电工学实验2011

1、电工电子学实验西北大学化工学院2011年9月电工学实验注意事项 实验前必须认真预习，阅读实验指导书，明确实验目的、内容及步骤，并做好数据记录表格等准备工作。在实验课上，教师要对预习情况进行抽查提问。抽查通不过者暂不得参加本次实验。 2 第一次实验时，首先要熟悉实验室环境，认真察看实验台上所有仪器设备，了解它们的使用方法及注意事项，对不了解使用方法及注意事项的仪器设备，严禁使用。对不遵守实验规程，未经许可使用本实验以外的仪器，造成仪器设备损坏者，按学校有关规定追究其责任。3 在实验过程中，接线完毕后，必须经教师检查同意，方可接通电源进行实验。在改接线路之前，必须关断电源，不得带电操作。特别注意电

2、压源输出不能短路，恒流源输出不能开路。电压表并联在电路中，电流表串联在电路中。功率表的电流线圈串联在电路中，功率表的电压线圈并联在电路中。使用仪表前应估算电压和电流值，合理选择仪表量程，勿使仪表超量程，仪表极性不可接错。插拔插接件要用力均匀，操作仪表旋钮和开关要轻巧，不要过猛用力，以防损坏仪器及仪表。实验过程中若发生事故，应立即关断电源，报告指导教师，共同分析事故原因。4 实验完毕后，先由本人检查实验数据是否符合要求，然后再请教师检查，经教师认可后再拆线，并将所有实验设备及连接导线放回原处，经指导教师检查同意后，离开实验室。5 仪器设备是国家财产，必须倍加爱护。若有损坏情况，应立即报告指导教师

3、，共同分析检查损坏原因。室内仪器设备，不准任意搬动调换。6 遵守实验室规则，实验时要严肃认真，共同创造一个安静、整洁的实验教学坏境。实验一 电路元件伏安特性的测绘一实验目的1熟悉实验台上仪表的使用方法及布局。2熟悉恒压源、恒流源、电压表、电流表、万用表的使用方法。3熟悉功率表、毫伏表、信号发生器的使用方法。4掌握常用元件的伏安特性的测定方法。二实验原理说明1 二端元件二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件的电流之间的函数关系。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安特性可判定电阻元件的类型。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法，简称伏安法。

4、线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律。在关联参考方向下，可表示为：u=Ri，其中R为常量，称为电阻的阻值。其伏安特性曲线是一条过坐标原点的直线，具有双向性。如图11所示。非线性元件的阻值不是一个常量，其伏安特性是曲线。非线性电阻的种类很多，图示12是普通二极管的伏安特性曲线。 UI0UI0图11 图12在被测元件上施加不同极性和幅值的电压，分别测量出流过相应元件中的电流，或在元件中通入不同方向和幅值的电流，测量相应元件两端的电压，便得到被测元件的伏安特性。测量参考电路如图13所示。直流稳压电源被测元件VmA+-USR+-+-IURW图 13 伏安特性测定电路2 实验台结构及仪表布局图14是电工及

5、电子学综合实验台示意图，实验台左上角有三个交流数字表，分别是交流电压表、交流电流表、功率及功率因数表；它的下面有三个直流数字表，分别是直流电压表、直流毫安表、直流安培表；这六只表下各有连接插孔、功能开关及量程选择按键等。使用时根据不同测量电量使用不同仪表和适当量程，电流表一定串联在待测支路，电压表一定并联在待测两点之间，功率表的电流线圈一定与负载串联，电压线圈一定与负载并联。 图1-4 电工实验台结构及仪表布局实验台的右上部是元件挂箱区，在挂箱区下面有信号源、恒流源、恒压源、交流毫伏表、数据采集器等实验中常用设备。信号源：它可以输出正弦波、三角波、方波以及单次脉冲，通过波形按键选择；输出信号的

6、频率由“频段选择”按键和“频率粗调”、“频率细调”旋钮调节；输出信号幅值由“幅值调节”旋钮调节；它的上部有一个六位数字频率计，用于测量交流信号的频率，如果将信号源的输出接到频率计的输入端，则频率计显示信号源输出信号的频率。恒流源：它可以输出1mA至500mA的恒定电流，电流大小由电流选择按键和电流调节旋钮来调节。它的上部有一数字表，随时显示输出的电流值。恒压源：它有固定稳压输出和可调稳压输出两组输出端，固定稳压输出只有6V和12V两个直流电压输出值，通过开关选择其中之一；可调稳压输出通过选择按键和电压调节旋钮，在它的输出端可得到0-30V的直流电压。它的上部有一数字显示仪表，通过按键可选择显示

7、其中一组的电压值。交流数字毫伏表：它用来测量交流电压信号的有效值，它有200mV、2V、20V、200V四个量程。左下面三个机械表头分别显示三相电源的相电压，通过它旁边的转换开关选择显示电网相电压或者调压器输出相电压。它的下面有一个调节旋钮，用于调节三相电源输出电压。3 示波器的使用图1-5是DF4328型双通道示波器面板示意图，示波器常用于观察信号波形、测量信号幅值、测量信号频率及周期、测量两个信号的时间差及相位差等等。示波器使用步骤如下： 按下电源开关，电源指示灯亮，稍等预热，屏幕出现光迹，分别调节亮度和聚焦旋钮，使光迹的亮度适中、清晰。 选择垂直工作方式：按下CH1或CH2，通道1或通道

8、2单独显示；按下ALT，两个通道交替显示；按下CHOP，两个通道断续显示，用于扫描速度较低时的双踪显示；按下ADD时，用于显示两个通道信号的代数和（叠加显示）。 输入耦合方式：按下DC时输入信号直接耦合到CH1或CH2通道；按下AC时输入信号交流耦合到CH1或CH2通道；按下GND时通道输入端接地。 灵敏度调节及微调：两个灵敏度调节旋钮分别用于调节CH1和CH2两个通道信号在屏幕上显示尺寸。 扫描方式：AUTO/NORM（自动/常态）键用于选择扫描方式，一般用AUTO；TIME/X-Y键是水平方式选择，一般用TIME；+/-健是触发极性键，一般用+；INT/EXT（内/外）键是触发源选择键，一

9、般用INT；CH1/CH2健是内触发源选择健。 扫描速度及微调：用于选择扫描速度和连续调节扫描速度。 图1-5 双踪示波器面板示意图三实验设备1 电工电子学实验台2 双踪示波器3 元件箱四实验内容（一） 实验台的使用1 熟悉实验台上仪表的布局，了解各仪表的性能及使用方法，经指导教师许可后，用钥匙打开总电源开关，这时实验台左上部六只数字表均应显示0。（二） 示波器及信号发生器的使用将信号发生器的输出接到示波器的Y轴输入端（CH1或CH2通道或同时输入两个通道），调节信号发生器和示波器面板上各旋钮，掌握两种仪器的使用方法。（三） 二端元件伏安特性测定1 电阻元件伏安特性测定将稳压电源输出调到12V

10、，按图16所示电路选取元件参数，并照图接线，调节电位器RW，使电压表读数分别为0、2、4、6、8、10伏，记录下电流表的读数，填入表格11中。根据电压和电流值求出对应的电阻值，并写入表中。 表11U（V）0246810I（mA）R（k）图16 电阻伏安特性测定电路2 非线性白炽灯泡的伏安特性测定将稳压电源输出调到12V，按图17所示电路选取元件参数，并照图接线，调节电位器RW，使电压分别为1、2、4、5、6、7伏左右，记录下电流表的读数，填入表格12中。根据电压和电流值求出对应的电阻值，并写入表中。 表12参考值1V2V4V5V6V7VU（V）I（mA）R（） 图1-7非线性白炽灯泡的伏安特性

11、测定电路3 二极管伏安特性测定按图18所示连接电路，测定正向特性，缓慢调节电位器RW，使电压表的读数在0到0.75V之间变化，将对应电流表的读数填入表13中。将图1-10所示电路中的直流稳压电源的极性调换方向，测定反向特性，缓慢调节电位器RW，使电压表的读数在-1到-11V之间变化，将对应电流表的读数填入表14中。 表 13 U（V）00.20.40.450.500.550.600.650.700.75I（mA）图18 二极管伏安特性测定电路 表 14 U（V）-1-3-5-8-10-11I（mA）4 稳压二极管伏安特性测定按图19所示连接电路，测定正向特性，缓慢调节电位器RW，使电压表的读数

12、在0到0.75V之间变化，将对应电流表的读数填入表15中。将图1-11所示电路中的直流稳压电源的极性调换方向，测定反向特性，缓慢调节电位器RW，使电压表的读数在-1到-3.5V之间变化，将对应电流表的读数填入表16中。 表 15 U（V）00.20.40.450.500.550.600.650.700.75I（mA）图19 稳压二极管伏安特性测定电路 表 16 U（V）-1.0-2.0-2.5-3.0-3.2-3.5I（mA）五实验注意事项1 实验台上的恒压源、恒流源均可通过波段开关和细调旋钮调节输出大小，在启动时，先应使其输出旋钮置零位，待实验时慢慢增加。2 特别注意电压源输出不能短路，恒流

13、源输出不能开路。电压表并联在电路中，电流表串联在电路中。使用仪表前应估算电压和电流值，合理选择仪表量程，勿使仪表超量程，仪表极性不可接错。3 测量二极管和稳压二极管正向特性时，电压应由小到大逐渐增加，电流不得超过35毫安，否则可能烧坏二极管或稳压二极管。六 思考题线性元件与非线性元件的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区别？七 实验报告1 根据各实验数据，分别在坐标纸上绘出所测元件的伏安特性曲线（电压为横坐标，电流为纵坐标）。2 根据实验结果，总结电阻、白炽灯、二极管和稳压二极管的特性。 实验二 直流电路的研究一实验目的1验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。2验证线性电路

14、叠加原理，掌握叠加原理的应用。二原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律，测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。即对电路中的任一个节点而言，应有I0；对任何一个闭合回路而言，应有U0。叠加原理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。线性电路的齐次性原理是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小倍。运用上述定律时必须注意电流、电压的参考方向，此方向可预先任意设定。三实验

15、设备1 直流电压表 020V2 直流毫安表3 恒压源 （+6V，+12V，030V）4 EEL-24组件四实验内容实验线路如图21所示，在EEL-24挂箱上找到“叠加原理”实验电路板，将6V、12V直流电压，分别接在E1和E2处，将板上开关S1打向E1端，S2打向E2端，S3打向电阻端，构成线性实验电路图。+-12VR1+-6V1N4007R2R3R4R5I1I2I3E1E2S2S1S35105105101k330ABCDEF图2-1 直流电路实验图（一）验证基尔霍夫电流定律KCL根据图示电流的参考方向，用直流数字电流表分别测量I1、I2、I3的数值，并用电压表确定电流的“+”、“-”号，将正

16、确的数值记入数据表2-1中，验证I0。表21I1I2I3验证I1+I2=I3绝对误差（二）验证基尔霍夫电压定律KVL根据图示电压的参考方向，用直流数字电压表分别测量UAB、UBC、UCD、UDE、UEF、UFA、UAD的数值，将正确的数值记入数据表2-2中，对各回路验证U0。表22测量数据验证U0UABUBCUCDUDEUEFUFAUAD回路ABCDA回路ADEFA回路FBCEF（三）验证叠加原理1E1电源单独作用将开关S1投向E1侧，开关S2投向短路侧，开关S3投向电阻侧，用直流电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格2-3中。22电源单独作用将开关S1

17、投向短路侧，开关S2投向2侧，S3投向电阻侧，重复实验步骤的测量和记录。31和2共同作用将开关S1投向E1侧，开关S2投向2侧，S3投向电阻侧，重复上述的测量和记录。表23 测量项目实验内容E1(V)E2(V)I1mAI2mAI3mAUAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)E1单独作用E2单独作用E1, E2共同作用结论：4非线性电路将5换成一只二极管1N4007（即将开关S3投向二极管侧），使电路成为非线性电路，重复13的测量过程，数据记入表24 表24 测量项目实验内容E1(V)E2(V)I1mAI2mAI3mAUAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V

18、)E1单独作用E2单独作用E1, E2共同作用结论：5. 线性电路的比例性原理（即齐次性原理）实验用E2单独作用于线性电路，即S1打向右端、S2打向右端、S3打向上端，将E2分别调到12V和16V，测量表2-5中数据，验证齐次性原理。表2-5E2(V)I1（mA）I2（mA）I3（mA）UAB(V)UAD(V)E212V12E218V181.5结论：五实验注意事项1所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。2防止电压源两端碰线短路。电流表用电流插头插入插座中测量电流，电流的“+”、“-”号用电压表来确定，电压表并联在待测元件两端测取电压值，电压的“+”、“-”号直

19、接从电压表上读取。六预习思考题根据图2-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。叠加原理中E1、E2分别单独作用时，在实验中应如何操作？实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？七实验报告 1根据实验数据，验证KCL的正确性。 2根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。3根据实验数据表格，进行分析、比较、归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。4各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。5心得

20、体会及其他实验三 单相交流电路一 实验目的1研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。2掌握日光灯线路的接线方法及各元件的作用。3理解提高电路功率因数的意义，并掌握提高功率因数的方法。4掌握测量交流电路参数（等效电阻R和电感L）的方法。二原理说明在单相正弦交流电路中，用交流电流表则得各支路的电流值，用交流电压表测得回路各元件两端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即 和 如图3-1所示的L串联电路，在正弦稳态电压U的激励下，UR与IRL同相，UL与IRL相位相差900，UR与UL的相量和等于U，所以UR、UL、U三者形成一个直角三角形，称为电压三角形。U与I的夹角为，CO

21、S为电路的功率因数。对于感性负载，为了提高功率因数，给它并联一个电容即可，图3-1中接通开关S就可提高电路的功率因数。图3-2所示是以电流IRL为参考相量时电压相量图。图3-3所示是以总电压为参考相量时电流相量图。 R+-+-+SC-L图3-1 RL串联电路 图3-2 电压相量图 图3-3 电流相量图日光灯线路如图3-4所示，图中R是日光灯管，是镇流器，S2是启辉器，是补偿电容器，用以提高电路的功率因数（cos值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。在实验电路中测出有功功率P、总电压U、总电流I，则有功率因数为：+-+-+S2C1-LRC2C3S1*I*UW图3-4 日光灯电路三实验设备

22、1交流电压、电流、功率及功率因素表各1。2EEL17组件。332日光灯（左面板上侧）四实验内容1 接通实验台上总电源，按下“闭合”按钮，调节三相自耦调压器，使三相电源的相电压为220V（用交流电压表测量），经指导教师确认后，按下“断开”按钮，暂时断开三相电源。2 按图34连接线路，经指导教师检查后，按下“闭合”按钮开关，使日光灯接通220V交流电源，改变开关S1的位置，在补偿电容分别为0F、1F、2F、4F时测量有功功率P，总电流、镇流器及灯管电流IRL、电容器电流IC、总电压U、镇流器电压UL、灯管电压UR及功率因数COS，填入表3-1中，验证电压、电流相量关系。并计算功率因数COS。 表3

23、-1测 量 数 值计算值电 容P(W)I（A）IRL（A）IC（A）U (V)UL(V)UR(V)cosjcosj0F1F2F4F五实验注意事项1 功率表要正确接入电路，电流线圈一定要串联在电路中，电压线圈一定要并联在电路中，否则可能烧坏功率表。2 电路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。3 电路连接完成后一定要经过指导教师检查后，方可接通电源。六预习思考题参阅课外资料，了解日光灯的工作原理。在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？为了提高电路的功率因数，

24、常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？七实验报告1根据实验数据，绘出电压U、UR、UL的相量图。以总电压U为参考相量，画出电容为4F时，U、I、IRL、IC的相量图。2利用无补偿电容时的测量值，即有功功率P、电压（U、UL、UR）、电流I的数据，计算电路中的总等效电阻R、日光灯管的等效电阻R1、镇流器的等效电阻R2、镇流器的等效电感L。3讨论提高电路功率因数的意义和方法。4装接日光灯线路的心得体会及其他。实验四 三相交流电路一实验目的

25、掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法下线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系。2理解三相四线制供电系统中中线的作用。二原理说明1三相负载可接成星形（又称“”形）或三角形（又称“”形）。当三相对称负载作形联接时，线电压UL是相电压UP的倍，线电流IL等于相电流IP，即 流过中线的电流IO，所以可以省去中线。当对称三相负载作三角形联时，有 2不对称三相负载作联接时，必须采用三相四线制接法，即接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，

26、使负载不能正常工作，尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用接法。3对于不对称负载作接时，但只要电源的线电压对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。三实验设备1交流电压、电流表；2万用表3EEL17组件的三相电路、220V/40W白炽灯10只四实验内容及步骤一调节三相电源电压接通实验台三相电源，调节三相调压器， 使三相电源的线电压为220V（用交流数字电压表测量）。确认电源线电压是220V后，断开三相电源。二三相负载星形联接（三相四线制供电）照图41线路连接实验电路，按以下的步骤完成各项实验。UVWNNIUIVIWINSVSUSWSNuvwxyz图4-1 负载星形连接电路

27、（1）对称负载星形联结每相接1只灯泡，分别测量有中线和无中线时，线电压、相电压、线（相）电流、中线电流、中性点电压，将测量数据及灯泡亮度填入表中。项目线电压相电压线(相)电流中线电流中点电压灯泡亮度UUVUVWUWUUuNUvNUwNIUIVIWINUNNUVW对称有中线对称无中线实验结论：（2）不对称负载星形联结U相、W相接1只灯泡，V相接入2只灯泡，分别测量有中线和无中线时，线电压、相电压、线（相）电流、中线电流、中性点电压，将测量数据及灯泡亮度填入表中。项目线电压相电压线(相)电流中线电流中点电压灯泡亮度UUVUVWUWUUuNUvNUwNIUIVIWINUNNUVW有中线无中线实验结论

28、：（3）一相断路，不对称负载星形联结U相接1只灯泡、V相接入2只灯泡，W相断开（断开SW），分别测量有中线和无中线时，线电压、相电压、线（相）电流、中线电流、中性点电压，将测量数据及灯泡亮度填入表中。项目线电压相电压线(相)电流中线电流中点电压灯泡亮度UUVUVWUWUUuNUvNUwNIUIVIWINUNNUVW有中线无中线实验结论：（4）无中线、不对称负载、一相短路的星形联结断开中线（断开SN），U相接1只灯泡、V相接入2只灯泡，W相负载短路（将w、N两点短路），分别测量，线电压、相电压、线电流、中线电流、中性点电压，将测量数据及灯泡亮度填入表中。项目线电压相电压线(相)电流中线电流中点电

29、压灯泡亮度UUVUVWUWUUuNUvNUwNIUIVIWINUNNUVW无中线实验结论：三负载三角形联接照图42改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源（线电压为220V），将负载分别接成对称和不对称形式，测量各线（相）电压、线电流、相电流，将测量数据及灯泡亮度填入表中。 UVWIUIVIuvSVSUSWIWIvwIwuuvwxyz 图4-2 负载三角形连接电路项目灯泡数线（相）电压线电流相电流灯泡亮度uv相vw相wu相UUVUVWUWUIUIVIWIuvIvwIwuuvvwwu对称111不对称121结论：五实验注意事项1每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源

30、，必须严格遵守先接线，后通电；先断电，后接线的实验操作原则。2星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。六预习思考题1三相负载根据什么条件采用星形或三角形连接？2复习三相交流电路有关内容，试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？七实验报告1用实验测得的数据验证对称三相电路中相值与线值之间的关系。2用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。3不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？4心得体会及其他实验五 晶体管共射极单管放大器一、实验目的 1. 学会放大器静态工作点的调试方法

31、，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2. 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 3. 熟悉常用电子仪器及电子技术实验台的使用。二、实验原理 图51为电阻分压工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE, 以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端输入电压信号ui后，在放大器的输出端可得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的输出信号uo，从而实现了电压放大。1. 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量图51是分压式偏置放大电路。 a、b两点是放大器的输入端，c、d两点是放大器的输出端。

32、测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui =0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，则，或。为了提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。ESUSUiRRPRCRB2RB1RERLUCC+12V+-mAIC+-C1ULSC2CE10k100k20k2.4k20k1k2.4kabcdTBCE 图5-1 电阻分压工作点稳定单管放大器2) 静态工作点的调试静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形

33、都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号后易产生饱和失真，此时uo的负半周将被削底，如图5-2所示; 如工作点偏低则易产生截止失真，即uo的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显)，如图5-3所示。t0uot0uot0uo图5-2 饱和失真 图5-3 截止失真 图5-4 无失真改变电路参数UCC、RC、RB、(RB1、RB2)都会引起静态工作点的变化。但通常多采用调节偏置电阻RB1的方法来改变静态工作点，如减小RB1，则可使静态工作点提高等。最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失

34、真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。2. 放大器动态指标测试放大器动态指标测试有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压(动态范围)和通频带等。 1) 电压放大倍数Au的测量调整放大器得到合适的静态工作点，然后加入输入电压ui，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表分别测出ui和uo的有效值Ui和Uo，则电压放大倍数Au为 2)输入电阻的测量 为了测量放大器的输入电阻，按图5-5电路，在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出U

35、s和Ui，则根据输入电阻的定义可得输入电阻为： 信号源USUiRroriUOULRLSURIi+-+-放大器图5-5 输入输出电阻测量电路测量时应注意 由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压UR时必须分别测出Us和Ui，然后按UR=UsUi求出UR值。 电阻R的值不易取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与ri为同一数量级为好，本实验可取R=10KW。 3) 输出电阻的测量 按图55电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载RL的输出电压Uo和接入负载后的输出电压UL，根据 可求出输出电阻ro 在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。 4) 最大不

36、失真输出电压的测试(即最大动态范围) 如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节RP(改变静态工作点)，用示波器观察uo，当输出波形同时出现截止和饱和失真时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出此时的输出电压uo(称为最大不失真输出电压)。用示波器直接读出最大不失直输出电压的峰峰值Uopp（）。 5) 放大器频率特性的测量 放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数Au与输入信号频率f之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线

37、如图56所示，Au为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的1/倍，即0.707Au所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带 放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数Au。为此，可采用前述测Au的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变。AufBWffHE0fLBCC B E3DG3CG9011(3DG6)9012(3CG)9013(3DG12)0.707AuAu 图5-6 频率特性 图5-7 三极管引脚三、实

38、验设备与器件 1. EEL15组件 2. 信号源(下组件) 3. 示波器 4. 交流晶体管毫伏表 5. 直流电压表、直流毫安表 6. 万用电表四、实验内容 按图51所示连接实验电路，元件分布见图5-8所示，图中ES为信号发生器，mA为直流毫安表，Ucc为+12V直流稳压电源。在实验中连接电子仪器时，为防止干扰，各仪器的公共接地端必须连在一起，同时信号发生器、交流晶体管毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。 1. 测量静态工作点 断开信号发生器，将放大器输入端a、b两点短路（使放大器输入Ui为零），断开负载RL，接通+12V直流电源，调节RP，改变静

39、态工作点，用直流数字电压表测量UBE、UCE，用直流毫安表测量IC，将合适的静态工作点记入表51中。设=80，计算IB值（）。 表51 测 量 值计算值UBE(V)UCE(V)IC(mA)IB(mA) 2. 测量电压放大倍数 将信号发生器ES经电阻R接在放大器输入端（取掉a、b两点的短路线），将交流数字毫伏表接在放大器的输入端a、b两点（用于测量输入电压Ui）。调节信号发生器的频率旋钮，使其输出1KHZ左右的正弦交流电压信号us，调节信号发生器的输出幅度旋钮，使放大器输入端电压Ui=10mV左右，用示波器的CH1通道观察放大器输入（a、b两点）电压ui的波形，用示波器的CH2通道观察放大器输出

40、（c、d两点）电压uo的波形。在波形不失真的条件下用交流数字毫伏表测量下述三种情况下的输入电压Ui和输出电压Uo值，并用示波器同时观察uo和ui的相位关系，把结果记入表52中。根据Au=UO/Ui求出电压放大倍数Au，并填入表中。表5 2 Rc(kW)RL(kW)Ui（mV）Uo(V)Au2.4¥（S断）2.42.42.41.2 3. 观察静态工作点对电压放大倍数的影响 表53 ( Rc=2.4kW RL= ¥ ) IC(mA)1.01.41.61.82.0Ui(mV)UO(V)Au断开负载RL，调节信号发生器幅度旋钮，使放大器输入电压Ui在10mV左右，调节RP，使静态工

41、作点的集电极电流IC在1.0至2.0毫安范围内变化，由小到大取5个点，用示波器监视输出的电压波形，在输出电压uo不失真的条件下（如果出现失真，适当减小放大输入电压Ui大小），用交流数字毫伏表测量Ui和Uo值，并求出电压放大倍数Au，记入表53中。4. 测量输入电阻和输出电阻 调节信号发生器，使放大器输入电压Ui=10mV左右的正弦信号，在输出电压uo不失真的情况下，用交流数字毫伏表测量：信号发生器两端电压Us、放大器输入电压Ui、不接负载RL时的输出电压UO、接通负载RL时的输出电压UL，并计算出输入电阻ri和输出电阻ro，记入表54中。 表54 （ Rc=2.4kW RL=2.4kW）Us(

42、mV)Ui(mV)ri(kW)U0(V)UL(V)ro(kW)5. 观察静态工作点对输出波形失真的影响 调节信号发生器，使放大器输入电压Ui=1015mV左右，用示波器视察输出电压uo的波形，缓慢调节电位器RP，分别增大和减小RP，使波形出现失真，判断是截止失真还是饱和失真，并记录RP大小与两种失真的关系。总结，如果出现截止失真或饱和失真，怎样才能消除它们？ 6. 测量最大不失真输出电压UOM调节信号发生器使放大器输入电压Ui=1015mV左右，用示波器视察输出电压uo的波形，调节RP，使输出无失真。调节信号发生器的幅度旋钮，适当增加Ui，当放大器输出仅出现一种失真时，调节RP，使输出脱离开失

43、真，然后再增加Ui，观察是否有失真；如果仍然只出现一种失真，调节RP使输出脱离开失真；如果同时出现两种失真，适当减小Ui，在放大器输出电压同时出现截止失真和饱和失真的临界状态时，此时的放大器处于最大不失真输出状态。测出此时静态工作点的IC、UCE，此时放大器输入电压Ui（称为最大不失真输入电压）、此时放大器输出电压UOM（称为最大不失真输出电压）、用示波器测量最大不失真输出电压的峰峰值UPP，并求出此时的电压放大倍数Au，记入表55中。 表55 （RC=2.4k RL=¥）IC(mA)UCE(V)Ui (mV)Uom(V)Uopp(V)Au7. 测量具有电流串联负反馈时电压放大倍数将

44、发射极电容CE断开，在波形不失真的条件下用交流数字毫伏表测量下述二种情况下的输入电压Ui和输出电压Uo值，把结果记入表56中。求出电压放大倍数Au，并与表52中数据比较。表5 6 Rc(kW)RL(kW)Ui（mV）Uo(V)Au2.4¥（S断）2.42.4五、实验报告 1. 总结Rc、RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。 2. 讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。总结，如果出现截止失真或饱和失真，怎样才能消除它们？ 3. 分析讨论在调试过程中出现的问题。六、预习要求 1. 当调节偏置电阻RB1，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降U

45、CE怎样变化?2. 改变静态工作点对放大器的输入电阻ri有无影响? 改变负载电阻RL对输出电阻ro有无影响?3DG610F10F10F20k10k20k1k2.4k2.4k2.4k100k100k10k10k4.7k0.01FBEC放大电路元件运放电路元件0.1F1F图5-8 实验元件分布图实验八 晶闸管可控整流电路一、实验目的1、掌握晶闸管、单结晶体管的结构及工作原理。2、熟悉单结晶体管触发电路(阻容移相触发电路)的工作原理及调试方法。3、熟悉单相桥式可控整流电路的工作原理。二、实验原理1、单向晶闸管结构示意图和符图及伏安特性曲线。GAKP1N1P2N2AJ1J2J3GKIAUAKIG=0I

46、G1IG2IHUFUBRQ0GKAKP5图8-1 晶闸管结构 图8-2 符号 图8-3 伏安特性 图8-4 引脚图2、单结晶体管结构示意图和符号图及伏安特性曲线它有两个基极B1和B2，一个发射极，故亦称为双基极二极管。其中RB2等效为一个具有负温度系数的热敏电阻，即当单结晶体管导通时，有电流流过，RB2发热，等效电阻值迅速下降。B1B2EDRB1RB2AB2B1EIEIEIVIP0VPUEUE+-UPUV负阻区饱和区截止区EB1B2BT33EE B1 B2图8-5 单结晶体管结构 图8-6 符号 图8-7 伏安特性 图8-8 引脚图3、实验原理图单相桥式可控整流电路如图8-9所示。主电路由负载RL(电灯)和晶闸管T组成；触发电路由单结晶体管T3及外围元件构成的阻容移相触发电路。调节电位器RP可改变晶闸管T的控制角（导通角为，其中+），负载电阻RL两端电压UL随之改变，负载两端电压平均值为：U2为变压器次级电压有效值，为控制角。三、实验设备及器件1. MCL05组件 2. 可调交流电源 3. 万用电表 4. 示波器5. 交流毫伏表 6. 数字直流电压表220V60VD2D1D3D4DZ1DZ2D5TB1B2T1T2T3C1C2R1R2R3RPR4R5R6R7RL20V0.1FBT353CT500abcdeu1u2UL+-fAGK10V3