計(jì)算機(jī)電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報告DOC

1、計(jì)算機(jī)電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報告 指導(dǎo)老師_劉鳳聲_ 班級 _軟件工程114_ 學(xué)號_119074258_ 姓名_黃芳愷_安徽工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院2012年11月目 錄 1. 節(jié)點(diǎn)電壓法電路計(jì)算及分析 2. 含有受控源電路的設(shè)計(jì)與分析 3. 戴維南定理和諾頓定理的應(yīng)用 4. 一階動態(tài)電路分析 5. 串聯(lián)交流電路的阻抗及波形 6. 三極管放大電路靜態(tài)、動態(tài)分析實(shí)驗(yàn) 7. 集成運(yùn)算放大積分電路 8. 整流濾波電路 1. 實(shí)驗(yàn) 2.1 節(jié)點(diǎn)電壓法電路計(jì)算及分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握Multisim常用儀器的使用方法。 2會用Multisim用節(jié)點(diǎn)電壓法分析和計(jì)算電路。二、實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟 電路原理圖如實(shí)驗(yàn) 圖

2、2-1。實(shí)驗(yàn) 圖2-1 節(jié)點(diǎn)電壓法電路圖節(jié)點(diǎn)電壓法電路的計(jì)算式：表2-1 實(shí)驗(yàn)2.1 物理量和實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表節(jié)點(diǎn)電壓法電路 物理量數(shù)據(jù)U1U2實(shí)驗(yàn)值計(jì)算值實(shí)驗(yàn)值計(jì)算值Is10.5Us27.5Us510Us310R526.2186.2181.6411.642R1 5R2 41436.2926.2932.8392.840R3 12R462152010212.94812.9473.0243.024R6214312.74312.7434.7254.725節(jié)點(diǎn)電壓法的實(shí)驗(yàn)步驟與分析：1、按實(shí)驗(yàn) 圖2-1 連接圖形并測試。 2、將物理量和實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄填寫到表2-1中。 3、也可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，打開網(wǎng)址：js

3、zx-web/jddyf.html（見如下圖）。2. 實(shí)驗(yàn) 2.2 含有受控源電路的設(shè)計(jì)與分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握Multisim常用儀器的使用方法。 2會用Multisim分析含有受控源的電阻電路。 二、實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟 在電路分析課程中，對于含有受控源電路的分析一直是困擾學(xué)生的一個問題，對于受控源的受控量與控制量之間的關(guān)系總是在實(shí)際解題時產(chǎn)生混淆，實(shí)驗(yàn)中我們著重通過感性認(rèn)識來了解受控源的特性。實(shí)驗(yàn)電路如圖2-2和圖2-3所示，可以看到V1=V2。實(shí)驗(yàn) 圖2.-2 VCVS電路 1. 受電壓控制的電壓源(VCVS)電路分析 (1) 改變可調(diào)電阻RL的數(shù)值，觀察受控源被控制支路的電壓變化。

4、(2) 改變電壓源方向和數(shù)值，觀察受控源被控制支路的電壓變化。 (3) 改變受控源電壓比，觀察受控源被控制支路的電壓變化。 (4) 將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表2-2中。表2-2 實(shí)驗(yàn)2.2結(jié)果記錄表(一) 電路參數(shù)測量值電阻值/k電壓源數(shù)值受控源電壓比461220810V1讀數(shù)/V4.6015.8624.6015.8624.6015.862V3讀數(shù)/V36.81058.61736.81058.61736.81058.6172受電流控制電壓源(CCVS)電路分析實(shí)驗(yàn)電路如圖2-3所示。實(shí)驗(yàn) 圖2-3 CCVS電路(1) 改變可調(diào)電阻及的數(shù)值，觀察受控源被控制支路的電壓變化。(2) 改變電源方向，觀察受控

5、源被控制支路的電壓變化。(3) 改變受控源電壓比，觀察受控源被控制支路的電壓變化。(4) 將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表2-3中。表2-3 實(shí)驗(yàn)2.2結(jié)果記錄表(二) 電路參數(shù)測量值電阻值/k電壓源數(shù)值受控源電壓比38161568A讀數(shù)/A-2.000-1.154-2.000-1.154-2.000-1.154V3讀數(shù)/V-0.012-9.231-0.012-9.231-0.012-9.231 3. 實(shí)驗(yàn)2.3 戴維南定理和諾頓定理的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握戴維南定理和諾頓定理。 (2) 會用戴維南定理和諾頓定理分析含有受控源的電路。(3) 理解電路分解和等效的概念。 二、 實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟 1.

6、關(guān)于電路的分解及等效對于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的分析，一個重要的分析手段就是網(wǎng)絡(luò)的分解，對于分解之后的網(wǎng)絡(luò) 的研究就需要對等效的概念有一個充分的理解和認(rèn)識。對于兩個單口網(wǎng)絡(luò)，如果它們端口的電壓電流關(guān)系完全相同，則兩個網(wǎng)絡(luò)就是等效的。那么等效的對象到底是什么呢? 通過實(shí)驗(yàn)，我們可以對它有一個比較清晰的認(rèn)識。 實(shí)驗(yàn)電路如圖2-4所示。（1）圖2-4中(a)、(b)兩個電路從ab端口向左看兩個單口網(wǎng)絡(luò)N和N1是等效的，在兩個電路中分別接上一個1k的負(fù)載電阻。(2) 改變電阻阻值，觀察兩個電路的電壓變化，將結(jié)果記錄在表2-4中。表2-4 實(shí)驗(yàn)2.3結(jié)果記錄表(一)RL/k1123v12101410萬用表讀數(shù)v3.9

7、993.3325.5984.284實(shí)驗(yàn) 圖2-4 單口網(wǎng)絡(luò)等效2戴維南等效電路及諾頓等效電路戴維南和諾頓等效電路是含源單口網(wǎng)絡(luò)的兩種最簡單的單口網(wǎng)絡(luò)等效模型，在電路分析的很多應(yīng)用中都要用到它們的概念。下面我們通過實(shí)驗(yàn)的方法來找到網(wǎng)絡(luò)的這兩種等效模型。 實(shí)驗(yàn)電路如圖2-5所示。(1) 分別按圖2-5所示完成電路連接。(2)測量單口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓、短路電流以及等效電阻，設(shè)計(jì)表格記錄測量數(shù)據(jù)o開路電壓U(V)短路電流I(A)等效電阻R(K)24.1950.0112.098(a)測開口電壓，（b）測短路電流，（c）測內(nèi)阻R0實(shí)驗(yàn) 圖2-5 實(shí)驗(yàn)電路圖 4. 實(shí)驗(yàn)3.1 一階動態(tài)電路分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

8、、熟悉電子工作平臺（Multisim）軟件的使用。2、掌握一階動態(tài)電路的分析、計(jì)算和測量；3、了解動態(tài)元件的充放電過程，觀察輸出波形。4、熟悉Multisim中示波器的調(diào)整及測量方法。二、 預(yù)習(xí)要求1、熟悉電子工作平臺（Multisim）軟件的使用。2、一階動態(tài)電路的分析、計(jì)算和測量。參照試驗(yàn)指導(dǎo)書中內(nèi)容，熟悉一階動態(tài)電路的分析、計(jì)算和測量。三、 電路和內(nèi)容一階動態(tài)電路如圖3-1所示，用示波器觀察其零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的曲線，并測出時間常數(shù)。圖3-1四、 電路基本原理在電路圖3-1中（元件物理量見圖3-1），當(dāng)開關(guān)置于下邊觸點(diǎn)（接地）一段時間，電路已經(jīng)處于穩(wěn)態(tài)，此時的電容上端的電壓Uc=0V

9、 。此時將開關(guān)由下邊撥到上邊觸點(diǎn)（接10V直流電源），電容兩端電壓不會發(fā)生躍變，電容從電壓為0V開始進(jìn)行充電過程。電路經(jīng)過一段瞬態(tài)過程后，電路又處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時電容上端的電壓Uc=10V 。再次將開關(guān)由上邊撥到下邊觸點(diǎn)，電容兩端電壓不會發(fā)生躍變，電容從電壓為10V開始進(jìn)行放電過程。電路經(jīng)過一段瞬態(tài)過程后，電路又處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時電容上端的電壓Uc=0V。電容充放電過程既對應(yīng)于電路的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)，如圖3-2 a,b所示。圖3-2電路時間常數(shù)的計(jì)算如下：由圖3-2 a，根據(jù)一階微分方程的求解得知：U=E(1-)=E(1-)當(dāng)t= R×C時，U= E(1-)0.632 E=6.

10、32V由圖3-2 b，根據(jù)一階微分方程的求解得知：U=E=E當(dāng)t= R×C時，U= E0.368 E=3.68V五、 操作1. 按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容連接好測試電路如圖3-1所示。開關(guān)K的操作相當(dāng)于鍵盤中的空格鍵(也可以設(shè)置為其它的鍵值)，當(dāng)按下空格鍵鍵時，即可撥動開關(guān)。 激活電路（打開啟動按鈕），操作開關(guān)K，可通過示波器觀察到電路的過渡過程（電壓波形）如圖3-3和3-4所示(示波器刻度參數(shù)見圖3-3、3-4)。將游標(biāo)1置于充電（或放電）的起點(diǎn)，游標(biāo)2置于電壓（圖中的y2）為6.32V（對于充電過程）和3.68V（對于放電過程），則游標(biāo)1和2之間的時間間隔即為時間常數(shù)（在圖3-3、3-4中為T2

11、-T1）。圖3-3圖3-42. 數(shù)據(jù)及分析記錄一階動態(tài)電路的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的波形，并測量出時間常數(shù)將理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，進(jìn)行分析。元件參數(shù)Uc波形（s）測量計(jì)算R=100KC=0.033零狀態(tài)（充電）響應(yīng)33543300零輸入（放電）響應(yīng)33453300六、 思考題：三要素法分析電路網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)圖如下（jszx-web/sysfx .html），試比較計(jì)算數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 5. 實(shí)驗(yàn)4.1串聯(lián)交流電路的阻抗及波形一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測量串聯(lián)電路的阻抗,并比較測量值與計(jì)算值。2. 測量串聯(lián)電路的阻抗角（選）,并比較測量值與計(jì)算值。3. 熟悉Multisim中信號發(fā)生器及示波器的調(diào)整及測量方

12、法。二、實(shí)驗(yàn)器材（如圖）1. 信號發(fā)生器 2. 示波器 3. 電流表 4. 電壓表 5. 1mH電感 6. 0.1mF電容 7. 電阻 三、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路如圖4-1所示的電路。由電路理論可知，串聯(lián)電路的阻抗為： ， =2f故：該阻抗角即為電路中電壓與電流的相位差。當(dāng)電路元件的參數(shù)不變時，阻抗的模和阻抗角均為頻率的函數(shù)。（如6KHz時穩(wěn)定時的值 0.020mV，0.186A。Z=U/I=107.5。計(jì)算時為Z=100+37.41j=10789.4°）圖4-1 串聯(lián)電路四、實(shí)驗(yàn)步驟圖4-2 串聯(lián)阻抗實(shí)驗(yàn)電路1. 建立圖4-2所示的串聯(lián)實(shí)驗(yàn)電路。 2. 因?yàn)殡娮枭系碾妷号c回路電流相等，

13、所以由示波器可以測得電壓與電流的相位差。由電壓表和電流表測出的數(shù)值可以求出阻抗的模。根據(jù)表4-1中的頻率，分別改變信號源的頻率并激活電路，將測到的電壓和電流的相位差，以及電壓表和電流表的結(jié)果填入表4-1中，并將所計(jì)算的電路阻抗的模填入表4-1中。6000Hz時的示波器刻度參數(shù)如圖4-3表4-1 阻抗測試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信 號 源 Z()offset振幅（V）占空比頻率（Hz）010501-10.0000.281-35.5870105010-9.992-0.010999.201050100-99.937-0.103970.26201050500-499.6700.479-1043/p>

14、0-999.2920.984-1015.541010502000-19982.107-948.268010504000-39984.766-838.859010506000-59977.149-838.859 圖4-3 6000Hz時的示波器參考刻度參數(shù)五、思考題1. 理論計(jì)算所得的阻抗大小與用電壓和電流測量值算出的阻抗大小比較,情況如何?答：當(dāng)頻率分別為1和10時，計(jì)算值不符，其他實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值較接近2. 理論計(jì)算出的相位差與通過示波器測得的相位差比較情況如何? 答：實(shí)驗(yàn)值沒有相位的正負(fù)，實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值數(shù)值較接近3. 當(dāng)頻率為多大時,電路阻抗最小? 答：當(dāng)頻率為500HZ時阻抗最小 6. 實(shí)

15、驗(yàn)7.1 三極管放大電路靜態(tài)、動態(tài)分析實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)晶體管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測試方法，進(jìn)一步理解電路元件參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，以及調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)的方法。2學(xué)習(xí)放大電路性能指標(biāo)：電壓增益Au、輸入電阻Ri、輸出電阻RO的測量方法。3進(jìn)一步熟悉Multisim軟件的使用方法。二、虛擬實(shí)驗(yàn)儀器及器材雙蹤示波器 信號發(fā)生器 交流毫伏表 數(shù)字萬用表三、預(yù)習(xí)要求1熟悉單管放大電路，掌握不失真放大的條件。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1.畫出電路如圖所示 雙擊Rw設(shè)置增量（減量用Shift+A）為0.5%。2. 測量并計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) 調(diào)節(jié)電位器Rw，使IC=2 mA ，用萬用表測靜態(tài)工作點(diǎn)UC、UE、U

16、B 的數(shù)值，并計(jì)算Uce(V)、UbeV)、，并記入表中。調(diào)整 Rw 并測 量計(jì) 算Uc(V)UE(V)UB(V)IC(mA)IB(A)Uce(V)UbeV)3.7993.7814.713-3.4170.2230.0180.932153. 電壓放大倍數(shù)調(diào)整函數(shù)發(fā)生器f=1KHz的正弦信號, 幅度14.2mV，以保證輸出波形不失真為準(zhǔn)。雙擊示波器，觀察輸入、輸出波形。測量（交流有效值）Ui 和U0計(jì)算電壓放大倍數(shù)：Au=Uo/Ui，把數(shù)據(jù)填入下表中。 Ui(mV)UO(V)Au10.041.44143.434. 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對輸出波形失真的影響調(diào)Rw，減小至15%左右時，波形（即Q點(diǎn)過高，飽和

17、失真）如圖1；增大至90%以上時，同時增大輸入信號至Ui=20mV，波形出現(xiàn)頂部失真（即Q點(diǎn)過低，截止失真）如圖2。 圖1 底部失真 圖2 頂部失真總結(jié)電路參數(shù)變化對靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)的影響：靜態(tài)工作點(diǎn)：當(dāng)Rw增大時，Ic與Ib會減小，Uc會減小，Ube會增大，Ub會增大，Uce會減小，會保持不變；動態(tài)工作點(diǎn)：當(dāng)Rw增大時，Au會減小 7. 實(shí)驗(yàn)8.1 集成運(yùn)算放大積分電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握集成放大器的實(shí)際應(yīng)用。2 掌握集成放大器的積分運(yùn)算應(yīng)用原理及計(jì)算。3 熟悉Multisim中信號發(fā)生器及示波器的調(diào)整及測量方法。二、實(shí)驗(yàn)器材（如圖）1. 信號發(fā)生器2. 示波器3. 電阻、電容4.

18、集成放大器 741 三、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路電路如下圖。原理：R1CF為積分時間常數(shù)TM。當(dāng)ui為階躍電壓（如方波）時， 則 四、實(shí)驗(yàn)步驟及要求1. 畫出電路如圖所示。 2. 運(yùn)行觀察波形。停止運(yùn)行，拖動示波器的左右滑塊，記錄測試值到如下表中。變化的RC測 試 值計(jì) 算 值TUiUoUo0.0010.0011011.041100.0050.0051010.227100.0100.01010-10707103. 對此積分電路進(jìn)行分析：積分電路為輸入方波輸出鋸齒波，計(jì)算結(jié)果與測試結(jié)果不符； 8. 實(shí)驗(yàn)10.1 整流濾波電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握整流電路的實(shí)際應(yīng)用。2 掌握整流電路應(yīng)用原理及使用方法。3進(jìn)一步熟悉Mult