《工学计算机电路电子学实验讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工学计算机电路电子学实验讲义（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验一 戴维宁定理和诺顿定理一、实验目的 加深对戴维宁定理和诺顿定理的理解。 学习线性有源一端口网络等效电路参数的测量方法。二、实验原理 戴维南定理指出：任何一个线性有源一端口网络，对外部电路而言，总可以用一个电压源和电阻相串联的有源支路来代替，如图3.4.1所示。图3.4.1 其电压源的电压等于原网络端口的开路电压uoc，其电阻等于原网络中所有独立电源为零值时的入端等效电阻Roc。 (2)诺顿定理指出：任何一个线性有源一端口网络，对外部电路而言，总可以用一个电流源和电导相并联的有源支路来代替，如图3.4.2所示。其电流源的电流等于原网络端口的短路电流isc，其电导等于原网络中所有独立电源为零
2、值时的入端等效电导Gsc（Gsc=1/Roc）。应用戴维宁定理和诺顿定理时，被变换的一端口网络必须是线性的，可以包含独立电源或受控电源，但与外部电路之间除直接相联系外，不允许存在任何耦合。而外部电路可以是线性、非线性或时变原件，也可以是由它们组合成的网络。三、实验内容及步骤1、测出原电路的外特性曲线Uab=f(IL) 按图3.4.3连接好电路。 改变负载电阻，对每一值，测出各对应的IL和Uab，计入自制表中。、测出图.线性有源一端口网络的等效参数U和将开路，测出此时的Uab，即为UUab。将短路，测出此时的IL，即为IL。 将图3.4.3的K1，K2都置于位置2，RL开路，测出Rab，即Roc
3、=Rab，Gsc=1/Roc。3、戴维宁等效电路的外特性曲线Uab=f(IL) 按图3.4.4连接好电路（Roc、Uoc为步骤2中所得数据）。 重复步骤1中（b）步骤。*4、测诺顿定理的等效电路的外特性曲线Uab=f(IRL) 按图3.4.5接好电路后（Isc，Gsc为步骤2中所得数据）。 重复步骤1中（b）的步骤。四、仪器设备和元器件 双路直流稳压电源 030V 1A 1台 直流电流表 100mA 1只 万用表 500型 1只 可调电阻箱 099999.9 1只 参考元器件： 电阻（1W）： 100、300 各1只 单刀开关K 11 1个 转换开关 12 2个五、预习及思考 根据图3.4.3
4、所给各参数，计算该网络等效参数的理论值（即Uoc、Roc、Isc、Gsc之值）。 拟定好实验结果的数据记录表格。六、实验总结报告 根据实验内容1、3、4所得的实验数据，在同一坐标平面上作出原网络及等效网络（两种）的外特性曲线，并作比较，说明比较结果。 在采用图3.4.6的线路测量一端口网络的开路电压Uoc时，将电压表接在a、b之间，调节分压器Ro的输出电压，使检流计G指零，这时Uab=Ucb。即电压表示值即为开路电压Uoc，采用这种方法测量，消除了仪表内阻的影响，若将电压表接在c、b之间，调节Ro使检流计G指零时，电压表的示值U即为不含仪表内阻影响的开路电压Uoc，即U=Uoc。试问该接法是否
5、正确，为什么？实验二一阶电路暂态过程的研究课程基本信息：课程中文名称：电工与电路实验 课程性质:必修 实验学时：3学时课程地位：是理论与实践的桥梁，对培养和发展学生能力等方面有着不可或缺的作用。主要参考资料：2003年湖南工业大学肖强晖等人编写的电工电子教学实验台 实验指导书考核方式与成绩核定办法1、考核方式：按50%比例抽考2、成绩核定办法：学生实践教学成绩由课堂实践操作、课后实践报告、课堂组织纪律等综合决定。实验目的：1、 研究一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点；2、 学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响；3、 掌握微分电路和积分电路的基本概念。原
6、理说明：1、 一阶电路的零状态响应一阶电路如图161所示，开关S在1的位置，C0，处于零状态，当开关S合向2的位置时，电源通过R向电容C充电，C（）称为零状态响应 变化曲线如图162所示，当C上升到所需要的时间称为时间常数，。2、一阶电路的零输入响应在图161中，开关S在2的位置电路稳定后，再合向1的位置时，电容C通过R放电，C（）称为零输入响应，变化曲线如图163所示，当C下降到所需要的时间称为时间常数，。3、测量一阶电路时间常数图161电路的上述暂态过程很难观察，为了用普通示波器观察电路的暂态过程，需采用图164所示的周期性方波S作为电路的激励信号，方波信号的周期为T，只要满足，便可在示波
7、器的荧光屏上形成稳定的响应波形。电阻R、电容C串联与方波发生器的输出端连接，用双踪示波器观察电容电压C，便可观察到稳定的指数曲线，如图165所示，在荧光屏上测得电容电压最大值取 ，与指数曲线交点对应时间轴的点，则根据时间轴比例尺（扫描时间），该电路的时间常数。4、 微分电路和积分电路在方波信号作用在电阻R、电容C串联电路中，当满足电路时间常数远远小于方波周期T的条件时，电阻两端（输出）的电压与方波输入信号呈微分关系，该电路称为微分电路。当满足电路时间常数远远大于方波周期T的条件时，电容C两端（输出）的电压C与方波输入信号呈积分关系，该电路称为积分电路。微分电路和积分电路的输出、输入关系如图16
8、6（）、（）所示。实验设备：、 双踪示波器、 信号源（方波输出）、 31组件（含电阻、电容）实验内容：实验电路如图167所示，图中电阻R、电容C从EEL31组件上选取（请看懂线路板的走线，认清激励与响应端口所在的位置；认清、元件的布局及其标称值；各开关的通断位置等），用双踪示波器观察电路激励（方波）信号和响应信号。S为方波输出信号，调节信号源输出，从示波器上观察，使方波的峰峰值，f=1Hz。1、一阶电路的充、放电过程（1） 测量时间常数：选择EEL31组件上的、元件，令=，0.0，用示波器观察激励S与响应C的变化规律，测量并记录时间常数。（2） 观察时间常数（即电路参数R、C）对暂态过程的影响
9、：令k，=0.0，观察并描绘响应的波形，继续增大（取0.00.）或增大R（取k、30k），定性地观察对响应的影响。2、微分电路和积分电路（1）积分电路：选择EEL31组件上的、元件，令=100，0.0，用示波器观察激励S与响应C的变化规律。（2）微分电路：将实验电路中的、元件位置互换，令=100，0.0，用示波器观察激励S与响应R的变化规律。实验注意事项：1、调节电子仪器各旋钮时，动作不要过猛。实验前，尚需熟读双踪示波器的使用说明，特别是观察双踪时，要特别注意开关，旋钮的操作与调节。2、信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地），以防外界干扰而影响测量的准确性。3、示波器的辉度不应过亮
10、，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，以延长示波管的使用寿命。预习与思考题：1、用示波器观察一阶电路零输入响应和零状态响应时，为什么激励必须是方波信号？2、已知一阶电路的=，0.0，试计算时间常数，并根据值的物理意义，拟定测量的方案。3、在一阶电路中，当、的大小变化时，对电路的响应有何影响？4、何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？它们在方波激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功能？实验报告要求：1、根据实验1（1）观测结果，绘出阶电路充、放电时C与激励信号对应的变化曲线，由曲线测得值，并与参数值的理论计算结果作比较，分析误差原因。2、根据实验2观测结果，
11、绘出积分电路、微分电路输出信号与输入信号对应的波形。3、回答思考题3、4。实验三 晶体二极管和三极管测试一、实验目的1. 学习使用万用表检测晶体二极管和晶体三极管的好坏及判别管脚。2. 加深巩固对元器件特性和参数的理解。二、实验器材万用表： 500型 一只二极管： 1N40011N4007型 一只三极管： 9012（PNP型硅管）、9013（NPN型硅管）各一只 质量差和坏的各类二极管、三极管 若干只 电 阻： 100K一只三、实验原理内容及步骤晶体二极管和晶体三极管是电子电路和电子设备中的基本器件，为了能正确的加以选用，必须了解它们的特性、参数以及测试方法，这里介绍使用万用表检测的方法。使用
12、万用表对器件进行检测时，一般应使用该表的R1K或R100档，用其它档位会造成晶体管损坏。还应注意，指针式万用表欧姆档红表笔正端（）接表内电池的负极，而黑表笔负端（）接表内电池的正极。（一）利用万用表测晶体二极管1、判别二极管的极性将万用表欧姆档的量程拨到R1K、R100档，并将两表笔分别接到二极管两端。如图11所示。如果二极管处于正向偏置，呈现低电阻，表针偏转大，此时万用表指示的电阻小于几千欧,若二极管处于反向偏置，呈现高电阻，表针偏转小，此时万用表指示的电阻将达几百千欧以上。正向偏置时，黑表笔所接的那一端是二极管的正极。图212、判别二极管好坏测得二极管的正向电阻相差越大越好，若测得正反向电
13、阻均为无穷大，则表明二极管内部断路。如果测得正、反向电阻均为零，此时表明二极管被击穿或短路。（二）用万用表测发光二极管发光二极管和普通二极管一样具有单向导电性，正向导通时才能发光。发光二极管在出厂时，一根引线做得比另一根引线长，通常，较长引线表示正极（），另一根为负极（）。1、判别发光二极管的极性将万用表欧姆档的量程拨到R10K档。测量方法与测量普通二极管一样。2、判别发光二极管的好坏将万用表欧姆档的量程拨到R10K档。测量方法与测量普通二极管一样。（三）利用万用表测晶体三极管1、用万用表判别管脚及类型（1）基极及管型的判别测试三极管时，可将三极管的结构看作由两个PN结所组成，而PN结的反向电
14、阻都很大，正向电阻很小。因此可用万用表的R100或R1档进行测试。先将黑表笔接三极管某一极，然后将红表笔接其余两各极。如图22所示。若测得电阻都大时，则黑表笔所接的是PNP型管子的基极，若测得电阻都小时，则黑表笔所接的是NPN型管子的基极，若两次测得的阻值为一大一小，则黑表笔所接的电极不是三极管的基极，应另接一个电极重新测量，以便确定管子的基极。图22（2）判别集电极和发射极判断集电极和发射极的基本原理是把三极管接成单管放大电路，利用测量管子的电流放大系数值的大小来判定集电极和发射极。以NPN为例，如图23所示。基极确定以后，用万用表两表笔分别接另外两个电极,用100K的电阻一端接基极一端接黑表笔。若万用表指针偏转
