电路分析基础实验指导 - 图文

电路分析基础

实验指导

合肥工业大学计算机与信息学院2010．9

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实验一 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E1和E2同时作用时，在某一支路中所产生的电流I，应为E1单独作用在该支路中所产生的电流I?和E2单独作用在该支路中所产生的电流I??之和，即I＝I?+I??。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E1和E2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。

aI1 R1510? bR2510? I2 c1E1 12V S1 1?R3I3 1k? 2?S2 26V E2

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，E1、E2由直流稳压电源供给。E1、E2两电源是否作用与电路，分别由开关S1、实验前先检查电路，调节两路稳压电源使E1?12V、E2?6V，S2来控制。进行以下测试，并将数据填入表1-1中。

（1）E1单独作用时（S1置“1”处，S2置“2”处），测量各支路的电流。

2

'（2）E2单独作用时（S1置“1?”处，S2置“2”处），测量各支路的电流。 （3）E1、E2共同作用时(S1置“1”处，S2置“2”处)，测量各支路的电流。

表1-1 数据记录与计算 电源电压 测量 I1（mA） I2(mA) I3(mA) 计算 误差 测量 计算 误差 测量 计算 误差 E1?12V E2?6V E1?12V,E2?6V

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？ 2、使用万用表时应该注意哪几点？ 3、叠加原理的应用条件是什么?

4、如果电源内阻不能忽略，实验应如何进行?

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实验二 戴维南定理

一、实验目的

1、进一步熟悉使用直流稳压电源和万用表

2、用实验数据验证戴维南定理，加深对戴维南定理的理解。 3、掌握测量开路电压和等效电阻的方法。

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、电流表一块 4.、实验电路板一块

三、实验原理

由戴维南定理，线性含源单口网络，就其端口来看，可以等效为一个电压源和电阻串联。该电压源等于网络的开路电压Uoc，该电阻等于该网络中所有独立源为零值时所得的网络等效电阻Ri。

实验电路如图2-1所示。现在主要研究其中的A’－RL－B’支路，那么可以把这个支路以外的其余部分看作是以AB为端口的有源单口网络，在把这个单口网络等效为Uoc和Ri串联的支路，最后再与RL构成等效电路如图2-2所示。

AImAA'R1C300?12VC'R0R2510?R3US510?有源二端网络10?R4RL200?BB'1k?

Uoc1k?RLRi

图2-1戴维南定理实验电路 图2-2 戴维南等

效电路

四、实验内容及步骤

1、测含源二端网络的开路电压Uoc

按图2-1接线，c端与c’端接通电源Us，A端与A’端断开，B与B’端断开，用万用表（直流电压档）测量含源二端网络的开路电压Uoc，即测量A、B两端的电压，记入表2-1中。从而求得戴维南等效电路中的电压源电压。

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2、测含源二端网络的短路电流Isc

按图2-1接线，c端与c’端接通电源Us，A端与A’端断开，B与B’端断开，在A、B两端用一个电流表连接起来，即用电流表测量含源二端网络的短路电流Isc，记入表2-2中。

3、 测含源二端网络的等效电阻Ri。有以下三种方法进行测量，并将结果填入表2-1中： （1）根据上面步骤1和步骤2的测量结果——含源二端网络的开路电压Uoc和含源二端网络的短路电流Isc的测量值，由Ri＝Uoc/Isc计算得到Ri。

（2）按图2-1接线，c端与c’端用导线连接（去掉电源），A端与A’端断开，B与B’端断开，用万用表（欧姆档）测量无源二端网络的等效电阻Ri。

（3）重复步骤1，断开RL，测A、B两端开路电压Uoc。再将RL接入电路，即用导线连接A端与A’端，B端与B’端。用万用表（直流电压档）测量负载RL两端电压UL，调节可变电阻RL使得UL=0.5*Uoc，则有Ri＝RL，填入表2-1。

表2-1 数据记录与计算 项目 开路电压 Uoc(V) 短路电流 Isc(A) 方法Ⅰ 等效电阻Ri（?） 方法Ⅱ 方法Ⅲ 测量值 计算值 4、验证戴维南定理。A端与B端之间分别接电阻100?和200?，C端与C’端之间接通电源Us，分别测量负载两端的电压UL和流过负载IL的电流，填入表2-2中，通过测量值和计算值的比较来验证戴维南定理。

表2-2 数据记录与计算

电阻值 R＝100? R＝200?

负载电压UL（V） 计算值 测量值 负载电流IL（A） 计算值 测量值 五、预习要求

1. 认真阅读本实验的实验步骤学会自己连接实验电路的技能。 2. 复习戴维南定理的理论说明。

3. 根据实验电路及元件参数进行电路计算。

六、实验结果分析

1．分析比较表2-1、表2-2的测量结果，验证戴维南定理。 2．总结本次实验的收获和体会。

七、思考题

1．使用戴维南定理的条件是什么？

2．要得到戴维南等效电路需要知道那几个量？

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实验三 受控源电路的研究

一、实验目的

1、加深对受控源特性的认识，掌握受控源的转移参数的测试方法。 2、初步掌握含有受控源电路的分析方法。

I2I13、了解受控源在电路中的应用。

I1U1gmU1VCCSI2二、实验设备

1、实验电路板一块 2、万用表一块

U1U2U2?U1VCVS三、实验原理

电源有独立电源和受控电源之分。受控电源与独立电源的区别在于，独立电源的输出电压或电流是一个按自身规律变化的量或函数，不随外电路的变化而变化。而受控电源（简称受控源）的输出电压或电流则是电路中其它部分的电压或电流函数，或者说它的电压或电流

的四种类型

I1U1rmI1CCVSI2I1I2U2U1U2?I1CCCS受到电路中其它部分的电压或电流的控制。受控源又与无源 图3-1 受控源元件不同，无源元件两端的电压与流过它自身的电流之间有一定的函数关系，而受控源的输

出电压或电流则是受电路中另一支路或元件的电压或电流的控制。

根据受控源的控制量和受控源的不同组合，受控源可分为电压控制电压源（VCVS）、电流控制电压源（CCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电流源（CCCS）四种。如图3-1所示。

受控源的控制端与受控制端的关系式称为转移函数。四种受控源的转移函数参数定义如下：

1、电压控制电压源（VCVS），U2?f(U1)，??U2/U1，称为转移电压比（电压增益）。 2、电流控制电压源（CCVS），U2?f(I1)，rm?U2/I1，称为转移电阻。 3、电压控制电流源（VCCS），I2?f(U1)，gm?I2/U1，称为转移电导。

4、电流控制电流源（CCCS），I2?f(I1)，??I2/U1，称为转移电流比（电流增益）。

四、实验步骤

1、先把实验箱中的两个+12V、地和-12V相连（保证实验箱的电路正常工作），下面要用到的电源用实验箱中的电源，可调电阻用实验箱中的可调电阻，测量电压和电阻用万用表，测量电流用实验箱中的毫安表。

2、测量电压控制电流源（VCCS）的转移特性I2?f(U1)及外特性I2?f(U2)。实验电路如图3-2所示， U1为可调电压源，RL为可调电阻。

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I1U1VCCSI2gmU1RL

rmI1CCVSU2RL

图3-2受控源VCCS特性测量电路 图3-3 受控源CCVS特性测量电路

（1）按图3-2连接电路，固定RL?2k?，调节电压源的输出电压U1，使其分别取0V、0.5V、1V.?3.5V，测量I2的值，填入表3-1中，绘制转移特性曲线I2?f(U1)，并求出转移电导gm。

表3-1 数据记录及计算 U1（V） I2（mA）

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 （2）保持U1?2V，调节RL阻值，令RL分别为1k、2k、4k、6k、8k、10k，测量相应的U2和I2值，填入表3-2中，绘制负载转移特性曲线I2?f(U2)。

表3-2 数据记录及计算

RL（k?） I2（mA） U2（V）

1 2 4 6 8 10 3、测量电流控制电压源（CCVS）的转移特性U2?f(I1)及外特性U2?f(I2)。实验电路如图3-3所示，I1为可调电流源，RL为可调电阻。

（1）固定RL?2k?，调节恒流源的输出电流I1，使其分别取0.1mA、0.2mA?0.8mA，测量相应的U2值，填入表3-3中，绘制转移特性曲线U2?f(I1)，并求出转移电阻rm。

表3-3 数据记录及计算

I1（mA） U2（V） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 （2）保持I1?0.5mA，调节RL阻值，令RL分别为1k、2k、4k、6k、8k、10k，测量相应的U2和I2值，填入表3-4中，绘制负载转移特性曲线U2?f(I2)。

表3-4 数据记录及计算

RL（k?） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8

I2（mA） U2（V）

4、根据实验步骤1和2，自行设计电压控制电压源（VCVS）、电流控制电流源（CCCS）（包括电路和表格），思考如何利用已知的电路（图3-2和图3-3）实现电压控制电压源（VCVS）、电流控制电流源（CCCS）？

五、预习思考题

1、受控源和独立电源相比有何异同点？比较四种受控源的电路模型、控制量和被控制量的关系。

2、若受控源控制量的极性反向，则受控源输出极性是否发生变化？ 3、受控源的控制特性是否适合于交流信号？

六、实验报告要求

1、总结受控源控制量和被控制量的实验测试方法。

2、认真填写测量数据和绘制特性曲线，自行设计VCVS和CCCS的测试电路和数据表格，并完成数据测量和绘制特性曲线。

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实验四 一阶动态电路暂态过程的研究

一、实验目的

1、研究一阶RC电路在脉冲电压US激励下响应Uc(t)的变化规律和特点，了解时间常数对Uc(t)的影响。

2、学习使用示波器观察和研究电路的响应。观测RC电路在脉冲信号激励下的响应波形，掌握有关微分电路和积分电路念。

i的概

RUS UR USuC二、实验设备

1、函数信号发生器一台 2、示波器一台 3、实验电路板一块

0.632US0.368US0tCUc ?T/2?T三、实验原理 图4-1 RC一阶电路 图4-2 时间常数的

测量

电路换路后无外加独立电源，仅由电路中动态元件初始储能而产生的响应称为零输入响应。若

电路的初始储能为零，仅由外加独立电源作用所产生的响应称为零状态响应。

电路由一种稳定状态变化到另一种稳定状态需要有一定的时间，即有一个随时间变化的过程，称之为电路的暂态过程。动态电路的过渡过程是十分短暂的单次变化过程，用一般的双踪示波器观察电路的过渡过程和测量有关的参数，必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号源输出的方波来模拟阶跃激励信号，即方波的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号，方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的半个周期大于被测电路时间常数的3~5倍，电路在这样方波序列信号的作用下，它的影响和直流电源接通与断开的过渡过程是相同的。

一阶电路的时间常数τ是一非常重要的物理量，它决定零输入响应和零状态响应按指数规律变化的快慢。时间常数?的测定方法：分析可知，当t＝?时，零输入响应有Uc(t)＝0.368US，零状态响应有Uc(t)＝0.632US。RC电路的时间常数可从示波器观察的响应曲线中测量出来，如图4-1和图4-2所示。

方波激励波形及其RC电路参数Uc和UR响应波形如图4-3所示。

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uS(t)uS(t)0T/2Tt0T/2TtuC(t)uC(t)0T/2Tt0T/2TtuR(t)uR(t)T/20TtT/20Tta)???T/2b)???T/2图4-3 RC电路的矩形脉冲响应曲线

（1）当??RC??T2时，各电压变化波形关系如图4-3a所示，此时从电阻R上得到微

分输出响应。

（2）当??RC??分输出响应。

T2时，各电压变化波形关系如图4-3b所示，此时从电容C上得到积

四、实验内容

1、函数发生器和示波器的使用

参见本书的仪器仪表说明部分，掌握函数发生器和示波器的使用。

2、按图4-1连接RC串联电路。首先确定输入方波电压峰峰值为5V，周期1mS（用示波器测量）。根据实验箱中给出的R或C，任意搭配R和C，来观察对输出电压uC的影响，用文字叙述观察结果。记录对应的R、C值，并定量描绘出输出波形。

3、设计一微分电路，使其输出为尖脉冲波形。画出电路图，由R、C参数值计算时间常数，描绘uS、uR的波形图。

4、设计一积分电路，记录各参数及uS、uc的波形图。

五、实验报告要求

1、按照实验任务的要求，用坐标纸画出所观察的波形，并标明电路参数和时间常数。 2、总结示波器测定时间常数τ的方法。

3、根据实验观察结果，归纳、总结微分电路和积分电路的特点。

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实验五 二阶动态电路暂态过程的研究

一、实验目的

1、学习使用示波器观察和分析RLC串联电路与矩形脉冲接通的暂态过程。 2、观察二阶电路的三种过渡状态，即非振荡、振荡和临界状态。

二、实验设备

1、函数信号发生器一台 2、示波器一台 3、实验电路板一块

三、实验原理

凡是可用二阶微分方程来描述的电路称为二阶电路，图5-1所示的线性RLC串联电路是一个典型的二阶电路，图5-2所示的是电压源去掉后的放电电路，当R?2L/C时，电路处于非振荡状态，也称为过阻尼状态；当R?2L/C时，电路处于振荡状态，也称为欠阻尼状态；当R?2L/C时，电路处于临界状态。

四、实验内容

1、调节信号源并用示波器观察，使之输出方波。幅值5V，频率f＝1kHz。

2、根据实验箱中给出的R、L、C，选择一组进行搭配，将R、L、C串联电路接至信号源，根据接线画出实际的电路图。根据R、L、C的值初步判断电路放电过程将处于什么状态，用示波器观察uS(t)的波形及该状态的uC(t)、uR(t)、uL(t)的波形。

3、使得由实验箱给出的R、L、C的分别搭建出二阶电路的三种过渡状态，并记录各参数及uC(t)、uR(t)、uL(t)的波形图。

4、验证等幅振荡，当R=0时，响应是等幅振荡的，称为无阻尼情况。

iL(t) 信

号发生器

＋ uS(t) － ＋ uC(t) －

iL(t) ＋ uC(t) －

图5-1 RLC串联电路 图5-2 放电电路

五、实验报告要求

1、能够把观察到的各个波形分别画在坐标纸上 2、结合电路元件的参数加以分析讨论。

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实验十 电压表的设计

一、实验目的

1、掌握毫安表表头改装的原理和方法。 2、学会校正电压表的方法。

3、了解替代法测量毫安表的内阻。 4、电压表设计实例。

二、实验设备

万用表线路教学实验系统箱一台，如图10-1所示，直流稳压源一台，导线若干。

图10－1 万用表线路教学实验系统箱面板

三、实验原理

1、毫安表改装成电压表的原理

通常毫安表满量程电流Ig和内阻Rg的数值不大，因而表头电压量程Ug =IgRg很小。为了测量较高的电压，将表头改装成电压表的办法是在表头上串联一个阻值较大的分压电阻Rs，使超过表头电压量程的那部

RgRs分电压降落在电阻Rs上，所以Rs被称为扩程电阻。 Ig表头和Rs组成的整体就是电压表。选用不同阻值的RS可

以得到不同量程的电压表。在图10-2中，当表头满偏时，通过表头的电流为Ig，设改装后电压表总量程为U，因为U =Ig（Rg+ RS），则根据所需要的电压表量程U和表头量程Ig、内阻Rg，可算出分压电阻RS。

2、电压表的校准

所谓校准，就是将改装后的电表与标准表，同时测量同一个对象（如电流或电压），进行比较。校准电表时，必须先调好零点，再校准量程（满刻度点）。校准刻度时，要同时记下待校表和标准表的读数，分别记为U和Ux。将改装表的同一量程的任意几个刻度校准一遍，可绘出U - Ux的折线图，即校准曲线。

。图10-2 电压表改装原理图 。 四、实验内容及步骤

1、电压表设计

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（1）先计算理论值，并把电阻箱的初值置为理论值

已知表头内阻为240欧姆，需要设计电压表的量程分别是10V、5V和1V，根据公式10-1计算分压电阻Rs，分别用Rs1、Rs2和Rs3表示，并将计算结果填入表10-2中。

Rs?UIg?Rg

（10-1）式中，Rg为表头内阻，Ig为表头量程1mA，U为所需要的电压表量程。

表10-2 分压电阻Rs

量程U（i） 10V 5V 分压电阻Rs（i） 1V （2）依据计算结果在电阻箱Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ中分别设置三种量程所对应的分压电阻Rs1、Rs2和Rs3，并按图10-3将电流表头串联接入，开关k就是电阻箱选择开关，通过从电阻箱Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ中选择对应量程的电阻箱，即可完成三量程电压表的设计。

Rs1IgRgRs2Rs3ⅠⅡⅢ开关k多量程电压表

IgRc改装Rg表读数RsU标准表读数UxERH

图7-3 电压表设计电路图 图7-4电压表的校准原

理图

2、电压表的校准

按图7-4利用mA-V 电压电流表对改装电压表进行校准，每档量程时调节电阻箱，使改装电压表读数分别是0～1、0～5、0～10伏时，记录三组标准表的读数分别写在表10-3中，并用三种颜色的笔在图7-5中绘制U - Ux的折线图。下面以校准电压表的5V档为例，简要介

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绍校准电压表步骤。

第一步，首先按照图10-4连接电路图，把一台直流电源、任一个固定电阻和电阻箱Ⅰ串联；

第二步，然后把电阻箱Ⅱ的阻值调到等于Rs2的阻值，再把电阻箱选择开关打到Ⅱ，把表头与电阻箱开关串联， 5V电压表改装完成；

第三步，把5V电压表和mA-V 电压电流表并联接入到电阻箱Ⅰ的两端，注意电阻箱Ⅰ在开始时要调到0，以防电压表超过量程。

第四步，电阻直流电源输出一个电压，这个电压值可以是5～30V任意值，通过从小到大逐渐调节电阻箱Ⅰ，会得到一个个改装表读数U和校准表读数Ux，分别填入表10-3中，并绘制图10-5。

表10-3 电压表的校准数据表

①1V档

序号 1 2 3 4 5 序号 1 2 3 4 5 序号 1 2 3 4 5 电源电压E 电源电压E ③10V档 固定电阻Rc 变阻器RH 改装表读数U 校准表读数Ux 电源电压E ②5V档

固定电阻Rc 变阻器RH 改装表读数U 校准表读数Ux 固定电阻Rc 变阻器RH 改装表读数U 校准表读数Ux

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10Ux(V)5152.50.500.52.55mA标准电流表1U(V)5106k11.5V改装表表头mARgK2R

图10-5 U - Ux的折线图图 10-6 替代法测毫安表内阻电路

3、替代法测毫安表内阻电路

本实验中表头的内阻已经给出，如果拿来一个表头的内阻未知，我们可以采用替代法测表头内阻，具体方法如下。

（1）电路图如图10-6所示。 （2）测量原理

当K在1时标准表上的电流值与K在2时标准表上的电流值一样时，说明改装表内阻Rg=R（电阻箱），操作时要注意两个表的量程要一致并且R初始值要大一点。 （3）测量步骤

可以按照此方法测量实验箱中的表头，验证是否等于给定的内阻值240欧姆。电源电压约电池电压1.5V，串联一个6k?固定电阻，R值尽量大，使标准表量程为5mA，闭合K到1记录标准表读数，闭合K到2调节R并且使标准表读数等于读数，此时的R就是表头内阻。

测量出的R＝

五、注意事项

1. 在使用直流稳压源时，防止正负端碰线而短路。

2. 在测量电流或电压时要识别电表的极性，即电表的“+”端与稳压源的“+”相连，电表的“-”端与稳压源的“-”相连。

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3. 在用电压电流mA-V表进行验证时，直流稳压源的电压和电阻必须要与该档量程匹配，以免所测电流超过量程而损坏仪器。

六、实验要求和实验报告

1. 实验前做好预习，根据实验要求和实验电路计算分压电阻的阻值，结果填入表中。 2. 完成数据表格的填写，并进行必要的误差分析。

七、思考题

1、分压电阻RS的大小对改装电压表的量程有何影响？校准电压表时，如果发现改装表的读数均相对于标准表的读数都偏高，若要达到标准表的数值，此时改装表的分压电阻RS应调大还是调小？为什么？

2、根据实验数据分析哪档量程的精确性最好？并写出理由。

3、考虑如何设计实现具有5mA，10mA和100mA三档量程的电流表。

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附录一 DF1641A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

下：

第一步：按下电源开关（1），接通电源。

图1 DF1641A函数发生器面板图

图1 为DF1641A函数发生器的面板图，以输出1KHz、5V的方波为例，使用说明如

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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。当输出为方波时，调节此旋纽，产生脉冲波。

注意：当输出为正弦波时，不宜拉出旋钮（12）。

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。

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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。

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附录二 YB4320F型示波器

1、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。

2、性能指标

外型图如图1所示。 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-20MHz 2div 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%

图1 YB4320型双踪示波器

3、面板介绍

面板图如图2所示，各部分的作用介绍如下。

（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。

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图2 VB4320F型示波器面板图

（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。

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（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；

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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；

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附录三 WYK－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。

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； 波纹电压：?2mV。

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1

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1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”

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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。 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。

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（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。

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； （4）当输出发生短路时，应尽早发现，并关掉电源将故障排除。

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附录四 DF2175A交流毫伏表

1．概述

DF2175A交流毫伏表由集成电路及晶体管组成的高稳度的放大电路及表头指示电路组成，可方便地进行交流电压的测量，该电压表具有测量电压频率范围宽（5Hz－2MHz）、测量电压灵敏度高（30μV－300V）、测量误差小的优点，并具有相当好的线性度。

2．性能指标

外形尺寸 216×155×280mm 测量范围：30μV-300V。 测量误差：3%。 频率范围：5Hz-2MHz。

输入阻抗：2MΩ/20pF。 工作方式：单通道。 指示形式：单指针。 监视输出：100mV，600Ω。

3、旋钮名称及作用

DF2175A交流毫伏表的前、后面板布局见图9和图10。

图10 DF2175A交流毫伏表后面板 图9 DF2175A交流毫伏表前面板

各旋钮名称及作用如下：

（1）表头：读数指示。黑色刻度为电压V或mV，其中表头刻度中的0～10对应量程刻度

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中的1/10/100；0～3对应量程刻度中的0.3/3/30/300。红色刻度为dB读数，对应量程选择范围中的红色部分。

（2）机械零位调整：一般不需要动。

（3）量程开头：根据实际测量选择不同的量程，量程的选择与表头读数相对应，量程各档为表头读数的满偏值。

（4）量程指示：选择某一量程时，该档位的指示灯亮 （5）通道输入：接入被测信号 （6）电源开关：按下电源接通。

（7）通道监视输出：输出100mV电压，如当1mV量程输入时，具有100倍的放大（40dB）。 （8）接地方式选择开关：选择接地方式。 （9）电源插座：用于外接电源。

4、具体使用方法

（1）接通电源，按下电源开关，在未知被测电压大小的情况下尽量放到高量程，比如将量程置于300V档。

（2）选择合适的量程，量程各档为表头读数的满偏值，其中表头黑色刻度中的0～10对应量程刻度中的1/10/100；0～3对应量程刻度中的0.3/3/30/300。例如选择30mV档测量，则表头黑色刻度的0～3刻度就是对应0～30mV，如果指针读数为2.4则表示测量电压值为24mV。再如选择1V档测量，则表头黑色刻度的0～10刻度就是对应0～1V，如果指针读数为6.2则表示测量电压值为0.62V。 （3）接上负载测出被测电压大小。

5、注意事项

（1）该电压表表面垂直放置使用。

（2）在不知被测电压大小的情况下，尽量放到高量程档，以免输入过载。 （4）测量30V以上的电压时，须注意安全。

（5）接通电源的瞬间，由于电容的充放电过程，指针有所摆动，需待指针稳定后读取读数。

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附录五 万用表的使用方法

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。

1、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。

2、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。

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图1 指针式万用表

图2 数字式万用表

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