电工电子实验复习
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($V_{rms}$):信号的有效值
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。
- 单路波形
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
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
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)
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。
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。
- 操作题:串联谐振电路 (已考)
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
- 幅频(Magnitude)曲线:${V_o\over V_i} - f$,
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。
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。
- 操作题:晶体管单级放大器(已考)
- …
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 $
$K_{CMR}=\left|{A_{ud}\over A_{uc}}\right|\approx \infty$
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 $t = T/2,\tau= RC \ge {U_s\over U_{omax}}t$
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 $R_5=R_4$
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 $U_{o2}=-U_i$
- 操作题:精密整流电路(仪器、模电实验、电分实验)