东南大学电路实验实验报告

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东南大学数字电路实验报告

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东南大学电工电子实验中心实验报告数字逻辑设计实践实验一数字逻辑电路实验基础学院电气工程学院指导老师团雷鸣地点 104姓名学号实验日期得分__________1.实验目的(1〕认识数字集成电路,能鉴别各种种类的数字器件和封装;(2〕学习查找器件资料,经过器件手册认识器件;(3〕认识脉冲信号的模拟特点,认识示波器的各种参数及其对测量的影响,认识示波器探头的原理和参数,掌握脉冲信号的各项参数;(4〕认识逻辑解析的根根源理,掌握虚假逻辑解析的使用方法;(5〕掌握实验箱的结构、功能,面包板的根本结构、掌握面包板连接电路的根本方法和要求;(6〕掌握根本的数字电路的故障检查和消除方法。

2.必做实验〔1〕复习仪器的使用, TTL 信号参数及其测量方法用示波器测量并记录频率为 200KHz的 TTL 信号的上升沿时间、下降沿时间、脉冲宽度和高、低电平值。

接线图理论仿真 TTL 图像TTL 实验数据表格测量次数第一次第二次上升时间下降时间正脉宽μsμs负脉宽μsμs高电平低电平〔2〕节实验:电路安装调试与故障消除要求:测出电路对应的真值表,并进行模拟故障排查,记录故障设置情况和排查过程。

接线图真值表F=1,G=1序号S1B1S2B2L 000001 100011 200100 300111 401001 501011 601100 701111 810000 910010 1010100 1110110 1211001 1311011 1411100 1511111思虑题①能否用表格表示U2 8 脚输出端可能出现1 的全部情况当 F=0,G=0或 F=0, G1或 F=1,G=0时,输出端为 1当 F=1,G=1时见下表序号S1B1S2B2100002000130011401005010160111711008110191111② 存在一个使报警器信号灯连续接通的故障,它与输入的状态没关。

那么,什么是最有可能的故障?答:两个集成电路 74HC00与 74HC20未加工作电压 VCC并接地,造成集成电路无法工作, L 素来为低电平, Led 发光。

东南大学电路实验实验报告

东南大学电路实验实验报告

电路实验实验报告第二次实验实验名称:弱电实验院系:信息科学与工程学院专业:信息工程:学号:实验时间:年月日实验一:PocketLab的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理一、仿真实验1.电容伏安特性实验电路:图1-1 电容伏安特性实验电路波形图:图1-2 电容电压电流波形图思考题:请根据测试波形,读取电容上电压,电流摆幅,验证电容的伏安特性表达式。

解:()()mV wt wt U C cos 164cos 164-=+=π,()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π,us T 500=;()mA wt RU I I R R C sin 213.0===∴,ππ40002==T w ; 而()mA wt dtdu CCsin 206.0= dtdu CI CC ≈⇒且误差较小,即可验证电容的伏安特性表达式。

2.电感伏安特性实验电路:图1-3 电感伏安特性实验电路波形图:图1-4 电感电压电流波形图思考题:1.比较图1-2和1-4,理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。

对于电感而言,电压相位 超前 (超前or 滞后)电流相位;对于电容而言,电压相位 滞后 (超前or 滞后)电流相位。

2.请根据测试波形,读取电感上电压、电流摆幅,验证电感的伏安特性表达式。

解:()mV wt U L cos 8.2=, ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π,us T 500=; ()mA wt RU I I R R L sin 213.0===∴,ππ40002==T w ; 而()mV wt dtdi LLcos 7.2= dtdi LU LL ≈⇒且误差较小,即可验证电感的伏安特性表达式。

二、硬件实验1.恒压源特性验证表1-1 不同电阻负载时电压源输出电压2.电容的伏安特性测量图1-5 电容电压电流波形图3.电感的伏安特性测量图1-6 电感电压电流波形图4.基尔霍夫定律验证表1-2 基尔霍夫验证电路思考题:1.根据实验数据,选定节点,验证KCL 的正确性。

东南大学模拟电路实验报告(三)

东南大学模拟电路实验报告(三)

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电子电路实践第三次实验实验名称:单极低频放大电路(基础)院(系):电气工程专业:电气工程及自动化姓名:学号:实验室: 104 实验时间:2013年11月6日评定成绩:审阅教师:实验三单级低频电压放大电路(基础)一、实验目的1、掌握单级放大电路的工程估算、安装和调试;2、了解三极管各项基本器件参数、工作点、偏置电路、输入阻抗、输出阻抗、增益、幅频特性等的基本概念以及测量方法;3、掌握基本的模拟电路的故障检查和排除方法,深化示波器、稳压电源、交流电压表、函数发生器的使用技能训练。

二、实验原理实验原理图三、预习思考1、器件资料:上网查询本实验所用的三极管9013的数据手册,画出三极管封装示意图,标出每个管脚的2、 偏置电路:教材图1-3中偏置电路的名称是什么,简单解释是如何自动调节BJT 的电流I C 以实现稳定直流工作点的作用的,如果R 1、R 2取得过大能否再起到稳定直流工作点的作用,为什么? 答:共发射极偏置电路。

共发射极偏置电路。

利用12,R R 构成的分压器给三极管基极b 提供电位B U ,又1BQ I I ,基极电位B U 可近似地由下式求得:212B CC R U V R R ≈⋅+当环境温度升高时,)(CQ EQ I I 增加,电阻E R 上的压降增大,由于基极电位B U 固定,加到发射结上的电压减小,BQ I 减小,从而使CQ I 减小,通过这样的自动调节过程使CQ I 恒定,即实现了稳定直流工作点的作用。

如果12,R R 取得过大,则1I 减小,不能满足12,R R 支路中的电流1BQ I I 的条件,此时,BQ V 在温度变化时无法保持不变,也就不能起到稳定直流工作点的作用。

3、 电压增益:(I) 对于一个低频放大器,一般希望电压增益足够大,根据您所学的理论知识,分析有哪些方法可以提高电压增益,分析这些方法各自优缺点,总结出最佳实现方案。

东南大学数字电路实验报告(五)

东南大学数字电路实验报告(五)

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:数字逻辑电路实验第五次实验实验名称:时序逻辑电路设计院(系):电气工程专业:电气工程及自动化姓名:学号:实验室: 104 实验时间:2013年12月13日评定成绩:审阅教师:一、实验目的1.掌握时序逻辑电路的一般设计过程;2.掌握时序逻辑电路的时延分析方法,了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求;3.掌握时序逻辑电路的基本调试方法;4.熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图,并会使用逻辑分析仪做状态分析。

二、实验原理1.时序逻辑电路的特点(与组合电路的区别):——具有记忆功能,任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输出信号,而且还取决于电路原来的值,或者说还与以前的输入有关。

2.时序逻辑电路的基本单元——触发器(本实验中只用到D触发器)触发器实现状态机(流水灯中用到)3.时序电路中的时钟1)同步和异步(一般都是同步,但实现一些任意模的计数器时要异步控制时钟端)2)时钟产生电路(电容的充放电):在内容3中的32768Hz的方波信号需要自己通过电路产生,就是用到此原理。

4.常用时序功能块1)计数器(74161)a)任意进制的同步计数器:异步清零;同步置零;同步置数;级联b)序列发生器——通过与组合逻辑电路配合实现(计数器不必考虑自启动)2)移位寄存器(74194)a)计数器(一定注意能否自启动)b)序列发生器(还是要注意分析能否自启动)三、实验内容1.广告流水灯a.实验要求用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯,该流水等由8个LED组成,工作时始终为1暗7亮,且这一个暗灯循环右移。

①写出设计过程,画出设计的逻辑电路图,按图搭接电路。

②将单脉冲加到系统时钟端,静态验证实验电路。

③将TTL连续脉冲信号加到系统时钟端,用示波器和逻辑分析仪观察并记录时钟脉冲CLK、触发器的输出端Q2、Q1、Q0和8个LED上的波形。

b.实验数据①设计电路。

1)问题分析流水灯的1暗7亮对应8个状态,故可采用3个触发器实现;而且题目要求输出8个信号控制8个灯的亮暗,故可以把3个触发器的输出加到3-8译码器的控制端,对应的8个译码器输出端信号控制8个灯的亮暗。

东南大学模拟电子线路实验报告运算放大器的基本应用

东南大学模拟电子线路实验报告运算放大器的基本应用

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:电路与电子线路实验Ⅱ第一次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:工科试验班姓名:学号:实验室: 电工电子中心103实验组别:同组人员:实验时间:2019年4月11 日评定成绩:审阅教师:了解运放的基本特性,以运放构成的同相比例放大电路为例,研究运算放大器的转换速率和增益带宽积性能。

二、 实验原理1. 实验一 同相比例放大电路根据运算放大器基本原理及性质,可得00u u i i +-+-====11o F i u R u R =+ 2. 实验二 减法电路的设计3211231(1)F F o R R Ru u u R R R R =+-+ 3. 实验三 波形转换电路的设计1O i u u dt RC=-⎰1.实验内容(补充实验):(1)设计一个同相输入比例运算电路,放大倍数为11,且 RF=100 kΩ。

输入信号保持Ui=0.1Vpp不变,改变输入信号的频率,在输出不失真的情况下,并记录此时的输入输出波形,测量两者的相位差,并做简单测出上限频率fH分析。

/°图像14.032.042.647.9(b )(c )实验结果分析: 由上表可得,当*0.1*110.778O U AuU V === 时,输出波形已经失真,此时fH=78.86kHz ,φ=47.9°,可以看出相位差与理论值45°存在较小差距,基本吻合。

(2)输入信号为占空比为50%的双极性方波信号,调整信号频率和幅度,直至输出波形正好变成三角波,记录该点输出电压和频率值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析(这是较常用的测量转换速率的方法)。

(a )双踪显示输入输出波形图(c ) 实验结果分析:7.84/0.501/1/(32*2)dV SR V s V s dt μμ===由SR 的计算公式可得SR ≈0.5V/μs ,与理论值近似(3)将输入正弦交流信号频率调到前面测得的fH,逐步增加输入信号幅度,观察输出波形,直到输出波形开始变形(看起来不像正弦波了),记录该点的输入、输出电压值,根据转换速率的定义对此进行计算和分析,并和手册上的转换速率值进行比较。

东南大学模电实验报告-比较器

东南大学模电实验报告-比较器

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电路实验第 6 次实验实验名称:比较器电路院(系):专业:姓名:学号:实验室: 实验组别:同组人员:实验时间:评定成绩:审阅教师:实验六 比较器电路一、实验目的1、 熟悉常用的单门限比较器、迟滞比较器、窗口比较器的基本工作原理、电路特性和主要使用场合;2、 掌握利用运算放大器构成单门限比较器、迟滞比较器和窗口比较器电路各元件参数的计算方法,研究参考电压和正反馈对电压比较器的传输特性的影响;3、 了解集成电压比较器LM311的使用方法,及其与由运放构成的比较器的差别;4、 进一步熟悉传输特性曲线的测量方法和技巧。

二、实验原理 三、预习思考1、 用运算放大器LM741设计一个单门限比较器,将正弦波变换成方波,运放采用双电源供电,电源电压为±12V ,要求方波前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的1/10,请根据LM741数据手册提供的参数,计算输入正弦波的最高频率可为多少。

答:查询LM74的数据手册,可得转换速率为0.5V/us,电源电压为10V ±左右,计算可得输出方波的最大上升时间为40us,根据设计要求, 方波前后沿的上升下降时间不大于半个周期的1/10,计算可得信号的最大周期为800us,即输入正弦波得到最高频率为1.25KHZ. 2、 画出迟滞比较器的输入输出波形示意图,并在图上解释怎样才能在示波器上正确读出上限阈值电平和下限阈值电平。

答:Ch1接输入信号,ch2接输出信号,两通道接地,分别调整将两个通道的零基准线,使其重合。

用示波器的游标功能,通道选择ch1,功能选择电压,测出交点位置处电压即对应上限和下限阈值。

参数 条件最小值典型值 最大值 输入失调电压(mv) 25,50A S T C R K ︒=≤2.0 7.5 输入失调电流(nA) 25A T C ︒= 6.0 50 输入偏置电流(nA) 25A T C ︒= 100 250 电压增益(V/mV) 25A T C ︒= 40 200 响应时间(ns)25A T C ︒=200饱和电压(V) 10,50IN OUT V mV I mA ≤-=0.75 1.5 选通开关电流(mA)25A T C ︒=1.53.0输出漏电流(nA)10,35,25,35IN OUT A STROBE GRND V mV V V T C I mA V V V︒-≥-=====-0.2 50输入电压范围(V) -14.513.8 -14.715.04、 完成必做实验和选做实验的电路设计和理论计算。

东南大学数字电路实验报告(四)

东南大学数字电路实验报告(四)

数字逻辑电路实验简易数字钟日期:2013年12月6日地点:104姓名:学号:审阅教师:得分:一、实验目的(1)掌握时序逻辑电路的一般设计过程;(2)掌握时序逻辑电路的时延分析方法,了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求;(3)掌握QuartusⅡ5.0的使用二、实验原理特点外引线排列图•用于快速计数的内部超前进位•用于n 位级联的进位输出•同步可编程序•有置数控制线•二极管箝位输入•直接清零•同步计数典型参数:f 工作频率=32MHzPd=93mW说明:这种同步可预置十进计数器是由四个D 型触发器和若干个门电路构成,内部有超前进位,具有计数、置数、禁止、直接(异步)清零等功能。

对所有触发器同时加上时钟,使得当计数使能输入和内部门发出指令时输出变化彼此协调一致而实现同步工作。

这种工作方式消除了非同步(脉冲时钟)计数器中常有的输出计数尖峰。

缓冲时钟输入将在时钟输入上升沿触发四个触发器。

这种计数器是可全编程的,即输出可预置到任何电平。

当预置是同步时,在置数输入上将建立一低电平,禁止计数,并在下一个时钟之后不管使能输入是何电平,输出都与建立数据一致。

清除是异步的(直接清零),不管时钟输入、置数输入、使能输入为何电平,清除输入端的低电平把所有四个触发器的输出直接置为低电平。

超前进位电路无须另加门,即可级联出n 位同步应用的计数器。

它是借助于两个计数使能输入和一个动态进位输出来实现的。

两个计数使能输入(ENP 和ENT)计数时必须是高电平,且输入ENT 必须正反馈,以便使能动态进位输出。

因而被使能的动态进位输出将产生一个高电平输出脉冲,其宽度近似等于QA 输出高电平。

此高电平溢出进位脉冲可用来使能其后的各个串联级。

使能ENP 和ENT 输入的跳变不受时钟输入的影响。

电路有全独立的时钟电路。

改变工作模式的控制输入(使能ENP、ENT 或清零)纵使发生变化,直到时钟发生为止,都没有什么影响。

计数器的功能(不管使能、不使能、置数或计数)完全由稳态建立时间和保持时间所要求的条件来决定。

东南大学模拟电子电路实验报告——波形的产生、分解与合成

东南大学模拟电子电路实验报告——波形的产生、分解与合成

东南大学电工电子实验中心实验报告模拟电子电路第四次实验(系):一专 业:验室:电工电子中1心103实验组别:课程名称: 实验名称:波形的产生、分解与合成名:学 号:同组人员: 实验时间: 2019年5月15日评定成绩:审阅教师:根据实验内容、技术指标及实验室现有条件,自选方案设计出原理图,计算元件参数: 方波发生器实验目的波形的产生、分解与合成1. 掌握方波信号产生的基本原理和基本分析方法, 电路参数的计算方法,各参数对电路性能的影响;2. 掌握由运算放大器组成的RC 有源滤波器的工作原理,熟练掌握RC 有源滤波器的基本参数的测量方法和工程设计方法; 3. 掌握移相电路设计原理与方法4. 掌握比例加法合成器的基本类型、选型原则和设计方法。

5. 掌握多级电路的级联安装调试技巧;6.熟悉FilterPro 、MultiSim 软件高级分析功能的使用方法。

实验内容设计并安装一个电路使之能够产生方波, 并从方波中分离出主要谐波,再将这些谐波合成为原始信号或其他周期信号。

(1) 设计一个方波发生器,要求其频率为 500Hz,幅度为5V;(2) 设计合适的滤波器,从方波中提取出基波和3次谐波;(3) 设计移相电路,使高次谐波与基波之间的初始相位差为零。

(4) 设计一个加法器电路, 将基波和3次谐波信号按一定规律相加,将合成后的信号与原始信号比较,分析它们的区别及原因。

三、 电路设计⑴ 理,I 分析工作原这里取 R= Rs=10k? , R=9k?, C 1=0.1 成,VCC=6V, VEE=-6V ,此时 f=500Hz仿真结果仿真分析由上图可以看出,输出波形为频率为 求。

II 滤波器设计思路我们知道,方波信号可以分解为:这里我们分别采用两个波和取 R=20k , R 1 = 10k 故A Uf1胃=3, 1 一… ………、,— ............... ..此时Q -------------- 可以尽量大,这样通带宽度越窄,选择性也尽量好3 A Uf2RC ln 2RC ln(12?)2RC ln(12劄500Hz,幅度为5V 的方波,符合实验设计要1) 500Hz 滤波器一提取基波 电路设计仿真结果由上图可以发现该滤波器提取的正弦波波形很清晰,频率符合要求O1 2 RC--------------------------- 531Hz2 * 3k * 0.1 F2)1500Hz 滤波器一提取三次谐波 电路设计1 12 RC 2 * 1.1k__* 0.1 F仿真结果1447 Hz仿真分析由上图发现,输出正弦波频率约为1500Hz,波形不如基波好看,出现部分失真。

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电路实验实验报告第二次实验实验名称:弱电实验院系:信息科学与工程学院专业:信息工程姓名:学号:实验时间:年月日实验一:PocketLab的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理一、仿真实验1.电容伏安特性实验电路:图1-1 电容伏安特性实验电路波形图:图1-2 电容电压电流波形图思考题:请根据测试波形,读取电容上电压,电流摆幅,验证电容的伏安特性表达式。

解:()()mV wt wt U C cos 164cos 164-=+=π,()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π,us T 500=;()mA wt R U I I R R C sin 213.0===∴,ππ40002==Tw ; 而()mA wt dtdu CCsin 206.0= dtdu CI CC ≈⇒且误差较小,即可验证电容的伏安特性表达式。

2.电感伏安特性实验电路:图1-3 电感伏安特性实验电路波形图:图1-4 电感电压电流波形图思考题:1.比较图1-2和1-4,理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。

对于电感而言,电压相位 超前 (超前or 滞后)电流相位;对于电容而言,电压相位 滞后 (超前or 滞后)电流相位。

2.请根据测试波形,读取电感上电压、电流摆幅,验证电感的伏安特性表达式。

解:()mV wt U L cos 8.2=, ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π,us T 500=; ()mA wt R U I I R R L sin 213.0===∴,ππ40002==Tw ;而()mV wt dtdi LLcos 7.2= dtdi LU LL ≈⇒且误差较小,即可验证电感的伏安特性表达式。

二、硬件实验1.恒压源特性验证表1-1 不同电阻负载时电压源输出电压2.电容的伏安特性测量图1-5 电容电压电流波形图3.电感的伏安特性测量图1-6 电感电压电流波形图4.基尔霍夫定律验证表1-2 基尔霍夫验证电路思考题:1.根据实验数据,选定节点,验证KCL 的正确性。

对于B 点,)(339.1975.0364.021A I I =+=+213I I I +=近似满足,验证的KCL 的正确性。

2.验证KVL表1-3 验证KVL对于节点5、9、8、0构成的回路:)(67.232.299.459V U =-=,)(55.177.032.298V U =-=,)(77.0077.080V U =-= )(99.4099.450V U =-= 80985950U U U U ++=∴即验证了KVL 的正确性。

实验二:电路定律的验证和受控源仿真预习题:1.根据实验一中电阻的伏安特性测量方法,请自行设计实验方法,绘制二极管的伏安特性曲线,了解其工作性能。

图2-1 二极管伏安特性曲线2.请运用戴维宁定理,计算图2-14 电路的Rload,Req 和Veq,填入表2-3。

3.(补充)采用PocketLab 的math 功能,直接获得二极管的伏安特性曲线。

图2-2 二极管伏安特性曲线硬件实验一:叠加定理验证表2-1 验证叠加定理表2-2 验证叠加定理(二极管)思考题:1.根据实验数据,验证线性电路的叠加性。

纯电阻电路为线性电路。

由表2-1,可以看出,每纵列的数据,第一行的数加上第二行的数等于第三行的数,即1V 、2V 共同作用的效果和1V ,2V 单独作用效果的叠加结果一样,即验证了线性电路的叠加性。

2.通过实验步骤5及分析表格中数据你能得出什么结论?将5R 换成二极管后,得到表2-2实验结果,分析表2-2数据发现不再有表2-1数据的规律,即不满足叠加性,因此判断,二极管不是线性元件,此电路不是线性电路。

硬件实验二:戴维宁定理验证表2-3 测试等效电路的eq V 和SC I表2-4 验证戴维宁定理思考题:请自行选定除开路电压、短路电流法之外的一种测有源二端网络开路电压及等效内阻的方法,设计实验过程对上面的电路测定,给出实验方法和测试结果。

答:用电压源代替内阻2R ,改变电压源电压大小,测多组端口电压和电流的数据,做出伏安特性曲线图。

则0=I 时的电压值即为开路电压,直线斜率的倒数即为等效内阻。

硬件实验三:采用运放测试电压控制电流源(VCCS )特性1.测试VCCS 的转移特性()12U f i =表2-6 VCCS 的转移特性数据图2-3 VCCS 转移特性曲线转移参量=Ω=k U I 10122.测试VCCS 的负载特性()L R f i =2表2-7 VCCS 的负载特性数据图2-4 VCCS负载特性曲线实验三:一阶电路的时域分析一、仿真实验1.电容特性实验任务1图3-1 电容电阻电压波形图解释:电阻的电压电流关系为:iR u =,所以电阻的电压波形仍为方波;电容的电压电流关系为:()()()⎰+=tt C C dt t i C t u t u 010,所以()()V mst mst t t u C ⎩⎨⎧><<=10,10100,1000 实验任务2电容中的能量()ms t W C 12=:()()J CU ms t W C 526210510101212112--⨯=⨯⨯===电流源提供的能量()ms W I 12~0:()()()J dt t U U I IU ms W R C I 401.0031015100010112~0--⨯=+⨯⨯=+==⎰请解释C W 和I W 之间为什么会存在差异:答:I W 包含了C W 和R W 两部分,电阻以热量形式消耗电流源的能量,而电容储存能量,即R C I W W W +=。

实验任务3图3-2 电容电阻电压波形图(2)波形变化:电容电压变化率变为原来的二分之一,10ms 时达到的稳定值也是原来的一半。

解释:两个相同的电容并联,等效阻抗变为原来两倍,则电压变化率和电压的值均变为原来一半。

2.电感特性实验任务1图3-3 电感中电流波形图解释:电感的电流电压关系为:()()()⎰+=tt L L L dt t u Lt i t i 010,所以 ()()A ms t mst t t i L ⎩⎨⎧><<=15,1.0150,10 电感中的能量Wc (t=15ms ):()()J LI ms t W L 423321051010010100212115---⨯=⨯⨯⨯⨯===电压源提供的能量Wv (0~15ms ):()J dt t ms W V 401.0010510115~0-⨯=⨯=⎰实验任务2图3-4 电感中电流波形图(2)注:图中流过两电感的电流相等,因此两曲线重合,其和为干路电流。

波形变化:电感电流变化率变为原来的两倍,15ms时达到的稳定值也是原来的两倍。

解释:两个相同的电感并联,等效阻抗变为原来一半,则电流变化率和电流的值均变为原来两倍。

实验任务3图3-5 电感电流及节点2电压波形计算得到的电感电流的响应:()()()()()()()()()()tt e e s t I AI e s t I e s t I AI A I I 10011110011.001.01.011.001.011.001.001.0000-----+-⨯=≥=∞'-⨯==-⨯=≤≤=∞==即()()()A t ee t eI tt⎪⎩⎪⎨⎧>-≤≤-=---01.0,11.001.00,11.010011100 二、硬件实验1.硬件实验一实验任务1示波器截图(100Hz ):图3-6 电容上电压(100Hz )实验任务2示波器截图(1kHz ):图3-7 电容上电压(1kHz)示波器截图(5kHz):图3-8 电容上电压(5kHz)思考:在输入方波频率一定的时候,输出响应的幅度与电路时间常数的关系如何?若要作为积分器使用,如图所示电路的RC时间常数需要满足什么条件?答:时间常数越大,输出响应的幅度越小,电容充电来不及完成就开始放电;时间常数越小,输出响应的幅度越大,但不超过峰峰值。

若要作为积分器使用,需:1.保证电压变化周期与时间常数的适当比例,105较为合适,使得电容上的电压有较大变化;2.电路的RC时间常数应远大于5ms(即方波的半个周期长度)。

2.硬件实验二实验任务1图3-9 电阻上电压波形图(100nF)功能:微分器解释:在一个周期中,经过一个高电平后,电路进入零输入响应状态,此时,由电容放电。

电阻上电压变化情况与电路中电流变化情况相同,即电路中电流以指数形式衰减。

实验任务2示波器截图(C1=10nF):图3-10 电阻上电压波形图(10nF)功能:微分器,将方波信号转变为尖脉冲信号。

思考:在输入方波频率和边沿时间一定的时候,若输出响应只需要提取输入信号的边沿信息,则输出幅度与电路RC时间常数的关系如何?答:电路RC常数越大,输出幅度越大。

实验任务3图3-11 电阻上电压波形图(10uF)功能:输出的波形与输入的相同,即耦合。

实验四:RLC电路的频率响应一、仿真实验1.RLC串联电路实验任务1图4-1 阻抗幅频特性和相频特性截图实验任务2图4-2 网络函数幅频特性和相频特性截图图中两光标间距即为3dB带宽。

R的值对网络函数的3dB带宽有什么影响?思考:1R增大,品质因数Q减小,网络函数的3dB带宽增大。

答:12.RLC并联电路实验任务图4-3 阻抗幅频特性截屏图中游标间距即为3dB带宽。

图4-4 阻抗相频特性截图R的值对输出电压的3dB带宽有什么影响?思考:1R增大,品质因数Q增大,网络函数的3dB带宽减小。

答:1二、硬件实验1.RLC低通滤波器实验任务1示波器截图1(Hz f 100 ):图4-5 输入输出波形(100Hz )示波器截图2(输出幅度下降到输入幅值的0.707倍):图4-6 输入输出波形(输出幅度下降到输入幅值的0.707倍)实验任务2图4-7 幅频特性和相频特性曲线2.RLC带通滤波器实验任务1示波器截图1(输出幅度最大):图4-8示波器截图2(输出幅度下降到最大输出幅度的0.707倍,且相位超前):图4-9示波器截图3(输出幅度下降到最大输出幅度的0.707倍,且相位滞后):图4-10实验任务2图4-11 幅频特性和相频特性曲线中心频率:6310Hz峰值增益:0.66-3dB带宽:0.95思考:根据讲义上图4-10所示的电路参数,该滤波器峰值增益的理论值是多少?实际测试值和理论值之间的差异由什么原因导致的?答:该滤波器峰值增益的理论值应约为0.995。

但由于实验所用的电感不是理想电感,存在电阻,所以实际测试值和理论值之间存在差异。

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