试验四RLC串联电路中的谐振

实验一 常用电子仪器的使用预习要求及提示实验前仔细阅读实验仪器介绍中有关电子仪器的使用方法，熟悉示波器、信号发生器和直流稳压电源等常用电子仪器面板上的旋钮及开关等主要控制件的作用和操作规范。自拟表格记录理论值和用示波器观测的波形的电压值和频率值。一、实验目的1、了解万用表与直流稳压电源的基本结构与使用方法， 学习电阻、电压的基本测量方法。2、学习音频信号发生器和示波器的使用方法， 掌握正弦信号基本电量的测量方法和波形参数。3、掌握晶体管毫伏表的基本工作原理和主要性能指标及使用方法。二、实验仪器简介见本书实验仪器介绍三、实验内容将信号发生器的输出波形设为正弦波，频率调至一个固定频率，输出衰减打到0db，指针式电压调至固定电压。将示波器与信号发生器相连，观察示波器上显示的波形，进行读数。VS/VO t/ms图1-1电压峰值=伏特/格设定值（ V/格） 输入信号波峰到波谷显示幅度（垂直格数）Vpp Kv n扫描时间=时间/格设定值（S/格） 输入信号一周期显示幅度（水平格数）-1–Ktn自拟表格记录测试实验数据。计算电压有效值 V

Vpp频率 f

2 21T将从示波器波形读出的数据与信号发生器初始设定的电压、频率值作比较，分析误差。四、实验仪器及设备示波器 一台信号发生器 一台直流稳压电源 一台晶体管毫伏表 一台万用表 一只五、实验报告要求记录信号发生器产生的电压、频率、示波器显示波形的设定值及格数，画出相应的波形，将示波器上读出的数据与信号发生器的输出数据进行对比，分析误差；电阻、电压的测量值与理论值进行比较，分析误差来源 .-2–实验二 迭加原理与戴维南定理预习要求及提示1. 实验前仔细阅读实验教材，复习课堂上所用介绍的与本次实验有关的内容。 （迭加定理内容与戴维南定理内容）2.由图2-1电路计算电源E1单独作用时的电流I1,I2；电源E2单独作用时的I1,I2；以及E1和E2共同作用时的I1和I2。图2-1电路中去掉E2设E1=10V，试求出该函源二端口网络戴维南等效电路和诺顿等效电路。一、实验目的验证迭加原理和戴维南定理。通过实验加深对迭加原理和戴维南定理的理解。学习线性含源二端口网络等效电阻的测试方法。二、实验原理1. 迭加原理：在任何由线性电阻、 线性受控源及独立电源组成的电路中， 任一元件的电流或电压可以看成是每一独立源单独作用于电路时，在该元件上所产生的电流或电压的代数和。当某一独立电源独立作用时，其它独立电源应为零值；即独立电流源用开路代替，独立电压源用短路代替。2.戴维南定理：任何一个含源线性二端网络，都可以用一个电压源和内阻R0串联支路来代替（图2-1）；电压源的电压就是有源二端网络的开路电压Uoc，内阻R0等于有源二端网络中所有独立源为零值时所得到的无源网络的等效电阻Rab。-3–含源线形二端网络

IaaURlUocURlR0bb图2-1三、任务与方法1.叠加原理⑴从实验箱上找出本次实验图2-2所用电路。⑵将稳压电源的两路输出分别串以毫安计，并将电压调至E1=10V,E2=8V,在分别接到ab、cd各端，在它们同时作用下，测得支路电流I1、I2记入表2-1中。⑶使E1单独作用，测量有关支路电流，记入表2-1中。⑷使E2单独作用，测量有关支路电流，记入表2-1中。2.戴维南定理⑴记录实验箱上有关电路元件的标称值⑵将预习报告中算出的开路电压 Uoc，等效电阻R0，短路电流Is的填入表2-2中。表2-1ab支路电流 dc支路电流E1、E2同时作用E1单独作用E2单独作用表2-2Uoc（V）Is(mA)R0()计算值实验值-4–⑶电路图如图 2-2，去掉电源 E2，让E1=10V测该含源二端网络的开路电压 Uoc，短路电流Is和等效电阻R0。⑷在上述含源二端口网络接入负载RL，连线如图2-3，按表2-3中的电阻测出对应的负载电流Il。表2-3RL()204080100150200二端网络的 Il等效电路的 Il⑸根据步骤（3）测得的开路电压Uoc和等效电阻R0。按图2-4接线（用稳压电源和电阻箱模拟Uoc和R0），仍按表2-3所列电阻，测出对应的负载电流，记入表2-3中，并与步骤（4）比较，验证其等效性。I1R1I2稳AaR2R3cA稳压R4压电bd电源源图2-2RI11I2稳压aR2R3cA电R4RL源bdE1-5–图2-3R0mAIlUocRl图2-4四、仪器与设备电路原理实验箱 1个直流电压源 1台万用表2块标准电阻箱 1个五、注意事项⑴用迭加原理计算电流、电压时，要注意电流、电压的参考方向。⑵迭加原理实验中某一电源单独作用，其余不作用的电源应保留内阻；但实际中因稳压电源内阻较小，可将其拿掉，切勿将稳压电源短接，以免造成损坏。六、实验报告要求由表2-1所测得实验数据验证叠加原理的正确性。I1=I1I1I2I2I2是否成立？戴维南定理实验中对表3-2计算所得的Uoc，R0，Is和表2-2中实验所得三项数据进行比较，分析误差产生的原因。比较戴维南定理实验步骤⑷、⑸所得负载电流，验证戴维南定理的正确性。思考回答下列问题：用实验的方法验证迭加原理时，电源内阻不允许忽略，实验如何进行？⑵等效内阻有哪几种测量方法？-6–-7–实验三 串联交流电路阻抗与频率的关系预习要求及提示1.由实验电路图 3-1（a）计算总电阻 R，电压UAB、UBC和电流I1、I2、I3。由实验电路图3-1（b）计算频率为4kHz，16kHz，32kHz时的电压UL、UR和感抗XL。由实验电路图3-1（c）计算频率为4kHz，16kHz，32kHz时的电压Uc、UR和容抗XC。一、实验目的了解正弦激励时，电阻、电感、电容三种基本元件阻抗的频率特性和电压、电流的关系。学习阻抗的常规测量方法。掌握晶体管毫伏表、信号发生器的使用方法。二、实验原理用相量法分析正弦交流电路的理论基础有如下两点：基尔霍夫定律的相量形式mIk=0 k=1，2，⋯⋯mk1mkmUk=0，，⋯⋯=12k12.欧姆定理的相量形式①Z为电阻元件ZR=RUR=RIURuRIiURRIui可见电阻元件电压和电流同相，电压的大小等于电流有效值乘以电阻R，R是一个与频率无关的常量。-8–②Z为电感元件ZLjLjXLULZLILULuXLi90ULXLIui90式中XLL称之为感抗，它是一个与频率成正比的量。电感元件电压在相位上超前电流90，电压大小等于电流有效值乘以感抗XL。③Z为电容元件ZCj1jXCCUCZCIUCuXCIi90UCXCIui90式中XC1称之为容抗，它是一个与频率成反比的量。电容元件电压在相位上滞后wc电流90，电压的大小等于电流有效值乘以容抗XC。④Z为电阻、电容、电感等无源元件组成的二端口网络，都可以等效为Z R( ) jX( )的阻抗，其中 R( )是等效阻抗的实部， X( )是等效阻抗的虚部，它们都是频率函数。此时：ZZUUZIuiI即：Z

UI

Z u i为阻抗角，由

可判断二端网络的性质。ZZZ

0，则电压超前电流，该二端网络为感性＜0，则电压滞后电流，该二端网络为容性=0，则电压和电流同相，该二端网络为阻性三、任务与方法电阻器-9–i1R1ALBi3ULCUCi2UsR3UsUsR2URCRURR（a）(b)(c)图3-1⑴按图3-1（a）接线，其中RRR1k。123⑵调节信号发生器，使信号频率400Hz，电压Us=1V。⑶分别测量电压UBC,UAB，并记录于表3-1中。⑷按表3-1中所列信号频率，依次重复上述步骤并记录实验结果。表3-1UAC(V)UBC(V)UAB(V)I1(mA)I2UAC(mA)I3(mA)RI1400Hz600Hz800Hz1600Hz2000Hz2500Hz2.电感电阻串联电路⑴按图3-1（b）接线，其中L10mH,R=1k。⑵调节信号源频率为4kHz，电压Us=0.5V。⑶分别测量L和R上的电压UL和UR记录于表3-2中。⑷按照表3-2所列频率，改变信号源频率，保持电压Us=0.5V不变，依次重复上述实验步骤。-10–表3-2f（kHz）481620243240UL(V)UR(V)XL UL RURXL 2fL电容电阻串联电路⑴按图3-1（c）接线，其中 R=1.5K ，C=0.01 F。⑵调节信号源频率为 4kHz，电压Us=0.5V。⑶分别测量C和R上的电压UC和UR记录于表3-3中。⑷按照表3-3所列频率，依次改变信号源频率，保持电压 Us=0.5V不变，依次重复上述实验步骤。表3-3f（kHz）461012141620Uc(V)UR(V)XcUCRURXc12fC四、仪器与设备信号发生器 1台晶体管毫伏表 1块示波器1台电路综合实验箱 1个五、注意事项⑴实验中交流电表的电流、电压均为有效值。⑵当信号频率改变时，输出电压会随之改变， 应注意随时调节，使其符合实验要求。-11–⑶使用晶体管毫伏表时，每改变一次量程都应校正零点。六、实验报告要求将实验数据填入表中，并和预习报告中计算数据进行比较，分析产生误差的原因。2.在RL、RC串联电路中，分别由所测得电压用三压法算出 f=4kHz时的阻抗角。思考回答下列问题：①测量交流电路频率特性， 当改变电源频率时， 为什么电源输出电压会发生变化？②任务与方法 2测量电感线圈感抗 XL时，我们采取的频率最小值 4kHz，若采用50Hz 交流电源测量，误差会大到无法测量的程度，原因是什么？测量时交流电源的频率是否越高越好 ?为什么？③图3-1（b）已知三个电压 Us,UR和UZ的数值，试推导利用 角求电感线圈参数的公式。-12–实验四 RLC串联电路中的谐振一、实验目的研究阻抗串联电路对于不同频率正弦激励的响应情况。掌握阻抗、相位差的测量方法。观察谐振现象，加深对谐振电路的理解。设计RLC串联谐振电路。二、实验原理图4-1（a）RLC串联电路中IRURULULUCLULUUCUCUCURURU（a）（b）（c）图4-1UURULUCI[Rj(L1)]IZC式中ZURj(L1)ZejUejICI1LarctgCR可见，当L11时，即0时，电路中电压、电流同相，电路发生CLC串联谐振。此时电路特点为：⑴电路阻抗ZR，为纯阻性，并且其值最小。-13–⑵电路中电流II0UU，为最大。ZR⑶0L1L，称此为特性阻抗。0CC0L1Q，称此为品质因数。R0CRR⑷电感电压UL和电容电压UC大小相同，相位相反互相抵消，外加电压等于电阻电压，即ULUCQU可见，当Q1时，ULUCU，所以串联谐振也叫电压谐振。⑸ 电路的无功功率为零，电感和电容之间进行能量互换，电路与电源不交换能量。谐振时电压相量图如图 4-1（c）所示。在RLC串联电路中，UUIZR2(L1)2C可见I是频率的函数。如果保持外加电压的有效值U和交流电路参数R、L、C不变，改变电源频率f，便可得到电流的幅频特性，如图4-2所示。该曲线也称为谐振曲线。从曲线上可以看出电路中电阻R越小，Q越大，曲线越尖锐，偏离f0时电流下降越剧烈，表明电路对非谐振频率的电流具有较强的抑制能力，选择性好。IiR1R1R2ilicRR2CULf图4-2 图4-3图4-3是工程上常用的并联谐振电路。电路导纳为-14–1jCjLRYjC2(L)2R2(L)2RjLR可见，当LR2 (L)2

C 0电压U和电流I同相，电路发生并联谐振。由上式解得并联谐振条件为11CR2LCLff01CR2或1L2LC通常要求线圈的电阻很小，所以谐振时，0LR，上式可写成110或ff0LC2LC发生并联谐振时，电路特点如下：⑴ 电路中电压、电流同相，电路呈现阻性。⑵ 电路阻抗接近最大值，阻抗 Z0为Z0

LRCZ0相当于一个纯电阻。⑶ 当电压源供电，电压一定时，电路中的电流接近最小，即UUII0LZ0RC若由电流源供电，则电路两端将呈现高电压。⑷并联谐振电路的品质因数1LQ，并联谐振时，电感支路和电容支路的电RC流为IL0(1jQ)I0IC0jQI0当Q值较高（即R较小），可认为IL0IC0QI0I0，即并联谐振时，电感支-15–路和电容支路的电流是总电流的倍。因此，并联谐振也称为电流谐振。图4-3并联电路阻抗 Z和电流I都是随频率变化的，改变电源频率，便可得到阻抗谐振曲线和电流谐振曲线。电路的 Q值越高，谐振曲线越尖锐，选频特性越好。在工程上，当信号源的内阻较高时，若采用串联谐振电路，会使电路的 Q值降低到不能允许的程度，而失去选频作用。为了获得较好的选频特性，常采用并联谐振电路。三、任务与方法RC串联电路⑴实验线路4-1（a），取R=1.5K ，C=0.01 F。①调节信号源频率 4kHz，输出电压为 0.5V，用双踪示波器测量电压、电流相位差。②按照表4-1所列之频率，依次重复以上步骤，并将测试 值记录于表中。表4-1频率(kHz)410162040相位差IIRURRRUSLULUSUSCLCUC(a)(b)(c)图4-1RL串联电路⑴实验线路见图 4-1（b），取L 10mH,R=1k 。⑵调节信号源频率 4kHz，输出电压为 0.5V，用双踪示波器测量电压、电流相位差。⑶按照表4-2所列之频率，依次重复以上步骤，并将测试 值记录于表中。表4-2频率(kHz)410162040-16–相位差3.RLC串联电路⑴取L 10mH,C=4700PF,R=100 组成如图 4-1（c）所示串联电路，计算出谐振频率f0，将信号源频率细调旋钮置于 f0相应之频率。⑵用晶体管毫伏表监视 R上的电压，改变信号源频率，找到使UR数值最大的频率，此频率即为谐振频率 f0；此时电路达到谐振状态， 记录下此时Us、UL、UC与UR、f0。⑶固定f=f0不变，调节信号源输出，使电源电压 U=0.5V。⑷改变信号源频率（在谐振频率左右） ，固定信号源输出电压幅度不变，测 UR-f曲线。⑸将电阻改为 200 ，重复⑵-⑷步骤。RLC串联电路根据预习报告中设计的电路和拟定的步骤完成下列任务：⑴测出并联电路谐振频率f0。⑵测试并联电路的电流谐振曲线。⑶改变电阻R，重新测试并联电路的电流谐振曲线。四、仪器设备信号发生器1台。示波器1台。晶体管毫伏表1块。电路原理实验箱1个。五、预习要求及提示1.由图4-1（a）和实验任务1所给数据，计算不同频率时的相位差。2.由图4-1（b）和实验任务2所给数据，计算表6-1中不同频率时的相位差。3.由图4-1（c）和实验任务3所给数据，计算串联电路谐振频率f0，完成实验内容。设计一个串联谐振电路，电路谐振频率f0在5kHz---25kHz之间，确定电路L、C参数；拟定实验步骤并画出记录测试数据的表格。六、实验报告要求-17–1）整理表4-1、表4-2各项数据，并与预习报告所计算数据进行比较； 扼要归纳 RC串联，RL串联电路中电压、电流、相位差 和频率的关系。2）由RLC串联电路中所测数据，画出不同 R时的谐振曲线。3）由RLC并联电路中所测数据，画出不同 R时的电流谐振曲线。4）画出并联电路谐振时的相量图。5）思考回答下列问题：①可以用哪些实验方法判定电路处于串联谐振状态？②当RLC串联电路发生串联谐振时，应有 US UR，UC UL；实验中该关系式是否成立？若有误差分析其原因。RLC串联电路中，若所加电压为正弦交流电压，则电感或电容上的电压是否会大于电源电压？为什么？④图4-2（a）和图4-4中，电阻R的大小对串联谐振电路的谐振频率和并联谐振电路的谐振频率有无影响？试说明理由。-18–实验五 三相交流电路预习要求及提示总结三相负载星形接法和三角形接法在负载对称和不对称情况下，线电压、相电压、线电流、相电流之间的关系。三相四线制电路中，中线能否接保险丝？为什么？一、实验目的研究星形联接的三相负载在对称和不对称情况下线电压和相电压的关系。了解三相三线制和三相四线制的特点和中线所起的作用。研究三角形联接的三相负载在对称和不对称情况下线电流和相电流的关系。二、实验原理由大小相等、相位互差 120的三个电源供电的电路称为三相电路。三相电路中，负载的联接方式有星形联接和三角形联接两种。负载星形联接的三相电路有三相三线制（无中线）和三相四线制（有中线）两种情况，图 5-1为三相四线制电路图。在三相四线制电路中，不论负载是否对称，负载相电压等于电源相电压，它都是对称的，并且有 U线 3U相的关系。当负载对称时各相电流对称，中线电流 IN 0；但当负载不对称时，虽然负载相电压对称，但相电流不对称，需要一相一相进行计算，中线电流也不等于零。如图 5-1 中，中线电流IN Ia Ib Ic。IaUaZaNINNZbUcUbIbZcIc图5-1-19–在图5-1电路中，若去掉中线，则成为三相三线制电路。若负载对称，则电源中点N和负载中点N为等电位点，电路和有中线时完全一样。若负载不对称，则负载相电压不对称，负载电压可用结点法算出。此时有的负载相电压可能偏高，越过额定电压，有的负载相电压可能偏低，使负载不能正常工作。所以负载不对称时必需要有中线，才能保证负载正常工作。负载三角形联接的三相电路，只有三相三线制。一般当负载的额定电压等于电源的线电压时，应采用三角形联接。电路如图5-2所示。在三角形联接的三相电路中，无论负载是否对称，负载的相电压都等于电源的线电压。负载对称时，负载的相电流对称，线电流也对称，线电流等于相电流的3倍，相位上线电流滞后相应的相电流30。若负载不对称，则线、相电流上述关系不成立，需求出每相电流后再由KCL求出相应的线电流。IaUaZcaIabIcaZabNUcUbIbZbcIbcIc图5-2三、任务与方法1.Y形接法⑴ 将灯泡接在三相四线制电源上，如图5-3所示电路，构成对称负载（每相开两盏灯）。⑵在对称负载有中线的情况下测量负载相电压、相电流、中线电流，填入表5-1中。⑶在对称负载无中线的情况下测量负载相电压、相电流、中点电压，填入表5-1中。⑷让各相负载灯数不同，A相一个灯，B相二个灯，C相三个灯，构成不对称负载。⑸在不对称负载有中线的情况下测量负载相电压、相电流、中线电流，填入表5-1-20–中。⑹在不对称负载无中线的情况下测量负载相电压、相电流和中点电压，填入表5-1中。a b c NA IN NA

IaA

IbIc图5-3表5-1电路状况 Ua(V) Ub(V) Uc(V) Ia(A) Ib(A) Ic(A) UNN(V) IN(A)对称 有中线负载 无中线不对 有中线称负无中线载1.△接法⑴ 将负载改成三角形接法， 如图5-4所示，每相开两盏灯构成对称负载， 测量负载相电流、线电流，填入表 5-2中。⑵ 让各相负载灯数不同， A相一个灯，B相二个灯，C相三个灯，构成不对称负载，测量负载相电流、线电流，填入表5-2中。-21–a b cIabIcaAIaIbcA

IbIc图5-4表5-2电路状况 Iab(A) Ibc(A) Ica(A) Ia(A) Ib(A) Ic(A)对称负载不对称负载四、仪器与设备交流电流表 1块。交流电压表 1块。三相灯箱负载 1个。五、注意事项⑴本实验电压较高，要注意安全，换接线路必须切断电源，实验中身体任何部位不许接触裸露导体。⑵灯泡的额定电压为 220V，实验中负载相电压不能超过 220V。六、实验报告要求由实验结果验证对称三相电路中线电压与相电压，线电流与相电流之间的关系。由实验观察到的现象，总结不对称负载星形联接时中线的作用。思考回答下列问题：⑴三相四线制电路，若其中一相出现短路或断路，电路将会发生什么现象？其它两相负载能否正常工作？-22–⑵三角形联接的三相负载电路， 若断开一根火线， 负载上的电压、电流有何变化？⑶一台三相异步电动机定子线圈的额定电压为220伏。若接在线电压为380伏的三相交流电源上，电动机的定子线圈该如何联接？若定子线圈的额定电压为380伏，又该如何联接？-23–实验六、单级放大电路一、实验目的1、了解放大器的性能及工作原理。2、掌握放大器静态工作点的测试及电压放大倍数的测试。3、掌握输入、输出阻抗的测试方法。二、实验电路及原理 如图6.1所示。Ec=12VR4R25.1K51K C310uFC1 V110uF

+Ui

RL3K UoR5R3 100Ω C224K 10uFR62.7K_图6.1 共射极放大电路Rb1和Rb2的分压给基极提供一个正向偏置，使三极管处在导通放大状态。Rc为集电极直流负载电阻，Re1为直流负反馈电阻，稳定其工作点，RL为负载电阻。C、C21为耦合电容，C3为发射极旁路电容。静态值由下列关系式确定：VBRb2ERb1Rb2VEVBVBEVB0.7IEVB0.7Re1Re2ICIEVCEEICRCIE(Re1Re2)-24–式中VBE对硅管一般取0.7V，对锗管一般取0.3V，为晶体管的直流电流放大系数。输入阻抗：输入阻抗即从放大器输入端看进去的电路的等效阻抗，输入阻抗越高，电路对前级的影响越小；RiRb1||Rb2||[rbe(1β)R]e1输出阻抗：输出阻抗为输出端等效信号源的内阻，输出阻抗越小，电路带负载的能力越强。RO≈RC。三、实验仪器1、GOS-620型双踪示波器（ 20MHZ）2、TEG2010DDS函数信号发生器（ 10MHZ）3、SM1020数字交流毫伏表4、VC101数字万用表5、MSDZ-2电子技术实验箱四、实验内容及步骤1、根据原理图连接电路。2、静态工作点的测试。将结果填入下表。Vbe（V） Vce（V）3、电压放大倍数的测试。输入信号

f=1000HZ、Vi=3mV。将结果填入下表。Vi(mV)

Vo(V)

Av﹡4、输入、输出电阻的测试。、输入电阻的测试在输入端加一个已知电阻 Rs，如图2.2所示，用晶体管毫伏表分别测出 VA和VB。输入信号 f=1000HZ输入电阻为:RiVBRsVAVB(2)、输出电阻的测试:如图2.3所示，用晶体管毫伏表分别测出V0和VOL。图2.3输出电阻测试框图输入信号f=1000HZVi=3mV，RL分别为：2k、5.1k。输出电阻为:RoVo1RLVOL五、思考题1、静态工作点对放大电路有何影响？六、实验报告要求1、实验目的2、工作原理3、测试数据及波形4、对实验结果的分析5、完成思考题注:带﹡项的为选做内容。-26–实验七、负反馈放大电路一、实验目的1、掌握其工作原理。2、研究负反馈对放大器性能的影响。3、掌握负反馈放大器性能的测试。二、实验电路及原理如图7.1所示。图7.1电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈是对输出电压取样，并以一定比例的电压反馈送到输入回路中。反馈网络由Cf和Rf组成，它以基本放大电路的输出端并联，以便对输出Vo取样。在输入端与基本放大电路是串联的，以便Vf与Vi比较。反馈系数为：VfRe1Fv。Vo Re1 Rf这种电路具有输出电压稳定，输入阻抗大，输出阻抗小，改善了频率特性和非线性失真，增强了电路的抗干扰能力和带负载能力。电压串联负反馈放大电路的基本方程式为：Avf Av/(1AvFv)-27–当AvFv11Re1Rf时，AvfRe1Fv输入电阻：Rif(1AvFv)Ri输出电阻：RofRo/(1AvFv)三、实验仪器1、GOS-620型双踪示波器（ 20MHZ）2、TEG2010DDS函数信号发生器（ 10MHZ）3、SM1020数字交流毫伏表4、VC101数字万用表5、MSDZ-2电子技术实验箱四、实验内容及步骤1、根据原理图连接电路。2、静态工作点的测试。将结果填入下表。VBE1(V) VCE1(V) VBE2(V) VCE2(V)3、开环放大倍数Ａ V的测试。、将反馈支路断开，并接地。、输入f＝1000Hz、Vi＝1mV的正弦波信号。将结果填入下表。Vi(mV) Vo(V) Av4、闭环放大倍数 Avf的测试。、引入负反馈，如图5.1所示、输入f＝1000Hz、Vi＝10mV的正弦波信号。将结果填入下表。Vi(mV) Vo(V) Avf5、负反馈对输出稳定性的影响。、无反馈时：输入f＝1000Hz、Vi＝1mV，将Ec＝12V变到Ec＝10V，测量Ec变化对Vo和Av的影响。计算其稳定度AvAvAvAv。Av将结果填入下表。Ec＝12VVo＝Av＝Ec＝10VV'o＝A'v＝-28–(2)、有反馈时：输入f＝1kHZ、Vi＝10mV，测量Ec变化对Vo和Avf的影响。计算其稳定度。将结果填入下表。Ec＝12VVo＝Avf＝Ec＝1OVVo’＝Avf’＝结论：。五、思考题1、负反馈为什么能够改善放大器出现的波形失真？2、怎样将一个具有负反馈网络的负反馈放大器变成一个基本放大器？3、负反馈对放大器有何影响？六、实验报告要求1、实验目的2、工作原理3、测试数据及波形4、对实验结果的分析5、完成思考题-29–实验八、集成运算放大器应用一、实验目的1、了解用集成运算放大器组成比例、求和、积分及 RC振荡电路的特点及性能。2、掌握电路的测试和分析方法。二、实验电路及原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分及对数等模拟运算电路。1、反相比例放大电路:如图8.1所示。Rf100K+12VViR110KVoR2_12V10K图8.1 反相比例放大器R1为输入电阻，Rf为反馈电阻， R2为平衡电阻。电路处于深度负反馈，电路的放大倍数近似和集成电路本身参数无关， (运算放大器开环增益足够大 )主要取决于外部电路参数的选择，即：AvRf。实验内容及步骤:R1(1)、输入f=1KHz，Vi=0.1V的正弦波信号，测量Vo=。、用示波器观察输入、输出信号的相位关系，并画出波形。思考题:指出比例电路的反馈类型。2、反相求和放大电路：如图 82所示。-30–Rf100KR1+12VVi110KVi2VoR210KR3_12V10K图8.2 反相求和放大电路当运算放大器开环增益足够大时，则有：实验内容及步骤 :

Vo(RfVi1RfVi2)R1R2、输入f=1KHz的正弦波信号，将结果填入下表。Vi1(V)Vi2(V)VO(V)0.30.2结论：__________。思考题:若R2加在同相输入端，Vi2从同相端输入，则输出为多少？3、积分电路：如图9.3所示。当运算放大器开环增益足够大时有：1tVouidtR1C10-31–Rf100K0.47uF+12VViR110KVoR2_12V10K图8.3积分电路R1为输入电阻，C1为积分电容，Rf为直流反馈电阻， 目的是减小集成运放输出端的直流漂移，但Rf的存在将影响积分器的线性关系。为改善线性Rf不易太小，但太大又对抑制直流漂移不利，一般Rf取R1的10倍左右。R2为平衡电阻。实验内容及步骤 :(1)、输入 f=1000Hz，Vi=0.5V的方波信号，测量 VO= 。、用示波器观察输入、输出信号的相位、大小关系，并画出输入、输出信号波形。思考题:积分电容C的作用。4、RC文氏振荡电路：如图3.4所示。+12V

RW110KR1 uA741A10K-12V

VoRW2 C2100K 68nF-32–R2C123.5K68nF图8.4RC文氏振荡电路RC串并联网络（RW2、C1、R2、C2组成）构成正反馈回路， 满足振荡的相位条件，并实现选频功能。谐振时反馈系数 Fv=1/3，相位 =0。RW1、R1和集成运算放大器 A构成基本放大电路，电压放大倍数 Av 1 RW1 。R1起振时要求 Av>3，平衡时 Av=3，满足振荡的幅度条件。实验内容及步骤：1）、连接电路2）、观测输出波形使电路起振调节RW1，用示波器观察振荡过程，测量出最大不失真电压及振荡频率。Vomax= ，F= 。三、实验仪器1、GOS-620型双踪示波器（ 20MHZ）2、TEG2010DDS函数信号发生器（ 10MHZ）3、SM1020数字交流毫伏表4、VC101数字万用表5、MSDZ-2电子技术实验箱四、实验报告要求1、实验目的及所用仪器设备2、工作原理3、测试数据及波形4、对实验结果的分析5、完成思考题附：集成运算放大器 μA741管脚图及说明集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。 当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。本实验采用的集成运放型号为μA741，引脚排列如图所示，它是八脚双列直插式组件，②脚为反相输入端，③脚为同相输入端，⑥脚为输出端，⑦脚为正电源端,④脚为负电源端，①脚和⑤脚为调零端，⑧脚为空脚。8765NCV+OUTOA2)uA741V-OA1IN-IN+1234-33–实验九、整流滤波与稳压电源一、实验目的1、熟悉桥式整流电路。2、了解串联稳压电路的工作原理。3、掌握稳压电源的调试及测量方法。二、实验电路及原理如图9.1所示。、图9.1R5为采样电路。当Vo升高时，采样信号经T3比较放大，使得T3集电极电压Vc下降，三、实验仪器1、DS5062M数字存储双踪示波器（ 60MHZ）2、TEG2010DDS函数信号发生器（ 10MHZ）3、SM1020数字交流毫伏表4、VC101数字万用表5、MSDZ-2电子技术实验箱四、实验内容及步骤1、观察整流后的波形，并测量其电压值。理论值： Vc 1.2×15=18V。实测值： Vc= 。2、观察滤波后的波形，并测量输出电压的调节范围。Vomax= ，Vomin= 。五、思考题-34–1、发光二极管 D6起何作用？六、实验报告要求1、实验目的及所用仪器设备2、工作原理3、测试数据及波形4、对实验结果的分析5、完成思考题-35–实验十、门电路及组合逻辑电路一、实验目的1、用逻辑门电路验证三种基本逻辑运算：与、或、非及导出与非、与或非、异或、同或的逻辑功能。2、熟练掌握应用 SN74LS00、SN74LS02、SN74LS86等集成电路。二、实验电路及原理1、用或非门 SN74LS02 连接电路如图 4.1。(1)、或非门的逻辑功能是： 当输入端中有一个或一个以上是高电平时， 输出端为低电平；只有当输入端全部为低电平时，输出端才是高电平（即有“ 1”得“0”，全“0”得“1”。）其逻辑表达式为 ：F＝A B。(2)、实验内容：验证： F=A+B,将结果填入表 10.1。A B F A1 FBLED表10.1 图10.12、用与非门 SN74LS00 连接电路如图 4.2(1)、与非门的逻辑功能是： 当输入端中有一个或一个以上是低电平时， 输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平（即有“ 0”得“1”，全“1”得“0”。）其逻辑表达式为 ：F＝AB 。(2)、实验内容：验证： F=AB+CD,将结果填入表 10.2。AA B C D F &B& FC&DLED表10.2图10.23、用异或门SN74LS86连接电路如图4.3和图4.4。-36–(1)、异或门的逻辑功能是：只有当两个变量 A和B的取值相异时，输出 F才为“1”，否则F为“0”。(2)、实验内容：验证：F=AB+AB及F=AB+AB。将结果分别填入表 10.3和表10.4。A B FA=1 FBLED表10.3 图10.3AA B F=1 1 FBLED表10.3 图10.410、设计三人表决器，用与非门来实现图 10.6电路，A、B、C代表三人。逻辑表达式：F=ABC+ABC+ABC+ABC简化=AB+BC+AC=ABBC AC-37–+5VA&B& & F&LEDC图10.6附：集成电路芯片简介及管脚排列图双列直插式集成电路管脚识别：正对集成电路，将缺口或小圆点标记朝左，管脚从左下角逆时针1、2、3⋯⋯依次排列，最后一个管脚在右上角。Vcc4B4A4Y3B3A3YVcc4Y4B4A3Y3B3A141312111098141312111098&&& &123456712345671A1B1Y2A2B2YGND1Y1A1B2Y2A2BGNDSN710LS00四联2输入端与非门SN710LS02四联2输入端或非门Vcc2D2CNC2B2A2YVcc4B4A4Y3B3A3Y141312111098141312111098&=1=1=1=1&123456712345671A1B1Y2A2B2YGND1A1BNC1C1D1YGNDSN710LS100双10输入端与非门 SN710LS86 四联2输入端异或门三、实验仪器1、MSDZ-2电子技术实验箱、2、VC101数字万用表四、思考题-38–与非门和或非门不用的输入端应如何处理？五、实验报告要求1、实验目的及所用仪器设备2、工作原理3、完成思考题-39–实验十一 “黑箱”电路判别 （综合实验）一、实验概要实验室备有万用表、电阻箱、示波器、直流稳压电源、信号发生器和导线若干，提供所要测试《电路综合测试箱》黑盒子一只，利用所学的电路理论知识以及各种元器件的特性，结合基本电量的测量方法，设计实验方案，选择实验器材，进行综合测试，写出实验报告。二、准备知识及综合分析提示1．了解有关电路模型的知识，建立起理想电路元件的基本概念；例如，电感线圈在直流状态可以是一个理想电阻元件；在较低频率下，要用理想电阻元件和理想电感元件的串联模拟；在较高频率下，还要考虑电容效应等。2．直流状态电阻、电容、电感、二极管以及用导线连结的短路、开路等情况的电阻特性。3．交流状态电阻、电容、电感以及用导线连结的短路、开路等情况的阻抗特性。4．了解有关电阻、电容、电感的分类、标称值、额定值等参数含义。5．设计实验方案，选择实验器材；在交流状态测试时，如何改变电源频率进行粗测和细测。6．阻抗的常规测量方法①阻抗模Z的测量可按图11-1(a)所示电路，用毫安表和电压表分别测量出被测元件的电流 I和端电压U，则Z=U。但由于普通交流电流表频率I特性较差，当频率较高时，测量误差大，故实际测量时多不采用此法。实际测量电路如图11-1(b)所示，在回路中串接好一个已知电阻r（通常使r较小）。测量r和Z上的电压，设r和Z上的电压分别为Ur和UZ。因为Ur，则：rUZUZrZ=UrI-40–②阻抗角z的测量可采用三压法，电路如图11-1(b)所示，分别测量出US、Ur、UZ，电压向量图如图11-1(c)所示。由余弦定理：cosUS2Ur2UZ22UrUZ可算出值。mAV..US..ZVUSUZUSV.IUr(a)(b)(c)图11-1三、注意事项1．万用表的使用⑴仪表在测量时，不能旋转开关旋钮。⑵仪表不能测试带电电阻。⑶为了防止电池被损，用万用表测量电阻时的“0”校正时间不宜过长，也不宜将电表长时间的停留于小电阻的测量上，否则电池的电能会很快用完而不能继续工作。⑷数字式万用表在小电阻测量时，可以选择 REC功能将引线电阻消除再测量。⑸数字式万用表在二极管测量时，旋转开关选择 档，红表笔插在V/输入端，黑表笔插在COM输入端（红表笔极性为正）；二极管正向连接时，显示二极管正向压降的近似值（硅管０.2伏左右，锗管０.6伏左右）；如显示OL，则将红黑表笔反向连接二极管测试，仪表仍显示 OL说明被测二极管是坏的。⑹绝对禁止用万用表的电流档并联于被测电路两端测电压。2．晶体管毫伏表频率响应范围（5Hz－3MHz）；万用表交流电压、电流档频率响应范围（22Hz-1000Hz）。3．交流状态测试时，信号选择正弦交流输出，对要计算电路参数的测量，至少取三个不同频率点测量。-41–4．在RL、RC串联电路中，当改变电源频率时，为什么电源输出电压会发生变化，测量中如何避免误差过大。5．注意排除实验中的开路、短路、接触不良等故障。四、实验任务根据现有仪器，判断出串联电路组成，画出串联电路组成结构图，测量并计算出各参数（ R、L、C）。五、实验报告要求1．列出测试中用到的仪器名称、校编号，标明《电路综合测试箱》序列号。2．详述测试步骤，画出串联电路组成结构图，计算出各参数值；分析在交流状态测试时，如何减小测试误差。3．总结测试过程中的问题，写出本次实验的心得体会，对电路实验提出改进意见。-42–实验十二 滤波器的设计及特性分析 （设计性试验）一 实验目的1．了解有源滤波器的种类、基本结构及其特性。2．学会设计滤波器。二 原理说明1．滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它