电路分析实验报告含实验数据.docx
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电路分析实验报告含实验数据
电路分析实验报告（含实验数据）
电路与模拟电子技术
实验报告
专业
学号
学生姓名
指导教师
合作同学
完成时间2016.4.19
实验一常用电子仪器使用
1.1万用表
万用表是一种多用途的电工仪表，最常用的万用表，具有测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻值等功能。
万用表可分为指针式和数字式万用表，图1为指针式万用表，图2为数字式万用表，万用表的型号很多，但它们的结构基本相似，使用方法也基本相同。
一、使用方法
1、电阻的测量方法
步骤一：
连接表棒。
将表棒插入万用表的正负接线柱上；
步骤二：
调零。
将表棒的两端相接触，调节欧姆条正电位器，使指针准确地指在欧姆刻度的零位上；
步骤三：
档位选择。
将转换开关旋至欧姆档的范围内；开始尽量选大的范围，测量后根据阻值再进行选择适当的范围。
步骤四：
测量电阻。
将表棒分开去测量未知电阻的阻值。
2、直流、交流电压和直流电流的测量方法
步骤一：
连接表棒。
步骤二：
档位选择。
如果测直流电压将转换开关旋至直流电压档的范围内，测交流电压就旋至交流电压档范围内，测直流电流就将旋至直流电流档的范围内；
步骤三：
量程选择。
估算后选择档位的适当量程；
步骤四：
测量并读数。
将表棒接入电路，根据指针偏转，读出待测电压的大小。
二、注意事项
1、如果用数字表测量时，被测的量小，档位放的太大，就会出现小数点的位数太多。
如果被测量的量大，档位放的太小，这时测量结果数字就为“1”，这说明档位太小，被测的量太大，数值溢出了，需换大档位。
2、测量电阻时，若用指针表，首先要将两只表笔短路，用调零旋钮将表针调到零，然后再测量。
测量时，两手不应同时接触电阻两端，否则相当于在被测电阻两端并联一个人体电阻，而产生误差。
3、测量出的电阻值是档位值乘上指针的读数。
如果用数字表测量电阻时，电阻值可以直接读出。
4、每次使用前应将转换开关调节在正确位置上再开始测量。
测量电路中的电压时，万用表要并联在被测支路上。
测量电路中的电流时，万用表要串联在被测支路中。
5、应该养成良好的使用习惯，即每当万用表使用完毕，应将转换开关放在最高交流电压档位上。
图1指针式万用表
1.2WYK－303B3直流稳压稳流电源
1．概述
WYK－303B3型直流稳压稳流电源是0～30V、0～3A双路可调，单路5V/3A固定输出的三支路输出稳压稳流电源。
本电源具有主从串联、并联、电阻遥控、电压遥控等功能。
是一种理想的直流稳压电源。
本产品可广泛用于工厂、学校、研究所、实验室及国民经济各部门。
2．性能指标
同时输出路数：
3；
可调输出电压/电流：
0－30V/0－3A；
固定输出电压/电流:
5V/3A；
电压调整率：
5
10-3；
波纹电压：
2mV。
3、面板介绍
该稳压电源为双路可调输出30V、3A。
主、从二路电源可以独立输出互不影响，也可串联或并联输出。
串联时，输出电压为两路输出电压之和；并联时，输出电压为主路输出电压，输出电流为两路输出电流之和。
该稳压电源面板如图所示。
（1）电源开关：
按下时，电源接通。
（2）从路输出端口接线柱：
“-”端口是输出电源负极；“+”端口是输出电源正极；“地”端口是与机壳和大地相连（一般使用时可以不接）。
（3）主路输出端口接线柱：
“-”端口是输出电源负极；“+”端口是输出电源正极；“地”端口是与机壳和大地相连（一般使用时可以不接）。
（4）固定输出端口接线柱：
“-”和“+”端口输出一个为5V的固定电压值。
（5）主、从路电源独立、串联、并联使用选择开关：
①全部弹出：
主、从电源独立使用，左边控制从路，右边控制主路；②全部按入：
并联使用；③从路按入，主路弹出：
串联使用。
（6）主路输出电压调节旋钮：
用于调节主路输出电压的大小，当电源置于串联时同时调节从路输出电压的大小。
（7）主路输出电流调节旋钮：
用于调节主路最大输出电流，当电源置于并联运行时同时调节从路输出电流大小。
（8）主路稳压状态指示灯：
该灯亮时表示主路电源输出处于稳压状态。
（9）主路稳流状态指示灯：
该灯亮时表示主路电源输出处于稳流状态。
（10）从路输出电压调节旋钮：
用于调节从路输出电压的大小，当电源处于串联或并联时不起作用。
（11）从路输出电流调节旋钮：
用于调节从路最大输出电流，当外负载电流超过设定时将被限制，电源置于并联使用时不起作用。
（12）从路稳压状态指示灯：
该灯亮时表示从路电源输出处于稳压状态。
（13）从路稳流状态指示灯：
该灯亮时表示从路电源输出处于稳流状态。
4、使用方法
（1）独立使用：
（作为稳压源使用）
以从路为例，把主、从路电源独立、串联、并联使用选择开关全部弹出；将从路输出电流调节旋钮（11）顺时针调大最大（稳流源不起作用），调节从路输出电压调节旋钮（10）至所需要的电压值，如果需要二路输出电压，再用同样的方法调节主路输出电压调节旋钮（6）；然后关闭电源，将“-”，“+”接线柱用导线接入电路。
（2）串联使用：
主、从路控制开关从路按入，主路弹出；把从路输出端接线柱“+”端和主路输出端接线柱“-”端用导线相连；根据使用情况，调节主路输出电压调节旋钮（6）或主路输出电流调节旋钮（7），至所需要的数量值。
注意：
在两路电源串联之前，应先检查主路和从路电源的负端或正端是否与接地端相连，若有，则应将其断开，否则两路电源串联时将造成短路。
（3）并联使用：
主、从路控制开关全部按入；把从路输出端接线柱“+”端和主路输出端接线柱“+”端用导线相连，从路输出端接线柱“-”端和主路输出端接线柱“-”端用导线相连；根据使用情况，调节主路输出电压调节旋钮（6）至所需要的数量值。
a．接入电路使用。
注意：
当作电压输出时，此时的输出电压由主路输出电压调节旋钮（6）调节，从路电压完全跟踪主路电压，从路输出电压调节旋钮（10）不起作用；当用作电流输出时，此时最大输出电流为两路输出电流之和。
5、注意事项
（1）作为稳压源使用时，将主、从路的输出电流调节旋钮顺时针调足，将主、从路的输出电压调节旋钮逆时针调足，再调节输出电压调节旋钮至所需要的电压；
（2）作为稳流源使用时，将主、从路的输出电压调节旋钮顺时针调足，将主、从路的输出电流调节旋钮逆时针调足，再调节输出电流调节旋钮至所需要的电流；
（3）在开机或调压调流过程中，继电器发出“喀”的声音属正常现象；
当输出发生短路时，应尽早发现，并关掉电源将故障排除。
1.3DF1641A函数发生器
1．概述
函数发生器是一种能产生正弦波、三角波、方波、斜波和脉冲波等信号的装置。
常用于科研、生产、维修和实验中。
例如在教学实验中，常使用函数发生器的输出波形作为标准输入信号。
2．性能指标
频率范围：
0.1Hz—2MHz
输出波形：
方波、三角波、正弦波、正向或负向脉冲波、正向或负向锯齿波
方波前沿：
≤100ns
正弦波失真：
10Hz—100kHz≤1%。
电压输出幅度：
≥20VP-P（空载）
输出阻抗：
50Ω
输出衰减：
20dB、40dB、60dB。
频率计测量范围：
1Hz—10MHz。
电源适应范围：
220V±10%，频率：
50Hz±2Hz。
功率：
10VA。
3、面板介绍及使用说明
图1DF1641A函数发生器面板图
使用说明：
（以输出1KHz、5V的方波为例）
第一步：
按下电源开关
（1），接通电源。
第二步：
选择输出波形类别。
通过波形选择开关（13）的三个按键，可分别用来选择正弦波、三角波、方波输出波形，（各个按键上方都有波形示意符号），按下方波按键。
注意：
输出波形必须由信号输出端（7）输出。
TTL/CMOS输出端（6）输出不受波形选择的影响。
第二步：
选择输出波形频率。
本仪器所有内部产生的频率或外测频率都在数字显示（19）中用数字（6位LED）显示，频率单位（Hz，kHz）用两只发光二·极管分别指示，灯亮有效。
闸门显示器指示灯（17）不断闪烁，说明频率计正在工作，当频率溢出指示灯（18）亮，说明频率超出6位LED所显示的范围。
根据需要输出的频率，首先在频率选择开关（14）共7个按键中进行频段选择。
例如选择1K按键，输出可能在100Hz—2kHz之间的某个频率点。
同时注意外接输入（3）中EXT按键的状态，该按键应处于“弹开”位置。
然后由频率调节旋钮
（2）进行频率粗调。
第三步：
选择输出波形幅度。
调节斜波倒置开关/幅度调节旋钮（9）具有两个功能，在不拉出的状态下，用来调整输出电压幅度大小。
由于本仪器没有电压输出幅度的显示，因此需要借助于示波器来测量输出电压的幅度（参考示波器的使用方法），一边看示波器的显示幅度，一边调节幅度调节旋钮（9）使函数发生器产生5V电压。
当输出信号幅度太大，则需要通过输出衰减旋钮（8）中的－20dB和－40dB两个按键对输出信号进行衰减。
当－20dB和－40dB按键都不按下，输出信号不衰减。
当－20dB按键单独按下，表明输出信号衰减20dB，即将输出信号衰减1/10。
当－40dB单独按下，表明输出信号衰减40dB，即将输出信号衰减1/100。
当－20dB和－40dB同时按下，表明输出信号衰减60dB，即将输出信号衰减1/1000。
但电路实验中一般不使用输出衰减旋钮。
4、特殊使用说明
1）斜波、脉冲波的产生：
斜波、脉冲波调节旋钮（12）具有两个功能，在该旋纽不拉出的状态下，输出波形对称。
在拉出状态下，可以改变输出波形的对称性，产生斜波、脉钟波，且方波占空比可调。
当输出为三角波时，调节此旋纽，产生斜波。
对称度调节范围：
95：
5—5：
95。
当输出为方波时，调节此旋纽，产生脉冲波。
占空比调节范围：
95：
5—5：
95。
注意：
当输出为正弦波时，不宜拉出此旋纽。
2）输出波形反向：
将波形倒置开关、幅度调节旋钮（9）拉出，波形反向。
3）测量外部输入信号频率：
首先将被测信号由计数器输入端（4）输入，然后将外接输入（3）中EXT按键按下，由LED显示外测信号频率。
注意：
被测信号的频率范围应在：
1Hz—10MHz；被测信号电压幅度应在：
100mV—15V范围内。
当被测信号电压幅度大于15V时，需将外接输入衰减20dB（3）的－20dB按键按下，将被测信号衰减20dB。
4）输出TTL波形：
需要输出波形为TTL时，应由TTL/CMOS输出端（6）输出。
5）改变输出波形的直流偏移量：
直流偏置调节旋钮（11）具有两个功能，在不拉出的状态下，输出波形的直流电位为零。
拉出此旋纽，可设定任何波形的直流工作点，顺时针方向为正，逆时针方向为负，输出波形的直流偏移：
0—±10V。
6）实现外接输入电压控制输出频率：
将控制信号（DC—1kHz）由VCF输入端（5）输入，改变控制信号的幅度（－5V—0V），就可以改变函数发生器输出频率。
5．注意事项
1）函数发生器面板上显示的输出频率，仅供参考。
要精确测量输出频率，需要其它设备，比如示波器或者频率计。
2）输出频率的粗略读取，以显示值结合频率单位读取，与频率波段按键无关。
比如显示12.9，频率单位灯“kHz”点亮，应读为12.9kHz，不需要观察是哪个频段按键被按下。
3）函数发生器作为信号源使用时，输出端不能被短接。
1.4YB4320F型示波器
1．示波器概述
示波器是一种应用于科研、生产实践和实验教学的综合性测量仪器。
它可用来观察电信号的波形并定量测试被测波形的参数，如幅度、频率、相位和脉宽等。
本节将简单介绍YB4320型双踪示波器的使用方法。
2．性能指标
尺寸重量150×310×440（高×宽×深）8kg
用电电源AC：
220V±10%
带宽：
DC～20MHz（-3db）
Y轴偏转系数：
1mV/div-5V/div，1-2-5进制分12档，误差±5%
上升时间：
5mV-5V/div约17.5ns、1mV-2mV/div约35ns
扫描线性误差：
×1：
±8%，扩展×10：
±15%
电平锁定或交替触发：
50Hz-20MHz2div外0.25V
阈值：
TTL电平（负电平加亮）
波形：
方波
幅度：
2Vp-p±2%
频率：
1KHz±2%
3、面板介绍
图1VB4320F型示波器面板图
（1）电源开关：
开关置“1”时，指示灯发绿光，经预热后，仪器即可正常工作。
（2）电源指示灯。
（3）光迹位移旋钮：
调节光迹与水平刻度线平行。
（4）聚焦调节旋钮：
调节轨迹清晰程度。
一般调到中间就合适。
（5）辉度调节旋钮：
顺时针方向转动亮度加强，反之减弱。
一般调到中间就合适。
（6）（11）垂直灵敏度调节旋钮：
用于选择垂直偏转灵敏度的调节。
（7）（12）交流/直流切换按钮：
“交流AC”为放大器的输入端与信号连接由电容器来耦合；“直流DC”为放大器的输入端与信号输入端直接耦合。
（8）（14）接地按钮：
按下后相应通道接地。
（9）通道1输入端：
用于垂直方向的输入。
在X—Y方式时输入端的信号成为X轴信号。
（13）通道2输入端：
和通道1一样，但在X—Y方式时输入端的信号仍为Y轴信号。
（10）（15）微调：
用以改变垂直放大器的增益，当“微调”旋钮顺时针旋至最大时，即处于校准位置，增益最大。
（16）TIME/DIV：
主扫描时间因数开关，扫描速率范围由0.1μs—0.5s/div按1—2—5进位分二十一档，可根据被测信号频率的高低，选择适当的档级。
（17）接地。
（18）扫描微调旋钮：
用于连续调节时基扫描速率，当该旋钮顺时针方向旋至最大位置，即处于“校准”状态。
微调扫描的调节范围大于2.5倍。
（19）触发极性开关：
弹起为上升沿触发，按下为下降沿触发。
（20）外输入插座：
外部触发信号的输入。
（21）交替触发：
在双踪交替显示时，触发信号来自于两个垂直通道，此方式可用于同时观察两路不相关信号。
（22）耦合方式选择按钮：
用来选择AC、DC、TV和高频抑制。
（23）触发源选择开关：
“CH1”为通道1信号为触发信号；“CH2”为通道2信号为触发信号；“电源触发”为电源为触发信号；“外接触发”为外输入端触发信号是外部信号，用于特殊信号的触发。
（24）X—Y控制键：
按下此键，CH1为X轴输入端，CH2为Y轴输入端。
（25）触发方式开关：
“自动”是在没有信号输入时，屏幕上仍然可以显示扫描基线；“常态”为有信号才能扫描，否则屏幕上无扫描线显示。
（26）电平锁定：
无论信号如何变化，触发电平自动保持在最佳位置，无需人工调节。
（27）触发电平旋钮：
用于调节被测信号在某选定电平触发。
（28）释抑：
当信号波形复杂，用电平旋钮不能稳定触发时，可用“释抑”旋钮使波形稳定同步。
（29）水平位移旋钮：
用以调节信号波形在水平方向的位置，顺时针方向转动，光点或信号波形向右移，反之向左移。
（30）×5扩展：
按下波形将水平扩展5倍。
（31）CH2反向：
按下时CH2输出波形反向。
（32）（34）垂直移位旋钮：
用以调节屏幕上光点或信号波形在垂直方向上的位置，顺时针方向转动，光点或信号波形向上移，反之向下移。
（33）垂直方式工作开关：
“CH1”为屏幕上仅显示CH1的信号；“CH2”为屏幕上仅显示CH2的信号；“双踪”为以交替或断续方式，同时显示CH1和CH2的信号波形；“叠加”为显示CH1和CH2的信号波形的代数和。
（35）断续方式：
CH1、CH2二个通道按断续方式工作，断续频率为250kHz。
适用于显示较低频率信号波形。
4、使用方法
第一步：
按下电源
（1），调节聚焦调节旋钮（4）及辉度调节旋钮（5），使显示的光迹稳定、清晰；
第二步：
通道及波形选择。
选择使用通道（如CH1，以下的步骤都是基于该通道），调节垂直方式工作开关（33）至“CH1”，接入函数发生器，将两根电缆分别连到函数发生器的信号输出端和示波器的CH1输入端，并将黑色地端与黑色地端相连，红色信号端与红色信号端相连，产生所需的波形（如5V、1KHz的正弦波，参照函数发生器的使用方法）；
第三步：
选择触发方式。
根据需要选择触发方式，通常可先置“自动”触发方式，触发方式开关（25）按下。
第四步：
选择触发源。
当信号从CH1端输入时，属于单踪显示，触发源选择开关（23）应选“CH1”。
第五步：
选择工作方式。
根据需要选择工作方式，如选择“AC”，就弹起交流/直流切换按钮（7）；
第六步：
幅度调节。
根据信号的幅度大小估计显示波形幅度（一般在5个方格左右），调节CH1垂直灵敏度调节旋钮（6）及微调旋钮（10），例如：
如果输入信号幅度为5V，则把垂直灵敏度调节旋钮（6）打到1V位置，表示显示屏中小方格的竖直边长代表1V，这样会得到上下峰值差为5个小方格的波形，若旋钮（6）打到2V位置，则得到上下峰值差为2.5个小方格的波形；
第七步：
扫描时间调节（即频率调节）。
根据信号的频率大小估计显示波形周期（一般在8个方格左右），调节扫描时间因数开关（16）及微调旋钮（18），例如：
如果输入信号频率是1KHz，对应周期是1ms，则把扫描时间因数开关（16）打到0.1ms，此时显示屏中小方格的水平边长代表0.1ms，这样会得到周期为10个方格的波形，若开关（16）打到0.2ms，则得到周期为5个小方格的波形；
第八步：
调节光迹位移旋钮（3）和水平位移旋钮（29），使屏幕上显示的信号波形至适当的位置，调节触发电平旋钮（27）使输出波形镇定，接入电路使用。
注意：
这里只是举例说明CH1单踪显示时的示波器使用方法，由于示波器常用的显示方式有三种：
单踪、双踪和叠加，单踪显示时有CH1和CH2显示方式，作CH2单踪显示的示波器使用方法与CH1基本相同；作双踪显示时，通常采用交替触发方式。
5、注意事项
（1）输入端不应馈入超过技术参数所规定的电压；
（2）显示光点的辉度不宜过亮，以免损伤屏幕；
实验内容：
1，在实验箱中任意选择三个电阻，分别用万用表测量其阻值，与理论值进行比较。
2，用稳流源主从支路分别输出6伏特和12伏特的电压，用万用表配合完成。
3，用函数信号发生器输出下列信号，并用示波器观察其波形。
a.频率为1kHz,5V,方波；
b.频率为3kHz,2V,正弦波；
c.频率为100Hz,3V,三角波，占空比20；
d.频率为11kHz,8V,脉冲信号，占空比15；
4.测量正弦波信号
信号电压频率
示波器测量值
示波器测量值
信号电压毫伏表读数（v）
示波器测量值
示波器测量值
周期（ms）
频率（HZ）
峰峰值（v）
有效值（v）
100HZ
9.9
100.02
1
0.24
0.085
1000HZ
1.006
998.0
1
1.04
0.368
10KHZ
0.1
9999.0
1
1.04
0.368
100KHZ
0.01
100000.0
1
0.96
0.340
实验二叠加原理
一、实验目的
1、学会使用直流稳压电源和万用表。
2、通过实验证明线性电路的叠加原理。
二、实验设备
1、双路直流稳压电源一台
2、指针万用表和数字万用表各一块
3、实验电路板一块
三、实验原理
由叠加原理，在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。
为了验证叠加原理，实验电路如图1-1所示，当
和
同时作用时，在某一支路中所产生的电流
，应为
单独作用在该支路中所产生的电流
和
单独作用在该支路中所产生的电流
之和，即
＝
+
。
实验中可将电流表串联接入到所研究的支路中，分别测量出在
和
单独作用时，以及它们共同作用时的电流值，加以验证叠加原理。
图1-1叠加原理实验电路
四、实验内容及步骤
1、直流稳压电源和万用表的使用
参见本书的仪器仪表说明部分，掌握直流稳压电源和万用表的使用。
2、验证叠加原理
实验电路如图1-1所示，
、
由直流稳压电源供给。
、
两电源是否作用与电路，分别由开关
、
来控制。
实验前先检查电路，调节两路稳压电源使
、
，进行以下测试，并将数据填入表1-1中。
（1）
单独作用时（
置“
”处，
置“
”处），测量各支路的电流。
（2）
单独作用时（
置“
”处，
置“
”处），测量各支路的电流。
（3）
、
共同作用时（
置“
”处，
置“
”处），测量各支路的电流。
表1-1数据记录与计算
（mA）
（mA）
（mA）
电源电压
测量
计算
误差
测量
计算
误差
测量
计算
误差
13.72
14.1
-2.69％
9.13
9.37
-2.56％
4.71
4.78
-1.4％
-4.61
-4.68
-1.49％
-6.99
-7.07
-1.13％
2.38
2.39
-0.4％
9.17
9.42
-2.65％
2.13
2.30
-7.39％
7.10
7.17
-0.9％
五、预习要求
1、认真阅读本书对稳压电源的介绍，掌握稳压电源的使用方法。
2、认真阅读本书对万用表的介绍，掌握测量直流电压、电流，交流电压及电阻值的使用方法。
3、复习叠加原理的理论说明，根据实验电路及元件参数进行计算。
六、实验结果分析
1、分析表1-1中的测量结果，验证叠加原理。
2、根据图1-1所示的实验电路。
理论计算出上述所测量的值，并加以比较。
3、总结本次实验的收获和体会。
七、思考题
1、使用稳压电源时应该注意哪几点？
答：
1、根据所需要的电压，先调整“粗调”旋纽，再逐渐调整“细调”旋纽，要做到正确配合。
例如需要输出12V电压时，需将“粗调”旋纽置在20档，再调整“细调”旋纽调置12V，而“粗调”旋纽不应置在10V档。
否则，最大输出电压达不到12V。
2、调整到所需要的电压后，再接入负载。
3、在使用过程中，如果需要变换“粗调”档时，应先断开负载，待输出电压调到所需要的值后，再接入负载。
4、在使用过程中，因负载短路或过载引起保护时，应首先断开负载，然后按动“复原”按钮，也可重新开启电源，电压即可恢复正常工作，待排除故障后再接入负载。
5、两路电压可以串联使用。
绝对不允许并联使用。
电源是一种供给量仪器，因此不允许将输出端长期短路。
2、使用万用表时应该注意哪几点？
（1）使用前应检查指针是否在零位，若不在零位，应先调节指针调零器。
（2）根据被测量性质的不同，将转换开关调至相应的位置。
特别要注意测量电压时，不得将转换开关置于电流或电阻档，否则会烧坏万用表。
（3）测量直流电流或直流电压时，应将红表棒插在红色或有+符号的插孔内，另一端接被测对象的正极；黑表棒插在黑色或有一符号的插孔内，另一端接被测对象的负极。
（4）测量电流时，应将万用表串联在被测电路中；测量电压时，应将万用表并联在被测电路中。
（5）测量电压、电流时应使指针指在满刻度的1/2一2/3的范围内，此时读数较为准确。
若预先不知被测量的大小，为避免量程选得过小而损坏万用表，应选择该种类最大量程预测，然后再选择合适的量程、以减小测量误差。
（6）万用表的标度盘上有多条标度尺，它们代表不同的测量种类。
测量时应根据转换开关所选择的种类及量程，在对应的标度尺上读数，并应注意所选择的量程与标度尺上的读数的倍率关系。
（7）测量电阻时
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