《计算机电路与电子技术基础》实验报告

1、计算机电路基础实验报告指导老师刘凤声 班级软件工程114 学号119074258 姓名黄芳恺 安徽工业大学 计算机学院2012 11 月安徽工业大学 计算机学院实验指导书安徽工业大学 计算机学院实验指导书 PAGE PAGE 4目录节点电压法电路计算及分析含有受控源电路的设计与分析戴维南定理和诺顿定理的应用一阶动态电路分析串联交流电路的阻抗及波形三极管放大电路静态、动态分析实验集成运算放大积分电路整流滤波电路1. 实验 2.1 节点电压法电路计算及分析一、实验目的掌握Multisim常用仪器的使用方法。会用Multisim 用节点电压法二、实验原理与实验步骤电路原理图如实验 图 2-1。2-1

2、 节点电压法电路图节点电压法电路的计算式：2-1 2.1 物理量和实验结果记录表UU节点电压法电路 物理量数据1UU节点电压法电路 物理量数据12实验值计算值实验值计算值I0.5U7.5U10U10R26.218 6.2181.6411.642R51R42R121436.2926.2932.8392.8403R612.9412.944R2102873.0243.024612.7412.7421520143334.7254.725节点电压法的实验步骤与分析：12-1 连接图形并测试。2、将物理量和实验结果记录填写到表2-1 中。3见如下图。2. 实验 2.2 含有受控源电路的设计与分析一、实验目

3、的1掌握Multisim 常用仪器的使用方法。2会用Multisim 分析含有受控源的电阻电路。二、实验原理与实验步骤与控制量之间的关系总是在实际解题时产生混淆，实验中我们着重通过感性认识来了解受控源的特性。 实2-22-3所示，可以看到V1=V2。安徽工业大学 计算机学院实验指导书安徽工业大学 计算机学院实验指导书 PAGE PAGE 6实验 图2.-2VCVS 电路(VCVS)电路分析改变可调电阻RL的数值，观察受控源被控制支路的电压变化。改变电压源方向和数值，观察受控源被控制支路的电压变化。改变受控源电压比，观察受控源被控制支路的电压变化。2-2中。电路电阻值/k电压源数值测参数受控源电

4、压比量值4电路电阻值/k电压源数值测参数受控源电压比量值461220810V1 读数/V4.6015.8624.6015.8624.6015.862V3 读数/V36.81058.61736.81058.61736.81058.617(CCVS)2-3 所示。实验 图 2-3 CCVS 电路改变可调电阻及的数值，观察受控源被控制支路的电压变化。改变电源方向，观察受控源被控制支路的电压变化。改变受控源电压比，观察受控源被控制支路的电压变化。2-3中。电电阻值/k电压源数值测路参数受控源电压比电电阻值/k电压源数值测路参数受控源电压比量值38161568A 读数/A-2.000-1.154-2.0

5、00-1.154-2.000-1.154V3 读数/V-0.012-9.231-0.012-9.231-0.012-9.231安徽工业大学 计算机学院实验指导书安徽工业大学 计算机学院实验指导书 PAGE PAGE 102.3 戴维南定理和诺顿定理的应用一、实验目的掌握戴维南定理和诺顿定理。会用戴维南定理和诺顿定理分析含有受控源的电路。二、 实验原理与实验步骤1. 关于电路的分解及等效对于实际网络的分析，一个重要的分析手段就是网络的分解，对于分解之后的网络 的研究就需要对等效的概念有一个充分的理解和认识。对于两个单口网络，如果它们端口的电压电流关系完全相同， 则两个网络就是等效的。那么等效的对

6、象到底是什么呢? 通过实验，我们可以对它有一个比较清晰的认识。实验电路如图 2-4 所示。（1）图2-4 中(b)ab 端口向左看两个单口网络N N1 1k的负载电阻。(2) 改变电阻阻值，观察两个电路的电压变化，将结果记录在表2-4 中。表2-4实验2.3结果记录(一)RL/k1123v12101410万用表读数v3.9993.3325.5984.2842-4 单口网络等效2戴维南等效电路及诺顿等效电路戴维南和诺顿等效电路是含源单口网络的两种最简单的单口网络等效模型，在电路2-5 所示。2-5所示完成电路连接。测量单口网络的开路电压、短路电流以及等效电阻，设计表格记录测量数据o开路电压开路电

7、压U(V)24.195短路电流I(A)0.011等效电阻R(K)2.098）（）测内阻R0实验 图2-5实验电路图4. 实验 3.1 一阶动态电路分析一、 实验目的1、熟悉电子工作平台（Multisim）软件的使用。2、掌握一阶动态电路的分析、计算和测量；3、了解动态元件的充放电过程，观察输出波形。4、熟悉Multisim 中示波器的调整及测量方法。二、 预习要求1、熟悉电子工作平台（Multisim）软件的使用。2、一阶动态电路的分析、计算和测量。参照试验指导书中内容，熟悉一阶动态电路的分析、计算和测量。三、 电路和内容一阶动态电路如图 3-1 所示，用示波器观察其零输入响应和零状态响应的曲

8、线，并测出时间常数。图 3-1四、 电路基本原理在电路图 3-1中（元件物理量见图 3-，当开关置于下边触点（接地）一段时间，电路已经处于稳态，此时的电容上端的电压Uc=0V 。此时将开关由下边拨到上边触点（10V直流电源，电容两端电压不会发生跃变，电容从电压为 0V此时电容上端的电压Uc=10V压为 10V 开始进行放电过程。电路经过一段瞬态过程后，电路又处于稳定状态，此时电容上端的电压Uc=0V。电容充放电过程既对应于电路的零状态响应和零输入响应，如图3-2 a,b安徽工业大学 计算机学院实验指导书安徽工业大学 计算机学院实验指导书 PAGE PAGE 12图 3-2电路时间常数的计算如下

9、： t RC t RC t U c =E(1- e)=E(1- e)当 t= RC时，U= E(1- e1)0.632 E=6.32Vc由图 3-2 b，根据一阶微分方程的求解得知： t RC t U=E e=E ec当 t= RC时，U= E e1 0.368 E=3.68Vc五、 操作3-1 K激活电路（打开启动按钮，操作开关 ，可通过示波器观察到电路的过渡过程（电压波形）如图 3-3 3-4(3-3、3-4)1 置于充电（或放电）2 （图中的y）为6.32（对于充电过程）和3.68（对于放电过程，则游标1 和2 时间常数（在图3-3-4中为T2-T。图 3-3图 3-4数据及分析记录一阶

10、动态电路的零状态响应和零输入响应的波形，并测量出时间常数对比，进行分析。元件参数Uc波形（s） 测量 计算零状R=100K态C=0.033（充电响应33543300安徽工业大学 计算机学院实验指导书安徽工业大学 计算机学院实验指导书 PAGE PAGE 17零零输入（放电） 响应33453300六、 思考题：三要素法分析电路网络实验图如下jszx-web/sysfx .htm，。5.4.1串联交流电路的阻抗及波形一、实验目的RLCRLC串联电路的阻抗角（选熟悉 Multisim 二、实验器材（如图）信号发生器示波器电流表电压表1mH0.1mF7. 1000 电 阻三、实验原理及实验电路如图 4

11、-1 所示的电路。由电路理论可知， RLC 串联电路的阻抗为：Z R j(L 1 ) Z C，=2fR2 R2 (L C1 )2Z Arctg1 )CR（如 6KHz 时稳定时的值 0.020mV，0.186A。Z=U/I=107.5。计算时为 Z=100+37.41j=107 89.4）aRLbb1mH0.1mF图4-1 RLC串联电路四、实验步骤图4-2 RLC串联阻抗实验电路建立图4-2所示的RLC串联实验电路。因为1电阻上的电压与回路电流相等，所以由示波器可以测得电压与电流的相位差。由电压表和电流表测出的数值可以求出阻抗的模。根据表4-1 中的频率，分别改变信号源的频率并激活电路，将测

12、到的电压和电流的相位差，以及电压表和电流表的结果填入表4-1 中，并将所计算的电路阻抗的模填入表 4-1 中。6000Hz 时的示波器刻度参数如图 4-3(度）offset信振幅号源占空比频率V (V )A(mA)Z（V）（Hz）()010501-10.000.281-35.58070105010-9.992-0.010999.201050100-99.93-0.103970.267201050500-499.60.479-1043.70152010501000-999.20.984-1015.92541010502000-19982.107-948.268010504000-39984.76

13、6-838.859010506000-59977.149-838.859图 4-3 6000Hz 时的示波器参考刻度参数五、思考题110答：实验值没有相位的正负，实验值与计算值数值较接近500HZ6. 实验 7.1 三极管放大电路静态、动态分析实验一 、 实 验 目 的1学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法，进一步理解电路元件参数对静态工作点的影响，以及调整静态工作点的方法。2学习放大电路性能指标：电压增益Au、输入电阻 Ri、输出电阻 RO 的测量方法。3进一步熟悉Multisim 软件的使用方法。二、虚拟实验仪器及器材双踪示波器信号发生器 交流毫伏表数字万用三、预习要求 1熟悉单管放大电

14、路，掌握不失真放大的条件。四、实验内容及步骤1.画出电路如图所示双击Rw（减量用Shift+A）0.5%。测量并计算静态工作点安徽工业大学 计算机学院实验指导书安徽工业大学 计算机学院实验指导书 PAGE PAGE 19调节电位器RwI=2 mA ，用万用表测静态工作点UU的数值，并计算Uce(V)、UbeV)、C调 整 Rw 并测 量计调 整 Rw 并测 量计算CEB3.3.Uc(V)U(V)EU(V)BI(mA)CI(A)BUce(V)UbeV)3.7993.7814.713-3.4170.2230.0180.93215电压放大倍数调整函数发生器 f=1KHz 的正弦信号, 幅度 14.2

15、mV，以保证输出波形不失真为准。双击示波器， 观察输入、输出波形。测量（交流有效值 和U 计算电压放大倍数：Au=Uo/U 把数据填入下表中。i0i，UU(mV)i10.04U(V)O1.44Au143.43观察静态工作点对输出波形失真的影响Rw15（Q）如图190大输入信号至U=20mV，波形出现顶部失真（即Q）2。i图1 底部失真图2 顶部失真总结电路参数变化对静态工作点和电压放大倍数的影响：静态工作点：当RwIcIbUc，Rw7. 实验 8.1 集成运算放大积分电路一、实验目的掌握集成放大器的实际应用。掌握集成放大器的积分运算应用原理及计算。熟悉Multisim 二、实验器材（如图）信号

16、发生器示波器电阻、电容741三、实验原理及实验电路电路如下图。安徽工业大学 计算机学院实验指导书安徽工业大学 计算机学院实验指导书 PAGE PAGE 20原理：FR C 为积分时间常数 T F1当 ui 为阶跃电压（如方波）时， 则四、实验步骤及要求1.画出电路如图所示。安徽工业大学 计算机学院实验指导书安徽工业大学 计算机学院实验指导书 PAGE PAGE 222.运行观察波形。停止运行，拖动示波器的左右滑块，记录测试值到如下表中。2.变化的变化的RC测试 值计 算 值T 0.0010.0050.010UiUoUo0.0010.0050.01010101011.04110.227-10707101010对此积分电路进行分析：积分电路为输入方波输出锯齿波，计算结果与测试结果不符；8. 实验 10.1 整流滤波电路一、实验目的掌握整流电路的实际应用。掌握整流电路应用原理及使用方法。进一步熟悉Multisim 二、实验器材（如图）变压器示波器