实验三 阻抗的模拟测量

一、实验目的1. 理解并掌握基本模拟电路元件（电阻、电容、电感）的特性及其在电路中的作用。

2. 掌握模拟电路的测试方法，包括伏安特性曲线的测量、阻抗测量等。

3. 培养实验操作技能，提高分析问题、解决问题的能力。

二、实验原理1. 电阻元件：电阻元件是模拟电路中最基本的元件之一，其特性表现为对电流的阻碍作用。

电阻元件的伏安特性曲线为直线，其斜率即为电阻值。

2. 电容元件：电容元件的特性表现为储存电荷的能力。

电容元件的伏安特性曲线为非线性，其斜率与电容值和电压值有关。

3. 电感元件：电感元件的特性表现为储存磁场能量的能力。

电感元件的伏安特性曲线为非线性，其斜率与电感值和电流值有关。

4. 电路测试方法：伏安特性曲线的测量方法为在电路中施加一定的电压，测量通过电路的电流，然后绘制电压与电流的关系曲线。

阻抗测量方法为测量电路的电压和电流，然后根据欧姆定律计算电路的阻抗。

三、实验器材1. 电阻元件：R1、R2、R3（不同阻值）2. 电容元件：C1、C2、C3（不同容量）3. 电感元件：L1、L2、L3（不同电感值）4. 直流稳压电源5. 电压表6. 电流表7. 示波器8. 电路实验板四、实验步骤1. 测量电阻元件的伏安特性曲线（1）将电阻元件R1、R2、R3分别接入电路，测量通过电阻元件的电流和对应的电压值。

（2）根据测量的电压和电流值，绘制电阻元件的伏安特性曲线。

2. 测量电容元件的伏安特性曲线（1）将电容元件C1、C2、C3分别接入电路，测量通过电容元件的电流和对应的电压值。

（2）根据测量的电压和电流值，绘制电容元件的伏安特性曲线。

3. 测量电感元件的伏安特性曲线（1）将电感元件L1、L2、L3分别接入电路，测量通过电感元件的电流和对应的电压值。

（2）根据测量的电压和电流值，绘制电感元件的伏安特性曲线。

4. 测量电路阻抗（1）将待测电路接入电路实验板，测量电路的电压和电流值。

（2）根据测量的电压和电流值，计算电路的阻抗。

阻抗参数测量实验报告实验报告：阻抗参数测量实验一、实验目的通过测量电路中的阻抗参数，了解和掌握阻抗参数的测量方法，深入理解电路的特性及其应用。

二、实验装置1. 功能发生器2. 示波器3. 电阻箱4. 万用表5. 电容器6. 电感器7. 电路板三、实验原理阻抗是电路中的一个重要参数，用于描述电流和电压之间的关系。

在交流电路中，阻抗分为电阻和交流电抗两部分，分别用于描述电阻元件和电容、电感元件。

根据欧姆定律，电流等于电压除以阻抗，可以通过测量电流和电压的方法来计算阻抗参数。

四、实验步骤1. 根据实验电路图连接电路。

2. 根据实验要求选择合适的交流信号频率，并设置功能发生器的频率。

3. 选择合适的交流电压和电流的测量方法。

电流可以通过电阻箱调节，电压可以通过示波器测量。

4. 调节功能发生器的输出电压和频率，得到稳定的交流电压信号。

5. 通过万用表测量电流值。

6. 通过示波器测量电压值。

7. 计算阻抗值，并记录下实验数据。

五、实验结果根据实验测量的数据，计算得到了电阻、电容和电感的阻抗值。

比较测量值和理论值的偏差，并进行分析和讨论。

六、实验讨论1. 实验中是否存在误差？如果存在误差，有哪些因素可能影响了测量结果？2. 对于测量结果和偏差的分析和讨论。

3. 如何改进实验方法和装置，提高测量的精确性和准确性？七、实验结论通过本次实验，我们学习和掌握了阻抗参数的测量方法，并对电路的特性有了更深入的理解。

同时，通过对测量结果的分析和讨论，可以进一步提高实验的准确性和精确性。

八、参考文献[1] 高涌，等.电工与电子技术实验教程[M].北京：高等教育出版社，2012.[2] 张大伟，等.电工电子技术实验指导[M].北京：科学出版社，2009.。

实验三阻抗测量与匹配技术一、实验目的1、掌握用测量线测量微波元件阻抗的方法2、熟悉Smith 圆图在阻抗测量中的应用3、熟悉阻抗匹配技术二、实验原理1. 阻抗测量的基本原理在微波测量技术中，微波系统的阻抗是微波工程中的重要参数。

微波元件的阻抗是微波系统匹配设计的依据,也是研究复杂微波结构的微波网络中确定等效电路参数的依据。

阻抗测量不仅应用于微波器件特性阻抗的研究及微波系统的阻抗匹配，同时也是一些复杂测量（如微波网路参量的测量）的基础。

因而微波阻抗测量是一项非常重要的测量。

根据传输线理论，传输线中驻波分布与终端负载阻抗直接相关，表征驻波特性的两个参量，驻波比ρ及相位与负载阻抗有如下关系：式中，为归一化负载阻抗，即单口微波器件输入阻抗；ρ为驻波比；是终端负载至相邻驻波节点的距离，如图4-1所示。

由于这样、ρ、就是确定负载归一化阻抗的三个参数，利用上式即可得出，阻抗测量就归结为对上述三个参量的测量。

图4-1 终端负载至相邻驻波节点的距离2. 驻波最小点位置的测量原理由于测量线标尺的两端点不是延伸到线体的两端口，直接测量输入端口至相邻驻波节点的距离有困难，但根据阻抗分布的重复性原理，只要找到与待测阻抗相等的面作为等效参考面即可，这就是在测量中常采用的方法“等效截面法”。

首先让测量线终端短路，沿线驻波分布如图4-2（a）所示，因而移动测量探针可测得某一驻波节点位置，它与终端距离为半波长的整倍数（n=1,2,3…），此位置即为待测元件输入端面在测量线上的等效位置T。

当测量线终端接上待测负载时，系统的驻波分布图如图4-2（b）所示，用测量线测得左边（向波源方向）的相邻驻波节点位置即为终端相邻驻波节点的等效位置，所以有：。

由公式4-1可以计算待测元件的输入阻抗。

图4-2 等效截面法示意图在工程设计中为简便起见，负载阻抗也可由Smith圆图进行求解。

图4-3为导纳圆图，中A点即为归一化导纳，B点的读数即为归一化阻抗。

《电子测量技术》课程教学大纲学时: 48 学分：2.5理论学时: 28 实验学时：20面向专业：电信工程/电信科技课程代码：先开课程：模拟电子技术、数字电子技术、概率论、信号与系统、微机原理课程性质：必修执笔人：车晓言代爱妮审定人：陈龙猛曹洪波第一部分：理论教学部分一、说明1、课程的性质、地位和任务电子测量技术是电子信息、自动控制、测量仪器等专业的通用技术基础课程。

包括电子测量的基本原理、测量误差分析和实际应用，主要电子仪器的工作原理，性能指标，电参数的测试方法，该领域的最新发展等。

电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。

通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。

2、课程教学和教改基本要求(1)模块化、多层次教学方法(2)理论联系实际(3)互动式、开放式教学方法(4)课程组的教学方法研讨(5)考试方式的改革通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力。

二、教学内容与课时分配第1章.测量的基本原理（4学时）（1）测量的基本概念、基本要素，测量误差的基本概念和计算方法。

（2）计量的基本概念，单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。

（3）测量的基本原理，信息获取原理和量值比较原理。

（4）电子测量的实现原理：变换、比较、处理、显示技术。

重点:掌握测量与计量的基本概念，测量误差的概念与来源，测量的量值比较原理。

了解信息的获取原理，测量的基本实现技术。

难点：测量的量值比较原理第2章.测量方法与测量系统（2学时）（1）电子测量的意义、特点、内容。

（2）电子测量的基本对象——信号和系统的概念、分类。

（3）电子测量方法分类。

（4）测量系统的基本特性——静态特性和动态特性。

一、实验目的1. 理解阻抗的概念及其在电路中的作用。

2. 掌握使用仿真软件进行阻抗测量的方法。

3. 学习阻抗匹配技术及其在实际电路设计中的应用。

4. 分析不同负载阻抗对电路性能的影响。

二、实验原理阻抗是电路中电压与电流的比值，是衡量电路元件对交流信号阻碍程度的物理量。

在电路中，阻抗分为电阻、电感和电容三种形式。

阻抗匹配是指负载阻抗与传输线阻抗相匹配，以实现信号传输的最大化。

三、实验设备1. 仿真软件：Multisim2. 信号发生器3. 示波器4. 电阻、电感、电容元件5. 负载阻抗四、实验步骤1. 打开Multisim软件，创建一个新的仿真电路。

2. 在电路中添加电阻、电感、电容元件，并设置其参数。

3. 将信号发生器连接到电路中，设置合适的频率和幅度。

4. 添加示波器，用于观察电压和电流波形。

5. 设置负载阻抗，观察不同负载阻抗下电路的电压和电流波形。

6. 通过改变负载阻抗，分析阻抗匹配对电路性能的影响。

7. 记录实验数据，并进行分析。

五、实验结果与分析1. 当负载阻抗等于传输线阻抗时，电路中电压和电流波形保持一致，信号传输效果最佳。

2. 当负载阻抗大于传输线阻抗时，信号在传输过程中会发生反射，导致信号失真。

3. 当负载阻抗小于传输线阻抗时，信号会发生折射，导致信号衰减。

4. 通过调整负载阻抗，可以实现阻抗匹配，提高信号传输效果。

六、实验结论1. 阻抗是电路中电压与电流的比值，是衡量电路元件对交流信号阻碍程度的物理量。

2. 阻抗匹配是提高电路性能的关键，可以实现信号传输的最大化。

3. 使用仿真软件可以方便地测量和分析阻抗，为电路设计提供理论依据。

七、实验心得通过本次仿真实验，我对阻抗及其在电路中的作用有了更深入的了解。

同时，掌握了使用仿真软件进行阻抗测量的方法，为今后的电路设计工作打下了基础。

在实验过程中，我发现阻抗匹配对电路性能的影响很大，因此在实际电路设计中，应重视阻抗匹配问题。

此外，通过实验，我还认识到仿真软件在电路设计中的重要作用，它可以帮助我们快速、准确地分析和优化电路性能。

北邮电磁场与电磁波测量实验报告6-驻波比-阻抗————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：北京邮电大学电磁场与电磁波测量实验实验报告实验内容：微波驻波比的测量阻抗测量及匹配技术学院：电子工程学院班级：2010211203班组员：崔宇鹏张俊鹏章翀2013年5月17日实验三 微波驻波比的测量一、实验目的1.了解波导测量系统，熟悉基本微波原件的作用。

2.掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。

3.掌握大、中、小电压驻波系数的测量原理和方法。

二、实验原理驻波测量是微波测量中，最基本和最重要的内容之一，通过驻波测量可以测出阻抗波长相位和Q 值等其他参量。

在传输线中，若存在驻波，将使能量不能有效的传给负载，因而会增加损耗，在大功率情况下，由于驻波存在可能发生击穿现象，；此外驻波促奈还会影响微波信号发生器输出功率和频率的稳定度，因此驻波测量非常重要，在测量时通常测量电压驻波系数，即波导中，电场最大值与最小值之比，即 minmaxE E =ρ （2.1）测量驻波系数的方法与仪器种类很多，本实验着重熟悉用驻波测量线测驻波系数的几种方法。

1.直接法直接测量沿线驻波的最大点与最小点场强如图1所示，从而求得驻波系数的方法叫做直接法。

若驻波腹点和节点处电表读数分别为min max ,I I 则电压驻波系数ρ:minmaxmin maxI I E E ==ρ（2.2）当电压驻波系数1.05<ρ<1.5时，驻波的最大值和最小值相差不大，且不尖锐，不易测准，为了提高测量准确度，可移动探针到几个波腹点和波节点记录数据，然后取平均值。

nn I I I I I I min 2min 1min max 2max 1max ......++++++=ρ （2.3）wIm2I kI 图2 节点场强分布EmiEmaE l图1 沿线驻波场分布图当驻波系数1.5<ρ<3之间时，可直接读出min max ,I I 即可。

实验《交流参数的测定》一、实验目的1、 学习用交流电压表、电流表和功率表测量交流电路中的阻抗及元件参数。

2、 掌握交流调压器和功率表的使用方法。

3、 学习电抗容性、感性性质的判定。

二、实验原理介绍 1、 交流参数的三表法测量正弦交流电路中各个元件的参数值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压U ，流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用来测量50Hz 交流电路参数的基本方法。

计算的基本公式为：电阻元件的电阻：I U R R =或2IP R =电感元件的感抗I U X L L =，电感fX L π2L =电容元件的容抗IU X C C =，电容C21fXC π=串联电路复阻抗的模IU Z =，阻抗角 RX arctg=ϕ其中：等效电阻 2IP R =，等效电抗22RZ X -=2、 负载性质的判定在图中被测端口并一个小电容，若电流增大，则负载性质为容性阻抗，若电流减大，则负载性质为感性阻抗。

三、实验设备1、NEEL-II 型电工电子实验装置。

四、实验内容用单项交流调压器的交流输出作为电源，电压50HZ ，如图1、2。

图1 图21、 交流调压器的交流输出150V ，负载为镇流器L 。

用交流电压表、交流电流表、功率表测量各值，填入表中，并计算出其它各值。

2、 交流调压器的交流输出180V ，负载为1uf 电容C 。

用交流电压表、交流电流表、功率表测量各值，填入表中，并计算出其它各值。

3、在负载端并联接入2.2 uf电容C1，观察并记录值，判定负载性质。

五、实验总结及思考题1、为什么负载端并小接电容可以判定负载性质？。

实验三积分环节、微分环节和的模拟仿真一、实验目的1、学习积分环节，微分环节的模拟方法。

2、学习积分环节，微分环节阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。

3、掌握用运放组成控制系统积分环节，微分环节的电子电路。

4、通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响。

二实验设备和仪器实验采用Multisim电子仿真软件，进行典型环节的仿真三、实验线路及原理以运算放大器为核心元件，有不同的R-C输入网络和反馈环节网络组成的各种典型，如图1，图中z，2z为复数阻抗，它们都由R，C1构成。

图1运放的反向连接基于图中A点的电位为虚地，略去流入运放的电流，则由图1 得：由上式可求得由下列模拟电路组成典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。

四 实验步骤1、在仿真软件中画出实验原理图，并进行仿真，观测计算机屏幕出现的响应曲线及数据。

2、记录波形及数据。

3、分析实验响应曲线与理论仿真曲线的区别，并分析出差异的原因。

五 实验内容（1）分别画出积分，微分和振荡环节的模拟电路图。

（2）按下列分典型环节的传递函数，调节响应的模拟电路的参数，观察并记录其单位阶跃响应波形。

1、积分环节的传递函数如下：TS S C R R S C s G 111)(11111=== 式中积分常数11C R T =。

积分环节的模拟电路如图2所示，其中1,0.01R C μ=M = 其输出响应曲线如图3所示。

图2 积分环节的模拟电路3 积分环节的输出曲线其中1,0.01R C μ=M = 2微分环节：TS S C R SC R S Ui S U S G 111)()(0)(1111====式中微分常数11C R T =。

微分环节的模拟电路如图4所示，其中1,0.01R C μ=M = 其输出响应曲线如图5所示。

0.01uFJ1Key = AV1-1 V23图4 微分环节的模拟电路图5 微分环节的输出曲线3、比例加微分环节：图6和图7分别为比例微分环节的模拟电路和输出曲线。

精心整理
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实验05基本放大电路三
——输入阻抗和输出阻抗的测量
一、实验目的
1．熟悉电子元器件和模拟电路实验箱
2．学习测量放大电路的r i ，r o 的方法，了解共射极电路特性
4．学习放大电路的动态性能
R L 。

输入阻抗和输出阻抗的测量
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所谓输入电阻，指的是放大电路的输入电阻，不包括R1、R2部分。

在输入端串接一个5K1电阻如图3.4，测量V S与V i，即可计算r i。

(2)输出电阻测量(见图3.5）
在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的R L值使放大电路输出不失真(接示波器监视)，测量带负载时V L和空载时的V O，即可计算出r O。

思考题：
精心整理。

阻抗测量方法
阻抗测量是对加在系统、电路或元件上的正弦电压U和流过它们的电流I之比的测量，属于电信基本参数测量的一种。

阻抗测量可以采用以下方法：
1. 交流电桥法：一种常用的测量电阻或电抗的方法，主要包括维恩电桥和魏斯桥。

维恩电桥适用于测量电阻值，魏斯桥适用于测量电感和电容值。

这两种方法都是通过调节电桥电路中的电阻、电感或电容的值，使得电桥平衡，从而得到阻抗的值。

2. 阻抗分析仪：一种使用频谱分析的方法来测量阻抗的设备。

它通过输入不同频率的信号，测量通过电路或元件的电压和电流，然后计算出阻抗的值。

请注意，具体选择哪种阻抗测量方法需要根据被测阻抗的特性和测量要求来决定。