電路信號與系統(tǒng)實驗指導(dǎo)

《電路信號與系統(tǒng)實驗指導(dǎo)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、實驗一戴維南定理理論一、實驗原理任何一個線性網(wǎng)絡(luò)，如果只研究其中的一個支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看做一個有源一端口網(wǎng)絡(luò)。而任何一個線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)對外部電路的作用，可用一個等效電壓源和等效電阻串聯(lián)來代替。等效電壓源的電壓等于一端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，等效內(nèi)阻等于一端口網(wǎng)絡(luò)中各電源均為零時（電壓源短接，電流源斷開）無源一端口網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻R0。這個結(jié)論就是戴維南定理。圖2.1戴維南定理二、實驗方法1.比較測量法戴維南定理是一個等效定理，因此應(yīng)想辦法驗證等效前后對其他電路的影響是否一致，即等效前后的外特性是否一致。整

2、個實驗過程首先測量原電路的外特性，再測量等效電路的外特性。最后進行比較兩者是否一致。等效電路中等效參數(shù)的獲取，應(yīng)根據(jù)電路結(jié)構(gòu)推導(dǎo)計算出。實驗中器件的參數(shù)應(yīng)使用實際測量值，實際值和器件的標(biāo)稱值是有差別的。所有的理論計算應(yīng)基于器件的實際值。2.測量電路的選取21關(guān)于測量電路的選取，其實戴維南定理對所有線性網(wǎng)絡(luò)都適用，但在實際測量電路的選擇時必須考慮實際器件的其他參數(shù)。如一個電阻，在原理圖中理論上可以讓它流過1000A電流，但對一個實際的電阻來說器件將很快因溫度升高而燒毀，因此為了保證實驗的順利進行，實驗電路必須保證所有器件能正常工作

3、。因此本實驗電路中所有電阻的功率都在實際器件的承受范圍。本實驗采用圖2.2的實驗電路。圖2.2實驗電路1.測量點個數(shù)以及間距的選取測試過程中測量點個數(shù)以及間距的選取，與測量特性和形狀有關(guān)。對于直線特性，應(yīng)使測量間隔盡量平均，對于非線性特性應(yīng)在變化陡峭處多測些點。測量的目的是為了用有限的點描述曲線的整體形狀和細(xì)節(jié)特征。因此應(yīng)注意測試過程中測量點個數(shù)以及間距的選取。為了比較完整反應(yīng)特性形狀，一般取測量點10個以上。本實驗中由于特性曲線是直線形狀，因此測量點應(yīng)均勻選取。為了保證測量點分布合理，應(yīng)先測量特性的最大值和最小值，再根據(jù)點數(shù)合

4、理選擇測量間距。2.電路的外特性測量方法在輸出端口上接可變負(fù)載（如電位器），改變負(fù)載（調(diào)節(jié)電位器）測量端口的電壓和電流。三、注意事項1.電流表的使用。由于電流表內(nèi)阻很小，防止電流過大毀壞電流表。先使用大量程（A）粗測，再使用常規(guī)量程。2.等效電源電壓和等效電阻的理論值計算，應(yīng)根據(jù)實際測量值，而不是標(biāo)稱值。3.為保證外特性測量點的分布合理，應(yīng)先測出最大值和最小值。再根據(jù)外特性線性的特征均勻取點。21基礎(chǔ)實驗一、實驗?zāi)康?.掌握原理圖轉(zhuǎn)化成接線圖的方法。2.掌握定理的實驗驗證方法。二、實驗儀器與器件1.萬用表2.直流穩(wěn)壓電源3.電阻

5、（220、兩個270、330、1.8KΩ、2.2KΩ）三、預(yù)習(xí)要求1.電路的串并聯(lián)原理。2.等效參數(shù)的計算。根據(jù)實驗電路推算出等效參數(shù)的計算公式。3.開路電壓和短路電流的理論計算。4.萬用表的使用。5.準(zhǔn)備數(shù)據(jù)記錄表。四、實驗內(nèi)容1.測量器件的實際值，計算等效電源電壓和等效電阻。R等效=？2.連接實驗電路。R0的測試值：需要在輸入端預(yù)留插口兩個可變電位器預(yù)留插口注意：考慮到電流表串聯(lián)，預(yù)留插口3.測量實驗電路的外特性。為了完整描述外特性，建議測量十點以上。4.連接等效電路，并測量實驗電路的外特性。21URL(V)Uoc0實驗值I

6、(mA)等效前I(mA)等效后仿真值I(mA)等效前I(mA)等效后一、實驗報告要求1.繪制實驗接線圖。2.根據(jù)測量數(shù)據(jù)，在同一個坐標(biāo)下繪制等效前后外特性。比較分析，得出實驗結(jié)論。二、實驗思考題1.為何開路電壓理論值和實際測量值一樣，而短路電流卻不一樣。2.本實驗原理圖是按照安培表外接法繪制的，考慮安培表外接和內(nèi)接對本實驗有何差別。實驗二階電路的動態(tài)響應(yīng)?理論一、實驗原理圖6.1RLC串聯(lián)二階電路用二階微分方程描述的動態(tài)電路稱為二階電路。圖6.1所示的線性RLC串聯(lián)電路是一個典型的二階電路?？梢杂孟率龆A線性常系數(shù)微分方程來描述

7、：21（6-1）初始值為求解該微分方程，可以得到電容上的電壓uc(t)。再根據(jù)：可求得ic(t)，即回路電流iL(t)。?式（6-1）的特征方程為：特征值為：(6-2)定義：衰減系數(shù)（阻尼系數(shù)）自由振蕩角頻率（固有頻率）由式6-2可知，RLC串聯(lián)電路的響應(yīng)類型與元件參數(shù)有關(guān)。1．零輸入響應(yīng)動態(tài)電路在沒有外施激勵時，由動態(tài)元件的初始儲能引起的響應(yīng)，稱為零輸入響應(yīng)。電路如圖6.2所示，設(shè)電容已經(jīng)充電，其電壓為U0，電感的初始電流為0。(1)，響應(yīng)是非振蕩性的，稱為過阻尼情況。電路響應(yīng)為：21響應(yīng)曲線如圖6.3所示?？梢钥闯觯簎C(t

8、)由兩個單調(diào)下降的指數(shù)函數(shù)組成，為非振蕩的過渡過程。整個放電過程中電流為正值，且當(dāng)時，電流有極大值。（2），響應(yīng)臨界振蕩，稱為臨界阻尼情況。電路響應(yīng)為t≥0響應(yīng)曲線如圖6.4所示。圖6.4二階電路的臨界阻尼過程(3)，響應(yīng)是振蕩性的，稱為欠阻尼情況。電路響應(yīng)為t