电工电子综合实践四川大学.doc

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 伊春学习中心
专 业 电气工程及其自动化
层 次 专升本
年 级 08秋
学生姓名 陈威
学 号 200809128493

2012年 08 月 06 日

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=2mH R=10Ω　　　f=10KHz UsP-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=0.0238A URP-P=0238V，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=0.0119A URP-P0.119V，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。