电路分析报告.docx

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1、基础电路分析教程实验报告14*班*预定时间：周六上午1012点2016/1/6目录实验2.1直流电路分析和仿真2实验3.1根本电子仪器的正确使用3实验3.2仪器性能研究4实验4.3简单电路设计和继电器的应用5实验5.3一节电路“黑箱”模块的时域测量和区分7实验6.1电路频域特性的测量一一策划点阻抗8实验6.2电路频域特性的测量一一电压传输比9实验2直流电路分析和仿真实验目的1 .学习Multisim建立电路、分析直流电路的方法2 .熟悉Multisim分析仿真模式中输出结果的常用后处理方法3 .掌握伏安特性的仿真测量4 .通过实验加深对叠加定理和戴维南定理的理解实验内容1 .测量二极管的伏安特

2、性(1) 建立实验电路图(2)仿真后得到的伏安特性曲线2 .验证叠加定理(1) 建立仿真电路(2) 仿真结果：A.VI作用结果B.v2作用结果C.vl,v2合作用个结果RlR2R3Vl单独作用8.727V3.273V3.273VV2单独作用2.727V-2.727V2.273VVI、V2作用11.455V0.545V5.545VV12=V1+V23 .求取戴维南等效电路（1） 建立仿真电路，其中a、b端为需要等效的端口（2） 仿真结果开口电压8.25V,等效电阻708.5Q。4 .验证最大功率传输定理（1） 将上图中的电流源换为一个负载电阻R4,建立仿真电路（2） 设定R4阻值从500Q变化到

3、1.6k。，步长为0.5Q,输出选择为R4的功率，启动分析仿真后得到R4功率随其阻值变化的曲线（3） 翻开测量游标，查找曲线最大值，得到最大功率值及其对应的负载电阻值最大功率对应的负载电阻为708.5Q。与（2）中的等效电阻相等。实验要求及考前须知（1）测量二极管的伏安特性需要测量在外加电压变化下的个点二极管电流值，需要在DCSweep分析对话框中设定输出变量为被测量二极管电流。（2）电压表和电流表设定在DC档。（3）在进行参数扫描分析时，需要选择适宜的参数变化范围和变化步长，可能需要根据仿真结果进行调整。同时注意选择其中根本仿真类型为DCOperatingPoint。（4）扫描分析时注意选择

4、适宜的输出变量，又是可以将输出变量组合成输出表达式。（5）仿真电路必须至少又一个节点连接接地符号。（6）实验报告要求记录所有仿真曲线。验证叠加定理时，将支路的电压记录在表格中并与理论值比拟。求取戴维南等效电路和验证最大功率传输定理时，将理论计算值与仿真结果进行比拟。思考如何让软件自动寻找曲线的最大值？可以将数据导出为Excel,然后排序后即可找出对应的最大电阻值。思考：在验证最大功率传输定理时，如何同时显示R4消耗功率和Vl输出功率的曲线？在参数扫描输出的选项框中同时输出P（R4）和P（Vl）即可。实验3.1根本电子仪器的正确使用实验目的掌握函数发生器、毫伏表、直流稳压电源、示波器的正确使用方

5、法。实验仪器及器材函数发生器、毫伏表、直流稳压电源、示波器、标准电阻箱。一、实验内容（1） 测量示波器校准信号的周期和峰-峰值实验表3-1示波器校准信号测量数据TIME/DIVXTfV/DIVYVpp200S51000S100OHz200mV3600mV（2）函数发生器输出有效值2V,频率分别为200Hz、5kHz、2MHz的正弦信号，用毫伏表和示波器测量函数发生器在各频率点的输出电压值。实验表3-2函数发生器正弦信号测量数据正弦毫伏表Vrms毫伏表Vpp示波器VPP200Hz2.043V5.778V5.94V5kHz2.061V5.828V6.00V2MHz2.098V5.927V6.06V

6、3）函数发生器分别输出频率为3kHz,峰峰值2V,直流偏置0.5V,占空比为50%和10%方波和三角波，用亳伏表和示波器测量函数发生器输出电压值。实验3-3函数发生器输出信号测量数据输出波形占空比毫伏表Vrms示波器Vpp方波50%1.127V2.11V10%0.207V2.IOV三角波50%0.572V2.08V10%0.571V2.08V（4）从直流稳压电源输出端连接出15V直流电压，并正确选择仪表测量输出的-15V电压。要求：在实验图中画出15V连线示意图和测量-15V电压的实验电路图。画出测量-15V电压时的波形图。实验要为(1)(2)直流稳压电源+地-+地-/、实验3+15V-15

7、V+15V15kV-15VS相应的kVS-15实验目的通过对仪器特性的研究，加深对其性能的认识，从而正确地使用仪器。实验仪器示波器、函数发生器、直流稳压电源、亳伏表、电路实验箱。实验内容1 .函数发生器负载特性的测量函数发生器输出峰峰值为5V、频率为IkHz的正弦信号。分别在函数发生器的输出端开路，并联50Q和100k。的电阻RI条件下，用毫伏表测量函数发生器的输出电压，并将测量结果记录在表中。实验表3-4函数发生器在不同负载下输出电压峰峰值负载Rl开路RI=50RI=100kQ输出电压Vpp4.927V2.105V4.30V解释电压变化的原因：函数发生器自身存在内阻计算函数发生器内阻RO的公

8、式：V=U二VPPR0+Rl）RO=（零1）Rl函数发生器内阻：52C2 .示波器输入阻抗对测量的影响直流稳压电源输出8V直流电压和两个IM电阻组成分压电路，用示波器测量电阻上直流分压比，看是否和理论值相符，并分析原因，计算出此时示波器输入阻抗中的电阻值。IMQ电路上理论电压值：4V示波器测量电压值：2.6V解释电压变化的原因：示波器自身的阻抗影响示波器输入阻抗中的电阻值：0.929*106。3 .测量直流稳压电源空载时的波纹电压。实验要求及考前须知（1）认真阅读教材的相关内容、（2） 波纹电压的定义参见教材稳压电源局部，测量时，示波器的输入耦合方式应置于AC。由于波纹电压较小，所以示波器的电

9、压灵敏度开关应放在（mV）级档位。实验43简单电路设计和继电器的应用实验目的（1） 学习继电器、电阻器、发光二极管等常用器件的测试方法和使用。（2） 学习简单电路的设计及电路连接。（3） 进一步掌握示波器测量交、直流电压的方法。实验仪器及器材直流稳压电源、万用表、示波器、实验箱。实验内容(I)用万用表判别出给定9V单刀双掷继电器的管脚。方法：线圈端：常开端：电阻无穷大常闭端：电阻为O结果：1刀，2常开点，3常闭点，45线圈端(2) 用万用表测量出线圈电阻：220.9O继电器线圈的功率为0.36W,计算出继电器线圈两端允许电压的最大值：8.92VO(3) 测量继电器的吸合电压、释放电压、并确定工

10、作电压。计算出三种电压下线圈中的电流，将数据填入实验表。实验表4-1继电器特性数据吸合电压吸合电流释放电压释放电流工作电压工作电流5.8V0.026A1.8V0.001A9V0.041A(4) 设计一个继电器控制发光管工作电路。实验时提供一个9V单刀双掷继电器，2个直插式红色发光管，实验箱中的系列电阻。设计一个继电器控制电路，要求通过继电器工作电压控制两个发光管交替工作。发光管工作电路电源电压为5.6V,要求发光管工作电流一个为IOmA,另一个为5mA,按设计搭接调试电路。电路工作正常后，用示波器测量发光管点亮时的管压降V1.ED1：1.84V和V1.ED2：1.78V,并核实各发光管电流I1

11、ED1.10.44mA和I1.ED2：5.09mA,看是否满足设计要求。(5) 将发光管工作电路电源电压的直流换成3Vrms正弦信号，调节频率从IHZ变化到100Hz,观察1.ED的发光情况，并记录100Hz时发光管上电压波形。实验要求及考前须知(1) 预习继电器根本参数和检测方法。(2) 预习发光二极管的特性及使用方法。(3) 预习电阻器的分压及限流作用。(4) 电源接入电路前应先检查其输入电压是否适宜，调整继电器工作电压时应慢慢调节，且不得大于继电器标称工作电压，防止电压过高烧坏电路元件。(5) 用示波器测量电路中电压时，注意示波器地线一定要其他仪器的地线连接在一起。实验5.3一节电路“

12、黑箱”模块的时域测量和区分实验目的（1） 熟练运用动态电路波形测量和时间常数测量法。（2） 综合运用一阶动态电路分析理论知识，深入理解动态元件特性和一节动态电路特有的阶跃响应波形。实验仪器和器材信号发生器、示波器、“黑箱”模块、实验箱。实验内容1 .二端“黑箱”黑箱是指隐藏了连接方式和元件参数的一个电阻和一个动态元件用串/并联方式构成的二端模块。在本实验中，模块作为被测量和识别的对象。一个模块中的动态元件可能是电感或电容，与电阻的连接方式可能是串联或并联。2 .实验任务每组学生随机领取一个“黑箱模块，利用通用实验板上的一个阻值的电阻，串联黑箱模块构成被测电路。实验任务是用时域测量方法，测量二端

13、一阶“黑箱”的外特性，区分“黑箱”内部元件、元件参数及其连接方式。黑箱模块的两种测量方案如实验图所示。（八）方案A（黑箱接地）b）方案B（电阻接地）3 .对实验测量方法的规定在进行实验测量时，必须将外接电阻与模块串联后接入信号发生器，信号源采用幅度为IV的周期方波，用示波信测量电路的阶跃响应波形，通过初始值、稳态值和时间常数的测量来计算和辨别“黑箱”模块疝部两个元件的参数值和连接方式。不允许用万用表等其他仪器或采用频域阻抗测量等方法。实验要求及考前须知（1） 做好预习，推导四中模块组合与电阻串联时其端电压阶跃响应表达式，也可用仿真方法预先得到波形。设计好实验测量方案，准备好计算公式。（2） 预

14、习并熟悉一种时间常数的测量方法。（3）用两种不同的接地方式测量输出电压波形。注意使用适当阻值的外接串联电阻，可以使波形参数的测量更容易。（4） 调整信号发生器的方波输出周期，以便清楚观测电压波形中完整过渡过程。（5） 实验报告要求。预习内容：用三要素法计算出四种黑箱与电阻串联时，黑箱端电压的阶跃式响应表达式;给出表达式和波形图或仿真结果，确定测试方案。记录实际测试电路连接，测试步骤，测试数据和波形结果。实验检查要点（1） 检查预习：四种可能的黑箱连接时VO的一个周期波形R1.并联（2）实验中选择的外接串联电阻阻值为IkQ。（3）判断黑箱内部动态元件与电阻连接方式为R、1.并联。动态元件及其参数

15、为1.=5H电阻值为IkQ（4）测得时间常数为45心（5）在实验图中画出两种接地方式下输出波形的草图，标出关键数据（初始值，稳态值等）。电路频域测量阻抗实验6.1特性的策划点实验目的（I）掌握策划点阻抗的测量方法。（2）掌握示波器测量相位差的方法。实验仪器和器材信号发生器、示波器、毫伏表、实验箱。实验内容1. RC串并联电路策划点阻抗的测量RC串联电路实验图如下图，图中R=I.2kQ,Cl=0.47uF,C2=0.047uF,分别测量频率为500Hz,2kHz,5kHz,IokHZ时的策划点阻抗。2. RC串联电路策划点阻抗的测量RC串联电路如实验图所示，图中R=510,C=O,IuFo分别测

16、量频率为200Hz,2kHz,5kHz,IOkHz时的策划点阻抗。VlOQ信发T500HZ34mV5.02V2.Olms0.185ms2KHZ55.5mV5.04497us77us4KHZ65mV5.02V252US42usIOKHZ133.5mV4.96IOlus20.6us实验要求及考前须知（I）在测量策划点阻抗模值时，每当信号频率改变后，要对Vs重新调整和测量幅度，保证其输出电压幅度不变。（2）用双轨迹法和椭圆法测量相位差时，要注意调整基线或坐标原点的位置及图形的形状，以减小测量误差。（3） 记录实验图电路2kHz时的双轨迹波形及椭圆图形，并标出原始数据。（4） 实验报告要求。实验原理、

17、实验电路、设计合理的数据表格，详细记录每一个测量数据，各频点阻抗结果。将测量值与理论值比拟，并分析误差的原因。讨论改善实验效果的措施，并总结实验经验。实验检查要点在实验图中活出实验图6-2所示RC串联电路2kHz时的双轨迹波形及椭圆图形，并标出原始数据。f500HZ2KHZ4KHZIOKHZ理论阻抗1163-i883799-1735399-i65088-i347理论阻抗（模）14611085762358测量阻抗（模）1461HOl760367理论阻抗（相）36425876测量阻抗（相）3541而57实验结论测量策划点阻抗可以通过额外加一个小电阻间接测量，由于有电容的存在，信号的频率会显著影响阻

18、抗，随着频率的增大，阻抗变小。在测量高频率时误差较高实验6.2电路频域特性的测量一一电压传输比实验目的（I）掌握传输电压比频率特性的两种测量表示方法。（5） 理解低通和高通滤波器的频率特性。实验仪器和器材信号发生器、示波器、毫伏表、实验箱。实验内容1 .测量一阶RC低通电路的频率特性电路如图，R=5.1k,C=0.047uFo电路的输入端输出一个电平为OdB的正弦信号，频率范围为50赫兹到20000赫兹。连接好后，首先改变信号源的频率（从高到低），用亳伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看一下电路是否具有低通特性，测量并记录-3dB截止频率。然后逐点测量该低通频率的频率特性。2 .测量一阶

19、RC高通电路的频率特性电路如图，R=5.1k,C=0.047uFo电路的输入端输出一个电压为IV的正弦信号，频率范围为50赫兹到20000赫兹。如图连接好电路，首先改变信号源的频率（从高到低），用毫伏表或示波器观测输出端电压的变化，粗略地看一下电路是否具有高通特性，测量并记录-3dB截止频率。然后逐点测量该高通电路的频率特性。实验要求及考前须知（1） 在测试过程中，低通电路在改变频率后要始终保持输入电平为OdB；高通电路在改变频率后要始终保持输入电压为IVo（2） 测试频率点要根据特性曲线的变化趋势合理选择，但不少于10个，最好一边记录数据，一边把“点”描在坐标纸上，一旦发现所测曲线存在缺乏，

20、可及时增加测试点。（3） 实验报告要求。总结RC低通电路的工作原理，简述实验方案及实验过程。根据测试数据在坐标纸上绘制低通的幅频特性曲线和相频特性曲线，采用半对数坐标系,横坐标用对数坐标，单位为赫兹，纵坐标用均匀刻度，单位为“dB”或“度总结RC高通电路的工作原理，简述实验方案及实验过程。根据测试数据在坐标纸上绘制高通的频率特性曲线。对本次实验做出客观的评述，总结。实验数据及处理fV2(dBV)相位差V2(电压mV)相位差50-0.0893.9671.8989.3100-0.1358.2814884.6500-1.85635.50592.559.4650-3.07942.1669150.4Ik-4.91254.99707.645.61.5k-7.52462.73820.135.22k-17.3265.58909.430.15k-21.3077.4945.219.38k-23.1783.19102014.3IOk-26.6385.4610285.7620k-29.0289.310305实验结论两种电路分别有低通和高通功能。