电工电子实验复习

电工电子实验复习

  1. 理解各种仪表(万用表、示波器等)的测量值。如:幅值、峰峰值、有效值。
    峰峰值($V_{pp}$):波形最高点和最低点的电压值
    最大/小值($V_{max}/V_{min}$): 波形最高/最低点对$GND$(地)的电压值
    幅值($V_{amp}$):波形顶部与底部的电压值
    顶/底端值($V_{top}/V_{base}$): 波形顶/底部对$GND$(地)的电压值
    均方根值($V_{rms}$):信号的有效
    平均值($Vaverage$):信号的平均值
    正/负占空比:正/负脉冲与周期的比值

  2. 掌握各种仪表的使用方法。如:示波器触发源的选择(观测单踪和双踪信号稳定显示波形的方法步骤)、示波器的输入信号的耦合方式(DC耦合、AC耦合,两种耦合方式显示波形的区别);函数发生器如何产生一定频率和幅值的正弦波、三角波、方波;方波占空比的概念、调整函数发生器的占空比的方法;

    • 示波器触发源的选择(观测单踪和双踪信号稳定显示波形的方法步骤)

      • 单路波形
        触发信源选择:Trigger->Menu->信源选择->CH1(CH2),然后调节level旋钮,使触发电平线落于所选通道波形上某个位置。(按下可归零)
      • 双路波形
        两路信号同频不同幅,选择幅度大的信号;两路信号同幅不同频,选择周期大的信号所接的通道。
    • 示波器的输入信号的耦合方式(DC耦合、AC耦合,两种耦合方式显示波形的区别)

      (按下 $CH1$ 按钮显示功能菜单选择耦合)
      交流(AC)耦合:阻挡输入信号的直流成分
      直流(DC)耦合:通过输入信号的交流和直流成分

    • 函数发生器如何产生一定频率和幅值的正弦波、三角波、方波
      正弦波:Sine
      三角波:Ramp
      方波:Square
      有效值:$V_{rms}$
      峰峰值:$V_{pp}$

    • 方波占空比的概念、调整函数发生器的占空比的方法
      正/负占空比:正/负脉冲与周期的比值

  3. 掌握发光二极管、稳压管伏安特性的测量方法;会画稳压管的伏安特性曲线并知道稳压管的稳压区域。

    • 发光二极管伏安特性的测量方法
    • 稳压管伏安特性的测量方法
    • 稳压管的伏安特性曲线
    • 稳压管的稳压区域
  4. 掌握戴维南等效参数(开路电压、等效电阻)的计算和测量方法。

    • 开路电压$U_{oc}$:零示法
    • 等效电阻$
      R_{eq}$:半电压法(从0开始调节电位器,电压表到$U_{oc}$一半时停止调节)
  5. 掌握直接法测量一阶RC时间常数的方法;会计算时间常数的理论值;会根据电路时间常数选择输入信号的频率;会画电阻和电容两端的电压波形;并能在波形图上标注时间常数的坐标。

    • 直接法测量一阶RC时间常数
      取充电时的 $0.632U_s$ 到放电时的 $0.368U_s$ 在横轴上的投影长度即为时间常数 $\tau$
    • 计算时间常数的理论值
      $\tau = RC$
    • 根据电路时间常数选择输入信号的频率 (???)
    • 画电阻和电容两端的电压波形
    • 在波形图上标注时间常数的坐标 (???)
  6. 掌握RLC串联谐振电路 $R, L, C, Q, fo, BW$ 的相互关系;掌握 $Q,fo,BW,URo,ULo, UCo$ 的理论值计算方法和测试方法;会画电流谐振曲线;能根据 $Q,fo,BW$等参数确定 $R,C,L$ 的值。

  7. 掌握低通,高通,带通,带阻四种电路的频率特性,会画幅频,相频特性曲线;会计算低通,高通电路的截止频率的理论值;了解这些电路的实际应用。

    • 幅频(Magnitude)曲线:${V_o\over V_i} - f$,
      (高通、低通)半功率点:$(f_c,0.707)$,此时 $f_c$ 称为截止频率;
      (带通)谐振点:$(f_0,1)$ (取最大值),谐振点频率
      (带阻)固有点:$(f_0,0)$(取最小值),固有点频率
    • 相频(Phase)曲线
    • Multisim:
      F为轴上最大值,I为最小值
  8. 会根据要求输出要求设计限幅电路的电源参数;并会画出相应的输入输出波形。

  9. 掌握单级放大器的静态工作点,放大倍数,输入电阻,输出电阻等交流指标的理论值方法和测试方法;会根据要求设计计算放大器的电路参数(主要是电阻)了解各电路参数与静态工作点、交流指标之间的关系﹔改变静态工作点会引起哪两种失真,调节哪些参数可以消除失真。会正确记录输入、输出波形以及失真波形。

  10. 会计算差分放大器的静态工作点,差模放大倍数和共模放大倍数的理论值;掌握差模放大倍数和共模放大倍数的测量方法,正确记录差模和共模输入、输出波形(交流耦合情况下),并标注完整。

    • 操作题:差动放大器(仪器、运放、电分实验)
    • $A_{ud}={U_{od}\over U_{id}}= {U_{c1}+U_{c2}(有效值相加)\over U_{i1}(有效值) } \approx 4$
      $A_{uc} ={U_{oc}\over U_{id}}= {U_{c1}-U_{c2}(有效值相减)\over U_{i1}=(有效值U_{i1}=U_{i2}) } \approx 0 $
      $K_{CMR}=\left|{A_{ud}\over A_{uc}}\right|\approx \infty$
  11. 会正确使用TL084运算放大器,会用实验的方法检测运算放大器的好坏;能运用运算放大器设计反相加法器、反相积分器,会设计计算各个电路参数;会用示波器测量输入、输出波形的峰峰值、平均值和周期、频率等参数;能正确记录实验结果,画出输入、输出波形,并标注完整。

    • TL084集成运放
      4接正,11接负,电源由近及远为:$+ , -,\infty$ ,本实验电源采用 $\pm 9V$

    • 操作题:反相加法器(仪器、模电实验、电分实验)
      $U_o = -({R_3\over R_1}\times U_{i1}+{R_3\over R_2}\times U_{i2})$
      $R_4=R_1//R_2//R_3$

    • 操作题:反相积分器(仪器、模电实验、电分实验)
      $U_o = -{1\over RC}U_st$
      $R_f=10R, R_p = R//R_f $

      $C\ge \tau/R $,其中 $t = T/2,\tau= RC \ge {U_s\over U_{omax}}t$

  12. 掌握方波-三角波发生器的工作原理及各元件的作用;会设计计算各个电路元件参数。用示波器测量输出波形的上下峰值和频率;能正确记录输出波形。

    • 操作题:波形变换电路(强化班加用)(仪器、模电实验、电分实验)

      一般来说,$I_{Dzmax}=10mA$
      方波输出幅度决定二极管的稳压值 $V_z = 方波输出幅度V $
      误差范围 $\pm x\%\Rightarrow U_{o1min}= (方波输出幅度 - 方波输出幅度\times x\%)V$
      $R_3 = (U_s-U_{o1min})/I_{Dzmax}=… $
      $U_{omax} =方波输出幅度V $
      $U_{omax}={R_1\over R_f}(U_z+U_D)$,得到$R_1,R_f$比例关系
      $R_1$不能太小,可以取 $5.1k\Omega$
      $R_p=R_1//R_f$
      $R_4 = {R_f\over 4CR_1f}$ ,$f$ 为振荡频率,$C$ 可取 $0.01uF\sim 1uF$ ,然后确定$R_4$
      通常取 $R_5=R_4$

  13. 掌握精密整流电路和电压比较器的工作原理,会根据输出波形设计精密整流电路各个参数,会正确记录精密整流电路各部分的输出波形。

    • 操作题:精密整流电路(仪器、模电实验、电分实验)

      (运放电源下正上负)
      当 $U_i>0$时,$R_7/R_3=1,R_7/R_5=-2$ 即: $U_{o2}=-(U_i+2(-U_i)) = U_i$
      当$U_i<0$时,只有 $U_i$ 输入,故 $U_{o2}=-U_i$