理论计算值相比较。 2、电阻串并联分压和分流关系验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上的电阻，有串联电 阻和并联电阻，测量电阻上的电压和电流，验证电阻串并联分压和分 流关系，并与理论计算值相比较。 三、实验数据分析 1、基尔霍夫电流、电压定理的验证。
测量值验证 (1)对于最左边的外围网孔，取逆时针为参考方向得：U1-U2-U3?20V-8.889V-11.111V?0故满足KVL。 (2)对于最大的外围网孔，取逆时针为参考方向得： U1?I5?R3-U2?20V?（-0.111?100）V-8.889V?0 (3)对于节点4，取流进节点的电流方向为正得： -I1?I2?I3?（--0.444）A?（-0.222）A?（-0.222）A?0 (4)对于节点7，取流进节点的电流方向为正得： -I3?I4?I5?（--0.222）A?（-0.111）A?（-0.111）A?0 理论计算值 U1?I1?（R1?R2//R3//R4） IU1204 1?（R?A?A 1?R2//R3//R4）459 I3//R4 2?R RR?I?1?4A?2 1A 2?R3//4299 I（I422 3?1-I2）?（9-9）A?9A IR1 312
电路分析实验报告
实验报告（二、三） 一、实验名称实验二KCL与KVL的验证 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证基尔霍夫定理的正确性。 三、实验原理 KCL为任一时刻，流出某个节点的电流的代数和恒等于零，流入任一封闭面的电流代数和总等于零。且规定规定：流出节点的电流为正，流入节点的电流为负。 KVL为任一时刻，沿任意回路巡行，所有支路电压降之和为零。且各元件取号按照遇电压降取“+”，遇电压升取“-”的方式。沿顺时针方向绕行电压总和为0。电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压降的代数和。 四、实验内容 电路图截图：
1.验证KCL： 以节点2为研究节点，电流表1、3、5的运行结果截图如下： 由截图可知，流入节点2的电流为2.25A，流出节点2 的电流分别为750mA和1.5A。2.25=0.75+1.5。所以，可验证ＫＣＬ成立。 ２.验证ＫＶＬ： 以左侧的回路为研究对象，运行结果的截图如下：
由截图可知，Ｒ３两端电压为２２.５Ｖ，Ｒ１两端电压为７.５Ｖ，电压源电压为３０Ｖ。２２.５＋７.５－３０＝０。所以，回路电压为０，所以，可验证ＫＶＬ成立。 一、实验名称实验三回路法或网孔法求支路电流（电压） 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证网孔分析法的正确性。 三、实验原理 为减少未知量(方程)的个数，可以假想每个回路中有一个回路电流。若回路电流已求得，则各支路电流可用回路电流线性组合表示。这样即可求得电路的解。回路电流法就是以回路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。网孔电流法就是对平面电路，若以网孔为独立回
实验一万用表原理及应用 实验二电路中电位的研究 实验三戴维南定理 实验四典型信号的观察与测量 实验五变压器的原副边识别与同名端测试
实验一万用表原理及使用 一、实验目的 1、熟悉万用表的面板结构以及各旋钮各档位的作用。 2、掌握万用表测电阻、电压、电流等电路常用量大小的方法。 二、实验原理 1、万用表基本结构及工作原理 万用表分为指针式万用表、数字式万用表。从外观上万用表由万用表表笔及表体组成。从结构上是由转换开关、测量电路、模/数转换电路、显示部分组成。指针万用表外观图见后附。其基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表做表头，当微小电流通过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，因此通过在表头上并联串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压、电阻等。万用表是比较精密的仪器，如若使用不当，不仅会造成测量不准确且极易损坏。 1）直流电流表：并联一个小电阻 2）直流电压表：串联一个大电阻 3）交流电压表：在直流电压表基础上加入二极管 4）欧姆表
2、万用表的使用 （1）熟悉表盘上的各个符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。 （2）使用万用表之前，应先进行“机械调零”，即在没有被测电量时，使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。 （3）选择表笔插孔的位置。 （4）根据被测量的种类和大小，选择转换开关的档位和量程，找出对应的刻度线。 （5）测量直流电压 a.测量电压时要选择好量程，量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时，应先选择最高量程。然后逐步减小到合适的量程。 b.将转换开关调至直流电压档合适的量程档位，万用表的两表笔和被测电路与负载并联即可。 c.读数：实际值=指示值*（量程/满偏）。 （6）测直流电流 a.将万用表转换开关置于直流电流档合适的量程档位，量程的选择方法与电压测量一样。 b.测量时先要断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。如果将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧坏仪表。 c.读数：实际值=指示值*（量程/满偏）。 （7）测电阻 a.选择合适的倍率档。万用表欧姆档的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度较稀的部分为宜，且指针接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/3~2/3之间。
《电路分析》实验指导书 机电工程学院电气系 2016年12月
实验一 叠加定理验证实验 一、实验目的 1、掌握直流稳压电源和万用表的使用方法。 2、掌握直流电压和直流电流的测试方法。 3、验证叠加定理的正确性，进一步加深对线性电路中叠加定理的理解。 二、实验原理 叠加定理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 如图1-1（a ）所示电路，电路中的各支路电流、电压等于图1-1（b ）中U SA 单独作用产生的电流、电压与图1-1（c ）中U SB 单独作用产生的电流、电压的代数和。 R U （a ） R U R （b ） （c ） 图1-1 叠加定理原理图 三、实验设备
四、实验内容与步骤 实验电路如图1-2所示，电路中线性电阻R1=R2=R3=220Ω，R4= 270Ω，R5= 200Ω，R6= 240Ω。U SA=20V，U SB=15V。双刀双掷开关K1、K2用途：双刀合向电源侧可接通电源，合向短接线侧可把电源置零。 图1-2 叠加定理实验接线图 1、对称电路（R1=R2=R3） 首先进行理论计算，计算结果记入表1-1中。 表1-1 叠加定理理论计算（一） 然后，分别测量当电源U SA单独作用时、U SB单独作用时、U SA和U SB共同作用时各支路的电流、电压。测量结果记入表1-2中。 表1-2 验证叠加定理（一） 2、不对称电路（R4≠R5≠R6） 首先进行理论计算，计算结果记入表1-3中。
表1-3 叠加定理理论计算（二） 然后，分别测量当电源U SA单独作用时、U SB单独作用时、U SA和U SB共同作用时各支路的电流、电压。测量结果记入表1-4中。 表1-4 验证叠加定理（二） 五、实验注意事项 1、用电流表测量各支路电流时应注意极性，将数据记录表格中时应标明“+”、“-”极性标志。 2、在使用测量仪表过程中注意及时变换正确的量程。 六、预习与思考 1、叠加定理中U SA和U SB的分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源短接？ 2、在实验电路中，若将一个电阻换成二极管，试问叠加定理的叠加性还成立吗？为什么？ 七、实验报告要求 实验报告内容应包括实验目的、实验原理、实验设备、实验内容与步骤、实验结果分析。其中在实验结果分析中需要进行各支路电压、电流、功率的理论值计算（表1-1、表1-3），并与实验值比较，分析误差产生的原因，并得出实验结论。
实验七 日光灯电路改善功率因数实验 班级：13电子（2）班 姓名：郑泽鸿 学号：04 指导教师：俞亚堃 实验日期：2014年11月17日 同组人姓名：吴泽佳、张炜林 一、实验目的 ① 了解日光灯电路的工作原理以及提高功率因数的方法； ② 通过测量日光灯电路所消耗的功率，学会使用瓦特表； ③ 学会日光灯的接线方法。 二、实验仪器与元器件 ① 8W 日光灯装置（灯管、镇流器、启辉器）1套； ② 功率表1只； ③ 万用表1只； ④ 可调电容箱1只； ⑤ 开关、导线若干。 三、实验原理 已知电路的有功功率P 、视在功率S 、电路的总电流I 、电源电压U ，根据定义，电路的功率因数IU P S P == ?cos 。由此可见，在电源电压且电路的有功功率一定时，电路的功率因数越高，它占用电源（或供电设备）的容量S 就越少。 在日光灯电路中，镇流器是一个感性元件（相当于电感与电阻的串联），因此它是一个感性电路，且功率因数很低，大约只有0.5～0.6。 提高日光灯电路（其它感性电路也是一样）的功率因数cos φ的方法就是在电路的输入端并联一定容量的电容器，如图1所示。 图1 并联电容提高功率因数电路 图2 并联电容后的相量图
图1中L 为镇流器的电感，R 为日光灯和镇流器的等效电阻，C 为并联的电容器， 设并联电容后电路总电流I ，电容支路电流C I ，灯管支路电流RL I （等于未并电容前电路中的总电流），则三者关系可用相量图如图2所示。 由图2可知，并联电容C 前总电流为RL I ，RL I 与总电压U 的相位差为L ?，功率因数为L ?cos ；并联电容C 后的总电流为I ，I 与总电压U 的相位差为?，功率因数为?cos ；显然?c o s ＞L ?cos ，功率被提高了。并联电容C 前后的有功功率 ??c o s c o s IU U I P L RL ==，即有功功率不变。并联电容C 后的总电流I 减小，视在功率IU S =则减小了，从而减轻了电源的负担，提高了电源的利用率。 四、实验内容及步骤 1．功率因数测试。 日光灯实验电路如图3所示，将电压表、电流表和功率表所测的数据记录于表1中。 图3 日光灯实验电路 W 为功率表，C 用可调电容箱。 表1 感性电路并联电容后的测试数据 并联电容C （μF ） 有功功率P(W) U （V ） I （A ） cos φ 0 38.3 220 0.34 0.48 0.47 38.3 220 0.341 0.48 1 39.3 220 0.292 0.57 2.2 38.7 220 0.225 0.71 2.67 38.3 220 0.225 0.71 3.2 39.1 220 0.209 0.83 4.7 38.1 220 0.19 0.85 5.7 39.1 220 0.215 0.78 6.9 38.5 220 0.27 0.61 7.9 39.3 220 0.3 0.53 10.1 38.9 220 0.432 0.37
实验一元件伏安特性的测试 一、实验目的 1．掌握线性电阻元件，非线性电阻元件及电源元件伏安特性的测量方法。 2．学习直读式仪表和直流稳压电源等设备的使用方法。 二、实验说明 电阻性元件的特性可用其端电压U与通过它的电源I之间的函数关系来表示，这种U与I的关系称为电阻的伏安关系。如果将这种关系表示在U~I平面上，则称为伏安特性曲线。 1．线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线斜率的倒数就是电阻元件的电阻值。如图1－1所示。由图可知线性电阻的伏安特性对称于坐标原点，这种性质称为双向性，所有线性电阻元件都具有 这种特性。 －1 图 半导体二极管是一种非线性电阻元件，它的阻值随电流的变化而变化，电压、电流不服从欧姆定律。半导体二极管的电路符号用 表示，其伏安特性如图1－2所示。由图可见，半导体二极管的电阻值随着端电压的大小和极性的不同而不同，当直流电源的正极加于二极管的阳极而负极与阴极联接时， 二极管的电阻值很小，反之二极管的电阻值很大。 2．电压源 能保持其端电压为恒定值且内部没有能量损失的电压源称为理想电压源。理想电压源的符号和伏安特性曲线如图1－3（a）所示。 理想电压源实际上是存在的，实际电压源总具有一定的能量损失，这种实际电压源可以用理想电压源与电阻的串联组合来作为模型（见图1－3b）。其端口的电压与电流的关系为： s s IR U U- = 式中电阻 s R为实际电压源的内阻，上式的关系曲线如图1－3b 所示。显然实际电压源的内阻越小，其特性越接近理想电压源。 实验箱内直流稳压电源的内阻很小，当通过的电流在规定的范围内变化时，可以近似地当作理想电压源来处理。 （a） （b） i s I 1
高频电子技术 实验指导书安阳工学院电子信息与电气工程学院
目录 实验一、小信号调谐放大器 -------------------------------------- 2 实验二、通频带展宽----------------------------------------------5 实验三、LC与晶体振荡器 ---------------------------------------- 8 实验四、幅度调制与解调---------------------------------------- 18 实验五、集成乘法器混频实验 ----------------------------------- 19实验六、变容二极管调频器与相位鉴频器-------------------------22
实验一、小信号调谐放大器 一、实验目的 1）、了解谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。 2）、了解信号源内阻及负载对谐振回路的影响，并掌握频带的展宽。 3）、掌握放大器的动态范围及其测试方法。 二、实验预习要求 实验前，预习教材选频网络、高频小信号放大器相应章节。 三、实验原理说明 1、小信号调谐放大器基本原理 高频小信号放大器电路是构成无线电设备的主要电路，它的作用是放大 信道中的高频小信号。为使放大信号不失真，放大器必须工作在线性范围内，例如无线电接收机中的高放电路，都是典型的高频窄带小信号放大电路。窄带放大电路中,被放大信号的频带宽度小于或远小于它的中心频率。如在调幅接收机的中放电路中，带宽为9KHz，中心频率为465KHz，相对带宽Δf/f0约为百分之几。因此，高频小信号放大电路的基本类型是选频放大电路，选频放大电路以选频器作为线性放大器的负载，或作为放大器与负载之间的匹配器。它主要由放大器与选频回路两部分构成。用于放大的有源器件可以是半导体三极管，也可以是场效应管，电子管或者是集成运算放大器。用于调谐的选频器件可以是LC谐振回路，也可以是晶体滤波器，陶瓷滤波器，LC集中滤波器，声表面波滤波器等。本实验用三极管作为放大器件，LC谐振回路作为选频器。在分析时，主要用如下参数衡量电路的技术指标：中心频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带与选择性。 单调谐放大电路一般采用LC回路作为选频器的放大电路，它只有一个LC 回路，调谐在一个频率上，并通过变压器耦合输出，图1-1为该电路原理图。 中心频率为f0 带宽为Δf=f2-f1 图1-1. 单调谐放大电路 为了改善调谐电路的频率特性，通常采用双调谐放大电路，其电路如图12-2所示。双调谐放大电路是由两个彼此耦合的单调谐放大回路所组成。它们的谐振C Ec 1 f 0.707 02 1 u
电路原理实验指导书(2019) 电路基础实验指导书 天津工业大学机电学院 2019. 1 目录 实验一电路元件伏安特性的测 绘 ........................................................................... ............................ 1 实验二叠加原理的验 证 ........................................................................... .............................................. 4 实验三戴维南定理有源二端网络 等效参数的测 定 (6) 实验四 R、L、C串联谐振电路的研 究 ........................................................................... ................. 10 实验五RC一阶电路的响应测 试 ........................................................................... . (13) 实验一电路元件伏安特性的测绘 一、实验目的 1. 学会识别常用电路元件的方法。 2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。 3. 掌握实验装置上直流电工仪表和设备的使用方法。二、原理说明 任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数 关系I＝f(U)来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特 性曲线。 1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1中a曲线所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大， 通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻” 的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图1-1中b曲线所示。
实验一实验仪器设备及电阻元件 一、实验目的 1、认识电阻器的种类 2、掌握电阻器阻值的读取方法，以及电阻串联与并联的作用 3、认识万用表的结构原理和使用方法，并且掌握使用万用表测量方法 4、认识示波器的结构原理和使用方法 二、实验内容 1、熟练掌握运用万用表测量直流电阻，电压，电流 2、使用示波器与信号发生器，调节测试信号 三、实验设备 1、色码电阻若干 2、万用表1台 3、模电试验台 4、示波器1台 四、实验步骤 1、认识万用表，并使用万用表欧姆档测量电阻阻值，并判断被测阻的阻值是否与电阻标称的电阻阻值一致，并做记录。 2、验证电阻的串联和并联阻值，并做记录。 3、熟悉示波器各个旋钮开关及其作用。 4、在模拟电路实验台上，用示波器调节出几组交流信号。 五、实验线路和数据表格 1、利用万用表电阻档，测量电阻 （1）在测量之前先检查指针式万用表的指针是否指示在电阻刻度的无穷大处。 （2）选择适当的档位，一般以电阻读数的倍数作为测量电阻的档位，选择量程后，进行欧姆调零，使指针指示在电阻刻度的零刻度上。若在无法辨别电阻示数值时，选择从大到小的档位逐个测量，直到找到适当的档位为止。
（3）读取电阻上的标称数值，并将两表笔分别置于电阻两端，读电阻阻值，并做记录。 2、验证电阻的串联与并联 （1）串联：（采用多组电阻R1和R2） （2）并联：（采用多组电阻R1和R2） 3、用示波器调节出几组交流信号并在坐标系中画出其波形 正弦交流信号：频率1000Hz ，峰峰值（波峰与波谷的差）100mV 矩形交流信号：频率1000Hz ，峰值（最大值）100mV 正弦交流信号：频率1000Hz ，峰峰值（波峰与波谷的差）500mV
电路综合实验（1） 实验指导书 北京邮电大学自动化学院 张秦艳蒋兰周慧玲 2010-12-1
绪 论 一、课程简介 本课程是配合《模拟电子技术》开设的实验课程，主要分为基础实验和综合设计实验。通过本课程的学习，使学生能够正确观察和分析实验现象，掌握基本实验方法，培养基本实验技能，通过运用课程所学知识，设计制作较为复杂的功能电路，培养学生电路设计和综合实践能力。 二、实验安排 绪论 1学时 主要内容：课程简介、实验安排、成绩评定、实验报告要求、电子实验测量与误差 实验一、常用电子仪器的原理与使用 1学时 主要内容：了解示波器、函数信号发生器等常用电子仪器的原理和主要技术指标；熟悉示波器和函数信号发生器的正确调整方法和相关参数的方法；仪器使用考核。 实验二、含源一端口网络 2学时 主要内容：验证戴维南定理，测定线性有源一端口网络的外特性和戴维南等效电路的外特性。 实验三、频率特性 2学时 主要内容：研究RC电路的频率特性，初步了解文氏电路和双T网络。 实验四、单管交流放大电路 2学时 主要内容：掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响；学习测量放大电路Q点，A V，r i，r o的方法，了解共射极电路特性；学习放大电路的动态性能。 实验五、负反馈放大电路 2学时 主要内容：研究负反馈对放大电路性能的影响；掌握负反馈放大电路性能的测试方法。 实验六、集成电路RC正弦波振荡电路 2学时 主要内容：掌握RC正弦波振荡电路的构成及工作原理；熟悉正弦波振荡电路的调整、测试方法；观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。 实验七、综合电路设计 4学时 主要内容：设计一放大器，放大器电压增益>=60dB、输入正弦信号电压有效值<10m V，电压增益可手动调节。 三、成绩评定 考核采取闭卷、提交实验报告设计和展示设计电路的方式；课程总成绩评定:仪器考核（10%）+
控制工程基础实验指导书 自控原理实验室编印 （内部教材）
实验项目名称： （所属课程：） 院系：专业班级：姓名：学号：实验日期：实验地点：合作者：指导教师：本实验项目成绩：教师签字：日期： （以下为实验报告正文） 一、实验目的 简述本实验要达到的目的。目的要明确，要注明属哪一类实验（验证型、设计型、综合型、创新型）。 二、实验仪器设备 列出本实验要用到的主要仪器、仪表、实验材料等。 三、实验内容 简述要本实验主要内容，包括实验的方案、依据的原理、采用的方法等。四、实验步骤 简述实验操作的步骤以及操作中特别注意事项。 五、实验结果 给出实验过程中得到的原始实验数据或结果，并根据需要对原始实验数据或结果进行必要的分析、整理或计算，从而得出本实验最后的结论。 六、讨论 分析实验中出现误差、偏差、异常现象甚至实验失败的原因，实验中自己发现了什么问题，产生了哪些疑问或想法，有什么心得或建议等等。 七、参考文献
列举自己在本次准备实验、进行实验和撰写实验报告过程中用到的参考文献资料。 格式如下: 作者，书名（篇名），出版社（期刊名），出版日期（刊期），页码
实验一 控制系统典型环节的模拟 一、实验目的 1、掌握比例、积分、实际微分及惯性环节的模拟方法； 2、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性； 3、了解典型环节中参数的变化对输出动态特性的影响。 二、实验仪器 1、控制理论电子模拟实验箱一台； 2、超低频慢扫描数字存储示波器一台； 3、数字万用表一只； 4、各种长度联接导线。 三、实验原理 以运算放大器为核心元件，由其不同的R-C 输入网络和反馈网络组成的各种典型环节，如图1-1所示。图中Z1和Z2为复数阻抗，它们都是R 、C 构成。 图1-1 运放反馈连接 基于图中A 点为电位虚地，略去流入运放的电流，则由图1-1得： 21 ()o i u Z G s u Z = =-（1-1） 由上式可以求得下列模拟电路组成的典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。 1、比例环节 实验模拟电路见图1-2所示
数字电子技术实验指导书 （韶关学院自动化专业用） 自动化系 2014年1月10日 实验室：信工405
数字电子技术实验必读本实验指导书是根据本科教学大纲安排的，共计14学时。第一个实验为基础性实验，第二和第七个实验为设计性实验，其余为综合性实验。本实验采取一人一组，实验以班级为单位统一安排。 1．学生在每次实验前应认真预习，用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理，编写预习报告，了解实验内容、仪器性能、使用方法以及注意事项等，同时画好必要的记录表格，以备实验时作原始记录。教师要检查学生的预习情况，未预习者不得进行实验。 2．学生上实验课不得迟到，对迟到者，教师可酌情停止其实验。 3．非本次实验用的仪器设备，未经老师许可不得任意动用。 4．实验时应听从教师指导。实验线路应简洁合理，线路接好后应反复检查，确认无误时才接通电源。 5．数据记录 记录实验的原始数据，实验期间当场提交。拒绝抄袭。 6．实验结束时，不要立即拆线，应先对实验记录进行仔细查阅，看看有无遗漏和错误，再提请指导教师查阅同意，然后才能拆线。 7．实验结束后，须将导线、仪器设备等整理好，恢复原位，并将原始数据填入正式表格中，经指导教师签名后，才能离开实验室。
目录实验1 TTL基本逻辑门功能测试 实验2 组合逻辑电路的设计 实验3 译码器及其应用 实验4 数码管显示电路及应用 实验5 数据选择器及其应用 实验6 同步时序逻辑电路分析 实验7 计数器及其应用
实验1 TTL基本逻辑门功能测试 一、实验目的 1、熟悉数字电路试验箱各部分电路的基本功能和使用方法 2、熟悉TTL集成逻辑门电路实验芯片的外形和引脚排列 3、掌握实验芯片门电路的逻辑功能 二、实验设备及材料 数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08(四2输入与门)、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）和导线若干。 三、实验原理 1、数字电路基本逻辑单元的工作原理 数字电路工作过程是数字信号，而数字信号是一种在时间和数量上不连续的信号。 （1）反映事物逻辑关系的变量称为逻辑变量，通常用“0”和“1”两个基本符号表示两个对立的离散状态，反映电路上的高电平和低电平，称为二值信息。（2）数字电路中的二极管有导通和截止两种对立工作状态。三极管有饱和、截止两种对立的工作状态。它们都工作在开、关状态，分别用“1”和“0”来表示导通和断开的情况。 （3）在数字电路中，以逻辑代数作为数学工具，采用逻辑分析和设计的方法来研究电路输入状态和输出状态之间的逻辑关系，而不必关心具体的大小。 2、TTL集成与非门电路的逻辑功能的测试 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门。实验采用二4输入与非门74LS20芯片，其内部有2个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端和1个输出端。74LS20芯片引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。
1 实验4 使用Altium Designer绘制电路原理图 一、实验目的 1、熟悉Altium Designer的软件使用界面 2、掌握Altium Designer的原理图绘制流程及方法 二、实验原理 机器狗控制板的前端电路是主要由多个三极管构成的触发脉冲 产生电路，如图4-1所示。咪头S1采集声音信号，经电容C1耦合送 入由三极管Q1与电阻R1、R2、R5组成的单管共射放大电路，声音 信号经放大电路放大后再经电容C2耦合作为三极管Q2的基极控制 电压。如果控制电压足够大，则Q2管发射结导通，Q2管处于饱和状 态，集电极电压为低电平，经接头P2的1脚送出去触发后端的单稳 态触发器；如果控制电压不够大，Q2管发射结不导通，Q2管处于截 止状态，集电极电压为高电平，将无法触发单稳态触发器。 图4-1 机器狗控制板前端电路原理图
接头P2的2脚接单稳态触发器的输出端。当单稳态触发器被触 2 发了，则该端接高电平，经二极管D2给电容C3充电，当C3两端电 压足够高了，这三极管Q3导通，将Q2的基极电位强制拉回到低电 平，Q2截止，为下一次触发做准备。但Q3导通后，电容C3放电， C3两端电压下降到一定值后，Q3截止。通过D2、C3和Q3组成的反 馈控制，使得单稳态触发器可以被多次重复触发。 三、实验条件及设备 1、计算机 2、EDA设计软件Altium Designer 13 四、实验内容与操作步骤 绘制电路原理图步骤见图4-2。
3 步骤1.创建PCB设计项目（*.PrjPCB） 启动Altium Designer,创建PCB设计项目：Cat.PrjPCB。 步骤2.创建原理图文件 在AD初步.PrjPCB项目下，执行选单命令【File】/【New】/【Schematic】,创建原理图文件，并另存为“AD初步.SchDoc”。这里应注意的是做项目的思想，尽量把一个工程的文件另存为到同一文件夹下，方便以后的管理。 进入原理图编辑器后，设计者可以通过浏览的方式熟悉环境、各菜单命令。这里对一些常用菜单做简单说明。 如图4-4，【File】是对项目创建管理的窗口，【Edit】是对画原理图时对其一些功能的编辑，【View】具有查看、放大、缩小的功能，【Project】可以对原理图进行编译，检查错误，【Place】中有一些常用器件，可直接放置，【Design】可以进行一些高级设计，【Tools】平时用得比较多点，可以对元器件进行自动排序，查看元器件的封装等。 如图4-5，这个工具栏可以直接对连线、总线、文本、地线、电源等进行放置。 如图4-6，这个工具栏可以直接对电阻、电容等进行放置。 执行菜单命令【File】/【New】/【Project】/【PCB Project】, 弹出项目面板。面板显示的是系统默认名 “PCB_Project1.PrjPCB”的新建项目文件，将它另存为 其他项目文件名，如“AD初步.PrjPCB”。在创建PCB 工程之前也可以先创建一个Workspace，执行菜单命 令【File】/【New】/【Design Workspace】就可以创建 一个Workspace,在这个独立的工作环境下再重新创建 工程，但最好不要把workspace和创建的PCB工程存 在同一个根目录下。因为workspace包含了新建的工图4-3 新建项目面板 图4-5 常用工具栏2 图4-4 常用工具栏1 图4-6 常用工具栏3
电路分析基础实验指导书 实验课程名称电路分析基础 院系部机电工程系 指导老师姓名张裴裴 2015 — 2016学年第2学期
实验一直流电路的认识实验 一、实验目的 1.了解实验室规则、实验操作规程、安全用电常识。 2.熟悉实验室供电情况和实验电源、实验设备情况。 3.学习电阻、电压、电流的测量方法，初步掌握数字万用表、交直流毫安表的使用方法。 4.学习电阻串并联电路的连接方法，掌握分压、分流关系。 二、实验仪器 1.电工实验台一套 2.数字万用表一块 3.直流稳压源一台 4.直流电压表一只 5.直流电流表一只 6.电路原理箱（或其它实验设备） 7.电阻若干只 8.导线若干 三、实验步骤 1、认识和熟悉电路实验台设备及本次实验的相关设备 ①电路原理箱及其上面的实验电路版块； ②数字万用表的正确使用方法及其量程的选择； ③直流电压表、直流电流表的正确使用方法及其量程的选择。 2.电阻的测量 （1）用数字万用表的欧姆档测电阻，万用表的红表棒插在电表下方的“VΩ”插孔中，黑表棒插在电表下方的“COM”插孔中。选择实验原理箱上的电阻或实验室其它电阻作为待测电阻，欧姆档的量程应根据待测电阻的数值合理
选取。将数据记录在表1，把测量所得数值与电阻的标称值进行对照比较，得出误差结论。 图1-1 将图1-1所示连成电路，并将图中各点间电阻的测量和计算数据记录在表2中，注意带上单位。 开启实训台电源总开关，开启直流电源单元开关，调节电压旋钮，对取得的直流电源进行测量，测量后将数据填入表1-2中。 （1）按实验线路图1-2连接电路（图中A 、B 两点处表示电流表接入点）。 2 S 2
目录 实验一叠加原理与戴维南定理 (1) 实验二单相交流电路的研究 (6) 实验三三相交流电路 (9) 实验四RC一阶电路的响应测试 (12) 实验五二阶动态电路响应的研究 (15) 实验六双口网络测试 (17) 实验七异步电动机的继电器——接触器控制线路 (20) 实验八R、L、C 串联谐振电路的研究 (23)
实验一 叠加原理与戴维南定理 实验学时：2 实验类型：验证 实验要求：必修 （一）叠加原理的验证 一、实验目的 验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 二、实验内容 通过对现有电路的参数测量，比较在不同电源作用时电路中电流、电压的关系，加深理解所学理论知识，明确本次实验的目的。 三、实验原理 1． 线性电路：由线性元件及独立电源组成的电路即线性电路。 2． 叠加原理（叠加性）：在任何由线性电阻、线性受控源及独立源组成的电路中，通过每一元件的电流或其两端的电压，可以看成是每一个独立源独立作用于电路时，在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 3． 齐次性：线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电压或电流值）也相应地增加或减小K 倍。 四、实验组织运行要求 集中授课和学生自主训练相结合。 五、实验条件 实验中用到的设备： +6V 、+12V 切换直流稳压源、0～30V 可调直流稳压源、直流数字电压表、直流数字毫安表、叠加原理实验电路板。 相关书籍：《电路分析》教材、实验指导书等。 叠加原理实验电路图 1K 510 R 2 R 1 R 3 R 4 R 5
电路综合实验指导书 光学不练，枉费时间。 学习做到：心到、眼到、口到、用到。 本实验装置可对同学们参加电子大赛训练提供一定的帮助。 1. 互感及变压器实验 1.1. 测量变比 拿到实验变压器后，接上保险装置，如图1-1 （不接Aa 之间的联线），测量输入U AX 与 输出电压U ab 、U ao 、U ob 。 问：变压器的变比有几种，分别是多少？ 1.2. 测出同名端 1.2.1 用电池、发光二极管法 如图1-2，将红绿发光二极管反并联接到变压器原边。根据开关通与断时发光二极管的闪亮，便可判断同名端。如果开关接通时，绿灯亮，侧a 与原边的那一端是同名端？为什么开关通与断时，总有一灯闪亮？ *1.2.2 用电池电表法 如图1-2，电表用指针式万用表的mA 档。根据开关闭合与断开时表针的摆动方向便可判断同名端。 如果开关断开时，发光二极管不亮，侧A 与a 是同名端否？ 1.2.3用电压叠加法 如图1-1，将变压器低压侧一端a 与高压侧一端A 连接，高压侧接30V 交流电压。测量XA 、ab 、Xo 与Xb 之间的电压，以此，确定那些端是同名端。如果U Xb =U XA +U ab ，侧A 与a 是同名端否？ 1.3. 测量变压器原边的直流电阻 先用万用表欧姆档测一次，再用直流12V 电源，欧姆定律测一次。 1.4. 把变压器原边作为一实际电感器看，测量并计算其电感量。 根据实验1.3已知的电阻值及测量电路图2可计算其电感量。 将上述测量与计算结果填于表1中。 2. 将交流电变直流电 图3中D1-D4是4个整流二极管IN4007。整流二极管有单方向导电性，如D1它能使电流从a 流到c ，但不能反向流，这样就形成了图3的将交流电变直流电的电路。根据图3及表2中要测量的内容，将数据测量后填入其中。根据表2中的测量数值，计算被测交流电的峰值，再利用电路理论分析上述直流电压的数值是有效值？还是平均值？ 问：那些量是直流量？那些量是交流量？直流量是有效值还是平均值？根据测量数据及数学推导验证之，计算值填于表2中，表2中最后两项说明了什么问题？ 表2 3. 验证交流电有效值与最大值的关系 ～图2 图1-1 变压器同名端判断 图1-2 变压器同名端判断
实验指导书 专业课程：电力系统分析Ⅰ 专业班级： 指导教师： 实验时间： 南昌大学信息工程学院电气与自动化工程系
实验须知 实验是工科高等院校一个十分重要的教学环节，上好实验课是加强学生基本技能训练，提高教育质量，培养又红又专建设人才的重要措施。因此，要求学生认真做到以下各条： 一、严格遵守实验室的纪律和制度，遵守实验课操作规程，爱护国家财产，损坏仪器设备要赔。 二、实验前，必须坚持理论联系实际的原则，树立老老实实的科学态度。尊重老师，听从指导，集中精力作好实验。 三、实验完毕，必须将实验仪器设备擦净、复原、整理好，实验记录送交实验指导教师检查签字后，方可离开实验室，不合格者要重做。 四、认真地处理实验数据，写好实验报告，在实验一周后，送交实验指导老师，不合格者要重写。 五、不得赤脚、穿背心、球裤进入实验室，实验室内应保持肃静、整洁、卫生、严禁随地吐痰，严禁吸烟。
实验一电力网数学模型模拟实验 一、实验目的： 本实验通过对电力网数学模型形成的计算机程序的编制与调试，获得形成电力网数学模型：节点导纳矩阵的计算机程序，使数学模型能够由计算机自行形成，即根据已知的电力网的接线图及各支路参数由计算程序运行形成该电力网的节点导纳矩阵。通过实验教学加深学生对电力网数学模型概念的理解，学会运用数学知识建立电力系统的数学模型，掌握数学模型的形成过程及其特点，熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。 二、实验器材： 计算机、软件（已安装，包括各类编程软件C语言、C++、VB、VC等、应用软件MATLAB 等）、移动存储设备（学生自备，软盘、U盘等） 三、实验内容： 编制调试形成电力网数学模型——节点导纳矩阵的计算机程序。程序要求根据已知的电力网的接线图及各支路参数运行形成该电力网的节点导纳矩阵。 1.将事先编制好的形成电力网数学模型的计算程序原代码由自备移动存储设备导入计 算机。 2.在相应的编程环境下对程序进行组织调试。 3.应用计算例题验证程序的计算效果。 4.对调试正确的计算程序进行存储、打印。 5.完成本次实验的实验报告。 四、实验数据： 例题2：《电力系统分析》（上册）72页例4-1
电路分析基础实验指导书 杨杰编写 东莞理工学院电子系 二00五年八月
电路分析基础实验指导书 目录 实验一基尔霍夫定律的验证┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈2 实验二叠加定理的验证┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5 实验三电压源与电流源的等效变换┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8 实验四戴维宁定理和诺顿定理的验证┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 实验五一阶RC电路的动态响应┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18 实验六正弦稳态交流电路相量的研究┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22 实验七设计性实验——电阻变化量线性输出电路设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
实验一 基尔霍夫定律的验证 一、实验目的 1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2. 掌握使用直流电工仪表测量电流、电压的方法。 3. 学会应用电路的基本定律，分析、查找电路故障的一般方法。 二、实验原理 1. 基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。即： 对电路中任何一个节点而言，应满足ΣI ＝0； 对电路中任何一个闭合回路而言，应满足ΣU ＝0。 运用上述定律时，必须注意电流、电压的实际方向和参考方向的关系。 2. 依据基尔霍夫定律和欧姆定律可对电路的故障现象进行分析，准确定位故障点。若在一个接有电源的闭合回路中，电路的电流为零，则可能存在开路故障；若某元件上有电压而无电流，则说明该元件开路；若某元件上有电流而无电压，说明该元件出现了短路故障。 三、实验内容 1. 先任意设定三条支路的电流参考方向，如图1-2所示。三个回路的正方向可设为ADEFA 、BADCB 、FBCEF 。 图1-1 实验电路 2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令E 1＝6V ，E 2＝12V 。 3. 将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端, 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录各电流值。图1－2是电流插头插座的用法示意。 U U 2 F 1
电路原理实验的指导书 一、实验目的 1.学会识别常用电路元件的方法。 2.掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。 3.掌握实验装置上直流电工仪表和设备的使用方法。 二、原理说明 任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系I＝f(U)来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。 1.线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图3-1中a曲线所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 2.一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图3-1中b曲线所示。 3.一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其特性如图3-1中c曲线。正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电 性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。4.稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与
普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图1-1中d曲线。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当反向电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。 三、实验内容 1.测定线性电阻器的伏安特性 按图1-2接线，调节直流稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加，一直到10V，记下相应的电压表和电流表的读数。 2.测定半导体二极管的伏安特性 按图1-3接线，R为限流电阻，测二极管D的正向特性时，其正向电流不得超过25mA，正向压降可在0～0.75V之间取值。特别是在0.5～0.75之间更应多取几个测量点。作反向特性实验时，只需将图1-3中的二极管D反接，且其反向电压可 加到30V左右。正向特性实验数据 反向特性实验数据 3.测定稳压二极管的伏安特性 只要将图1-3中的二极管换成稳压二极管,重复实验内容2的测量。正向特性实验数据 反向特性实验数据 四、实验注意事项