电路基础实验4
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《电路基础》受控源VCCS 、VCVS 、CCVS 、CCCS 的特性曲线实验一. 实验目的1. 加深对受控源的理解2. 熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法,了解运算放大器的应用。
3. 掌握受控源特性的测量方法二. 实验原理与说明1. 受控源是双口元件,一个为控制端口,另一个为受控端口。
受控端口的电流或电压受到控制端口的电流或电压的控制。
根据控制变量与受控变量的不同组合,受控源可分为四类:i c=0 i c=0+ u c u c - - (a) VCVS (b) VCCS u c=0 u c=0 c c -(c) CCVS (d) CCCS图9-1 受控源(1) 电压控制电压源(VCVS ),如图7-1(a )所示,其特性为:0=c i(2) 电压控制电流源(VCCS ),如图7-1(b )所示,其特性为: c m s u g i ⋅=cs u u ⋅=α0=c i(3) 电流控制电压源(CCVS ),如图7-1(c )所示,其特性为:c s i u ⋅=γ0=c u(4) 电流控制电流源(CCCS ),如图7-1(d )所示,其特性为: c s i i ⋅=β0=c u2. 运算放大器与电阻元件组成不同的电路,可以实现上述四种类型的受控源。
各电路特性分析如下。
(1) 电压控制电压源(VCVS ):运算放大器电路如图7-2所示。
由运算放大器输入端“虚短”特性可知:1u u u ==-+212R u i R =由运算放大器的“虚断”特性,可知: 21R Ri i =21221R i R i u R R ⋅+⋅=()2121R R R u +=11211u u R R ⋅=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=α式(7-1)++u 1 i R1 u 1 R Lu 2R 1 −i R2 u 2 i RR 2 R − − −图7-2 电压控制电压源(VCVS ) 图7-3 电压控制电流源(VCCS )即运算放大器的输出电压2u 受输入电压1u 控制。
《电路基础》戴维南定理验证和有源二端口网络的研究实验一. 实验目的1. 用实验方法验证戴维南定理2. 掌握有源二端口网络的开路电压和入端等效电阻的测定方法,并了解各种测量方法的特点3. 证实有源二端口网络输出最大功率的条件二. 实验原理与说明 1. 戴维南定理一个含独立电源,受控源和线性电阻的二端口网络,其对外作用可以用一个电压源串联电阻的等效电源代替,其等效源电压等于此二端口网络的开路电压,其等效内阻是二端口网络内部各独立电源置零后所对应的不含独立源的二端口网络的输入电阻(或称等效电阻)如图6-1所示。
图6-1 戴维南等效电路OC图6-2 有源二端口网络的开路电压OC U 和入端等效电阻i RU OC图6-3 直接测量OC U2. 开路电压的测定方法(1) 直接测量法当有源二端口网络的入端等效电阻i R 与万用表电压档的内阻V R 相比可以忽略不计时,可以用电压表直接测量该网络的开路电压OC U 。
如图6-3所示。
(2) 补偿法当有源二端口网络的入端电阻i R 较大时,用电压表直接测量开路电压的误差较大,这时采用补偿法测量开路电压则较为准确。
图6-4中虚线框内为补偿电路,'S U 为另一个直流电压源,可变电阻器P R 接成分压器使用,G 为检流计。
当需要测量网络A 、B 两端的开路电压时,将补偿电路'A 、'B 端分别与A 、B 两端短接,调节分压器的输出电压,使检流计的指示为零,被测网络即相当于开路,此时电压表所测得的电压就是该网络的开路电压OC U 。
由于这时被测网络不输出电流,网络内部无电压降测得的开路电压数值较前一种方法准确。
图6-4 补偿法测量开路电压3. 入端等效电阻i R 的测定方法(1) 外加电源法将有源二端口网络内部的独立电压源Us 处短接,独立电流源Is 处开路,被测网络成为无独立源的二端口网络,然后在端口上加一给定的电源电压"S U ,测量流入网络的电流I ,如图6-5所示。
课后习题参考答案1.元器件实验基础1.通过色环分别求出一下电阻的阻值R1R2R3R1R2R3根据表格可以得出:R1:23×101 ±5%R1的阻值应该在218Ω 到241Ω之间.R2:33×102 ±5%R2的阻值应该在3.2 kΩ 到3.4 kΩ之间.R3:68×103 ±5%R3的阻值应该在64.6 kΩ 到71.4 kΩ之间.如下图左, 将数字万用表(Digital Multimeter, 简称DMM) 设置为[Ω]的测量模式, 并测量出电阻阻值.要注意的是, 任何工程测量都存在误差, 因此DMM所得出的测量误差可以通过仪表参数进行计算, 本章实验中我们不对此做出详细阐述。
2.如上图右,仔细观察图中的信息,已知滑动变阻器是0-10k,那么绿线端和蓝线端的电阻为多少?你是怎么知道的?答:滑动变阻器的总阻值为10kΩ即绿线端到黄线端的电阻大小。
因为蓝线到黄线端的电阻为5.8kΩ,所以绿线端到蓝线端的电阻为4.2k欧姆。
2. 欧姆定律1.如果电压为24 V应用在2.2 kΩ的电阻上,则电流是多少?答:由欧姆定律公式可知:I=V R代入数值:V=24V R=2.2KΩ可以得出电流I=10.9mA2.如果电阻上的电压为12 V,需要多大的电阻来可以得出电流为1.2 mA?答:由欧姆定律公式可以知道:R=V I代入数值:V=12V I=1.2mA可以得出电阻R=10KΩ3.根据下图电路的的连接以及仪器显示,不要在直接测量电阻的方法或者读色环的方法下,能否计算出,所用电阻的阻值?答:从图片可知MEGO提供的电压大小为5V,VEGO测得电流大小为22.72mA。
由欧姆定律公式可以知道:R=V I代入数值:V=5V I=22.72mA可以得出电阻R=220Ω4.表格1中, 第三列电流是根据计算得出, 第四列电流是根据测量得出.两者之间是否足够接近? 两者之间的实验误差是否可以验证欧姆定律以及本实验的正确性.答:略5.绘制欧姆定律关系图. 根据表格1的数据, 在本章结尾处的方格纸中绘制伏安特性图,也就是I-V曲线.答:略6.画出电阻的I-V曲线后, 我们可以根据该曲线得出在不同条件下的电流或电压值.比如: 当I = 5.6 mA, 我们可以在曲线上找出对应的V R值.根据这个特点, 将表格2完成.表格 2(a)通过I-V曲线的斜率可以计算阻值, 其方法如下:斜率(slope)=m=∆y∆x=∆I R∆V R=1R提问: 如果某电阻的I-V曲线斜率为0.001 Ω-1 (单位是: 西门子) , 其阻值是多少?答:略(b)计算:根据(a)中的公式, 假设I-V曲线的斜率为m.如果阻值增长, 那么对应m应当增加或是减少?假设某器件的I-V曲线函数的图像几乎是平坦的, 那么这是一个导体还是绝缘体?答:略绘制电阻的I-V曲线:流电电压3.串联和并联电路1.在表1和表2中, 对比三种方法(计算, 测量, 欧姆定律)所得到的等效阻值是否足够接近?答:略2.仔细观察下图的电路,根据电源以及万用表的读数,连接下图万用表的正端(红色线的部分)使得下图的电路连接以及读数都是合理的。
电子电路基础实验报告——晶体管β值检测电路的设计2012211117班2012210482号信通院17班01号张仁宇一、摘要:晶体管β值测量电路的功能是利用晶体管的电流分配特性,将放大倍数β值的测量转化为对晶体管电流的测量,同时实现用发光二极管显示出被测晶体管的放大倍数β值。
该电路主要由晶体管类型判别电路、β-V转换电路、晶体管放大倍数档位判断电路、显示电路、报警电路及电源电路六个基本部分组成。
首先通过LED发光二极管的亮灭实现判断三极管类型,并将β值的变化转化为电压的变化从而利用电压比较器及LED管实现β值档位(<150、150~200、200~250、>250)的判断与显示、并在β>250时通过LED管闪烁报警。
二、关键字:β值;晶体管;档位判断;闪烁报警三、实验目的1、加深对晶体管β值意义的理解2、了解掌握电压比较器的实际使用3、了解发光二极管的使用4、提高电子电路综合设计能力四、设计任务要求1、基本要求设计一个简易的晶体管放大倍数β值检测电路,该电路能够实现对放大倍数β值大小的初步测定1)电路能够测出NPN,PNP三极管的类型2)电路能将NPN晶体管的β值分别为大于250,大于200小于250,大于150小于200和小于150共四个档位进行判断3)用发光二极管指示被测三极管的放大倍数β值在哪一个档位4)在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小5)当β值大于250时可以光闪报警2、扩展要求1)电路能将PNP晶体管的β值分别为大于250,大于200小于250,大于150小于200和小于150共四个档位进行判断在电路中可以用手动调节四个档位值得具体大小。
2)NPN,PNP三极管β值的档位的判断可以通过手动或自动切换3)用PROTEL软件绘制该电路及其电源电路的印制电路版图。
五、设计思路与总体结构框图晶体管类型判别电路β-V转换电路放大倍数档位判断电路显示电路报警电路电源电路三极管类型判别电路的功能是利用NPN 型和PNP 型三极管的电流流向相反的特性判别晶体管的类型。