ewb实验

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-1- 第二部分 EWB基本实验

一、电路分析实验

实验一 电阻电路及基本电路理论研究

一. 实验目的

1. 了解EWB的基本界面,学习EWB的基本操作;

2. 学习基本元件的使用、模拟电路的建立和仿真测试。

二. 实验电路说明

图 2.1.1 a、b、c电路用来验证叠加原理。图 a 为二独立源共同作用的电路,图b、c分别为二独立源单独作用的电路。分别测量二独立源共同作用时的各支路电流,及二独立源分别单独作用时各支路电流的分量,用来验证叠加原理。

图 2.1.2 a、b为验证电压源与电流源等效互换的电路。图a、图b分别用来测试电压源和电流源的外特性,电位器用作负载,0%为短路,键控开关断开时负载为∞,即开路。若二电路外特性相同,则验证了电压源与电流源之间等效互换的关系。 -2- 三. 实验内容及方法

1. 验证叠加原理

1). 启动EWB。

2). 按图2.1.1 (a)、(b)、(c) 所示同时建立三个实验电路。

建立本电路用到的元件图标如下:

基本元件箱 电源箱 指示器件箱 电阻 电池 接地 电流表

(1).分别单击元件工具栏中的基本元件箱、电源箱和指示器件箱图标,以便同时打开三个工具栏,选取(拖曳)各元件至电路设计窗口,按图2.1.1中的要求旋转某些元件的方向,并按图中位置摆放,分别双击每一个元件,按图2.1.1要求设置元件的参数。

电流表、电压表

模式((Value / Mode ):DC

(2).设置电路图的显示内容:

选择Circuit | Schematic Options 菜单命令,在Show / Hide对话框,选中Show Reference

ID和Show Value 两项,以便显示元件的编号和参数值。

(3).按图2.1.1所示连线,调整连线,使其比较整齐。

3). 运行并测试电路

(1). 点击主窗口右上角的启动/停止开关,使计算机对电路进行仿真。

(2). 读取各电流表的示值并记录在电路描述窗口。

4). 保存电路

选择File | Save 菜单命令,在打开的Save窗口中指定保存文件的路径和文件名,将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法,将电路图复制到粘贴板上,然后,将其粘贴到事先打开的字处理软件(如word或写字板)的新文档中,再将 -3- 电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中,然后,建立新的电路文件。

2. 验证电压源与电流源的等效互换

1). 按图2.1.2 (a)、(b)所示同时建立两个实验电路。

建立本电路用到的元件图标如下:

基本元件箱 电源箱 指示器件箱 电阻 电池 恒流源 电位器 电流表 电压表 转换开关 接地

(1).分别单击元件工具栏中的基本元件箱、电源箱和指示器件箱图标,以便同时打开三个工具栏,选取(拖曳)各元件至电路设计窗口,按图2.1.2中的要求旋转某些元件的方向,并按图中位置摆放,分别双击每一个元件,按图2.1.2要求设置元件的参数。

电位器(可调电阻)

阻值 (Value / Resistance ):1KΩ

初始设置(Value /Setting): 50%

增量(Value /Increment): 5%

增量控制键(Value /Key): 可取缺省R,也可任意设定。

电压表、电流表

模式((Value / Mode ):DC

开关

控制键(Value /Key): 缺省为空格键(space),也可任意设定。

(2).设置电路图的显示内容:

选择Circuit | Schematic Options 菜单命令,在Show / Hide对话框,选中Show Reference

ID和Show Value 两项,以便显示元件的编号和参数值。

(3).按图2.1.1所示连线,调整连线,使其比较整齐。

2). 运行并测试电路

(1). 点击主窗口右上角的启动/停止开关,使计算机对电路进行仿真。

(2). 测试电路 (a) 的外特性

按动转换开关S1的控制键,接通电路的负载RL。

按动电位器RL的控制键或者Shift+控制键,使RL阻值每次减小或增大5%,在0%-100%之间调节RL,分别读取电压表和电流表的读数。按动转换开关S1的控制键,断开电路负载RL,测量电路的开路电压,在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。

(3). 以US1/R1的值设置电路(b)中的电流源IS1,以相同的方法和步骤测试电路 (b)

的外特性,以列表形式记录各测量数据。在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。

3). 保存电路

选择File | Save菜单命令,将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法,将电路图复制到粘贴板上,然后,将其粘贴到字处理软件的文档中,再将电路 -4- 描述窗口中的测试数据也复制到文档中,保存文档。

5). 点击主窗口右上角的启动/停止开关,使计算机停止电路仿真。退出EWB,退出Windows 98 ,关闭计算机系统。

四. 实验报告要求:

1.列表比较实验步骤1的测试数据,验证叠加原理。

2. 列表比较实验步骤2的测试数据验,分别作出电压源和电流源的外特性曲线,验证它们之间的等效互换关系。由数据生成曲线的方法请参照附录2 :在电子文档中由数据生成曲线的方法。

-5- 实验二 等效电源定理

一. 实验目的

1. 了解EWB的基本界面,学习EWB的基本操作;

2. 学习基本元件的使用、模拟电路的建立和仿真测试。

3. 验证代文宁定理和诺顿定理。

二. 实验电路

如图2.2.1 (a)、(b)、(c) 所示。

(a)

(b)

(c)

图 2.2.1 -6- 三. 实验步骤:

1.启动EWB。

2.按图2.2.1 (a)、(b)、(c) 所示同时建立三个实验电路

建立本电路用到的元件图标如下:

基本元件箱 电源箱 指示器件箱 电阻 电位器 电池 恒流源 转换开关 接地 电压表 电流表

1).分别单击元件工具栏中的基本元件箱、电源箱和指示器件箱图标,以便同时打开三个工具栏,选取(拖曳)各元件至电路设计窗口,按图2.2.1中的要求旋转某些元件的方向,并按图中位置摆放,分别双击每一个元件,按图2.2.1要求设置元件的参数。

电位器(可调电阻)

阻值 (Value / Resistance ):1KΩ

初始设置(Value /Setting): 50%

增量(Value /Increment): 5%

增量控制键(Value /Key): 可取缺省R,也可任意设定。

电压表、电流表

模式((Value / Mode ):DC

开关

控制键(Value /Key): 缺省为空格键(space),也可任意设定。

2).设置电路图的显示内容:

选择Circuit | Schematic Options 菜单命令,在Show / Hide对话框,选中Show Reference

ID和Show Value 两项,以便显示元件的编号和参数值。

3).按图2.2.1所示连线,调整连线,使其比较整齐。

3. 运行并测试电路

1). 点击主窗口右上角的启动/停止开关,使计算机对电路进行仿真。

2). 测试电路 (a) 的外特性

按动转换开关的控制键,接通电路的负载。

按动电位器的控制键或者Shift+控制键,则电路负载阻值每次减小或增大5%,使电路负载阻值在0%-100%之间改变,分别读取电压表和电流表的读数,按动转换开关的控制键,断开电路负载,测量电路的开路电压,在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。以测试结果中的开路电压和短路电流计算电路的入端电阻。

3). 以电路(a)的入端电阻设置电路 (b) 中电阻R4的阻值,以电路(a)的开路电压设置电路 (b) 中电压源US2的电压。

按步骤2) 的方法测试电路 (b) 的外特性,在电路描述窗口以列表形式记录各测量数 -7- 据。

4). 以电路(a)的入端电阻设置电路 (c) 中电阻R5的阻值,以电路(a)的短路电流设置电路 (c) 中电流源IS1的电流。

按步骤2) 的方法测试电路 (c) 的外特性,在电路描述窗口以列表形式记录各测量数据。

4. 保存电路

选择File | Save 菜单命令,在打开的Save窗口中指定保存文件的路径和文件名,将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法,将电路图复制到粘贴板上,然后,将其粘贴到事先打开的字处理软件(如word或写字板)的新文档中,再将电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中,保存文档。

5. 点击主窗口右上角的启动/停止开关,使计算机停止电路仿真。退出EWB,退出Windows 98 ,关闭计算机系统。

四. 实验报告要求:

1. 列表比较各实验步骤1的测试数据。

2.根据测试数据,绘制电路(a)、(b)、(c) 的外特性曲线,由数据生成曲线的方法请参照附录2 :在电子文档中由数据生成曲线的方法。比较各曲线,验证代文宁定理和诺顿定理。 -8- 实验三 电路的暂态过程

一. 实验目的:

1.学习利用EWB对电路进行暂态分析的基本方法;

2.学习示波器的使用以及用示波测量法测量电路的时间常数;

3.了解一阶RC电路的暂态过程。

二. 实验电路:

图2.3.1 (a) 为微分电路,(b) 为积分电路,用方波信号源作为电路的激励,以便用示波器观察连续的波形。键控电位器R2、R4用热键(默认为R)控制其电阻值,以改变电路的时间常数。示波器用来同时观测电路的输入(A通道)和输出(B通道)波形。

图 2.3.1(a) 图 2.3.1(b)

三. 实验步骤:

启动EWB。

建立本实验两个电路用到的元件图标如下:

基本元件箱 电源箱 仪器箱 电容 电阻 电位器 转换开关 接地 函数发生器 示波器