4.1示波器的使用 一、实验目的 1.了解电子技术实验系统的基本组成部分。2.了解示波器的基本原理及其性能指标。3.掌握示波器 面板旋钮的正确使用，掌握用示波器定量测量周期信号的方法。 二、实验预习与思考 1.阅读示波器的基本原理、面板旋钮的功能、仪器的性能指标。2.示波器可以测试什么样的信号？其 频响范围是多少？ 三、实验原理 1,电子技术实验系统的框图 基本的电子技术实验系统框图如图41-1所示，由被测网络、激励、提供直流偏置的仪器、测量仪器组 成。在本门课程中，采用函数发生器作为激励：直流稳压电源提供直流偏置：用示波器、晶体管毫伏表、万用 表等一些测量仪器测试激励或响应信号的参量。 函数发生器 提供激励 被测网络 测量相关参量 示波器毫伏表 万用表等 直流 置 直流稳压电源 图4-1-1基本电子技术实验系统 2.电缆线结构的介绍 实验室中配有两种与仪器相连的测量线，一种是示波器的10？1无源电压探头，一种是开路电缆，可用 于其他的常用电子测量仪器：测试低频信号时，也可作为示波器的测量连接线。下面从结构上说明两者之间的 差别，先介绍共同点。 探头和开路电缆与仪器相连的部分均称为Q9插头。电缆线均为四层结构，如图41-2所示。最里面的是 一个比较粗的铜导线，作为信号传输通路，连接到Q9插头的探针：第2层是白色的聚合物，起绝缘作用：第 3层是很细的铜线做成的网状层，起屏蔽抑制干扰的作用，该层导通层将和Q9插头的外壳连通：最外层是一 层黑色的绝缘封装层。 外壳 屏蔽电织 探针 至示波器 R 输入端 金属屏薇罩 图41-2电缆线的四层结构 图4-1-3探头的结构
4.1 示波器的使用 一、实验目的 1．了解电子技术实验系统的基本组成部分。2．了解示波器的基本原理及其性能指标。3．掌握示波器 面板旋钮的正确使用，掌握用示波器定量测量周期信号的方法。 二、实验预习与思考 1．阅读示波器的基本原理、面板旋钮的功能、仪器的性能指标。2．示波器可以测试什么样的信号？其 频响范围是多少？ 三、实验原理 1．电子技术实验系统的框图 基本的电子技术实验系统框图如图 4-1-1 所示，由被测网络、激励、提供直流偏置的仪器、测量仪器组 成。在本门课程中，采用函数发生器作为激励；直流稳压电源提供直流偏置；用示波器、晶体管毫伏表、万用 表等一些测量仪器测试激励或响应信号的参量。 2．电缆线结构的介绍 实验室中配有两种与仪器相连的测量线，一种是示波器的 10?1 无源电压探头，一种是开路电缆，可用 于其他的常用电子测量仪器；测试低频信号时，也可作为示波器的测量连接线。下面从结构上说明两者之间的 差别，先介绍共同点。 探头和开路电缆与仪器相连的部分均称为 Q9 插头。电缆线均为四层结构，如图 4-1-2 所示。最里面的是 一个比较粗的铜导线，作为信号传输通路，连接到 Q9 插头的探针；第 2层是白色的聚合物，起绝缘作用；第 3 层是很细的铜线做成的网状层，起屏蔽抑制干扰的作用，该层导通层将和 Q9插头的外壳连通；最外层是一 层黑色的绝缘封装层
两者的不同之处在于测试端：开路电缆的测试端连接一对红黑鳄鱼夹，红色鳄鱼夹通过芯线与Q9插头 的探针连通：黑色鳄鱼夹通过屏蔽层与Q9插头的外壳连通。而探头的测试端连接的是一个黑色鳄鱼夹和探 头，探头的结构如图4-1-3所示。示波器输入电阻一般为1MQ,R1为探头内的串联电阻，通常为9M,C1 为探头的分布电容和微调补偿电容，它们组成一个具有高频补偿的RC型10？1分压器。 所以无论是开路电缆还是探头，在使用黑鳄鱼夹须接电路的公共端钮：而开路电缆的红鳄鱼夹、探头的 探探针在使用时是须接信号端。 3,电子测量中“共地”的概念 保护接地是为防止绝缘损坏造成设备带电危及人身安全而将电气设备的外壳同地之间牢固连接的保护装 置，它有接地与接零两种方式。保护接地的目的是为了使设备与大地之间有一条低阻抗的电流通路，以保证人 身安全和设施的安全。任何高压电气设备及电子设备的机壳、底座均需要安全接地，以避免高电压直接接触机 壳或避免由于内部绝缘损坏造成漏电打火使机壳带电，否则人体触及机壳就会触电。 信号接地就是在系统和设备之间，采用低阻抗的导线为各种电路提供具有共同参考电位的信号返回通 路，使流经该地线的各电路信号电流互不影响。 与保护接地的目的不同，信号接地主要是为了消除外界或其他设备对本设备的干扰。电路及设备的各部 分都连接到一个共同的等电位点或等电位面，以便有一个共同的参考电位，使各部分电路均执行其正常功能。 四、测试方法 1,周期信号中周期（频率）和峰峰值电压的测量方法 用示波器可以直接观测周期电压信号的波形，在观测时，应尽可能地放大波形：显示在荧光屏上的波形 峰峰高度应占3格以上，周期宽度应占5格以上。 (1)周期和频率的测量方法读信号一个周期在荧光屏水平方向上所占的格数，记为Hx(dv),确定扫 描时间因数旋钮刻度槽所对应的位置X(sec/div),周期可确定为： T=H.(div)·Xsec/div） 频率可由周期的倒数确定。 (2)电压的测量方法读信号的波峰到波谷在荧光屏垂直方向上所占的格数，记为Hy(dv)，读出垂直 灵敏度旋钮刻度槽所对应的位置Y(volts/.div),峰-峰值可确定为： =H(div).Y(volts/div) u(0.5V/div) 1.6 (0.2ms/div) -1.6 图4-1-4定量地记录波形示例 2,周期电压波形的定量测量方法 在定量的记录波形时，应标明坐标、坐标含义、原点、刻度、单位及完整的周期，如图414示例
两者的不同之处在于测试端：开路电缆的测试端连接一对红黑鳄鱼夹，红色鳄鱼夹通过芯线与 Q9 插头 的探针连通；黑色鳄鱼夹通过屏蔽层与 Q9插头的外壳连通。而探头的测试端连接的是一个黑色鳄鱼夹和探 头，探头的结构如图 4-1-3所示。示波器输入电阻一般为 1MΩ，R1 为探头内的串联电阻，通常为 9MΩ，C1 为探头的分布电容和微调补偿电容，它们组成一个具有高频补偿的 RC 型 10?1 分压器。 所以无论是开路电缆还是探头，在使用黑鳄鱼夹须接电路的公共端钮；而开路电缆的红鳄鱼夹、探头的 探探针在使用时是须接信号端。 3．电子测量中“共地”的概念 保护接地是为防止绝缘损坏造成设备带电危及人身安全而将电气设备的外壳同地之间牢固连接的保护装 置，它有接地与接零两种方式。保护接地的目的是为了使设备与大地之间有一条低阻抗的电流通路，以保证人 身安全和设施的安全。任何高压电气设备及电子设备的机壳、底座均需要安全接地，以避免高电压直接接触机 壳或避免由于内部绝缘损坏造成漏电打火使机壳带电，否则人体触及机壳就会触电。 信号接地就是在系统和设备之间，采用低阻抗的导线为各种电路提供具有共同参考电位的信号返回通 路，使流经该地线的各电路信号电流互不影响。 与保护接地的目的不同，信号接地主要是为了消除外界或其他设备对本设备的干扰。电路及设备的各部 分都连接到一个共同的等电位点或等电位面，以便有一个共同的参考电位，使各部分电路均执行其正常功能。 四、测试方法 1．周期信号中周期（频率）和峰峰值电压的测量方法 用示波器可以直接观测周期电压信号的波形，在观测时，应尽可能地放大波形：显示在荧光屏上的波形 峰-峰高度应占 3格以上，周期宽度应占 5格以上。 （1）周期和频率的测量方法读信号一个周期在荧光屏水平方向上所占的格数，记为 Hx（div），确定扫 描时间因数旋钮刻度槽所对应的位置 X（sec/div），周期可确定为： 频率可由周期的倒数确定。 （2）电压的测量方法读信号的波峰到波谷在荧光屏垂直方向上所占的格数，记为 Hy（div），读出垂直 灵敏度旋钮刻度槽所对应的位置 Y（volts/div），峰-峰值可确定为： 2．周期电压波形的定量测量方法 在定量的记录波形时，应标明坐标、坐标含义、原点、刻度、单位及完整的周期，如图 4-1-4 示例
3,含有直流分量周期电压信号的定量测试方法 含有直流分量的周期信号在测量时，首先应将示波器的垂直耦合方式置于接地(GND),此时示波器的 扫描时基线便是零电位线，零电位在荧光屏上的位置可根据垂直位移旋钮确定。零电位的位置确定后，将示波 器的垂直耦合开关置于DC耦合，其直流分量的大小可由以下公式求解： 2 波形示例如图4-15所示。 3.6( 44(0.5Viw) t (0.2ms/div) 34 -1.6(Vm 图4-1-5含有直流分量的信号 五、实验内容 示波器校准信号的测量： 示波器的校准信号是由示波器内部电路产生的一个占空比为50%的方波，其目的是为了让维护人员对面 板的波段开关进行校准。该内容的目的是为了熟悉示波器的面板。 测试示波器的校准信号，比较AC和DC耦合下的区别，完成表4-1-1。 表41-1 示波器校准信号的测量 参数 测量值 波形（定量） 垂直灵敏度(vots/div) 波峰波谷所占格数 峰峰电压V2 直流分量V 时间因数(sec/div) 一个周期所占格数 周期 六、注意事项 示波器在进行定量测试时，垂直灵敏度微调和扫描速度微调旋钮应置于校准位置。 七、实验报告要求
3．含有直流分量周期电压信号的定量测试方法 含有直流分量的周期信号在测量时，首先应将示波器的垂直耦合方式置于接地（GND），此时示波器的 扫描时基线便是零电位线，零电位在荧光屏上的位置可根据垂直位移旋钮确定。零电位的位置确定后，将示波 器的垂直耦合开关置于 DC 耦合，其直流分量的大小可由以下公式求解： 波形示例如图 4-1-5所示。 五、实验内容 示波器校准信号的测量： 示波器的校准信号是由示波器内部电路产生的一个占空比为 50%的方波，其目的是为了让维护人员对面 板的波段开关进行校准。该内容的目的是为了熟悉示波器的面板。 测试示波器的校准信号，比较 AC 和 DC 耦合下的区别，完成表 4-1-1。 六、注意事项 示波器在进行定量测试时，垂直灵敏度微调和扫描速度微调旋钮应置于校准位置。 七、实验报告要求
1.实验内容中要求定量绘出波形应描绘在坐标纸上，标明其相应的坐标。2.归纳总结实验过程中故障 出现的原因及排除方法。 八、实验器材 示波器一台
1．实验内容中要求定量绘出波形应描绘在坐标纸上，标明其相应的坐标。2．归纳总结实验过程中故障 出现的原因及排除方法。 八、实验器材 示波器一台
>>4.2函数发生器、晶体管毫伏表的使用 一、实验目的 1.了解函数发生器、晶体管毫伏表的基本原理及其性能指标。2.熟悉函数发生器、晶体管毫伏表的面 板旋钮及正确使用方法。3.进一步掌握周期信号波形的定量测试方法，掌握示波器测量交流信号中直流分量 的方法。4.掌握交流信号有效值的测试方法。 二、实验预习与思考 1.阅读理解函数发生器的基本原理、面板旋钮的功能、仪器的性能指标。2.函数发生器可以输出哪些 波形？其频响范围是多少？3.晶体管毫伏表可以测量什么样的信号，其测试的结果是有效值还是振幅？晶体 管毫伏表的频响范围是多少？ 三、实验原理 1.函数发生器的基本原理和面板 函数发生器的基本原理和面板功能介绍请参考教材2.4。 2.晶体管毫伏表的基本原理和面板 晶体管毫伏表的基本原理和面板功能介绍请参考教材2.5。 3.电子测量中“共地”的概念 四、测试方法 本实验中涉及的测试方法有：周期信号的定量测量与波形的定量绘制、含有直流分量的周期信号的定量 测量，实验一中均以作详细讲解，在此不再赘述。 五、实验内容 1.周期信号的定量测量 熟悉函数发生器和示波器的面板旋钮、定量地绘制波形，完成表4-2-1。 表4-2-1周期信号的测呈 信号 波形（定量） 正弦波(10kHz、43V、V=-1.5V) 三角波（户5kHz、p=4V、V=1V) 方波(=1kHz、4p=3V、'=0V) 2.函数发生器输出范围的测量 试用晶体管毫伏表测量函数发生器在输出频率为1kHz、输出为正弦波时输出范围，记录：ux和 六、注意事项 1.示波器在进行定量测试时，垂直灵敏度微调和扫描速度微调旋钮应置于校准位置。2.函数发生器的 频率是直接读数，与频段输出范围无倍乘关系。3.注意函数发生器的输出幅度的两个衰减按键的灵活使用。 4.晶体管毫伏表测量出的大小是有效值，注意与信号源输出幅值显示以及示波器的测量之间有2√2的换算关 系。 七、实验报告要求
>>4.2 函数发生器、晶体管毫伏表的使用 一、实验目的 1．了解函数发生器、晶体管毫伏表的基本原理及其性能指标。2．熟悉函数发生器、晶体管毫伏表的面 板旋钮及正确使用方法。3．进一步掌握周期信号波形的定量测试方法，掌握示波器测量交流信号中直流分量 的方法。4．掌握交流信号有效值的测试方法。 二、实验预习与思考 1．阅读理解函数发生器的基本原理、面板旋钮的功能、仪器的性能指标。2．函数发生器可以输出哪些 波形？其频响范围是多少？3．晶体管毫伏表可以测量什么样的信号，其测试的结果是有效值还是振幅？晶体 管毫伏表的频响范围是多少？ 三、实验原理 1．函数发生器的基本原理和面板 函数发生器的基本原理和面板功能介绍请参考教材 2.4。 2．晶体管毫伏表的基本原理和面板 晶体管毫伏表的基本原理和面板功能介绍请参考教材 2.5。 3．电子测量中“共地”的概念 四、测试方法 本实验中涉及的测试方法有：周期信号的定量测量与波形的定量绘制、含有直流分量的周期信号的定量 测量，实验一中均以作详细讲解，在此不再赘述。 五、实验内容 1．周期信号的定量测量 熟悉函数发生器和示波器的面板旋钮、定量地绘制波形，完成表 4-2-1。 2．函数发生器输出范围的测量 试用晶体管毫伏表测量函数发生器在“输出频率为 1kHz、输出为正弦波”时输出范围，记录：umax 和 umin。 六、注意事项 1．示波器在进行定量测试时，垂直灵敏度微调和扫描速度微调旋钮应置于校准位置。2．函数发生器的 频率是直接读数，与频段输出范围无倍乘关系。3．注意函数发生器的输出幅度的两个衰减按键的灵活使用。 4．晶体管毫伏表测量出的大小是有效值，注意与信号源输出幅值显示以及示波器的测量之间有 的换算关 系。 七、实验报告要求
1.实验内容中要求定量绘出的波形应描绘在坐标纸上，标明其相应的坐标。 2.归纳总结实验过程中故障出现的原因及排除方法。 八、实验器材 1.示波器一台2.函数发生器一台3.晶体管毫伏表一台
1．实验内容中要求定量绘出的波形应描绘在坐标纸上，标明其相应的坐标。 2．归纳总结实验过程中故障出现的原因及排除方法。 八、实验器材 1．示波器一台 2．函数发生器一台 3．晶体管毫伏表一台
>>4.3直流稳压电源、万用表的使用 一、实验目的 1.了解直流稳压电源、万用表的基本原理及其性能指标。2.加深对常用电子测量仪器性能指标的了 解。3.掌握直流稳压电源和万用表的正确使用方法。4.掌握直流电压、直流电流的测量方法。 二、实验预习与思考 1.阅读理解直流稳压电源、万用表的基本原理、面板旋钮功能、仪器性能指标。2.示波器、函数发生 器、晶体管毫伏表以及万用表的频响范围分别是多少？ 三、实验原理 1.直流稳压电源的基本原理和面板直流稳压电源的基本原理和各个面板功能介绍请参考教材第二章22 节，在此不再赘述。 2.万用表的基本原理和面板万用表的基本原理和各个面板功能介绍请参考教材第二章2.1节，在此不再 赘述。 四、测试方法 1.直流电压的测试方法通过常用电子测量仪器学习，我们知道实现直流电压测试的仪器有两种即万用 表和示波器。 用万用表在测量时，应注意以下几个问题：其一，若不知道被测电压的大小，应先用最高挡，而后再选 用合适的挡位来测试，所选用的挡位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。其二，要注意万用表内阻对被测量 的影响。其三，若用指针万用表在测量未知电压时，应注意正负极的判断。 示波器测量直流电压时，应先将垂直通道的耦合方式需置于接地GND耦合，此时，荧 DC- 格数 GND一 图4-3-1直流电压的测量 光屏上的水平时基线即测量时的零电位线，可使用垂直位移旋钮 调节零基线的位置。确定了零基线后，将垂直耦合方式置于DC耦合，可读出时基线上移或下移的格数，该格 数乘以灵敏度即为直流电压的大小，如图431所示。 2.直流电流的测试方法可以直接测量电流的仪器只有万用表，测量时，首先注意电流表应串联在被测 电路中：其次，一定要注意量程的选择、表笔线的接孔转换。否则，会烧掉保险，甚至损坏万用表。 五、实验内容 1,直流电压的测量用直流稳压电源提供5V电压输出，试用万用表、示波器分别测量其大小，并定量地 绘出示波器的测量结果。 2.用直流电流的测量用直流稳压电源提供2mA的电流输出，试用万用表测量其大小。 3.常用电子测量仪器频响范围的了解该内容测试的主要目的是根据测试结果加深对仪器频响范围的理 解，如表431所示
>>4.3 直流稳压电源、万用表的使用 一、实验目的 1．了解直流稳压电源、万用表的基本原理及其性能指标。2．加深对常用电子测量仪器性能指标的了 解。3．掌握直流稳压电源和万用表的正确使用方法。4．掌握直流电压、直流电流的测量方法。 二、实验预习与思考 1．阅读理解直流稳压电源、万用表的基本原理、面板旋钮功能、仪器性能指标。2．示波器、函数发生 器、晶体管毫伏表以及万用表的频响范围分别是多少？ 三、实验原理 1．直流稳压电源的基本原理和面板直流稳压电源的基本原理和各个面板功能介绍请参考教材第二章 2.2 节，在此不再赘述。 2．万用表的基本原理和面板万用表的基本原理和各个面板功能介绍请参考教材第二章 2.1 节，在此不再 赘述。 四、测试方法 1．直流电压的测试方法通过常用电子测量仪器学习，我们知道实现直流电压测试的仪器有两种即万用 表和示波器。 用万用表在测量时，应注意以下几个问题：其一，若不知道被测电压的大小，应先用最高挡，而后再选 用合适的挡位来测试，所选用的挡位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。其二，要注意万用表内阻对被测量 的影响。其三，若用指针万用表在测量未知电压时，应注意正负极的判断。 示波器测量直流电压时，应先将垂直通道的耦合方式需置于接地/GND 耦合，此时，荧 光屏上的水平时基线即测量时的零电位线，可使用垂直位移旋钮 调节零基线的位置。确定了零基线后，将垂直耦合方式置于 DC耦合，可读出时基线上移或下移的格数，该格 数乘以灵敏度即为直流电压的大小，如图 4-3-1所示。 2．直流电流的测试方法可以直接测量电流的仪器只有万用表，测量时，首先注意电流表应串联在被测 电路中；其次，一定要注意量程的选择、表笔线的接孔转换。否则，会烧掉保险，甚至损坏万用表。 五、实验内容 1．直流电压的测量用直流稳压电源提供 5V 电压输出，试用万用表、示波器分别测量其大小，并定量地 绘出示波器的测量结果。 2．用直流电流的测量用直流稳压电源提供 2mA 的电流输出，试用万用表测量其大小。 3．常用电子测量仪器频响范围的了解该内容测试的主要目的是根据测试结果加深对仪器频响范围的理 解，如表 4-3-1所示
表4-3-1同一电压不同测量仪器的测呈 测试条件（正弦波） 示波器(V) 晶体管毫伏表 万用表 400Hz 8 10kHz 8 400kHz e 2MHz 8 六、注意事项 1. 使用万用表测量电压时，应注意使万用表置于相应的量程。2.在测量电流时，应注意电流表的串 联。3.仪器在使用时，一定要了解其频响范围，否则会造成错误的测量结果。 七、实验报告要求 1.根据测量数据和波形，总结实验结果，得出相应结论。2.归纳总结实验过程中故障出现的原因及排 除方法。 八、实验器材 1.示波器一台2.函数发生器一台3.晶体管毫伏表一台4.万用表一台5.直流稳压电源一台
六、注意事项 1．使用万用表测量电压时，应注意使万用表置于相应的量程。2．在测量电流时，应注意电流表的串 联。3．仪器在使用时，一定要了解其频响范围，否则会造成错误的测量结果。 七、实验报告要求 1．根据测量数据和波形，总结实验结果，得出相应结论。2．归纳总结实验过程中故障出现的原因及排 除方法。 八、实验器材 1．示波器一台 2．函数发生器一台 3．晶体管毫伏表一台 4．万用表一台 5．直流稳压电源一台
4.4叠加定理的验证 一、实验目的 1.进一步掌握直流稳压电源和万用表的使用方法。2.掌握直流电压和直流电流的测试方法。3.进一 步加深对叠加定理的理解。 二、实验预习与思考 1.叠加定理中，某一源单独作用时，其他源应置零。问实验中如何实现电压源置零？可否将电压源直 接短路？2.对于非线性电路，叠加定理可否成立？3.请自拟电路实现叠加定理的验证，并自拟表格记录数 据。 三、实验原理 1. 叠加定理叠加定理指出，全部电源在线性电路中产生的任一电压或电流，等于每一个电源单独作用 产生的相应电压或电流的代数和。 如图4-41(a)所示电路，电路中的各支路电流、电压等于图4-4-1(b)中u1s单独作用产生的电流、 电压与图44-1(c)中u2s单独作用产生的电流、电压的代数和。 11 R R i R R 1”R R R (a) (b) (c) 图44-1盎加定理原理图 2.面包板和色环电阻的识别面包板和色环电阻的识别见本教材第一章，在此不再赘述。 四、测试方法 直流电压、电流的测试方法在第四章4.3节中已有介绍，在此也不再赘述。 五、实验内容 根据元件包中所提供元件，自拟实验电路，在面包板上实现实验电路的搭建：并根据自拟的实验电路设 计表格，记录相关数据，验证叠加定理。 六、注意事项 1.在验证叠加定理时，电压源不能直接置零，而应用短路线替代电压源，否则可能会损坏直流稳压电 压。2.在测试电流时，电流表应串联在电路中，否则会损坏电流表。3.无论是测量电压还是电流，都应先从 大量程测起，再根据具体值换小量程。 七、实验报告要求 1.根据所测实验数据验证叠加定理。2.归纳总结实验过程中故障出现的原因及排除方法。 八、实验器材 1.直流稳压电源一台2.万用表一只3.面包板一个4.电阻、电位器、导线若干
4.4 叠加定理的验证 一、实验目的 1．进一步掌握直流稳压电源和万用表的使用方法。2．掌握直流电压和直流电流的测试方法。3．进一 步加深对叠加定理的理解。 二、实验预习与思考 1．叠加定理中，某一源单独作用时，其他源应置零。问实验中如何实现电压源置零？可否将电压源直 接短路？2．对于非线性电路，叠加定理可否成立？3．请自拟电路实现叠加定理的验证，并自拟表格记录数 据。 三、实验原理 1．叠加定理叠加定理指出，全部电源在线性电路中产生的任一电压或电流，等于每一个电源单独作用 产生的相应电压或电流的代数和。 如图 4-4-1（a）所示电路，电路中的各支路电流、电压等于图 4-4-1（b）中 u1S单独作用产生的电流、 电压与图 4-4-1（c）中 u2S单独作用产生的电流、电压的代数和。 2．面包板和色环电阻的识别面包板和色环电阻的识别见本教材第一章，在此不再赘述。 四、测试方法 直流电压、电流的测试方法在第四章 4.3节中已有介绍，在此也不再赘述。 五、实验内容 根据元件包中所提供元件，自拟实验电路，在面包板上实现实验电路的搭建；并根据自拟的实验电路设 计表格，记录相关数据，验证叠加定理。 六、注意事项 1．在验证叠加定理时，电压源不能直接置零，而应用短路线替代电压源，否则可能会损坏直流稳压电 压。2．在测试电流时，电流表应串联在电路中，否则会损坏电流表。3．无论是测量电压还是电流，都应先从 大量程测起，再根据具体值换小量程。 七、实验报告要求 1．根据所测实验数据验证叠加定理。2．归纳总结实验过程中故障出现的原因及排除方法。 八、实验器材 1．直流稳压电源一台 2．万用表一只 3．面包板一个 4．电阻、电位器、导线若干
4.5一阶电路时域响应的测量 一、实验目的 1.进一步掌握一阶RC电路的零输入响应，零状态响应和全响应。2.掌握一阶电路的时间常数的测量 方法。3.研究电路参数对响应的影响。 二、实验预习与思考 1.能不能加直流激励用手动开关实现三种状态响应波形的观测？如果不行用什么样的激励信号实现？ 2.激励信号的周期、电路的时间常数以及三种状态响应之间有什么样的关系？ 三、实验原理 描述含有储能元件的电路方程为微分方程，用一个一阶微分方程描述的电路，称为一阶电路，典型的一 阶电路为RC和RL电路。 1.零状态响应储能元件的初始状态为零，仅仅由激励引起的响应，称为零状态响应。如图4-5-1所示电 路，电路达到稳态，t=0时，开关换路至1端，心0后，电路的响应为零状态响应，电容电压的响应为： uc)=了 t≥0 式中=RC称为时间常数，τ反映了电容充放电的快慢，经过5π后，电容电压可充至电源电压的 99.3%,因此工程上认为经过5π后充电结束。电容的电压响应是随指数规律上升的充电波形，如图4-5-2所 示。 ↑uc() Us 图4-5-1一阶RC电路 图45-2零状态响应 2.零输入响应仅仅由储能元件的初始状态引起的响应为零输入响应。如图4-5-3所示电路，电路达到稳 态，t=0时，开关换路至2端，心0后，电路的响应为零输入响应，电容的电压响应为： uc (t)=Uger t≥0 电容的电压响应是随指数规律下降的放电波形，如图4-5-4所示。 ↑uc) Us 图4-5-3一阶RC电路 图45-4零输入响应
4.5 一阶电路时域响应的测量 一、实验目的 1．进一步掌握一阶 RC 电路的零输入响应，零状态响应和全响应。2．掌握一阶电路的时间常数的测量 方法。3．研究电路参数对响应的影响。 二、实验预习与思考 1．能不能加直流激励用手动开关实现三种状态响应波形的观测？如果不行用什么样的激励信号实现？ 2．激励信号的周期、电路的时间常数以及三种状态响应之间有什么样的关系？ 三、实验原理 描述含有储能元件的电路方程为微分方程，用一个一阶微分方程描述的电路，称为一阶电路，典型的一 阶电路为 RC 和 RL电路。 1．零状态响应储能元件的初始状态为零，仅仅由激励引起的响应，称为零状态响应。如图 4-5-1 所示电 路，电路达到稳态，t = 0 时，开关换路至 1 端，t≥0 后，电路的响应为零状态响应，电容电压的响应为： 式中 τ=RC 称为时间常数，τ 反映了电容充放电的快慢，经过 5τ 后，电容电压可充至电源电压的 99.3%，因此工程上认为经过 5τ 后充电结束。电容的电压响应是随指数规律上升的充电波形，如图 4-5-2所 示。 2．零输入响应仅仅由储能元件的初始状态引起的响应为零输入响应。如图 4-5-3 所示电路,电路达到稳 态，t = 0 时，开关换路至 2 端，t≥0 后，电路的响应为零输入响应，电容的电压响应为： 电容的电压响应是随指数规律下降的放电波形，如图 4-5-4 所示