实验指导手册(电路部分)

电子技术试验指导手册(适用专业网络工程)10前言为了与网络工程专业电路与电子技术课程的改革同步，本着培育具有综合素养人才的子试验》重编写了适用网络工程专业的电子技术试验指导手册。本手册全面改革了电子技术试验的试验方法、试验手段和局部试验内容，在多年试验教学阅历的根底上，考虑非电类学生的学习特点，依据专业对电子技术课程教学根本要求所规定的试验工程编写而成。电子技术试验是重要的教学环节。随着时代的进展，对试验教学提出了更高要求，即从留意试验结果向重视试验过程进展。试验的目的不仅仅是验证根本理论学问，更重要的是通过试验加强学生的试验手段和实践技能，培育学生分析问题，解决问题和应用学问的力量。通过完成设计性、综合性试验，充分放手让学生自行设计，独立完成，真正培育学生的实际动手力量，进而养成严谨的科学作风和实事求事的科学态度。一、正确完成试验的三个环节要搞好试验课的教学，必需充分发挥学生的主动性，为此，要求同学做好课前预习，课堂试验以及课后总结三个环节的工作。对三个环节的具体要求分述如下：〔一〕课前预习认真预习讲义，并复习讲义中所指定的有关理论学问，通过预习应做到，明确试验目的，搞清试验原理和试验内容；生疏试验步骤并画好记录表格；了解试验设备并记住试验留意事项，最终要求每人写出预习报告，凡未作预习报告者不得进入试验室。〔二〕课堂试验1、进入试验室首先应比照实物、生疏仪器、仪表的使用方法，对本次试验中仪器、仪表所应选择的档次、量程做到心中有数；2、接线前要先选择好仪器、设备的位置，使接线、操作和测量都较为便利。接线时要比照线路图进展，接好一个回路再接一个回路。接线要清楚，导线要尽可能短一些。每次试验只能有一个同学单独进展，而后由同组其他成员进展检查。不得多个同学同时接线，最终请教师检查允许后，方能接通电源进展试验。假照试验中需要改接线路，首先要切断电源，接好线经教师检查后，方能连续进展试验。3、为使测取数据尽可能准确，应正确选择仪表量程，但应留意，在对被测量值心中很多时，应先使用大量测量，而后依据读数再改用适当量程准确测量。准确读数是保证明验精度的起码要求，仪器往往是多量程的，必需以示同量程下刻度盘每格所代表的量值清楚无误。4、试验过程中应尽可能地用所学理论学问对测量结果的准确性进展推断。如有疑心应查清核实，确信读数无误后填入预习的表格中，表格填写应工整、不得涂孜。5、试验过程中，要留意光、热、声音、气味等各种物理现象，如有特别马上断电，检查缘由。6、拆线以前应对试验结果进展全面检查，而后向教师汇报，经教师签字前方可拆线。〔三〕课后总结试验课后对试验结果进展总结，依据讲义中的要求进展数据整理、曲线描绘、有关量的计算、误差分析以及问题的争论；最终完成试验报告，试验报告必需用规定的试验报告纸书写，试验报告应独立完成。二、试验室规章为了制造良好的学习条件，保证人身和设备安全，顺当的完成试验任务，试验者必需遵守试验规章。1、试验前必需交预习报告，否则不准试验。2、试验通电前必需经教师检查，试验完毕，试验结果必需经教师检查签字。3、留意安全。发生事故应马上断电，保持现场，报告教师，待查明缘由、排解故障之后才可连续进展试验。4、试验完毕，全部试验器材要完整复原，严禁私自带出试验室，保持试验台干净，填写试验记录。在归还试验仪器后，才能离开。5、不准动用与本次试验无关的仪器、设备和室内其它设施。违反试验室规章制度和仪器设备操作规程造成事故、导致仪器设备损坏者，将视情节轻重按试验室设备治理制度处理及赔偿。6、保持安静，留意清洁卫生，遵守试验室的一切规章制度。试验目的⑴学习试验室规章制度和根本的安全用电常识，生疏试验电源、试验设备状况。⑵学习电流表、电压表等常用电路测量仪表的使用方法。⑶学习线性电阻元件、电源元件伏安特性的测量方法。⑷明确实际测量中存在的误差，学会分析误差。试验设备和器材⑴直流可调稳压电源。⑵直流电压、电流表。⑶电阻元件、可调电阻。试验原理与说明⑴测量仪表的连接电路中常用测量仪表有电压表和电流表。测量时电压表应并接在被测对象两端，电流表应串接在被测电路中。直流仪表必需留意仪表正负极与被测物理量的参考方向关系。⑵电路元件的伏安特性电路元件两端钮上的电压和流过它的电流之间的关系称它的伏安特性。线性电阻元件任何时刻端电压与其电流成正比，其伏安特性是一条过原点的直线。抱负电压源是实际电压源不计内阻状况下的电路模型，抱负电压源的端电压是恒定的，与流过它的电流无关，其伏安特曲线是一条与电流座标轴平行的直线；实际电压源总是具有肯定的内阻，因此它可以用一个抱负电压源和一个电阻串联表示，当电压源中有电流流过时，必定会在内阻上产生电压降，因此它的伏安特性曲线是一条略微向下倾斜的直线。试验内容及步骤⑴直流稳压电源的使用a、开启钮，在输出端可输出0-30V〔分10V、20V、30V三档〕连续可调的直流电压。b、输出电压值的指示：两路直流稳压源共用一个电压指示表，两路电压源之间有显示切换开关。将“显示切换开关”按键弹起，数码表显示左侧可调UA的输出值；将“显示切换开关”按键按下，数码表显示左侧可调UB的输出值。⑵测量线性电阻按图1-1接线，调整稳压电源旋钮，渐渐增加输出电压，在0-30V之间选取五个测量点，用直流电压表和直流电流表测出相应读数，记在表1-1中，计算电阻值。1-1测量值电压U(V) 电流I(mA) R测量值(U/I)图1-1⑶测定直流稳压电源的伏安特性试验所用直流稳压电源，在额定负载范围内，其内阻和负载相比可无视。可输出电压根本维持不变，因此可以把它作为抱负电压源，试验线路如图1-2。1-2I(mA)I(mA)U(V)010203035图1-21R=200、Rw为1k电位器，作为可调负载，按图1-2接好线路，启动稳压电源，并调整输1出电压U

为10V并保证明验中不变，调整Rw使电流表读数分别为表1-2中数据，将相应的电S压表读数记入表1-2中。⑷测定实际电压源的伏安特性选取511-3，保证U=10V，试验步骤同上，将测得数据填入表1-3中。S1-3I(mA)I(mA)U(V)010203035图1-3试验留意事项⑴稳压电源的两输出线间不得相碰，以免造成短路事故。⑵用电流表测量支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应留意仪表的极性，正确推断测得值的＋、－号后，记入数据表格。⑶测量时应留意仪表量程的更换。当试验仪表超量限应准时更换至高位档。⑷全部需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。US也需测量，不应取电源本身的显示值。⑸线路改接时，要关闭电源。预习思考题⑴预习直流稳压电源、直流电压表、直流电流表的使用方法及留意事项。⑵复习电路元件伏安特性的概念。1-21-31-21-3中；以便试验测量时，可正确地选定电流表和电压表的量程，有助于对操作失误作出准时的推断。⑷用直流电流表测量电流时，假设参考方向与实际方向不符会有何显示？试验报告1-1试验数据，计算电阻R的平均值，并分析产生误差的缘由。⑵依据表1-1、1-2、1-3试验数据，分别绘制出各元件的伏安特性曲线，并总结、归纳被测各元件的特性。⑶依据试验数据，比照抱负电压源与实际电压源的伏安特性，并解释它们不同的缘由。⑷总结测量元件伏安特性的方法。⑸写出试验的心得体会及其它。试验二电路根本定律及定理的验证试验目的⑴学习试验室规章制度和根本的安全用电常识，生疏试验电源、试验设备状况。⑵通过对电路根本定律()的验证，加深对定律的理解和敏捷应用；学会电路中电压、电流的测量方法。⑶明确实际测量中存在的误差，学会分析误差。试验设备和器材⑴直流可调稳压电源。⑵直流电压、电流表。⑶电阻元件、可调电阻。试验原理与说明(1)基尔霍夫定律(KCL、KVL)基尔霍夫定律是电路的根本定律，适用于集总参数电路。KCL：任一时刻，任一节点，全部流出该节点的电流代数和恒为零，即Σi＝0。KVL：任一时刻，任一回路，沿某绕行方向全部元件电压的代数和恒为零，即Σu＝0。(2)叠加定理在线性电路中，任一支路的电流或电压都是电路中各个独立电源分别单独作用于电路时，在该支路中所产生的电流或电压的代数和。电源单独作用是指：除该电源外，其他独立源取零，即电压源用短路线代替，电流源用开路代替。戴维南定理任一线性含源二端网络，对外电路而言，均可用一个电压源和一个电阻串联的组合来等效-------戴维南等效电路。电压源的电压为含源二端网络的开路电压U ；等效电阻为对应无OC源二端网络的等效电阻R。0误差分析①测量值与真实值间的差异称为误差。②误差有两类：确定误差=|测量值-真实值|，相对误差=(确定误差/真实值)×100%。③实际测量中，应利用合理测试手段使误差最小。试验内容及步骤基尔霍夫定律(KCL、KVL)的验证①试验电路如图2-1，图中I1、I2、I3的方向为假设的参考方向，为防止电流表内阻影响测I1～I3时电流表应分别接入。2-1②将两路直流稳压电源〔令U1＝12V，U2＝6V〕分别接入电路。用直流电流表测量各电流2-1中。2-1被测量被测量测量值相对误差ImA)1(I(mA)2I(mA)312叠加定理的验证2-112V6V2-1UU处。1 2②U电源单独作用时：电路中接入U电源；断开U电源，用导线连接U2断开处；用直流1 1 2电流表测量各支路电流，用直流电压表测量U ，数据记入表1-2。BD测量内容I测量内容I(mA)1I(mA)2I(mA)3U (V)BDU单独作用时1U单独作用时2U、U共同作用时1 2③U电源单独作用时：电路中接入U2

电源；断开U1

电源，用导线连接U1

断开处；将数据2-2。④UU共同作用时：将U、U2-2。1 2 1 2戴维南定理验证2-2(a)。3U=12VU=6VRBDBD端的开路31 2电压U ，即戴维南等效电路的电源电压U ，数据记入表2-3。BD OCR0

试验电路 (b)等效电路2-2有源二端网络3将有源二端网络中的电压源U(12V)和U(6V)断开，用导线连接U、U断开处，不接R，31 2 1 2在BD间外加电压U=6V〔由稳压电源供电〕，串入电流表测量无源二端网络的电流I；则等效电阻R=U/I，将数据记入表2-3。02-3被测量被测量测量值UOC(V)R0④用戴维南定理测量从电阻元件取得测得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源〔调到所测得的开路Uoc之值〕相串联，接入电阻R3，如图2-2(b)所示，用直流电流表测量流过R3的电流I3BD间电压U2-4中。2-4被测量被测量戴维南等效电路测量U〔V〕I〔mA〕3⑤验证戴维南定理2-3(a)RRUI2-5中，测量有源L L二端网络的外特性。2-5RR〔〕LU〔V〕I〔mA〕试验电路 (b)等效电路2-3有源二端网络外特性从电阻箱上取得上述③测得的等效电阻R〔调到上述②0所测得的开路电压Uoc之值〕相串联，如图2-3(b)所示，仿照上述步骤转变R 阻值(与表L2-5中一样)2-6中，对戴维南定理进展验证。2-6RR〔〕LU〔V〕I〔mA〕试验留意事项⑴稳压电源的两输出线间不得相碰，以免造成短路事故。⑵用电流表测量支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应留意仪表的极性，正确推断测得值的＋、－号后，记入数据表格。⑶测量时应留意仪表量程的更换。当试验仪表超量限应准时更换至高位档。⑷全部需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。US也需测量，不应取电源本身的显示值。⑸线路改接时，要关闭电源。预习思考题2-12-2(a)2-12-3中；以便试验测量时，可正确地选定电流表和电压表的量程，有助于对操作失误作出准时的推断。⑵用直流电流表测量电流时，假设参考方向与实际方向不符会有何显示？如何正确推断所测得的电流方向？U、U分别单独作用应如何操作？可否将不作用的电源〔UU〕短接置零？1 2 1 2试验报告BKCL、KVL的正确性。分析误差缘由。⑵依据试验数据经分析、归纳、总结，验证线性电路叠加性。电阻器的功率消耗能否用叠加定理计算得出？试用上述试验数据计算并作结论。⑶依据表2-1、表2-2及表2-4，比照支路电流I、U 计算结果，并分析产生误差的缘由。3 BD2-52-6，分别绘出外特性曲线，验证戴维南定理的正确性，并分析产生误差的缘由。⑸归纳测有源二端网络开路电压、等效内阻的方法。⑹写出试验的心得体会及其它。试验三常用电子仪器使用与测量1.试验目的学习电子电路试验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、沟通毫伏表等的主要性能、各旋钮开关的作用及正确使用方法。初步把握用双踪示波器观看正弦信号波形和读取波形参数的方法。2.试验设备与器材双踪示波器 一台函数信号发生器 一台万用表 一台沟通毫伏表 一台3.试验原理与说明在模拟电子电路试验中，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，常常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、沟通毫伏表、指针式〔数字式〕万用表等。它们之间的连接如图3-1所示。接线时应留意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和沟通毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线。示波器：用来观看电路中各点的波形，以监视电路是否正常工作，同时还用于测量信号波形的周期、幅度、相位差及观看电路的特性曲线等。函数信号发生器：供给频率和电压都可调整的信号。直流稳压电源：为电路供给所需的直流稳压电源。毫伏表：用于测量信号的有效值。万用表：用于测量电路的静态工作点和直流电压值。3-1模拟电子电路中常用电子仪器布局图示波器示波器是电子行业广泛应用的重要测量仪器之一，主要用以观测各种周期性或非周期性变化的电信号之波形、电压幅度、周期时间〔T、不同波形的相位关系等要素。本试验主要承受DF4321开机前预置〔SWEEPMODE〕开关的AUTO〔即自动〕键。〔INTENSITV〕旋钮于旋转全行程的中间位置。置“扫描速率”〔SEC/DIV〕开关〔t/div〕0.1mS位置。Y1〔Y2〕GND〔或⊥〕位置〔。调整垂直〔↓↑〕和水平〔〕移位〔POSITION〕旋钮均于1/2全行程的位置。将内触发选择〔TRIGGER〕Y1 键揿入。将Y轴工作方式选择〔MODE〕开关Y1 键揿入测量状态的预置a.可顺时针试调整亮度掌握旋钮，直至消灭一条水平状扫描线〔光栅〕为止；b.试调整垂直〔↓↑〕和水平〔〕可能预示着机内扫描电路有故障，须关机送修；如光栅已消灭时，应依据该扫描线的显示〔FOCUS〕旋钮，使光栅既清楚可辨，又不感到刺眼为止。测量精度的考证及一般使用方法(又称精度)台示波器自我设置的、具有固定频率f=1KH进展校准〔测时假设被测量数据〔包括VpT〕与标称数据相吻合，说明该台示波器的准确度合格，否则为不合格。精度考证弹〔揿〕出Y1〔A、D〕键，弹〔揿〕出“⊥”键〔两键均为自锁式开关，揿入为DC或⊥状态，再揿则会弹出为AC或非接地状态；依据频率计算出周期时间T与f互为倒数，故此T=1/f=1/1000HZ=1/1000S=1m。Y1〔用于传输信号的非接地端，通常配以红色标识；否则为冷端，配以黑色标识，意为接地〕的电压输出端口处〔此时为本机内共地，故黑夹可悬空；顺时针调整扫描微调掌握〔CA〕旋钮到底〔处于校准位；扫描扩展掌握键〔PUS〕须弹出；调整Y1通道〔VOLTS/DIV〕Y轴微调掌握CAL准位，令方波波形幅度占据屏幕垂直方向的80扫描速率开关0.1mS位置，此时方波波形每周期应占屏幕水平方向的十格〔即0.1mS×10格=1mS，此时显示为一个周期时间“扫描速率”开关指针指在0.2mS位置时，方波波形每周期应占屏幕水平方向的五格，全屏显示为两个周期时间〔每周期时间各占五格，即0.2m5格=1m。此时均应顺时针调整X轴微调掌握CAL钮到底，使之处于校准位。测量时应留意的要点当“扫描速率”〔SEC/DIV开关所指示数值〕为被测周期时间的整数倍率时，波形在屏幕上能够较稳定地显示，否则〔象时〕LEVEL旋钮，可使波形的显示状态稳定。重要提示：但凡需要读取周期时间或电压幅值之前，必需先将XYCAL钮顺时针旋到底〔即处于校准位，否则测量无意义。波形每周期占水平方向的格数及幅度占垂直方向的格数愈多，测量愈准确。数据的读取方法调整垂直〔↓↑〕或水平〔〕〔POSITION〕旋钮，将波形的起始点〔线〕移位并恰好相交〔或重叠〕于屏幕左方标尺上的垂直与水平轴线的穿插点〔线〕处；以标尺的此点〔或线〕作为波形测量时的基点〔线，由基点〔线〕至波形的终点〔线〕在X轴上所占的格数，的格数，与“扫描速率”〔SEC/DIVt/DIV〕开关所指之时间数值的乘积即是被测波形的周期时间；由基点〔线〕向上至波形的顶点在Y轴上所占的格数，与通道选择开〔VOLTS/DI即V/DIV〔VP或VP。留意：示波器只能直接观看及读取到被测信号的周期时间与电压幅值VP或VPP。4〕示波器的双踪〔双通道〕显示功能的使用方法Y轴〔Y1CH1、Y2或CH2;以下同〕同时输入两个不同信号并显示在屏幕上进展即时比对，方法如下：a〕Y1、Y2轴输入端分别〔需要输入两路信号时〕接入示波器的探头线，〔红色〕〔黑色〕Y1Y2〔AC/DC〕AC〔假设测量信号中含有直流成份时，应置于DC位，即Y1及Y2的输入耦合开关置于非接地位〔⊥。选择Y〔由工作方式选择开关MODE所处的位置确定〕MODE开关置于Y1位置时，只有进入Y1输入端的信号可显示在屏幕上；当MODEY2Y2MODE开关置于ALT位置时，进入Y1、Y2输入端的信号以交替显示的方式显示在屏幕上，此工作模式通常适MODECHOP位置时，进入Y1、Y2输入端的信号受机内产生的250KHZ自激振荡电路所掌握，两信号将同时显示在屏幕上，此工作模式通常适用于观看信号频率较低的状况；当MODEADD位置时，进入Y1、Y2输入端的信号将以代数和的形式显示在屏幕上。函数信号发生器函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20V通过输出衰减开关和输出幅度调整旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调整。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进展调整。函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。操作要点简介如下。接通并开启沟通电源，电源指示灯被点亮。选择或设置所需要的信号波形(正弦波、方波、三角波)。选择或设置所需要的信号频率(单位：Hz，kHz、MHz)，先“粗调”用以确定频率的大致范围，再综合“细调”的调整使所需频率锁定在较准确的位置上。中选择或设置所需要的信号波形为标准(占空比为1:1)的正弦波、方波、三角波时，“占空比”调整钮置于“校准”位(CAL位)。以“TTL(“占空比”调整钮置于“校准”位)或是脉冲信号(“占空比”调整钮移出“校准”位)，此时信号发生器无法转变波形只能转变频率且信号输出幅度固定(4~5Vpp)TTL”(常规)输出端子作为信号输出端时，其可输出设置范围内的任意一种信号波形，频率、占空比、输出幅度均可调。可键入“衰减”键，使输出信号在被衰减的根底上再行调整即可。(-20dB时为原输出量的1/10，-40dB1/100，-60dB时为原输出量的1/1000)(3)沟通毫伏表沟通毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量正弦沟通电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前先把量程开关置于量程较大位置处，然后在测量逐挡削减量程。沟通毫伏表接通电源后，将输入端短接，进展调零，然后断开短路线，即可进展测量。主要操作如下。短接调零：毫仪表的灵敏度较高，外界干扰信号将通过输入线反映到表头，为了减小测100mv要重调零。10mv100mv，1v0-10”30mv，300mv，3v0-30”的刻度。4、试验内容及步骤用示波器机内校正信号对示波器进展自检。扫描基线调整〔Y或YGN1 2触发方式开关置于“自动使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调整X轴位移〔 〕和“Y位移〔↑↓〕旋钮，使扫描线位于屏幕中心，并且能上下左右移动自如。测试“校正信号”波形的幅度、频率将示波器的“校正信号”通过专