電路分析報(bào)告

1、基礎(chǔ)電路分析教程實(shí)驗(yàn)報(bào)告14*班*預(yù)定時(shí)間：周六上午1012點(diǎn)2016/1/6目錄實(shí)驗(yàn)2.1 直流電路分析和仿真1實(shí)驗(yàn)3.1基本電子儀器的正確使用7實(shí)驗(yàn)3.2 儀器性能研究9實(shí)驗(yàn)4.3 簡單電路設(shè)計(jì)和繼電器的應(yīng)用10實(shí)驗(yàn)5.3 一節(jié)電路“黑箱”模塊的時(shí)域測量和辨別12實(shí)驗(yàn)6.1 電路頻域特性的測量策動(dòng)點(diǎn)阻抗16實(shí)驗(yàn)6.2 電路頻域特性的測量電壓傳輸比18實(shí)驗(yàn)2.1 直流電路分析和仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)Multisim建立電路、分析直流電路的方法2. 熟悉Multisim分析仿真模式中輸出結(jié)果的常用后處理方法3. 掌握伏安特性的仿真測量4. 通過實(shí)驗(yàn)加深對疊加定理和戴維南定理的理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.

2、測量二極管的伏安特性（1） 建立實(shí)驗(yàn)電路圖（2） 仿真后得到的伏安特性曲線2. 驗(yàn)證疊加定理（1） 建立仿真電路（2） 仿真結(jié)果：A v1作用結(jié)果B v2作用結(jié)果C v1，v2合作用個(gè)結(jié)果R1R2R3V1單獨(dú)作用8.727V3.273V3.273VV2單獨(dú)作用2.727V-2.727V2.273VV1、V2作用11.455V0.545V5.545VV12=V1+V23. 求取戴維南等效電路（1） 建立仿真電路，其中a、b端為需要等效的端口（2） 仿真結(jié)果開口電壓8.25V，等效電阻708.5。4. 驗(yàn)證最大功率傳輸定理（1） 將上圖中的電流源換為一個(gè)負(fù)載電阻R4，建立仿真電路（2） 設(shè)定R4阻

3、值從500變化到1.6k，步長為0.5，輸出選擇為R4的功率，啟動(dòng)分析仿真后得到R4功率隨其阻值變化的曲線（3） 打開測量游標(biāo)，查找曲線最大值，得到最大功率值及其對應(yīng)的負(fù)載電阻值最大功率對應(yīng)的負(fù)載電阻為708.5。與（2）中的等效電阻相等。實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)（1） 測量二極管的伏安特性需要測量在外加電壓變化下的個(gè)點(diǎn)二極管電流值，需要在DC Sweep 分析對話框中設(shè)定輸出變量為被測量二極管電流。（2） 電壓表和電流表設(shè)定在DC檔。（3） 在進(jìn)行參數(shù)掃描分析時(shí)，需要選擇合適的參數(shù)變化范圍和變化步長，可能需要根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)注意選擇其中基本仿真類型為DC Operating Point。

4、（4） 掃描分析時(shí)注意選擇合適的輸出變量，又是可以將輸出變量組合成輸出表達(dá)式。（5） 仿真電路必須至少又一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接接地符號(hào)。（6） 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 記錄所有仿真曲線。 驗(yàn)證疊加定理時(shí)，將支路的電壓記錄在表格中并與理論值比較。 求取戴維南等效電路和驗(yàn)證最大功率傳輸定理時(shí)，將理論計(jì)算值與仿真結(jié)果進(jìn)行比較。 思考：如何讓軟件自動(dòng)尋找曲線的最大值？可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel，然后排序后即可找出對應(yīng)的最大電阻值。 思考：在驗(yàn)證最大功率傳輸定理時(shí)，如何同時(shí)顯示R4消耗功率和V1輸出功率的曲線？在參數(shù)掃描輸出的選項(xiàng)框中同時(shí)輸出P（R4）和P（V1）即可。實(shí)驗(yàn)3.1基本電子儀器的正確使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆蘸瘮?shù)發(fā)生器

5、、毫伏表、直流穩(wěn)壓電源、示波器的正確使用方法。實(shí)驗(yàn)儀器及器材 函數(shù)發(fā)生器、毫伏表、直流穩(wěn)壓電源、示波器、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱。一、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） 測量示波器校準(zhǔn)信號(hào)的周期和峰-峰值實(shí)驗(yàn)表3-1 示波器校準(zhǔn)信號(hào)測量數(shù)據(jù)TIME/DIVXTfV/DIVYVpp200s51000s1000Hz200mV3600mV（2） 函數(shù)發(fā)生器輸出有效值2V，頻率分別為200Hz、5kHz、2MHz的正弦信號(hào)，用毫伏表和示波器測量函數(shù)發(fā)生器在各頻率點(diǎn)的輸出電壓值。實(shí)驗(yàn)表3-2 函數(shù)發(fā)生器正弦信號(hào)測量數(shù)據(jù)正弦毫伏表Vrms毫伏表Vpp示波器Vpp200Hz2.043V5.778V5.94V5kHz2.061V5.828V

6、6.00V2MHz2.098V5.927V6.06V（3） 函數(shù)發(fā)生器分別輸出頻率為3kHz，峰峰值2V，直流偏置0.5V，占空比為50%和10%方波和三角波，用毫伏表和示波器測量函數(shù)發(fā)生器輸出電壓值。實(shí)驗(yàn)3-3 函數(shù)發(fā)生器輸出信號(hào)測量數(shù)據(jù)輸出波形占空比毫伏表Vrms示波器Vpp方波50%1.127V2.11V10%0.207V2.10V三角波50%0.572V2.08V10%0.571V2.08V（4） 從直流穩(wěn)壓電源輸出端連接出±15V直流電壓，并正確選擇儀表測量輸出的-15V電壓。要求： 在實(shí)驗(yàn)圖中畫出±15V連線示意圖和測量-15V電壓的實(shí)驗(yàn)電路圖。 畫出測量-15

7、V電壓時(shí)的波形圖。 V +15V 15 s V -15V +15V -15V s -15 直流穩(wěn)壓電源 + 地 - + 地 - 實(shí)驗(yàn)圖3-1 測試穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)電路圖和波形實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)（1） 預(yù)習(xí)基本電子儀器原理、使用方法及儀器手冊。（2） 示波器熒光屏顯示的波形應(yīng)大小適中，便于觀察取數(shù)。測量信號(hào)頻率和峰-峰值時(shí)，相應(yīng)的微調(diào)旋鈕應(yīng)放在校準(zhǔn)位置。實(shí)驗(yàn)3.2 儀器性能研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對儀器特性的研究，加深對其性能的認(rèn)識(shí)，從而正確地使用儀器。實(shí)驗(yàn)儀器示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、毫伏表、電路實(shí)驗(yàn)箱。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 函數(shù)發(fā)生器負(fù)載特性的測量函數(shù)發(fā)生器輸出峰峰值為5V、頻率為1kHz的正弦信號(hào)。分別

8、在函數(shù)發(fā)生器的輸出端開路，并聯(lián)50和100k的電阻Rl條件下，用毫伏表測量函數(shù)發(fā)生器的輸出電壓，并將測量結(jié)果記錄在表中。實(shí)驗(yàn)表3-4 函數(shù)發(fā)生器在不同負(fù)載下輸出電壓峰峰值負(fù)載Rl開路Rl=50Rl=100k輸出電壓Vpp4.927V2.105V4.30V解釋電壓變化的原因： 函數(shù)發(fā)生器自身存在內(nèi)阻 計(jì)算函數(shù)發(fā)生器內(nèi)阻R0的公式：V=Rl（R0+Rl）Vpp R0=（VppV-1）Rl 函數(shù)發(fā)生器內(nèi)阻： 522 示波器輸入阻抗對測量的影響直流穩(wěn)壓電源輸出8V直流電壓和兩個(gè)1M電阻組成分壓電路，用示波器測量電阻上直流分壓比，看是否和理論值相符，并分析原因，計(jì)算出此時(shí)示波器輸入阻抗中的電阻值。1M電

9、路上理論電壓值：4V 示波器測量電壓值：2.6V 解釋電壓變化的原因：示波器自身的阻抗影響 示波器輸入阻抗中的電阻值：0.929*106 3 測量直流穩(wěn)壓電源空載時(shí)的波紋電壓。實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)（1） 認(rèn)真閱讀教材的相關(guān)內(nèi)容、（2） 波紋電壓的定義參見教材穩(wěn)壓電源部分，測量時(shí)，示波器的輸入耦合方式應(yīng)置于AC。由于波紋電壓較小，所以示波器的電壓靈敏度開關(guān)應(yīng)放在（mV）級檔位。實(shí)驗(yàn)4.3 簡單電路設(shè)計(jì)和繼電器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 學(xué)習(xí)繼電器、電阻器、發(fā)光二極管等常用器件的測試方法和使用。（2） 學(xué)習(xí)簡單電路的設(shè)計(jì)及電路連接。（3） 進(jìn)一步掌握示波器測量交、直流電壓的方法。實(shí)驗(yàn)儀器及器材直流穩(wěn)壓電源

10、、萬用表、示波器、實(shí)驗(yàn)箱。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） 用萬用表判別出給定9V單刀雙擲繼電器的管腳。 2 3 1 5 4 方法：線圈端：一可讀示數(shù)電阻值常開端：電阻無窮大常閉端：電阻為0結(jié)果：1刀，2常開點(diǎn)，3常閉點(diǎn)，4 5線圈端（2） 用萬用表測量出線圈電阻：220.9。繼電器線圈的功率為0.36W，計(jì)算出繼電器線圈兩端允許電壓的最大值：8.92V 。（3） 測量繼電器的吸合電壓、釋放電壓、并確定工作電壓。計(jì)算出三種電壓下線圈中的電流，將數(shù)據(jù)填入實(shí)驗(yàn)表。實(shí)驗(yàn)表4-1 繼電器特性數(shù)據(jù)吸合電壓吸合電流釋放電壓釋放電流工作電壓工作電流5.8V0.026A1.8V0.001A9V0.041A（4） 設(shè)計(jì)一個(gè)繼電器

11、控制發(fā)光管工作電路。實(shí)驗(yàn)時(shí)提供一個(gè)9V單刀雙擲繼電器，2個(gè)直插式紅色發(fā)光管，實(shí)驗(yàn)箱中的系列電阻。設(shè)計(jì)一個(gè)繼電器控制電路，要求通過繼電器工作電壓控制兩個(gè)發(fā)光管交替工作。發(fā)光管工作電路電源電壓為5.6V，要求發(fā)光管工作電流一個(gè)為10mA，另一個(gè)為5mA，按設(shè)計(jì)搭接調(diào)試電路。電路工作正常后，用示波器測量發(fā)光管點(diǎn)亮?xí)r的管壓降VLED1：1.84V和VLED2：1.78V，并核實(shí)各發(fā)光管電流ILED1：10.44mA和ILED2：5.09mA，看是否滿足設(shè)計(jì)要求。 （5） 將發(fā)光管工作電路電源電壓的直流換成3Vrms正弦信號(hào)，調(diào)節(jié)頻率從1Hz變化到100Hz，觀察LED的發(fā)光情況，并記錄100Hz時(shí)發(fā)光

12、管上電壓波形。實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)（1） 預(yù)習(xí)繼電器基本參數(shù)和檢測方法。（2） 預(yù)習(xí)發(fā)光二極管的特性及使用方法。（3） 預(yù)習(xí)電阻器的分壓及限流作用。（4） 電源接入電路前應(yīng)先檢查其輸入電壓是否合適，調(diào)整繼電器工作電壓時(shí)應(yīng)慢慢調(diào)節(jié)，且不得大于繼電器標(biāo)稱工作電壓，避免電壓過高燒壞電路元件。（5） 用示波器測量電路中電壓時(shí)，注意示波器地線一定要其他儀器的地線連接在一起。實(shí)驗(yàn)5.3 一節(jié)電路“黑箱”模塊的時(shí)域測量和辨別實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 熟練運(yùn)用動(dòng)態(tài)電路波形測量和時(shí)間常數(shù)測量法。（2） 綜合運(yùn)用一階動(dòng)態(tài)電路分析理論知識(shí)，深入理解動(dòng)態(tài)元件特性和一節(jié)動(dòng)態(tài)電路特有的階躍響應(yīng)波形。實(shí)驗(yàn)儀器和器材信號(hào)發(fā)生器、示波器、

13、“黑箱”模塊、實(shí)驗(yàn)箱。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 二端“黑箱”“黑箱”是指隱藏了連接方式和元件參數(shù)的一個(gè)電阻和一個(gè)動(dòng)態(tài)元件用串/并聯(lián)方式構(gòu)成的二端模塊。在本實(shí)驗(yàn)中，模塊作為被測量和識(shí)別的對象。一個(gè)模塊中的動(dòng)態(tài)元件可能是電感或電容，與電阻的連接方式可能是串聯(lián)或并聯(lián)。2. 實(shí)驗(yàn)任務(wù)每組學(xué)生隨機(jī)領(lǐng)取一個(gè)“黑箱”模塊，利用通用實(shí)驗(yàn)板上的一個(gè)已知阻值的電阻，串聯(lián)“黑箱”模塊構(gòu)成被測電路。實(shí)驗(yàn)任務(wù)是用時(shí)域測量方法，測量二端一階“黑箱”的外特性，辨別“黑箱”內(nèi)部元件、元件參數(shù)及其連接方式?！昂谙洹蹦K的兩種測量方案如實(shí)驗(yàn)圖所示。 R1 Vs V0 Vs R1 V0 （a）方案A（黑箱接地） （b）方案B（電阻接地）3.

14、對實(shí)驗(yàn)測量方法的規(guī)定在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量時(shí), 必須將外接電阻與模塊串聯(lián)后接入信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)源采用幅度為l V的周期方波, 用示波器測量電路的階躍響應(yīng)波形, 通過初始值、穩(wěn)態(tài)值和時(shí)間常數(shù)的測量來計(jì)算和辨別 “黑箱”模塊內(nèi)部兩個(gè)元件的參數(shù)值和連接方式。不允許用萬用表等其他儀器或采用頻域阻抗測量等方法。實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)（1） 做好預(yù)習(xí)，推導(dǎo)四中模塊組合與電阻串聯(lián)時(shí)其端電壓階躍響應(yīng)表達(dá)式，也可用仿真方法預(yù)先得到波形。設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)測量方案，準(zhǔn)備好計(jì)算公式。（2） 預(yù)習(xí)并熟悉一種時(shí)間常數(shù)的測量方法。（3） 用兩種不同的接地方式測量輸出電壓波形。注意使用適當(dāng)阻值的外接串聯(lián)電阻，可以使波形參數(shù)的測量更容易。（4）

15、 調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的方波輸出周期，以便清楚觀測電壓波形中完整過渡過程。（5） 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。 預(yù)習(xí)內(nèi)容：用三要素法計(jì)算出四種黑箱與電阻串聯(lián)時(shí)，黑箱端電壓的階躍式響應(yīng)表達(dá)式；給出表達(dá)式和波形圖或仿真結(jié)果，確定測試方案。 記錄實(shí)際測試電路連接，測試步驟，測試數(shù)據(jù)和波形結(jié)果。實(shí)驗(yàn)檢查要點(diǎn)（1） 檢查預(yù)習(xí)：四種可能的黑箱連接時(shí)V0的一個(gè)周期波形 RL并聯(lián)（2） 實(shí)驗(yàn)中選擇的外接串聯(lián)電阻阻值為1k。（3） 判斷黑箱內(nèi)部動(dòng)態(tài)元件與電阻連接方式為R、L并聯(lián)。動(dòng)態(tài)元件及其參數(shù)為 L=5H 電阻值為 1k （4） 測得時(shí)間常數(shù)為 45s （5） 在實(shí)驗(yàn)圖中畫出兩種接地方式下輸出波形的草圖，標(biāo)出關(guān)鍵數(shù)據(jù)（初始值，穩(wěn)

16、態(tài)值等）。實(shí)驗(yàn)6.1 電路頻域特性的測量策動(dòng)點(diǎn)阻抗實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 掌握策動(dòng)點(diǎn)阻抗的測量方法。（2） 掌握示波器測量相位差的方法。實(shí)驗(yàn)儀器和器材信號(hào)發(fā)生器、示波器、毫伏表、實(shí)驗(yàn)箱。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. RC串并聯(lián)電路策動(dòng)點(diǎn)阻抗的測量RC串聯(lián)電路實(shí)驗(yàn)圖如圖所示，圖中R=1.2k，C1=0.47uF，C2=0.047uF，分別測量頻率為500Hz，2kHz，5kHz，10kHz時(shí)的策動(dòng)點(diǎn)阻抗。2. RC串聯(lián)電路策動(dòng)點(diǎn)阻抗的測量RC串聯(lián)電路如實(shí)驗(yàn)圖所示，圖中R=510，C=0.1uF。分別測量頻率為200Hz，2kHz，5kHz，10kHz時(shí)的策動(dòng)點(diǎn)阻抗。V10信發(fā)Tt500HZ34 mV5.02V2.01m

17、s0.185ms2KHZ55.5 mV5.04497us77us4KHZ65 mV5.02V252us42us10KHZ133.5 mV4.96101us20.6us實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)（1） 在測量策動(dòng)點(diǎn)阻抗模值時(shí)，每當(dāng)信號(hào)頻率改變后，要對Vs重新調(diào)整和測量幅度，保證其輸出電壓幅度不變。（2） 用雙軌跡法和橢圓法測量相位差時(shí)，要注意調(diào)整基線或坐標(biāo)原點(diǎn)的位置及圖形的形狀，以減小測量誤差。（3） 記錄實(shí)驗(yàn)圖電路2kHz時(shí)的雙軌跡波形及橢圓圖形，并標(biāo)出原始數(shù)據(jù)。（4） 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。 實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)電路、 設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)表格，詳細(xì)記錄每一個(gè)測量數(shù)據(jù)，各頻點(diǎn)阻抗結(jié)果。 將測量值與理論值比較，并分析誤差

18、的原因。 討論改善實(shí)驗(yàn)效果的措施，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)檢查要點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)圖中活出實(shí)驗(yàn)圖6-2所示RC串聯(lián)電路2kHz時(shí)的雙軌跡波形及橢圓圖形，并標(biāo)出原始數(shù)據(jù)。f500HZ2KHZ4KHZ10KHZ理論阻抗1163-i883799-i735399-i65088-i347理論阻抗(模)14611085762358測量阻抗(模)14611101760367理論阻抗(相)36425876測量阻抗(相)35415557實(shí)驗(yàn)結(jié)論測量策動(dòng)點(diǎn)阻抗可以通過額外加一個(gè)小電阻間接測量，由于有電容的存在，信號(hào)的頻率會(huì)顯著影響阻抗，隨著頻率的增大，阻抗變小。在測量高頻率時(shí)誤差較高實(shí)驗(yàn)6.2 電路頻域特性的測量電壓傳輸比實(shí)驗(yàn)

19、目的（1） 掌握傳輸電壓比頻率特性的兩種測量表示方法。（2） 理解低通和高通濾波器的頻率特性。實(shí)驗(yàn)儀器和器材信號(hào)發(fā)生器、示波器、毫伏表、實(shí)驗(yàn)箱。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 測量一階RC低通電路的頻率特性電路如圖，R=5.1k，C=0.047uF。電路的輸入端輸出一個(gè)電平為0dB的正弦信號(hào)，頻率范圍為50赫茲到20000赫茲。連接好后，首先改變信號(hào)源的頻率（從高到低），用毫伏表或示波器觀測輸出端電壓的變化，粗略地看一下電路是否具有低通特性，測量并記錄-3dB截止頻率。然后逐點(diǎn)測量該低通頻率的頻率特性。2. 測量一階RC高通電路的頻率特性電路如圖，R=5.1k，C=0.047uF。電路的輸入端輸出一個(gè)電壓為1V的正弦信號(hào)，頻率范圍為50赫茲到20000赫茲。如圖連接好電路，首先改變信號(hào)源的頻率（從高到低），用毫伏表或示波器觀測輸出端電壓的變化，粗略地看一下電路是否具有高通特性，