电路与电子学实验指导书

电路与电子学

实验指导书

（适用于：计算机科学与技术专业

网络工程专业）

山东建筑大学计算机学院

2011年4月

重要说明：

1. 每人必须自己打印一份实验指导书，上实验课时必须带纸质实验指导书。

2.请认真预习实验，并请在实验课之前写好实验报告雏形，以便在实验课时填上相应的实验数据和曲线图形。实验报告的书写要规范，不能一味照抄实验指导书，要以表达清楚实验过程和实验结果为准，训练表达能力。

3. 实验数据和图形必须在现场完成记录，并于下课前上交实验报告。实验课上发现现写实验报告初稿的，取消实验成绩。

4. 实验报告是评价实验成绩的重要材料，没有实验报告，该次成绩为零。

5. 若因特殊原因不能当场上交实验报告的，必须找教师说明原因并备案。

由于实验指导书整理过程十分烦杂，若发现其中错误请及时告知订正。 目录

绪论 .................................................................................................................................................. 2

实验一 常用实验仪器的使用 ......................................................................................................... 4

实验二 叠加定理的实验验证 ....................................................................................................... 11

实验三 戴维南定理验证 ............................................................................................................... 13

实验四单级放大电路 ..................................................................................................................... 15

实验五 差动放大电路 ................................................................................................................... 21

实验六单相整流与滤波电路 ......................................................................................................... 24

绪论

科学实验是人们获得知识和进行科学研究的重要手段。对于电路与电子学实验来说，目的是巩固学生的理论知识，加强基本实验技能，提高动手能力。为培养学生创新的思维方法，进行新领域探索和科学研究，打下良好的实践基础。

一、实验的必要性

实验课与其理论课一样，是从事专业技术入门的必修课。诚然，与专业实验相比，本课程的实验不那么“引人入胜”，如同高楼大厦的地基一样，虽没有其上巍峨宏伟，但她却承载着万斤重担，是成功的保证！做好电路与电子学实验，掌握实验中使用的仪器设备，学会基本的实验技巧，最好在实验中遇到一些故障，经过理论分析，亲自排除。这样，对日后掌握专业技术知识，提高理论水平和实践能力是大有益处的。

二、实验应达到的目标

根据电路与电子学实验大纲的要求，通过与电子学实验课，学生应在实验技能上达到下列要求：

1．掌握应用实验手段来验证一些定理和结论的方法。

2．正确使用常见的电工仪表和电子仪器。掌握基本的电工测试技术。

3．正确按图连接电路，掌握排除一般（断路、短路等）故障的方法。

4．认真观察实验现象，正确读取、处理实验数据；完成实验报告并得到正确的实验结论。

5．掌握电路仿真技术，能够对进行仿真验证。

三、实验要求

实验课是电路与电子学教学的一个重要环节，它有助于巩固所学的基本理论，是理论与实践的结合过程。对理论课的考核中，不可缺少实验成绩。暂定实验成绩占该学期电路理论课成绩的15%。考核内容有：课前预习、实验操作、实验报告等。

1．课前预习

实验能否顺利进行和收到预期效果，很大程度上取决预习准备得是否充分。因此，要求实验之前仔细阅读实验指导书及有关参考资料。明确实验目的、实验必备的理论知识、实验任务与具体的实验电路，了解实验方法和步骤，自行设计实验电路、计算电路参数，写出预习报告。清楚实验中观察哪些现象，记录哪些数据，有什么注意事项等。

2．实验操作

实验操作是在充分预习后，在实验室进行的整个实验过程。包括熟悉、检查及使用实验仪器仪表与实验元器件，连接实验线路，实际测试、记录数据及实验后的整理工作等。

实验中可能出现一些不可预料的故障，为保证实验顺利进行，对电路正常工作的电压、电流和信号波形应有一定的了解。另外，面对已出现的电路故障，应立即切断电源，保护现场，冷静分析故障原因，准确排除电路故障。

四、撰写实验报告

实验报告是对实验工作的全面总结，应对实验目的、原理（或理论知识）、任务（设计）、实验电路图、过程分析等主要方面有明确的叙述。 撰写实验报告的主要工作是实验数据的处理。此时，要充分发挥曲线和图表的作用，其中的公式、图表、曲线应有编号、名称等，以保证叙述条理的清晰。为了保证整理后的数据的可信度，实验报告中必须保留原始数据。此外，报告中还应包括实验中发现的问题、现象及事故的分析、实验收获及心得体会等。实验报告最重要的部分是实验结论，它是实验的成果，对此结论必须有科学的根据和来自理论及实验的分析。

报告中还应指明实验中使用的仪器及元器件的型号名称等相关信息。

实验一 常用实验仪器的使用

【实验目的】

学习示波器和信号发生器的使用方法。

【仪器设备】

VST－I便携式虚拟平台、DS1062E-EDU数字示波器

【实验原理】

一、示波器的基本测量方法

示波器是一种综合性的电信号特性测试仪，用它可以直接显示电信号的波形，测量其幅值、频率以及同频率两信号的相位差等。电路实验中，这种基本电子测量仪器会多次用到。通过本实验，要求熟悉示波器的面板开关和旋扭的作用，初步学会示波器的一般使用方法。

1.幅度—电压、电流的测定方法

（1）读取电压幅值时，只需将被测信号所占坐标的格数（cm）乘以SCALE开关所指的刻度再乘以探头的衰减倍数即可。例如，示波器屏上波形如图1－1 所示，正弦电压峰--峰值占有5 个格子，SCALE开关指向0.5V，探头衰减倍数为10，则：

UP−P = 5.0cm× 0.5V / cm×10 = 25V

图1－1 示波器屏幕波形

图1－2取样电阻电路 （2）测量电流一般用电阻取样法将电流信号转换为电压信号后，再进行测量。如图1-6 所示，若要测量Z 支路电流，先串接一个取样电阻R，通常取R<

2.频率（周期）的测量方法

（1）示波器测量信号的频率（周期）

用示波器测量信号的频率（周期），实质上是确定波的周期（时间）坐标后（称为定时标），再与被测信号的周期进行比较测量。

将被测信号X 轴的一个周期所占的格子数（cm）乘以[ t / c m ]开关所指示的刻度即可测出周期。仍以图1－1为例，正弦信号一个周期在水平方向占8.2 个格子，[ t / c m ]开关指向5ms，则

T = 8.2cm× 5ms / cm = 41ms

所以正弦信号的周期为41ms，即频率为24.4Hz。

（2）同频率两信号相位差角的测量方法

采用双踪示波器，CH1 、CH2 两通道输入待测相位差的同频率两信号，若测得信号周期所占格数为A，信号的相位差所占的格数为B（如图1-3所示），则相位差角：

360BA

图1－3 相位差的测量方法

二、DS1062E-EDU系列为双通道示波器实验方法

图1－4示波器前面板

DS1062E-EDU系列为双通道加一个外部触发输入通道的数字示波器。前面板设计清晰直观，完全符合传统仪器的使用习惯，方便用户操作。为加速调整，便于测量，您可以直接使用 AUTO 键，将立即获得适合的波形显示和档位设置。其前面板如图1－4所示，显示面板如图1－5所示。

图1－5示波器显示面板

1.示波器接入信号

用示波器探头将信号接入通道1（CH1）： 将探头连接器上的插槽对准CH1同轴电缆插接件（BNC）上的插口并插入，然后向右旋转以拧紧探头，完成探头与通道的连接后，将数字探头上的开关设定为10X。

图1－6 探头的连接

示波器需要输入探头衰减系数。此衰减系数将改变仪器的垂直档位比例，以使得测 量结果正确反映被测信号的电平（默认的探头菜单衰减系数设定值为1X）。 设置探头衰减系数的方法如下：按 CH1 功能键显示通道1的操作菜单，应用与探头项目平行的3号菜单操作键，选择与您使用的探头同比例的衰减系数。如下图所示，此时设定的衰减系数为10X。

图1－7 衰减系数的设定

把探头端部和接地夹接到探头补偿器的连接器上。按 AUTO （自动设置）按钮。几秒钟内，可见到方波显示。

2.初步了解垂直系统

在垂直控制区（VERTICAL）有一系列的按键、旋钮（其中，仅DS1000D-EDU系列有LA按键）。下面的练习逐步引导您熟悉垂直设置的使用。

图1－8 垂直控制区按钮示意图

1）使用垂直旋钮在波形窗口居中显示信号。

垂直旋钮控制信号的垂直显示位置。当转动垂直旋钮时，指示通道地（GROUND）的标识跟随波形而上下移动。