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破坤贺
5 years ago
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1 电路分析实验指导书深圳大学光电工程学院 2016 年 12 月

2 实验一直流电路元件伏安特性的测绘一实验目的 1 认识常用电路元件 2 掌握万用表电路原理实验箱的使用方法 3 掌握线性电阻非线性电阻元件伏安特性的测绘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示, 这条曲线称为该元件的伏安特性曲线图线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线, 图 1-1 中 a 曲线所示, 该直线的斜率的倒数等于该电阻器的电阻值用伏安法测量电阻根据欧姆定律可用伏安法测量电阻, 即 R=U/I 但由于电压表和电流表内阻的存在, 测量结果将存在误差用伏安法测量电阻有图 A 和图 B 两种接线方式, 用图 A 测出的结果实际上是被测电阻 R 与电流表 1

3 内阻 R I 之和, 而用图 B 测出的却是被测电阻 R 与电压表内阻 R V 并联的结果当然, 若 R I <<R, 或 R V >>R, 则图 A 和图 B 有 U/I R + - A U S V R V U S + - A R ( 图 A) ( 图 B) 2 一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件, 其伏安特性如图 1-1 中 b 所示正向压降很小 ( 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几伏至几十伏时, 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, 如果反向电压加得过高, 超过管子的极限值, 则会导致管子击穿损坏 3 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, 但其反向特性特别, 如图 1-1 中 c 所示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管子的稳压值稳定时, 电流有一定的范围, 电流超过此范围的极限值时稳压管会被反向击穿 ---- 电压骤降, 这时须尽快去掉电源, 管子短时击穿后可自行恢复注意 : 流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值, 否则管子会被烧坏 ( 参考 : 实验中所用管子的正向电流极限值约为 mA, 稳压管反向电流范围约为 ma ) 三实验设备 1 万用表 2 RXDI--1 型电路原理实验箱四实验内容 2

4 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 0V 开始缓慢地增加到 10V, 记下相应的电压表和电流表的读数 U R I 图 1-2 U(V) U R (V) I(mA) 内容 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, (1) 测二极管的正向特性时, 正向施压 U D+ 可在 0~0.75V 之间取值当正向施压达到门槛电压值 ( 锗管约为 0.2V, 硅管约为 0.6V) 以后, 二极管才能真正导通, 可在门槛电压值附近多取几个测量点要求 : 找出二极管的正向导通电压, 并在此电压值附近多测几个点 (2) 测反向特性时, 只需将图 1-3 中的二极管 D 反接, 且其反向施压 U D- 可从 0V 开始缓慢地增加到 24V 图 1-3 3

5 正向特性实验数据 U D+ (V) I(mA) 反向特性实验数据 U D- (V) I(mA) 内容 3 测定稳压二极管的伏安特性将图 1-3 中的二极管 IN4007 换成稳压二极管 2CW55, 重复实验内容 2 的测量 ( 参考 :2CW55 稳压值范围 : V, 稳压期间的电流范围约为 10-33mA) 要求 :(1) 找出稳压二极管的正向导通电压值 (2) 测反向特性时, 找出进入稳压区的电压值及相应电流范围正向特性实验数据 U Z+ (V) I(mA) 反向特性实验数据 U Z- (V) I(mA) 思考 : 用伏安法测电阻的两种接线方法中, 电压表电流表内阻对测量值有何影响? 五注意事项 1 测二极管正向特性时, 稳压电源输出应由小至大逐渐增加, 应时刻注意电流表读数不得超过 200mA( 量程 ) 2 进行不同实验时, 应先估算电压和电流值, 合理选择仪表的量程, 勿使仪表超量程, 仪表的极性亦不可接错 3 改换接线时, 须先断电 4

6 4 拔实验导线时, 应手持接头部位, 边转动边轻轻向上拔出六实验报告 1 根据各实验数据, 分别在方格纸上绘制出元件的光滑的伏安特性曲线 ( 其中二极管和稳压管的正反向特性均要求画在同一张图中, 正反向电压可取为不同的比例尺 ) 2 根据实验结果, 总结归纳被测各元件的特性 3 进行必要的误差分析 5

7 实验二基尔霍夫定律叠加原理的验证一实验目的 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 验证线性电路叠加原理的正确性, 加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解 3 进一步掌握仪器仪表的使用方法二原理说明 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每个元件两端的电压, 应能分别满足基尔霍夫电流定律 (KCL) 和电压定律 (KVL) 即对电路中的任一个节点而言, 应有 ΣI=0; 对任何一个闭合回路而言, 应有 ΣU=0 运用上述定律时必须注意各支路电流或闭合回路的正方向, 此方向可预先任意设定 2 叠加原理指出: 在有多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 ( 即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值 ) 也将增加或减小 K 倍三实验设备 1 万用表 2 RXDI--1 型电路原理实验箱四实验内容内容 1. KCL 和 KVL 定律的验证验证各节点 I=0 以及各闭合回路 U=0 实验线路如图 2-1 所示 1

8 图实验前先任意设定三条支路电流正方向如图 2-1 中的 I 1 I 2 I 3 的方向已设定闭合回路的正方向可任意设定 2 分别将两路直流稳压源接入电路, 令 U 1 =6V,U 2 =12V 3 将直流电流表分别接入三条支路中, 读出并记录电流值于表 1 4 用直流电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值, 记录于表 2 和表 3 表 1 被测量 I 1 (ma) I 2 (ma) I 3 (ma) I(mA) 计算值测量值相对误差表 2 被测量 U 1 (V) U FA (V) U AD (V) U DE (V) U(V) 计算值测量值相对误差表 3 被测量 U 2 (V) U BA (V) U AD (V) U DC (V) U(V) 计算值测量值相对误差内容 2. 叠加原理的验证实验电路如图 2-2 所示 2

9 图按图 2-2 电路接线, 取 U 1 =12V,U 2 为可调直流稳压电源, 调至 U 2 =+6V 2 令 U 1 单独作用时 ( 注意 : 须先断开电源 U 2, 再将 BC 短接 ), 用直流电压表和直流电流表测量各支路电流及各电阻元件两端电压, 将数据记录表 4 中 3 令 U 2 单独作用时 ( 注意 : 须先断开电源 U 1, 再将 FE 短接 ), 重复实验步骤 2 的测量, 并记录数据于表 4 中 4 令 U 1 和 U 2 共同作用时, 重复上述的测量和记录 5 将 U 2 =+12V, 重复上述第 3 项的测量并记录表 4 U 1 U 2 I 1 I 2 I 3 U AB U CD U AD U DE U EA (V) (V) (ma) (ma) (ma) (V) (V) (V) (V) (V) U 1 单独作用 U 2 单独作用 U 1 U 2 共同作用 2U 2 单独作用 6 将 330Ω 电阻换成一只二极管 IN4007 重复 1~5 的测量过程, 将数据记入表 5 中表 5 U 1 U 2 I 1 I 2 I 3 U AB U CD U AD U DE U EA (V) (V) (ma) (ma) (ma) (V) (V) (V) (V) (V) U 1 单独作用 U 2 单独作用 U 1 U 2 共同作用 2U 2 单独作用五注意事项 1. 在实验中电压源和电流源均应先关断电源开关并将其输出调到零, 接好电路检查无误后再合上开关并将输出缓慢调到所需数值 2. 使用电流表测电流前, 须先检查 : 电路中必须有负载, 并先计算出应选用的量程 3. 注意直流电压表和电流表的正负极性 3

10 4. 按实验电路图中参考方向记录电流和电压测量值, 不要漏掉正负号六实验报告 1 根据实验数据, 选定节点, 验证 KCL 的正确性 2 根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性 3 根据实验数据, 选定实验电路中的任一个闭合回路, 验证 KVL 的正确性 4 将各支路电流和闭合回路的方向重新设定, 重复 1 2 两项验证 5 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出? 试用上述实验数据进行计算并作出结论七思考经过实验内容 2 的步骤 6, 并分析表格中的实验数据, 你能得出什么样的结论? 为什么? 4

11 实验三戴维南定理和诺顿定理一实验目的 1 掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法 2 验证戴维南定理诺顿定理和置换定理的正确性二原理说明 1 任何一个线性含源网络, 如果仅研究其中一条支路的电压和电流, 则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络 ( 或称为含源二端网络 ) 2 戴维南定理: 任何一个线性有源网络, 总可以用一个理想电压源与一个电阻的串联支路来等效代替, 此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压 U 0C, 其等效内阻 R 0 等于该网络中所有独立源均置零 ( 理想电压源视为短路, 理想电流源视为开路 ) 时的等效电阻这一串联电路称为该网络的代维南等效电路 3 诺顿定理 : 任何一个线性有源网络, 总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联组合来等效代替, 此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流 I SC, 其等效内阻 R 0 定义与戴维南定理的相同 4 有源二端网络等效参数的测量方法 U 0C I SC 和 R 0 称为有源二端网络的等效电路参数, 可由实验测得 ( 一 ) 开路电压 U OC 的测量方法 (1) 可直接用电压表测量 (2) 零示法测 U OC 在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时, 用电压表直接测量会造成较大的误差为了消除电压表内阻的影响, 往往采用零示测量法, 如图 3-1 所示零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较, 当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时, 电压表的读数将为 0 然后将电路断开, 测量此时稳压电源的输出电压, 即为被测有源二端网络的开路电压 ( 二 ) 等效电阻 R 0 的测量方法图 3-1 图 3-2 (1) 开路电压短路电流法测 R 0 1

12 该方法只实用于内阻较大的二端网络因当内阻很小时, 若将其输出端口短路则易损坏其内部元件, 不宜用此法该测量方法是 : 在有源二端网络输出端开路时, 用电压表直接测其输出端的开路电压 U 0C, 然后将其输出端短路, 用电流表测其短路电流 I SC, 则等效内阻为 (2) 伏安法测 R 0 U R O = I 用电压表电流表测出有源二端网络的外特性如图 3-2 所示根据外特性曲线求出斜率 ΔU U OC tgφ, 则内阻 : R O = tgφ = = ΔI I SC (3) 若只有电压表及电阻器, 没有电流表测短路电流, 或者某些被测网络本身不允许短路, 则可在网络两端接入已知阻值为 R 的电阻器, 测量该电阻两端电压 U R, 然后按下式计算 R = ( ( UOC U R) 1) R 0 OC SC (4) 半电压法测 R 0 如图 3-3 所示, 当负载电压为被测网络开路电压的一半时, 负载电阻 ( 由电阻箱的读数确定 ) 即为被测有源二端网络的等效内阻值图 3-3 图 3-5 三实验设备 1 万用表 2 RXDI--1 型电路原理实验箱四实验内容被测有源二端网络如图 3-4(a) 所示内容一 : 有源二端网络代维南等效电路参数的测定 2

13 图用开路电压短路电流法测定戴维南等效电路的 Uoc R 0 按图 3-4(a) 接入稳压电源 Us =12V 和恒流源 Is =10mA, 不接入 R L 测出 U OC 和 Isc, 并计算出 R 0, 记录于表 1 表 1 U OC (V) I SC (ma) R O =Uoc/Isc (Ω) 2 负载实验按图 3-4(a) 接入 R L 改变 R L (0-10kΩ) 阻值, 测量有源二端网络的外特性曲线, 记录于表 2 表 2 U(V) I(mA) 3 有源二端网络等效电阻( 入端电阻 ) 的直接测量法见图 3-4(a) 将被测有源网络内的所有独立源置零 ( 先断开电流源 I S, 去掉电压源 U S, 再将电路中的 C D 两点间用导线短接 ), 然后用伏安法或直接用万用表的欧姆档去测定负载 R L 开路时 A B 两点间的电阻, 此即为被测网络的等效内阻 R 0, 或称网络的入端电阻 Ri 4 用半电压法测量被测网络的等效内阻 R 0, 用零示法测量被测网络的开路电压 Uoc 电路图及数据表格自拟内容二 : 戴维南定理的验证取一只 10K 可调电位器, 将其阻值调整到等于按内容一中的步骤 1 所得的等效电阻 R 0 值, 然后令其与直流稳压电源 ( 调到步骤 1 时所测得的开路电压 Uoc 值 ) 相串联, 电路如图 3-4(b) 所示, 仿照内容一中的步骤 2 测其外特性, 对戴维南定理进行验证, 记录于表 3 3

14 表 3 U(V) I(mA) 内容三 : 诺顿定理的验证取一只 10K 可调电位器, 将其阻值调整到等于按内容一中的步骤 1 所得的等效电阻 R 0 值, 然后令其与直流恒流源 ( 调到步骤 1 时所测得的短路电流 I SC 值 ) 相并联, 电路如图 3-5 所示, 仿照内容一中的步骤 2 测其外特性, 对诺顿定理进行验证, 记录于表 4 表 4 U(V) I(mA) 五注意事项 1 测量时应注意电流表量程的更换 2 电压源置零时不可将稳压源短接 3 用万用表直接测 R 0 时,(1) 网络内的独立源必须先置零, 以免损坏万用表 ; (2) 欧姆档必须经调零后再进行测量 4 改接线路时, 须先关掉电源六实验报告 1 根据内容一的步骤 2 和内容二内容三所测得的数据, 分别绘出曲线, 验证戴维南定理诺顿定理的正确性, 并分析产生误差的原因 2 根据内容一的步骤的几种方法测得的 Uoc R 0, 与预先计算的结果进行比较, 你能得出什么结论 4

15 实验四 RC 一阶电路响应测试一实验目的 1 学会使用示波器观测波形 2 测定 RC 一阶电路的零输入响应零状态响应及完全响应 3 学习电路时间常数的测量方法 4 掌握有关微分电路和积分电路的概念二实验原理 1 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数, 就必须使这种单次变化的过程重复出现为此, 我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号, 即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号 ; 利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数 τ, 那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下, 它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的 (a) (b) 图 4-1 (c) 1

16 2 图 4-1(a) 所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长, 其变化的快慢决定于电路的时间常数 τ 3 时间常数 τ 的测定方法 : 用示波器测量零输入响应的波形如图 4-1(b) 所示根据一阶微分方程的求解得知 : u c = U m e = U e t / RC t /τ m 当电压 u c =0.368U m 时, 所对应的时间就等于 τ 亦可用零状态响应波形, 如图 4-1(c) 所示当 u c 增加到 0.632U m 时, 所对应的时间为 τ 4 微分电路和积分电路是 RC 一阶电路中较典型的电路, 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求一个简单的 RC 串联电路, 在方波序列脉冲的重复激励下, 当电路的参数满足 : τ = RC << T / 2 时 (T 为方波的周期 ), 且由 R 两端的电压 u R 作为响应输出, 则该电路就是一个微分电路因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比如图 4-2(a) 所示利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲 (a) 微分电路 (b) 积分电路图 4-2 若将图 4 2(a) 中的 R 与 C 位置调换一下, 如图 4 2(b) 所示, 由 C 两端的电压作为响应输出, 且当电路的参数满足 : τ = RC >> T / 2 时, 且由 C 两端的电压 u c 作为响应输出, 则该 RC 电路称为积分电路因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比利用积分电路可以将方波转变成三角波微分电路和积分电路的输入输出关系如图 4 3 所示从输入输出波形来看, 上述两个电路均起着波形变换的作用, 请在实验过程中仔细观察和记录 2

17 图 4-3 三实验设备 1 电路原理实验箱 2 双踪示波器 3 万用表四实验内容实验线路板的器件组件, 如图 4-4 所示, 请认清 R C 元件的布局及其标称值, 认清各开关的通断位置等图 4-4 3

18 内容 1 示波器函数电源的使用 (1) 分别用示波器观察函数电源输出的正弦波方波和三角波体会函数电源及示波器各旋钮的用途 (2) 分别用示波器测量正弦波方波和三角波的周期和频率, 并与函数电源显示的频率比较 (3) 将函数电源输出信号的频率调至 100Hz, 分别用示波器测量正弦波方波和三角波的峰 - 峰值, 将其调至 2 伏用交流电压表测量这些信号的有效值并与理论值比较测量结果记入表 1 ( 有效值计算公式 : U = 1 T 0 T u 2 ( t ) dt ) 表 1 f =100Hz 正弦波方波三角波峰 - 峰值 2V 2V 2V 有效值 ( 实测 ) 有效值 ( 理论值 ) 内容 2 时间常数 τ 的测定从电路板上选 R=10kΩ,C=3300pF, 组成如图 4-1(a) 所示的 RC 充放电电路 u i 为函数信号发生器输出的 U m =6V f=1khz 的方波电压信号, 并通过两根同轴电缆线, 将激励源 u i 和响应 u C 的信号分别连至示波器的两个输入口 Y A 和 Y B 这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律, 测算时间常数 τ, 并记录波形内容 3 积分电路令 R=10kΩ,C=0.01μF, 组成如图 4-2(b) 所示的积分电路在方波激励信号 (U m =6V,f=1kHz) 作用下, 观察并描绘响应 u C 的波形, 继续增大 C 之值, 观察 C 值改变 ( 即 τ 增大 ) 对响应 u C 的影响, 并做记录内容 4 微分电路令 R=1kΩ,C=0.01μF, 组成如图 4-2(a) 所示的微分电路在同样的方波激励信号 (U m =6V,f=1kHz) 作用下, 观测并描绘激励 u i 与响应 u R 的波形增减 R 之值, 观察 τ 的变化对响应 u R 的影响, 并作记录当 R 增至 1MΩ 时, 输入输出波形有何本质上的区别? 4

19 五注意事项 1. 示波器两个输入通道 CH1 和 CH2 探头的公共端必须联在同一点上在本实验各步骤中,CH1 CH2 探头公共端均应与函数电源的接地端 ( 黑端 ) 相连 2. 切记函数电源的各输出端不可短接, 更不可将其直接联到其它交流或直流电源上 3. 先将函数电源的输出调到零, 待电路接好检查无误后, 再将函数电源的输出调至所需数值 4. 示波器旋钮较易损坏, 使用时应轻轻旋动可将示波器的探头打到 1 位置测量六实验报告要求 1 根据实验观测结果, 在纸上绘出 RC 一阶电路充放电时 u C 的变化曲线, 由曲线测得 τ 值, 并与理论计算结果进行比较, 分析误差原因 2 根据实验观测结果, 归纳总结积分电路和微分电路的形成条件, 阐明波形变换的特征 5

20 实验五受控源 VCVS VCCS CCVS CCCS 的实验研究一实验目的 1 了解用运算放大器组成四种类型受控源的线路原理 2 测试受控源转移特性及负载特性二原理说明 1 电源有独立电源( 如电池发电机等 ) 与非独立电源 ( 或称为受控源 ) 之分受控源与独立源的不同点是 : 独立源向外电路提供的电压或电流是某一固定的数值或是时间的某一函数, 它不随电路其余部分的状态而变而受控源向外电路提供的电压或电流则是受电路中另一支路的电压或电流所控制的一种电源受控源又与无源元件不同, 无源元件两端的电压和它自身的电流有一定的函数关系, 而受控源的输出电压或电流则和另一支路 ( 或元件 ) 的电流或电压有某种函数关系图独立源与无源元件是二端器件, 受控源则是四端器件, 或称为双口元件它有一对输入端 (U 1 I 1 ) 和一对输出端 (U 2 I 2 ) 输入端可以控制输出端电压或电流的大小施加于输入端的控制量可以是电压或电流, 因而有两种受控电压源 ( 即电压控制电压源 VCVS 和电流控制电压源 CCVS) 和两种受控电流源 ( 即电压控制电流源 VCCS 和电流控制电流源 CCCS) 它们的示意图见图受控源的控制端与受控端的关系式称为转移函数四种受控源的转移函数参量的定义如下 : (1) 压控电压源 (VCVS):U 2 =f(u 1 ),μ=u 2 /U 1 称为转移电压比 ( 或电压增益 ) (2) 压控电流源 (VCCS):I 2 =f(u 1 ),g=i 2 /U 1 称为转移电导 (3) 流控电压源 (CCVS):U 2 =f(i 1 ),r=u 2 /I 1 称为转移电阻 (4) 流控电流源 (CCCS):I 2 =f(i 1 ),β=i 2 /I 1 称为转移电流比 ( 或电流增益 ) 5. 用运放构成四种类型基本受控源的线路原理分析 1

21 (1) 压控电压源 (VCVS) 如图 5 2 所示图 5 2 由于运放的虚短路特性, 有 : u u1 u + = u = u 1 i 2 = = R2 R2 又因运放的输入电阻为有 i 1 = i2 u1 R1 因此 u 2 = i1r1 + i2r2 = i2 ( R1 + R2 ) = ( R1 + R2 ) = (1 + ) u1 R2 R2 即运放的输出电压 u 2 只受输入电压 u 1 的控制, 与负载 R L 大小无关电路模型如图 5 1(a) 所示 u2 R1 转移电压比 μ = = 1+ u1 R 2 μ 为无量纲, 又称为电压放大系数这里的输入输出有公共接地点, 这种联接方式称为共地联接 (2) 压控电流源 (VCCS) 如图 5 3 所示图 5 3 此时, 运放的输出电流 : u u1 il = ir = = R R 即运放的输出电流 i L 只受输入电压 u 1 的控制, 与负载 R L 大小无关电路模型如图 5 1(b) 所示 il 1 转移电导 g = = ( S ) u R 1 这里的输入输出无公共接地点, 这种联接方式称为浮地联接 (3) 流控电压源 (CCVS) 如图 5 4 所示 2

22 图 5 4 由于运放的 + 端接地, 所以 u+= 0, 端电压 u- 也为零, 此时运放的端称为虚地点显然, 流过电阻 R 的电流 i 就等于网络的输入电流 i S 此时, 运放的输出电压 u 2 = i 1 R = is R, 即输出电压 u 2 只受输入电流 i S 的控制, 与负载 RL 大小无关电路模型如图 5-1(c) 所示 u2 转移电阻 r = = R( Ω) i s 此电路为共地联接 (4) 流控电流源 (CCCS) 如图 5 5 所示 u a i = i i 2R2 = i1r1 i i R i i L = + = + 1 = i s R R R2 R = + R 图 5 5 即输出电流 i L 只受输入电流 i S 的控制, 与负载 R L 大小无关电路模型如图 5-1(d) 所示 i 转移电流比 = L R β = is R 2 β 为无量纲, 又称为电流放大系数此电路为浮地联接三实验设备 1 万用表 2 RXDI--1 型电路原理实验箱四实验内容 1 测量受控源 VCCS 的转移特性 I L =f(u 1 ) 及负载特性 I L =f(u 2 ) 3

23 实验线路如图 5-6 U1 用可调直流稳压电源图 5-6 (1) 固定 R L =2KΩ, 调节稳压电源的输出电压 U 1, 使其在 0~8V 范围内取值测出相应的 I L 值, 绘制 I L =f(u 1 ) 曲线, 并由其线性部分求出转移电导 g U 1 (V) I L (ma) (2) 保持 U 1 =4V, 令 R L 从 0 增至 10KΩ, 测出相应的 I L 及 U 2, 绘制 I L =f(u 2 ) 曲线 R L (KΩ) I L (ma) U 2 (V) 注意 :(1) 实验时将可调稳压电源负极与 ±12V 电源公共地 (GND) 用实验导线连接到一起 (2) 输入电压不得超过 10V, 以免损坏运放电路 (3) 运算放大器是有源元件, 需接 ±12v 直流电源才能工作 2 测量受控源 CCVS 的转移特性 U 2 =f(i s ) 与负载特性 U 2 =f(i L ) 实验线路如图 5-7,I S 用可调直流恒流源 (1) 固定 R L =2KΩ, 调节恒流源的输出电流 Is, 使其在 0~8mA 范围内取值测出 U 2, 绘制 U 2 = f(i s ) 曲线, 并由其线性部分求出转移电阻 r 图 5-7 4

24 I s (ma) U 2 (V) (2) 保持 Is=3mA, 令 R L 从 1KΩ 增至, 测出 U 2 及 I L, 绘制负载特性曲线 U 2 =f(i L ) R L (KΩ) U 2 (V) I L (ma) 注意 : 实验时将可调直流恒流源负极与 ±12V 电源公共地 (GND) 用实验导线连接到一起 3 根据不同类型的受控源可以进行级联, 以形成等效的另一类型的受控源, 如受控源 CCVS 与 VCCS 进行适当的联接组成 CCCS, 如图 5-8 所示, 其等效电路如图 5-9 所示图 5-8 图 5-9 (1) 测量受控源 CCCS 的转移特性 I L =f(is) 及负载特性 I L =f(u 2 ), 实验线路如图 5-8 注意 : 级联实验注意连线, 前级 CCVS 连线如图 5-7 所示, 所不同的是, 其输出端不仅要接电阻, 而且还要将其输出端用导线连接到 VCCS 的输入端 VCCS 输出端的接法如图 5-6 所示实验时注意 CCVS 输出电压的极性, 可以根据实验情况倒换极性 5

25 I S (ma) I L (ma) (2) 保持 Is=1mA, 令 R L 从 0 增至 4 KΩ, 测量 I L 及 U 2 值, 绘制 I L =f(u 2 ) 曲线 R L (KΩ) I L (ma) U 2 (V) 4 受控源 VCCS 与 CCVS 进行适当的联接组成 VCVS, 如图 5-10 所示, 等效电路如图 5-11 所示测量受控源 VCVS 的转移特性 U 2 =f(u 1 ) 及负载特性 U 2 =f(i L ) 图 5-10 图 5-11 (1) 按图 5-10 所示的电路图接线固定 R L =2KΩ, 调节稳压电源输出电压 U 1, 使其在 0~8V 范围内取值测量 U 1 及相应的 U 2 值, 记录之 6

26 注意 : 级联实验注意连线, 前级 VCCS 连线如图 5-6 所示, 所不同的是, 需在其输出端接一个 100Ω ( 或 200Ω) 的电阻, 同时还要将其输出端用导线连接到 CCVS 的输入端 CCVS 输出端的接法如图 5-7 所示实验时注意 CCVS 输出电压的极性, 可以根据实验情况倒换极性 U 1 (V) U 2 (V) 绘制电压转移特性曲线 U 2 =f(u 1 ), 并由其线性部分求出转移电压比 μ (2) 保持 U 1 =4V, 调节 R L 阻值从 1KΩ 增至, 测 U 2 及 I L, 绘制负载特性曲线 U 2 =f(i L ) R L (KΩ) U 2 (V) I L (ma) 五注意事项 1 每次组装线路, 必须事先断开供电电源, 但不必关闭电源总开关 2 在用恒流源供电的实验中, 不要使恒流源的负载开路 3 实验中, 注意运放的输入电压不得超过 10V 六实验报告 1 受控源和独立源相比有何异同点? 比较四种受控源的代号电路模型控制量与被控量的关系 2 根据实验数据, 分别绘出四种受控源的转移特性和负载特性曲线, 并求出相应的转移参量 3 如何由两个基本的 CCVS 和 VCCS 获得其它两个 CCCS 和 VCVS, 它们的输入输出如何连接? 7

电子技术基础 ( 第版 ) 3. 图解单相桥式整流电路 ( 图 4-1-3) 电路名称电路原理图波形图整流电路的工作原理 1. 单相半波整流电路 u 1 u u sin t a t 1 u 0 A B VD I A VD R B

电子技术基础 ( 第版 ) 3. 图解单相桥式整流电路 ( 图 4-1-3) 电路名称电路原理图波形图整流电路的工作原理 1. 单相半波整流电路 u 1 u u sin t a t 1 u 0 A B VD I A VD R B 直流稳压电源第 4 章 4.1 整流电路及其应用学习目标 1. 熟悉单相整流电路的组成, 了解整流电路的工作原理. 掌握单相整流电路的输出电压和电流的计算方法, 并能通过示波器观察整流电路输出电压的波形 3. 能从实际电路中识读整流电路, 通过估算, 能合理选用整流元器件 4.1.1 认识整流电路 1. 图解单相半波整流电路 ( 图 4-1-1) 电路名称电路原理图波形图 4-1-1. 图解单相全波整流电路