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电工电子综合实践

四川大学网络教育学院

实践课程报告

实践课程电工电子综合实践

校外学习中心东莞奥鹏

专业电气工程及其自动化

层次专升本

年级一年级

学生姓名XX

学号2

 

2011年2月17日

考核方式

考核成绩(合格不合格),由学习中心评分盖章后成绩交办学院。

报告收齐后统一邮寄办学院保管。

不针对个人邮寄。

 

四川大学网络教育学院

实验报告

 

实验课程:

电工电子综合实践

实验名称:

L、C元件上电流电压的相位关系、负反馈电路

班级:

2010电气工程及其自动化姓名:

李超

学号:

2日期:

2011/2/17

 

实验一L、C元件上电流电压的相位关系

一、实验目的:

1、进一步了解在正弦电压激励下,L、C元件上电流、电压的大小和相位关系,了解电路参数和频率对它们的影响。

2、学习用示波器测量电流、电压相位差的方法。

3、学习用数字相位计进行相位测量。

二、实验内容

1、用示波器分析电感L上电流、电压的数量关系。

(1)、L=2mHR=10Ω   f=10KHzUsP-P=1.5V

(理论计算:

XL=125.6Ω,Z=126Ω,IRP-P=0.0119A,URP-P=0.119V,ULP-P=1.495V,阻抗角=85.45O)

测出电感上电流与电压的波形如下图:

(1)实测:

f=10KHz,UsP-P=1.5V时,测得:

URP-P=0.13V,IRP-P=0.013A,ULP-P=1.5V,电感L上电流、电压的数量关系:

ULP-P=ILP-P*XL=0.013*2*3.14*10*1000*2*0.001=1.632V

其中:

XL=2*3.14*10*1000*2*0.001=125Ω

画出电感上电流与电压的相位关系:

(2)f=10KHz,UsP-P=3V

(理论计算:

XL=125.6Ω,Z=126Ω,IRP-P=0.0238AURP-P=0.238V,ULP-P=2.99V,阻抗角=85.45O)

实测:

实测:

f=10KHz,UsP-P=3V,URP-P=0.24V,IRP-P=0.024A,ULP-P=1.5V,电感L上电流、电压的数量关系:

ILP-P=IRP-P=URP-P/R=(0.24/10)=24mA

ULP-P=ILP-P*XL=0.024*2*3.14*10*1000*2*0.001=3.0144V

XL=2*3.14*10*1000*2*0.001=125.6Ω

(3)f=20KHz,UsP-P=3V

(理论计算:

XL=251.2Ω,Z=251.4Ω,IRP-P=0.0119AURP-P=0.119V,ULP-P=2.99V,阻抗角=87.7O)

实测:

IRP-P=0.012A,URP-P=0.12V,ULP-P=3.0V

分析电感L上电流、电压的数量关系:

ILP-P=IRP-P=URP-P/R=(0.12/10)=12mA

ULP-P=ILP-P*XL=0.012*2*3.14*20*1000*2*0.001=3.014V

XL=2*3.14*20*1000*2*0.001=251.2Ω

电感上的电压比电流超前:

φ=(12.5/50)*360=90O

信号频率对电感上电流、电压的影响:

当信号频率提高时,感抗增大,电压增大,电流下降。

2、用示波器的波形测量法和李沙育图形法测量f=10KHz,UsP-P=3V时,UL与IL间的相位关系。

(1)电感上电流与电压的波形:

电感上的电压比电流超前:

φ=(12.5/50)*360=90O

(2)李沙育图形法:

φ=arcsin(2Y/2B)=arcsin(2.4/2.4)=90O

相位计测得:

φ=89.950

3、用示波器分析电容C上电流、电压的数量关系

(1)f=10Khz,Usp-p=1.5V

(理论计算:

Xc=159Ω,Z=159.3Ω,IRp-p=9.4mA,Ucp-p=1.49V)

实测:

URp-p=93.5mV,Ucp-p=1.45V

分析电容上电流与电压的数量关系:

IRP-P=ICP-P=URP-P/R=(93.5/10)=9.35mA

UCP-P=ICP-P*XC=159*9.4=1.5V

(2)使f=10KHz,Usp-p=3V,测得:

URP-P=187.5mV,UCP-P=3.1V

分析电容上电流与电压的数量关系:

IRP-P=ICP-P=URP-P/R=(187.5/10)=18.75mA

UCP-P=ICP-P*XC=159*18.75=2.98V

4、用李沙育图形和波形法测Uc和Ic之间的相位关系。

电容上电流比电压超前:

φ=(25/100)*360=90O

φ=arcsin(2Y/2B)=arcsin(3.0/3.0)=90O

相位计测得:

φ=89.870

5、将测量数据列入表1-1中

L=1.8~2mH

USP-P

URP-P

IRP-P

oa

ob

2B

2Y

波形法

φ

f=10KHz

1.5V

0.13V

0.013A

X

X

X

X

X

X

3V

0.24V

0.024A

X

X

X

X

X

X

f=20KHz

3V

0.12V

0.012A

X

X

X

X

X

X

波形法

3V

0.24V

0.024A

12.5

50

X

X

90O

89.950

李沙育法

3V

X

X

X

X

2.4

2.4

90O

89.950

C=0.1uF

f=10KHz

1.5V

93.5mV

9.35mA

X

X

X

X

X

X

3V

187.5mV

18.75mA

X

X

X

X

X

X

f=20KHz

3V

0.375V

37.5mA

X

X

X

X

X

X

波形法

3V

187.5mV

18.75mA

25

100

X

X

90O

89.870

李沙育法

3V

187.5mV

18.75mA

X

X

3.0

3.0

90O

89.870

三、实验分析:

1、用实验数据说明L、C上电流、电压的数值关系。

分析:

通过实验数据的分析,可以得出:

电感上的电压与电流之间的关系符合UL=IL*XL(XL=2πfL)

电容上的电压与电流之间的关系符合UC=IC*XC(XC=1/(2πfC))

四、实验结论:

通过电感、电阻的串联试验,可得出电感上电压比电流超前90O

通过电容、电阻的串联试验,可得出电容上电流比电压超前90O

另外,信号频率对电感上电流、电压的影响:

当信号频率提高时,感抗增大,电压增大,电流下降;信号频率对电容上电流、电压的影响:

当信号频率提高时,容抗减小,电压下降,电流增大。

 

实验二负反馈电路

一、实验目的:

1.加深对负反馈放大电路放大特性的理解。

2.学习负反馈放大电路静态工作点的测试及调整方法。

3.掌握多级放大电路的电压放大倍数,输入电阻,输出电阻的测试方法。

掌握负反馈对放大电路动态参数的影响。

二、实验原理:

实际放大电路由多级组成,构成多级放大电路。

多级放大电路级联而成时,会互相产生影响。

故需要逐级调整,使其发挥发挥放大功能。

三、实验步骤

1.两级阻容耦合放大电路(无反馈)

两级阻容耦合放大电路图

(1)测输入电阻及放大倍数

 

由图可得输入电流Ii=107.323nA

输入电压Ui=1mA

输出电压Uo=107.306mV.

则由输入电阻

Ri=Ui/Ii=9.318kOhm.

放大倍数Au=Uo/Ui=107.306

(2)测输出电阻

输出电阻测试电路

由图可得输出电流

Io=330.635nA.

则输出电阻

Ro=Uo/Io=3.024kOhm.

(3)频率响应

幅频相应与相频相应

由左图可知当放大倍数下降到中频的0.707倍对应的频率为上限频率或下限频率。

由下表可知,中频对应的放大倍数是601.1943则上限频率或下限频率对应的放大倍数应为425.044左右。

故下限频率为fL=50.6330kHZ

上限频率为fH=489.3901kHZ

则频带宽度为438.7517kHZ

(4)非线性失真

当输入为10mA时开始出现明显失真,输出波形如下图所示

2.有串联电压负反馈的两级阻容耦合放大电路

有串联电压负反馈的两级阻容耦合放大电路图

(1)测输入电阻及放大倍数

由图可得输入电流Ii=91.581nA.输入电压Ui=1mA.输出电压Uo=61.125mV.

则由输入电阻Ri=Ui/Ii=10.919kOhm.

放大倍数Au=Uo/Ui=61.125

(2)测输出电阻

由图可得输出电流Io=1.636uA.

则输出电阻Ro=Uo/Io=611.247Ohm

(3)频率响应

幅频相应与相频相应

由图可知当放大倍数下降到中频的0.707倍对应的频率为上限频率或下限频率。

由下表可知,中频对应的放大倍数是85.6793。

则上限频率或下限频率对应的放大倍数应为60.575左右。

故下限频率为fL=9.7757kHZ,上限频率为fH=3.0049MHZ

频带宽度为3.0049MHZ

(4)非线性失真

当输入为21mA时开始出现明显失真,输出波形如下图所示

(5)验证Af≈1/F

由上图可知Xf=925.061uV.Xo=61.154mV.

又由负反馈中Af=Xo/Xi=61.154

F=Xf/Xo

1/F=Xo/Xf=66.1081

显然Af≈1/F

四、实验分析:

1、在降低放大倍数的同时,可以使放大器的某些性能大大改善

2、负反馈使放大器的净入信号有所减小,因而使放大器增益下降,但却改善了放大性能,提高了它的稳定性

五、实验结论

上述实验结论可知,放大电路中加了串联电压负反馈之后,电路的放大倍数,输入电阻,输出电阻,频带宽度以及非线性失真情况都发生了改变,比较之后可以得出以下结论:

串联电压负反馈可以减少电压放大倍数

串联电压负反馈可以增加输入电阻。

串联电压负反馈可以减少输出电阻。

串联电压负反馈可以扩展频带宽度。

串联电压负反馈可以改善非线性失真。

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