电工电子学实验指导书.docVIP

电工电子学课程实验指导书课程名称：电工与电子学 适用专业：交通运输 学时分配：总学时：32 理论/实验学时：24/8实验一 常用电子仪器的使用（2学时）一、实验类型演示性实验。二、实验目的1认识万用表、直流稳压电源、信号发生器、示波器和晶体管毫伏表2.学会使用各种仪器仪表三、实验内容1万用表读数2.示波器观察波形3.信号发生器产生信号四、仪器设备示波器 1台，毫伏表 1台，低频信号发生器 1台，数字万用表 1只。五、实验报告实验二 叠加定理、基尔霍夫定律与电位的研究（学时）一、实验目的 1 用实验的方法验证叠加定理和 基尔霍夫定律 以提高对两定理的 理解和应用能力。2 通过实验加深对电位、电压与参考点之间关系的理解。3 通过实验加深对电路参考方向的掌握和运用能力。 二 、必备知识 1 叠加定理：对于一个具有唯一解的线性电路，由几个独立电源共同作用所形成的各支路电流或电压，等于各个独立电源单独作用时在相应支路中形成的电流或电压的代数和。不作用的电压源所在的支路应（移开电压源后）短路，不作用的电流源所在的支路应开路。2 基尔霍夫电流、电压定律：在任一时刻，流出（流入）集中参数电路中任一节点电流的代数和等于零；集中参数电路中任一回路上全部组件端对电压代数和等于零。3 电位与电压：电路中的参考点选择不同，各节点的电位也相应改变，但任意两点的电压（电位差）不变，即任意两点的电压与参考点的选择无关。 三 、 预习要求 1复习实验中所用到的相关定理、定律和有关概念，领会其基本要点。2通过观看电路实验常用仪器仪表使用方法简介光盘，预习实验中所用到的实验仪器的使用方法及注意事项。3根据实验电路计算所要求测试的理论数据，填入表中。4写出完整的预习报告。 四 、实验仪器 DF1731SL 2A 型 直流电压源一台 HY1770 型直流电流源一台VC97 型 数字万用表一块C65 型直流电流表一块电流插座三个电流插头一个 100、190、450滑线电阻各一只 五、实验内容 1. 验证叠加定理 (1)将电压源的输出电压 U S 调至 10V，（用万用表直流电压档测定），电流源的输出电流 I S 调至 20mA （用直流毫安表测定），然后关闭电源，待用。(2) 按图 1.1 所示连接实验电路，也可自行设计实验电路。图 1.1 叠加定验证电路(3) 按以下三种情况进行实验：电压源与电流源共同作用；电压源单独作用，电流源不作用；电流源单独作用，电压源不作用。分别测出各电阻上的电压和各支路的电流填入表 1.1 中。最后计算出叠加结果，验证是否符合叠加定理。 表 1.1 叠加定理验证数据 测量值 计算值 U 1 /V U 2 /V I 1 /mA I 2 /mA U 1 /V U 2 /V I 1 /mA I 2 /mA U S 与 I S 共同作用 US 单独作用 IS 单独作用 US+IS叠加结果 注意事项： (1) 电压源不作用时，应关掉电压源，移开，将该支路短路。(2) 电流源不作用时，应关掉电流源，将该支路真正开路，电流源的流出端为电流源的正级。(3) 当电流表反偏时，将电流插座或电流表两接线换接，电流表读数前加负号。 (4) 电流插座有方向，约定红色接线柱为电流的流入端，接电流表量程选择端，黑色接线柱为电流的流出端，接电流表的负极。 (5) 实验前应根据所选参数理论计算所测数据，为方便读取，各支路电流应大于5mA，否则应改变电路参数。 2. 验证基尔霍夫定律与电位 (1) 按图 1.2 连接实验电路，选择节点 a 验证基尔霍夫电流定律（ KCL ） , 也可自行设计实验电路。其中 A1 、 A2 、 A3 ，代表电流插座。 图 1.2 基尔霍夫定律验证电路表 1 . 2 验证 KCL 数据 测量值 I 1 / mA I 2 / mA I 3 / mA I / mA 计算值 注意事项：所测电流值的正负号，应根据电流的实际流向与参考方向的关系来确定，而约束方程 中 前边的正负号是由基尔霍夫电流定律根据电流的参考方向确定的。 (2) 选择abca和acda两个网孔，验证基尔霍夫电压定律（ KVL ）： 表 1.3 验证 KVL 数据 回路1 (abca) U ab U bc U ca U /V 测量值 计算值 回路2 (acda) U da U ac U cd U /V 测量值 计算值 注意事项：可按表格中给定的回路参考方向，也可自行规定参考方向进行测量。 (3) 分别以节点 b 和 d 为参考点，测量 abcd 各节点电位，计算端对电压值。 表1.4不同参考点的电位与电压 参考节点 测量值 / V 计算值 / V V a V b V c V d U ab U bc U cd U da U ac U bd b d 注意事项：当参考点选定后，节点电压便随之确定，这是节点电压的单值性；当参考点改变时，各节点电压均改变相同量值，这是节点电压的相对性。但各节点间电压的大小和极性应保持不变。 六、实验报告要求 1实验报告要整齐、全面，包含全部实验内容。 2对实验中出现的一些问题进行讨论。 3鼓励同学开动脑筋，自行设计合理的实验电路。 4要求给出理论计算值，并与实测值比较，分析误差原因。 实验三 共射基本放大电路的静态和动态研究（2学时）一、实验目的 1. 研究共射基本放大电路的静态工作点； 2. 静态工作点的测试方法； 3. 放大电路参数变化对工作点的影响。 4. 研究共射基本放大电路的动态工作的特点； 5. 测试电压放大倍数；6. 测试输入电阻；7. 测试输出电阻；8. 测试放大电路的幅频响应。二、实验电路及原理 电路采用图 1 的形式，参数自定。图 1三、实验内容1. 使用EWB 电路分析软件。 2. 将图 1 电路图输入到 EWB 中。 3. 记录相关数据，记哪些数据？这些数据应能反映静态工作点，在输出特性曲线上画出直流负载线和工作点，见图 2 。 图 24. 改变一个参数，例如 R C ，记录相关数据，在输出特性曲线上画出直流负载线和工作点的变化情况，见图 3 。 5. 改变其它参数，如V CC 、Rb1、Rb2、Re等，仿照图 3，在输出特性曲线上画出相应的结果。6. 输入一个正弦波信号，在输出波形不失真的情况下，测量电路的电压放大倍数。 7. 如何测试放大电路的输入阻抗和输出阻抗，请提交测试电路的方案并记录数据。 8. 改变一个参数，例如 R C ，记录相关数据， 9. 改变其它参数，如 V CC 、 R b1 、 R b2 、 R e 等，根据测试结果，说明静态工作点的设置对动态参数的影响，并请提交相应的失真波形。 10. 绘制放大电路的幅频特性曲线。 图四、实验报告要求 1实验报告要整齐、全面，包含全部实验内容。 2对实验中出现的一些问题进行讨论。 3鼓励同学开动脑筋，自行设计合理的实验电路。 4要求给出理论计算值，并与实测值比较，分析误差原因。 实验四 集成逻辑电路的应用（2学时）一、实验目的 1. 掌握与非门、异或门等基本逻辑功能及使用方法。 2. 掌握由与非门实现一些较为复杂的逻辑电路的方法。 3. 通过实验，进一步理解与非门逻辑电路的设计过程。 二、预习要求 1. 课前预习所有实验内容； 2. 要求设计的电路应在实验前完成原理图设计。 三、仪器与设备 实验电路板（附带逻辑信号开关和逻辑电平指示器）一块 直流稳压电源 一台 示波器 一台 四、实验内容 图 1 1. 测试与非门逻辑功能 表 1 A B 输出 F 0 0 0 1 1 0 1 1 2. 观察与非门对脉冲信号的传递作用 将 1Hz 脉冲输出与与非门的一端相接。当与非门的另一端分别与高、低电平相连时，观察输出端的变化。 3. 测试异或门的逻辑功能 A B 输出 F 0 0 0 1 1 0 1 1 4. RC 环形多谐振荡器 R() C(uF) T(ms) 1000 0.01 1000 0.1 200 0.01 200 0.1 5. 自行设计三地控制一盏灯的逻辑电路（用异或门实现） 6. 设计 4 人表决电路 其中 A 同意得 2 分，其余三人 B 、 C 、 D 同意各得 1 分。总分大于或等于 3 分时通过，即 F=1 。用最少的与非门实现。 7. 中规模集成 4 位全加器74LS83 74LS83 所完成的功能为 A 4 A 3 A 2 A 1 B 4 B 3 B 2 B 1 C IN 4321C OUT 8. 中规模集成三-八线译码器 74LS138 （1）利用 74LS138 、 74LS20 构成一位全加器。 （2）利用 74LS138 构成 8 路数据分配器。 片选端 译码地址 译码输出 E1E2E3A2A1A0H X X X X X H H H H H H H H X H X X X X H H H H H H H H X X L X X X H H H H H H H H L L H L L L L H H H H H H H L L H L L H H L H H H H H H L L H L H L H H L H H H H H L L H L H H H H H L H H H H L L H H L L H H H H L H H H L L H H L H H H H H H L H H L L H H H L H H H H H H L H L L H H H H H H H H H H H L 五、思考题 1 与非门多余的输入端应如何处理？ 2 如何利用两片 74LS138 构成四 - 十六线译码器？六、实验报告实验五 单相整流、滤波和稳压电路（学时）一、实验类型验证性实验二、实验目的1掌握单相整流、滤波和稳压电路的连接与测试方法。2. 加深理解整流、滤波和稳压电路的作用和特性。3. 进一步理解电路时间常数=RC的物理意义。三、实验内容1.整流电路的连接与测试。2.滤波电路的连接与测试。3.稳压电路的连接与测试。四、仪器设备示波器 1台，万用表 1只。五、注意事项1注意安全、实验电压220V。2正确使用示波器。3分清变压器的初、次级绕组。4注意二极管及电容的极性注意安全，爱护仪器。六、实验步骤1整流电路测试 图71 整流滤波电路按图连接整流电路，经教师检查无误，通电实验，测出u2、u0的数值，填表71，观察并画出u2、u0的波形图。 u2t 0 表71U2（V）U0（V）计算值测量值半波整流桥式整流t0半波桥式u0u0t02滤波电路测试将滤波电容接于桥式整流电路之后，用示波器观察滤波后输出电压的波形；分别更换电容与负载电阻，测出u0的数值填表72表72C(F)3333470470RL(K)1212U0 (V)3稳压电路测试R300 RL2K Dz：2CW53 C220f 图72基本稳压电路 图73 三端集成稳压电路（