电子电路综合实验讲义全
电路实验讲义
目录实验一：电阻元件伏安特性的测绘 (1)实验二：电位、电压的测定及电路电位图的绘制 (4)实验三：基尔霍夫定律的验证 (7)实验四：线性电路叠加性和齐次性的研究 (10)实验五：电压源、电流源及其电源等效变换的研究 (13)实验六：戴维南定理——有源二端网络等小参数的测定 (16)实验七：最大输出功率传输条件的研究 (20)实验八：受控源的研究 (23)实验九：直流双口网络的研究 (28)实验十：正弦稳态交流电路相量的研究 (32)实验十一：一阶电路暂态过程的研究 (35)实验十二：二阶电路暂态过程的研究 (39)实验十三：交流串联电路的研究 (42)实验十四：提高功率因数的研究 (45)实验十五：交流电路频率特性的测定 (48)实验十六：RC网络频率特性和选频特性的研究 (52)实验十七：RLC串联谐振电路的研究 (56)实验十八：三相电路电压、电流的测量 (59)实验十九：三相电路功率的测量 (62)实验二十：单相电度表的校验 (65)实验二十一：功率因数表的使用及相序测量 (68)实验二十二：负阻抗变换器 (70)实验二十三：回转器特性测试 (74)实验二十四：互感线圈电路的 (78)实验二十五：单相铁芯变压器特性的测试 (82)实验一 电阻元件伏安特性的测绘一．实验目的1．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法； 2．学习恒压源、直流电压表、电流表的使用方法。
二．原理说明任一二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系U ＝f(I )来表示，即用U －I 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。
线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1－1中(a)所示，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R 决定，其阻值为常数，与元件两端的电压U 和通过该元件的电流I 无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线，其阻值R 不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的，常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性如图1－1中（b ）、（c ）、（d ）。
《电子电路实验》课件
案例三：振荡电路实验
01
02
03
04
实验目的
掌握振荡电路的组成、工 作原理及性能指标的测试 方法。
实验原理
介绍振荡电路的基本概念 、分类和组成，重点讲解 RC、RLC等振荡电路的 工作原理。
实验步骤
搭建振荡电路，调整元件 参数，观察振荡信号的变 化，测试振荡频率、幅度 等性能指标。
实验结果分析
通过实验数据，分析振荡 电路的性能特点，理解振 荡电路在信号产生中的作 用。
05
电子电路实验总结与展望
05
电子电路实验总结与展望
实验总结与反思
实验目的达成情况
实验结果分析与讨论
通过实验，学生是否掌握了电子电路 的基本原理和实验技能，是否达到了 预期的教学目标。
对实验结果进行深入分析，探讨实验 中的数据变化、现象解释等，加深对 电子电路理论的理解。
实验过程问题与解决方案
参数。
电源：为电路提供稳定的直 流或交流电源。
02
01
03
信号发生器：产生各种波形 信号，如正弦波、方波、三
角波等。
电阻、电容、电感等电子元 件：构成电路的基本元件。
04
05
面包板：用于搭建电路，便 于测试和调试。
实验设备与工具
示波器：用于观察信号波形 ，测量信号的幅度、频率等
参数。
电源：为电路提供稳定的直 流或交流电源。
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03
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实验目的
掌握振荡电路的组成、工 作原理及性能指标的测试 方法。
实验原理
介绍振荡电路的基本概念 、分类和组成，重点讲解 RC、RLC等振荡电路的 工作原理。
实验步骤
搭建振荡电路，调整元件 参数，观察振荡信号的变 化，测试振荡频率、幅度 等性能指标。
电子电路综合实验讲义(XXXX全)
实验选题一：烟雾报警器的设计实现一、设计任务烟雾报警有很多应用的地方，一些特定的地方对烟雾浓度也有一定限制，比如厨房、天然气存储的地方，还有吸烟的场所。
现在要设计的课题就是需要监测指定环境内的烟雾浓度，并显示浓度的等级，系统根据不同的等级选择是否开启排风机，改善室内空气质量，并对高等级的烟雾浓度进行报警。
二、设计要求及其指标要对浓度分级显示，并根据等级选择开启排风扇，对最高浓度报警。
具体的要求就是：1.能够检测指定环境内烟雾浓度并将烟雾浓度分为三级加以显示。
2.当浓度超过第二等级时系统自动开启风扇排风。
3.当浓度超过最高等级时系统发出声音警报。
4.当浓度超过最高等级时系统发出语音提示警报。
三、设计思路1、浓度等级就是利用QM-N5讲烟雾浓度转化为模拟电压信号；2、然后将模电信号转化为数字信号，这样就能进行等级划分，将不同浓度划分为三个等级；3、并用数码管显示出来；4、烟雾浓度大于或等于2级时，控制风扇排风；5、三级浓度时控制蜂鸣器报警；6、语音录放芯片录音，并在三级烟雾浓度时，控制其放音。
这个上面的等级显示不一定非得是这里标的0、1、2。
学生在做的时候可以自由选择显示，但是必须实现相应的功能。
四、所需准备的知识首先需要查阅资料熟悉器件技术指标、器件原理、器件管脚和接法。
对烟雾浓度分级部分计算理论值。
输出控制部分熟悉CD4052的原理，并分析实验中如何实现输出控制，分析其逻辑实现。
显示部分分析编码器、反相器、数码管的连接。
风扇和蜂鸣器部分掌握三极管驱动的原理和继电器的原理。
语音报警部分使用的芯片管脚比较多，需要熟悉管脚接法和如何进行语音播报。
五、参考资料1、罗杰；谢自美.电子线路设计实验测试.电子工业出版社2、姜威.使用电子系统设计基础.北京理工大学出版社实验选题二：单极性可调精密直流稳压电源的设计实现一、设计任务设计一种单极性可调精密直流稳压电源。
该系统要求输出电流不小于0.2A。
在误差不大于4mV的条件下输出电压范围为0~5V，输出电压的步进值分为三种：20mV 100mV 1V，并能够显示输出电压值。
电路分析基础实验讲义完稿
实验一 基本电工仪表的使用与测量误差的计算一、实验目的1．熟悉实验装置上各类测量仪表的布局。
2．熟悉实验装置上各类电源的布局及使用方法。
3．掌握电压表、电流表内电阻的测量方法。
4．熟悉电工仪表测量误差的计算方法。
二、原理说明1．为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的工作状态，这就要求电压表的内阻为无穷大；电流表的内阻为零。
而实际使用的电工仪表都不能满足上述要求。
因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差，这种测量误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。
2．本实验测量电流表的内阻采用“分流法”，如图1-1所示。
A 为被测内阻（R A ）R 的直流电流表，测量时先断开开关S ，调节直流恒流源的输出电流I 使A 表指针满偏转，然后合上开关S ，并保持I 值不变，调节电阻箱RB 的阻值，使电流表的指针在1/2满偏转位置，此时有I A =I S =2I ∴R A =R B ∥R 1R 1为固定电阻器之值，R B 由可调电阻箱的刻度盘上读得。
R 1与R B 并联，且R 1选用小阻值电阻，R B 选用较大电阻，则阻值调节可比单只电阻箱更为细微、平滑。
图1-13．测量电压表的内阻采用“分压法”，如图1-2所示。
图1-2 图1-3V 为被测内阻（R V ）的电压表，测量时先将开关S 闭合，调节直流稳压电源的输出电压，使电压表V 的指针为满偏转。
然后断开开关S ，调节R B 阻值使电压表V 的指示值减半。
此时有R V =R B +R 1电压表的灵敏度为 S=R V /U （Ω/V ）4．仪表内阻引入的测量误差（通常称为方法误差，而仪表本身构造上引起的误差称为仪表基本误差）的计算。
以图1-3所示电路为例，R 1上的电压为 U K1=21R R R V U ，若R 1=R 2，则U K1=21U现用一内阻为R V 的电压表来测量U R1值，当R V 与R 1并联后，R AB =11R R R R V V +，以此来替代上式中的R 1，则得U ，R1=U R R R R R R R R R V V V V 21111+++绝对误差为△U=U ，R1－U R1=U （21111R R R R R R R R R V V V V +++－21R R R V +）化简后得△U=()()21212221212212R R R R R R R R R UR R V ++++- 若R 1=R 2=R V ，则得△U=－6U 相对误差△U ％=11'1R R R U U U -100％=2/6/U U -×100％=－33.31．根据“分流法”原理测定FM-47型（或其它型号）万用电表直流毫安0.5mA 和5mA 档量限的内阻，线路如图1-1所示。
电子行业电子电路综合实验讲义
电子行业电子电路综合实验讲义简介本讲义旨在介绍电子行业的电子电路综合实验。
电子电路综合实验是电子行业学生必修的实践课程之一，通过实践探究电子元器件和电路的工作原理，锻炼学生的动手能力和解决问题的能力。
实验一：直流电源设计与调试实验目的本实验旨在通过设计和调试直流电源，让学生掌握电源电路的基本原理和设计方法。
设备与材料•变压器•整流二极管•电解电容•稳压二极管实验步骤1.根据规定的输出电压和电流，计算所需的变压器的规格。
2.连接变压器的输入端和输出端，注意极性。
3.接入整流二极管和电解电容，构成整流电路。
4.接入稳压二极管，实现稳压功能。
5.调试电路，测量输出的电压和电流是否满足要求。
实验结果与分析对设计好的直流电源进行调试，测量输出的电压和电流。
根据测量结果，可以分析设计中的偏差和误差，进而优化电源电路的设计。
实验二：放大电路设计与调试实验目的本实验旨在通过设计和调试放大电路，让学生了解放大电路的基本原理和不同类型的放大电路的特点。
设备与材料•二极管•电阻•小信号放大器实验步骤1.选择适当的放大器类型，如共射放大器、共基放大器或共集放大器。
2.根据放大倍数的要求，计算所需的电阻值。
3.搭建放大电路，注意连接的正确性和稳定性。
4.使用信号发生器输入信号，测量输出端的电压和电流。
5.根据测量结果，计算放大倍数并分析实际放大倍数与理论值的差异。
实验结果与分析通过测量输出端的电压和电流，计算放大倍数并分析实际放大倍数与理论值的差异。
根据分析结果，找出可能的影响因素，优化放大电路的设计。
实验三：滤波电路设计与调试实验目的本实验旨在通过设计和调试滤波电路，让学生了解滤波电路的基本原理和常见的滤波器类型。
设备与材料•电感•电容•信号发生器•示波器实验步骤1.选择适当的滤波器类型，如低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器。
2.根据滤波器的截止频率和阻带带宽，选择合适的电感和电容。
3.搭建滤波电路，连接信号发生器和示波器。
电路实验讲义
电路实验指导书电路课程组编写国家电工电子实验教学中心北京交通大学2012电路实验教学可以使学生掌握实验的基本技能和实验方法，从实验数据中找出规律评估问题。
通过电路设计性实验教学，可以使学生提高综合设计能力、工程能力以及分析问题解决问题的能力。
本章在每一个实验题目后面都附有思考题和选做题，供学生参考选做，使优秀学生有发展和创新的空间。
实验一电路元件伏安特性的测试通过对电路基本元件伏安特性的测试，掌握线性电阻和非线性电阻元件的特点及其性能，分析评估在实验中出现误差的原因，加强对相关领域理论的深刻理解，提高工程实践能力。
一、实验目的1. 学会识别常用电路元件的方法2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测试方法3. 熟悉实验台上直流电工仪表和设备的使用方法二、原理说明电路元件的特性一般可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系I＝f(U)来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
电阻元件是电路中最常见的元件，有线性电阻和非线性电阻之分。
实际电路中很少是仅由电源和线性电阻构成的“电平移动”电路，而非线性器件却常常有着广泛的使用，例如非线性元件二极管具有单向导电性，可以把交流信号变换成直流量，在电路中起着整流作用。
万用表的欧姆档只能在某一特定的U和I下测出对应的电阻值，因而不能测出非线性电阻的伏安特性。
一般是用含源电路“在线”状态下测量元件的端电压和对应的电流值，进而由公式R＝U/I求测电阻值。
1.线性电阻器的伏安特性符合欧姆定律U＝RI，其阻值不随电压或电流值的变化而变化，伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1(a)所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
图1-1 元件的伏安特性2. 白炽灯可以视为一种电阻元件，其灯丝电阻随着温度的升高而增大。
一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可以相差几倍至十几倍。
通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，即对一组变化的电压值和对应的电流值，所得U/I 不是一个常数，所以它的伏安特性是非线性的，如图1-1(b)所示。
电子讲义
第一部分：电工和电子技术基础（30～35分）包含四个方面：一、电工电路基本知识。
二、磁的基本知识、三、电子（模拟电子、数字电子）四、电力半导体器件。
§1.1电路分析（直流和交流电路）一、直流电路1.基础知识：①：电阻性质：是物质本身的属性；和材料有关系；和形状（长度、截面积）有关系。
题型：导体的对折和拉伸（体积不变）。
②欧姆定律：I=E/R 部分电路I=E/（R+r）全电路题型：对公式进行变化，电源内阻增加，开路电压不变，端电压随内阻变化而变化。
2.简单电路分析：U、I、P、①、串联（等效成）电阻首尾相连I相等U等于各个电阻电压之和R等于各个电阻值之和应用：用于分压②、并联（等效成）电阻首端和尾端分别连接在一起U相等I等于各个并联支路电流之和R：总电阻小于任何一个支路电阻应用：用于分流串联电路中电阻分得的电压与其阻值成正比U1=R1/RΣ题型：1、截面积S1>S3>S2、电流一样大。
产生的热量由于长度没有给，所以无法判断。
2、三个灯泡额定电压都是220V分别为60W、40W、25W串联在一起哪个更亮？25W的更亮。
并联在一起哪个更亮？60W的更亮。
串联时P=I2R（I相等）并联时P=U2/R（U相等）计算：例子、P381 1、图4所示是一个多量程电流表的的电路原理图。
已知表头电阻R g=3750Ω，满刻度时电流I g=40µA，试计算各个分流电阻R A1～R A5。
﹡3、复杂电路分析（1）、基尔霍夫第一定律（节点电流定律）：ΣI 入=ΣI出强调：流入和流出指的是参考方向，流入和流出是带符号的。
扩展：封闭曲面I1+I3=I2+I4+I5，-2+4=-3+I4+6，I4=-1A=I B+I CI适用于放大区饱和区和截止区不适合将虚线部分看作一个节点，那么I入=0A所以I=0A。
③基尔霍夫第二定律（回路电压）在任何时刻沿任何回路一周，电压代数和为0。
ΣE（提供）=ΣIR（消耗）强调：代数和、正负判断。
电子和场综合实验(电子束实验)实验讲义
/ / 2eV2 / m
（16）
由于电子运动方向与磁场平行，故磁场对电子运动不产生影响。式中 e、m 分别为电子 的电荷量和质量。如暂不考虑电子轴向速度分量 / / 的影响，则电子在磁场的洛仑兹力的作 用下（该力与 垂直） ，在垂直于轴线的平面上作圆周运动，即 F ev B mv / R ，由
图 49-6 电子束的电偏转示意图 由于从阴极被加热逸出的电子动能较小， 近似认为初速度为零， 电子被第二阳极加 速后从电子枪口（阳极 A2 的小孔）射出的速度（约 107m/s 的数量级）为 v Z ，获得的 功能是
1 2 mv Z 。 若加速电压为 V2， 则有 2
1 2 mv Z eV2 2
栅极附近形成一个交叉点。 第一阳极和第二阳极的作用一方面构成聚焦电场， 使得经过第一 交叉点又发散了的电子在聚焦场作用下又会聚起来； 另一方面使电子加速， 电子以高速打在 荧光屏上， 屏上的荧光物质在高速电子轰击下发出荧光， 荧光屏上的发光亮度取决于到达荧 光屏的电子数目和速度， 改变栅压及加速电压的大小都可控制光点的亮度。 水平偏转板和垂 直偏转板是互相垂直的平行板，偏转板上加以不同的电压，用来控制荧光屏上亮点的位置。
在后半区的轴向速度比在前半区的大得多，因此，在后半区电子受F’r的作用时间短得多。 这样， 电子在前半区受到的拉向轴线的作用大于在后半区受到离开轴线的作用， 因此总效果 是使电子向轴线靠拢，最后会聚到轴上某一点。调节阳极A1和A2的电压可以改变电极间的电 场分布，使电子束的会聚点正好与荧光屏重合，这样就实现了电聚焦。
E
V （板内） d
E=0（板外） 式中 E 沿垂直于电子入射的方向，V 为在极板上加的电压。 （2）电偏转原理
取 Z 轴沿示波管的轴线方向，即电子入射的方向，Y 轴与电场 E 的方向相反，如 图 49-6 所示，在示波管的两块偏转板 Y1、Y2 上加电压后，形成了垂直于电子束运动方 向的横向电场，正是这一横向电场使电子束产生了 Y 方向的偏转。
电路实验资料
电路实验
实验目的
本实验旨在帮助学生加深对电路原理的理解，掌握基本电路的搭建和测量方法，培养学生的动手能力和实验技能。
实验器材
1.电源：直流电源、交流电源
2.电阻：不同阻值的电阻器
3.电容：不同容值的电容器
4.电感：不同电感值的电感器
5.示波器：用于观察电路波形
6.万用表：用于测量电路元件参数
实验内容
实验一：串联电路的搭建与测量
1.将几个电阻串联连接起来，接入直流电源，测量总电阻值。
2.测量每个电阻的电压和电流值，分析串联电路中各元件的关系。
实验二：并联电路的搭建与测量
1.将几个电阻并联连接起来，接入直流电源，测量总电阻值。
2.测量每个电阻的电压和电流值，分析并联电路中各元件的关系。
实验三：RC 串联电路的时序响应研究
1.搭建RC串联电路，接入脉冲信号源，通过示波器观察电压波形。
2.调节不同的电容和电阻数值，分析不同参数对电路响应的影响。
实验四：RL 并联电路的频率响应研究
1.搭建RL并联电路，接入正弦信号源，通过示波器观察电压波形。
2.调节不同的电感和电阻数值，分析不同频率对电路响应的影响。
实验总结
通过本次电路实验，我们深入理解了串联电路和并联电路的特点及其应用，掌
握了基本的电路搭建方法和测量技巧。
同时，通过对RC串联电路和RL并联电路
的研究，加深了对电路时序响应和频率响应的认识，为今后的电路设计和分析奠定了基础。
参考资料
1.《电路原理与技术》
2.《电路分析基础》
3.《电路实验指导书》。
电路 6个 实验讲义
实验一电路元器件伏安特性的测试一、实验目的1、认识常用电路元件。
2、掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。
3、掌握仪器、仪表的使用方法。
二、实验仪器1、RXDI-1A电路原理实验箱１台2、万用表１台三、实验原理任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I 之间的函数关系I=f（U）来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表示，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
图11、线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，图1中a曲线所示，该直线的斜率的倒数等于该电阻器的电阻值。
2、一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图1中b所示。
正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十几伏至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。
可见，二极管具有单向导电性，如果反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
3、稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性特别，如图1中c所示。
在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当反向电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。
注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。
四、实验内容及步骤1、测定线性电阻器的伏安特性按图2接线，调节直流稳压电源的输出电压U，从0V开始缓慢地增加，记下相应的电压表和电流表的读数。
图2 图32、测定半导体二极管IN4007的伏安特性按图3接线，R为限流电阻，测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过35mA，正向压降可在0～0.75V之间取值。
特别0.5～0.75V之间应多取几个测量点。
测反向特性实验时，只需将图3中的二极管D反接，且其反向电压可加至24V。
电路实验讲义
实验一 基尔霍夫定律一、实验目的1、 验证基尔霍夫电流、电压定律，加深对基尔霍夫定律的理解。
2、 加深对电流、电压参考方向的理解。
二、实验原理基尔霍夫定律是集总电路的基本定律。
它包括电流定律和电压定律。
基尔霍夫电流定律（KCL ）：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零。
基尔霍夫电压定律（KVL ）：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路所有支路电压的代数和恒等于零。
三、仪器设备1、电路分析实验箱 一台2、直流毫安表 二台3、数字万用表 一台 四、实验内容与步骤1、 实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，可采用如图2-1中1I 、2I 、3I 所示。
图2-12、 按图2－1所示接线。
3、 按图2－1分别将E 1，E 2两路直流稳压电源接入电路，令1E ＝3V ，2E ＝6V ，1R =1K Ω、 2R =1K Ω、3R =1K Ω。
4、 将直流毫安表串联在1I 、2I 、3I 支路中（注意；直流毫安表的“+、－”极与电流的参考方向）5、 确认连线正确后再通电，将直流毫安表的值记录在表2－1内。
6、用数字万用表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录在表2－1内表2－1五、实验报告要求1．选定实路电路中的任一个节点，将测量数据代入基尔霍夫电流定律加以验证。
2．选定实验电路中任一闭合电路，将测量数据代入基尔霍夫电压定律加以验证。
将计算值于测量值比较，分析误差原因。
实验二 叠加定理一、实验目的1．验证叠加定律2．正确使用直流稳压电源和万用电表。
二、实验原理叠加原理不仅适用于线性直流电路，也适用于线性交流电路，为了测量方便，我们用直流电路来验证它。
叠加原理可简述如下；在线性电路中，任一支路中的电流（或电压）等于电路中各个独立源分别单独作用时在该支电路中产生的电流（或电压）的 代数和，所谓一个电源单独作用是指除了该电源外其他所有电源的作用都去掉，即理想电压源电压源所在处用短路代替，理想电流源所在处用开路代替，但保留它们的内阻，电路结构也不作改变。
电路与电工技术全书课件完整版ppt全套教学教程最全电子教案电子讲义最新
当电压的参 考方向与电动势
电压正方向表示电位降
的参考方向相反
A
时 A
UE
当电压的参
E
U
E
U
考方向与电动 势的参考方向
B
相同时 B
E 5V
E 5V
U E
U VA VB 5V U VB VA 5V
UE
U E
电路与电工技术
注意：
1. i、u、e 的参考方向可任意假定。但一经选定，分析过程
线性电阻（过原点的直线） 分类： 非线性电阻
电路与电工技术
2）电阻的电压电流关系 （1）伏安特性曲线
i
i
f (u, i) 0
电阻的伏安 特性曲线
0
u
0
u
非线性电阻
线性电阻
电阻元件的 u、i 关系可由 u – i 平面的一条曲线确定。
电路与电工技术
3）欧姆定律（线性电阻）
u
R tg u
i
G 1 R
36
电路Байду номын сангаас电工技术
第2章 直流电路的基本分析和计算
学习目的： 1. 掌握基尔霍夫定律，它是分析电路最基本的定律；能运用支路 电流法分析电路。 2. 能正确应用叠加定理和戴维南定理分析和计算两个网孔以上的 电路。 3. 建立电压源和电流源的概念，了解它们的特性及等效变换。 学习重点：基尔霍夫的两大定律，支路电流法、叠加定理和戴维 南定理；电压源和电流源的等效变换。 学习难点：基尔霍夫电压定律，支路电流法和戴维南定理；电压 源和电流源的等效变换。
电感
i
亨利（H）
（安）A
+
u
L
–
电路与电工技术
电气电子电路综合实验原理说明
电气电子电路综合设计电气电子电路综合设计课程的目的本课程是在模拟电子技术基础课程的基础上，采用项目设计的形式，介绍电子电路的一般设计和调试方法，包括方案论证、理论设计、结构设计、计算机辅助设计、焊接安装和调试等多方面的知识和技能。
本课程选用“函数信号发生器的设计”和“可调直流稳压电源的设计”两个项目，前一个项目以运算放大器的应用为主，涉及了运算放大器的波形发生电路、波形变换电路和OCL 功率放大电路设计等内容；“可调直流稳压电源的设计”项目是以PWM脉宽调制原理设计的BUCK变换降压型稳压电源，包括TL494脉宽调制控制集成电路的应用、开关功率器件的选型和开关功率器件的驱动电路设计等内容。
通过本课程基于项目的实验教学，学生应初步掌握电子电路设计的工作步骤和设计原则，能灵活应用电路原理和模拟电子技术课程中学到的知识解决实际问题，为以后的专业课程学习打下良好的基础。
项目一：可调直流稳压电源的设计一、直流稳压电源概述在电子仪器和电气设备中，一般都需要稳定的直流电源供电。
小功率的直流稳压电源就是将220V/50Hz的单相交流电源转换为电压幅值稳定、输出电流为几十安以下的直流电源。
单相交流电源经过变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换为稳定的直流电压，其方框图和各电路的输出电压波形如下图所示：电源变压器：将交流电网220V/50Hz交流电压变成所需的交流电压。
电源变压器品种和结构有很多种，在设计时要按设计要求、安装空间和成本等多种因数考虑。
整流电路：将交流电压转变成脉动的直流电压。
整流电路通常有半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路等，其中以桥式整流较为常见。
滤波电路：将整流所得的脉动直流电（大小发生规律性变化）中的交流成分滤除，常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波及阻容滤波等电路。
稳压电路：滤波后的电压还会随电网电压波动（一般有±10%左右的波动）和随负载和温度的变化而变化。
稳压电路的作用是克服电网电压波动、负载和温度变化时所引起的输出电压的变化，维持输出直流电压稳定。
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实验一、集成运算放大器的基本应用一、实验目的1. 研究用集成运算放大器组成的比例求和电路的特点及性能。
2. 了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二、预习要求1. 复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理论值。
2. 在反相加法器中，如和均采用直流信号，并选定= －1 V ，当考虑到运算放大器的最大1i u 2i u 2i u 输出幅度（±12 V ）时，则的大小不应超过多少伏？1i u 3. 为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？三、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分和对数等模拟运算电路。
1.理想运算放大器特性在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化。
满足下列条件的运算放大器称为理想运放：开环电压增益 ；∞=Vd A 输入阻抗 ；∞=i R 输出阻抗 ；0=o R 带宽；∞=BW f 失调与漂移均为零等。
失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压与输入电压之间满足关系式o U)(-+-=U U A U Vd o 由于，而为有限值，因此，。
即，称为“虚短”。
∞=Vd A o U V U U 0≈--+-+≈U U （2）由于，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即，称为“虚断”。
这∞=i R 0==-+i i 说明运放对其前级吸取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。
在应用集成运算放大器时，需要知道它的几个引脚的用途。
图4-0所示的是µA470集成运算放大器的外形、引脚和符号图，它有双列直插式[ 图4-0（a ）]和圆壳式两种封装。
这种运算放大器需要与外电路相接的是通过7个引脚引出的。
[工学]电路基础实验讲义
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实验一仪器的使用实验目的：1.掌握不同型号直流稳压电源的使用方法。
2.学会万用表的使用方法，熟练掌握使用万用表测量电压、电流、电阻。
二、实验仪器设备：1. DH1718-4型号直流稳压电源、JWY-30B型号直流稳压电源或模拟电子技术试验箱一台。
2.数字万用表一块。
3.电阻三个，连接线三根。
三、预习要求：1.复习电阻在电路中所起的作用。
2.在如图所示电路中，电源电压Us=5V，若电阻R0=25Ω；R1=2kΩ；R2=1kΩ则电路中的电流I=？U1=? U2=?3.若Us已知，R1 R2，已知，而R0未知，可否用实验的方法求得R的值？四、仪器介绍：1.DH1718-4型号直流稳压电源是两路内置短路保护电路，电压值在0～32V之间连续可调的电压源，其内阻很小，可视为理想电压源。
通常在使用中，接地短路片应与输出接线柱断开，功能键弹起使之处于电压源状态。
调节旋钮，可以选择所需要的电压值。
用万用表的电压档位测量所需要的电压值（因为指针式读数不准确）。
将功能键按下，表头可以显示电压源所在电路中的电流值，此时表头相当于电流表。
在两个表头中间的按钮为同步按钮，这里不作介绍。
2.JWY-30B型号直流稳压电源，为两路、内置短路保护，电压值为分段、连续可调。
调整范围在0～30V，使用时将功能开关置于V，将波段开关选择在合适的范围。
例如若需要9V电压，将波段开关置于10V的档位，旋转微调旋钮调至所需的电压，用万用表测量。
将功能开关置于A，可显示电压源所在电路中的电流。
3.模拟电子线路实验箱中的电压源。
该实验中的电压源不设短路保护，使用中应加注意。
在实验箱的右手边分别有+12V；–12V；+5～12V；–5～–12V；+5～+27V；几组电压源。
使用时，接好实验箱电源线，打开开关，电源指示灯亮起。
若需要+8V点压，可选择+5～27V电源，万用表的红笔接在+5～27V的插孔中，黑表笔接地，调节旋钮，便可得所需的电压值。
4.UT30B/C/D/F型数字万用表该万用表设有直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻、二极管、β值的测定等档位。
模拟电路实验讲义
实验一 单级交流放大电路一、实验目的1、 学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、实验原理图1－1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E ，以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i 后，在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u 0，从而实现了电压放大。
图1－1 共射极单管放大器实验电路在图1－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算CC B2B1B1B U R R R U +≈U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E ）C EBE B EI R U U I ≈-≈电压放大倍数beLCV r R R βA // -= 输入电阻R i ＝R B1 // R B2 // r be输出电阻R O ≈R C由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。
一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
1、 放大器静态工作点的测量与调试1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。
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实验选题一：烟雾报警器的设计实现一、设计任务烟雾报警有很多应用的地方，一些特定的地方对烟雾浓度也有一定限制，比如厨房、天然气存储的地方，还有吸烟的场所。
现在要设计的课题就是需要监测指定环境内的烟雾浓度，并显示浓度的等级，系统根据不同的等级选择是否开启排风机，改善室内空气质量，并对高等级的烟雾浓度进行报警。
二、设计要求及其指标要对浓度分级显示，并根据等级选择开启排风扇，对最高浓度报警。
具体的要求就是：1.能够检测指定环境内烟雾浓度并将烟雾浓度分为三级加以显示。
2.当浓度超过第二等级时系统自动开启风扇排风。
3.当浓度超过最高等级时系统发出声音警报。
4.当浓度超过最高等级时系统发出语音提示警报。
三、设计思路1、浓度等级就是利用QM-N5讲烟雾浓度转化为模拟电压信号；2、然后将模电信号转化为数字信号，这样就能进行等级划分，将不同浓度划分为三个等级；3、并用数码管显示出来；4、烟雾浓度大于或等于2级时，控制风扇排风；5、三级浓度时控制蜂鸣器报警；6、语音录放芯片录音，并在三级烟雾浓度时，控制其放音。
这个上面的等级显示不一定非得是这里标的0、1、2。
学生在做的时候可以自由选择显示，但是必须实现相应的功能。
四、所需准备的知识首先需要查阅资料熟悉器件技术指标、器件原理、器件管脚和接法。
对烟雾浓度分级部分计算理论值。
输出控制部分熟悉CD4052的原理，并分析实验中如何实现输出控制，分析其逻辑实现。
显示部分分析编码器、反相器、数码管的连接。
风扇和蜂鸣器部分掌握三极管驱动的原理和继电器的原理。
语音报警部分使用的芯片管脚比较多，需要熟悉管脚接法和如何进行语音播报。
五、参考资料1、罗杰；谢自美.电子线路设计实验测试.电子工业出版社2、姜威.使用电子系统设计基础.北京理工大学出版社实验选题二：单极性可调精密直流稳压电源的设计实现一、设计任务设计一种单极性可调精密直流稳压电源。
该系统要求输出电流不小于0.2A。
在误差不大于4mV的条件下输出电压范围为0~5V，输出电压的步进值分为三种：20mV 100mV 1V，并能够显示输出电压值。
二、设计要求及其指标1、基于微控制器的核心作用，以单片机STC89C51为核心，D/A，功率放大器组成。
由单片机产生8位数字信号，通过D/A转换成模拟电压信号，经功率放大后作为电源使用；2、采用计数器等产生数字信号，经D/A转换成相应的模拟电压信号。
其他同13、采用专用的电源芯片设计，如LM系列。
三、设计思路本设计的思路是将模拟电路知识和数字电路知识结合起来，使学生掌握模数转换或数模转换原理及应用。
所以要求设计中必须有至少一处使用数模转换。
利用数字信号的可靠性，使输出的电压误差尽可能的小。
四、所需准备的知识（1）模拟电路相关知识；（2）数字电路相关知识；五、参考资料1、郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展.北京：电子工业出版社.2009年2、陈晓平.Protel 99 SE—电子线路CAD应用教程.北京:机械工业出版社.2007年3、童诗白；华成英.模拟电子技术基础[M]. 北京：高等教育出版社,2001实验选题三：红外遥控开关的设计实现一、设计任务设计制作一款双路红外遥控开关，能够分别遥控两路负载，可用于控制灯具、电风扇、加湿器等常用家用电器。
作用距离大于2m。
红外光峰值辐照度不小于40μW/cm²。
指向性要求：圆锥角不小于30º。
欠压条件下的红外光峰值辐照度：遥控器所用电源电压为额定工作电压的80%时，遥控器的红外光峰值福照度不小于20μW/cm²。
指向性要求圆锥角不小于30º。
静态工作电流不大于3μA。
二、设计要求及其指标1、采用频分多址多通道红外遥控发射和接收系统。
该系统一般采用频道编码开关，通过改变震荡电路的参数来改变震荡电路的震荡频率。
当按下不同的编码键时，振荡器输出不同频率的信号，经驱动电路放大后对载波进行调制，通过红外发射管发射出去。
红外接收电路由红外接收、解调、放大和执行机构等组成。
当红外光电检测器件接收到发射器发来的红外编码指令后，将其转换成相应的电信号，经过放大和选频，选出不同的频率信号，加至相应的驱动及执行机构。
对应每一个频率的信号，应有一个相应的选频电路。
2、采用码分多址多通道红外遥控发射和接收系统。
该系统的遥控信号由编码脉冲发生器产生。
码分指令是用不同的脉冲数目或不同宽度的脉冲组合而成。
指令编码器由基本脉冲发生电路和指令编码开关组成。
当按下某一个指令键时，指令编码器将产生不同编码的指令信号。
该编码信号经调制器调制后变为编码脉冲调制信号，再经驱动电路放大后加至红外发射级发射。
接收端采用相应的电路进行接收控制。
三、设计思路本设计的思路是产生若干个震荡频率作为控制信号，每一个按键对应一个振荡频率，经放大、调制、变为红外信号发射出去，接收端接收到红外信号后经解调、放大、选频来控制执行机构动作。
四、所需准备的知识（1）模拟电路相关知识；（2）数字电路相关知识；（3）红外发射和接收五、参考资料1、康光华.电子技术基础（数字部分）[M]第五版.北京：高等教育出版社，20062、洪志良.模拟集成电路的分析与设计[M]北京：科学出版社，20053、陆勇.电子电路实验及仿真[M]北京：清华大学出版社，2004实验选题四：便携式电子秤的设计一、设计任务手提电子秤具有称重精确度高，简单实用，携带方便成成本低，制作简单，测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点，是家庭购物使用的首选。
本设计主要任务是设计一个LED或LCD显示的便携式电子秤。
二、设计要求及其指标1、基本要求：（1）秤重范围为20g~2kg；（2）检定分度值：IV级（检定分度值在一百到一千之间）；（3）显示分辨力： 1g；（4）采用电阻应变式传感器检测物体重量，（5）采用模拟数字电路构建系统，完成主要电路设计，包括了传感器电路，差动放大电路，A/D转换电路以及显示电路等；（6）显示电路采用LED数码管进行显示；2、扩展要求（1）秤重范围为20g~2kg；（2）检定分度值：IV级（检定分度值在一百到一千之间）；（3）显示分辨力： 1g；（4）采用电阻应变式传感器检测物体重量；（5）具有自动零点追踪、自动校正等功能；（6）显示电路采用LCD液晶显示方式，显示位数不低于4位；三、设计思路电子称的基本设计思路及原理框图如图1所示，主要包括了称重传感器电路、差动放大电路、A/D转换电路以及LED或LCD显示电路。
图1 电子称基本原理框图基本设计方案主要利用称重传感器将压力转化成电信号输出，其中压力传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等。
称重传感器输出的电信号为差分输出形式，且差分输出电信号为微弱电信号，需采用差动放大电路将微弱模拟信号放大，其中差动放大电路可以采用专用的仪用放大器。
放大后的信号直接送入A/D转换器，其输出数字量可以直接用LED或LCD显示，也可以经过处理后进行显示。
四、所需准备的知识（1）模拟电路相关知识；（2）数字电路相关知识；（3）称重传感器基本原理方面知识；（4）protel原理图设计等相关知识。
五、参考资料1、李淑侠.ICL7107在数显稳压电源中的应用.大连教育学院学报，2006年2期2、包本刚. 基于ICL7107器件的量程自切换数字电压表的设计. 中国仪器仪表，2007年2期3、张海霞；滕召胜.新型便携式电子秤设计. 计量技术，2005年9期4、王艳春；于晓敏；杨欣宇. 便携式电子秤的设计. 齐齐哈尔大学学报：自然科学版，2003年4期实验选题五：数字式小电阻/电容测量仪设计实现一、设计任务设计一个能够测量小电阻/电容的数字式测量仪。
二、设计要求及其指标1、测量1pF~100pF 的电容。
测量精度<5%。
2、测量电阻阻值1欧姆~99欧姆。
测量精度<5%。
测量结果用七段数码管显示。
三、设计思路555单稳态触发器接收到低电平信号，进入暂稳态，输出高电平。
高电平持续时间w t由555外接电阻和电容决定。
555输出信号和基准时钟与运算，得到一段脉冲信号。
如图2。
这段脉冲信号送74160，则数码管上显示这段信号的上跳沿个数（74160是上跳沿触发）。
调整555外接电阻、电容，使电阻大小与数码图1 系统方块图管显示数值成10n倍,则实现1/10n精度的电阻测量。
同理使电容大小与数码管显示数值成10n倍,则实现1/10n精度的电容测量。
四、所需准备的知识基本知识：555单稳态触发器、4511译码器（可参阅资料1 P186‘显示译码器’7448驱动BS201A）、74160计数器（可参阅资料1 P291）扩展知识：微分电路、石英晶体振荡电路（可参阅资料2 P406）。
五、参考资料1、阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社，2006年5月第五版2、童诗白.模拟电子技术基础.高等教育出版社3、王连英.基于Multisim 10的电子仿真.北京邮电大学出版社，2009年8月第一版4、姜钧仁.电路基础.哈尔滨工程大学出版社，2002年9月第1版5、百度文库/实验选题六：高效率音频功率放大器的设计一、设计任务设计并制作一个高效率音频功率放大器，不能使用现成的D类集成功率放大器。
二、设计要求及其指标1、基本要求：（1）电源电压+5V，负载为8Ω电阻。
带宽为300Hz~3400Hz，输出正弦波信号无明显失真；（2）最大不失真输出功率≥1w；（3）输入阻抗>10kΩ，电压放大倍数连续可调。
（4）在输出功率500mw时测量功率放大器的效率≥50%。
采用开关（D类功放）实现低频功率放大。
2、扩展要求电压放大倍数1~20连续可调，带宽扩展为50Hz~20KHz，输出功率保持200mW，尽量提高放大器效率或降低放大器电源电压。
三、设计思路采用开关方式实现音频功率放大（即D类功率放大）是提高效率的主要途径之一。
D 类功放是基于脉冲宽度调制技术的开关放大器，包括脉冲宽度调制器、功率桥电路和低通滤波电路。
音频信号频率从20Hz 到20kHz 范围。
PWM 的脉宽调制将振荡电路输出的三角波与音频信号比较，在输出端产生一个其脉宽变化与音频信号幅值成正比的可变脉宽方波。
PWM 信号为一串方波脉冲序列，当三角波幅度大于正弦波幅度时PWM 变换电路输出为低电平，但当三角波幅度低于正弦波幅度时，PWM 变换器输出高电平。
这个PWM 信号被用来驱动功率级，产生放大的数字信号，最后通过LC 低通滤波器来滤除高频成分，在负载端得到与输入模拟信号相似但被放大了的电压。
只要调制频率高，输出波形的锯齿小，通过低通滤波器后的波形会更接近原来的正弦信号。
系统框图如图1所示。
音频信号输入PWM 调制器高速开关电路L图1 系统组成框图四、所需准备的知识（1）电路基础； （2）模拟电子技术； （3）数字电子技术。