电路信号与系统实验指导

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1、实验一戴维南定理理论一、实验原理任何一个线性网络，如果只研究其中的一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看做一个有源一端口网络。而任何一个线性有源一端口网络对外部电路的作用，可用一个等效电压源和等效电阻串联来代替。等效电压源的电压等于一端口网络的开路电压Uoc，等效内阻等于一端口网络中各电源均为零时（电压源短接，电流源断开）无源一端口网络的输入电阻R0。这个结论就是戴维南定理。图2.1戴维南定理二、实验方法1.比较测量法戴维南定理是一个等效定理，因此应想办法验证等效前后对其他电路的影响是否一致，即等效前后的外特性是否一致。整

2、个实验过程首先测量原电路的外特性，再测量等效电路的外特性。最后进行比较两者是否一致。等效电路中等效参数的获取，应根据电路结构推导计算出。实验中器件的参数应使用实际测量值，实际值和器件的标称值是有差别的。所有的理论计算应基于器件的实际值。2.测量电路的选取21关于测量电路的选取，其实戴维南定理对所有线性网络都适用，但在实际测量电路的选择时必须考虑实际器件的其他参数。如一个电阻，在原理图中理论上可以让它流过1000A电流，但对一个实际的电阻来说器件将很快因温度升高而烧毁，因此为了保证实验的顺利进行，实验电路必须保证所有器件能正常工作

3、。因此本实验电路中所有电阻的功率都在实际器件的承受范围。本实验采用图2.2的实验电路。图2.2实验电路1.测量点个数以及间距的选取测试过程中测量点个数以及间距的选取，与测量特性和形状有关。对于直线特性，应使测量间隔尽量平均，对于非线性特性应在变化陡峭处多测些点。测量的目的是为了用有限的点描述曲线的整体形状和细节特征。因此应注意测试过程中测量点个数以及间距的选取。为了比较完整反应特性形状，一般取测量点10个以上。本实验中由于特性曲线是直线形状，因此测量点应均匀选取。为了保证测量点分布合理，应先测量特性的最大值和最小值，再根据点数合

4、理选择测量间距。2.电路的外特性测量方法在输出端口上接可变负载（如电位器），改变负载（调节电位器）测量端口的电压和电流。三、注意事项1.电流表的使用。由于电流表内阻很小，防止电流过大毁坏电流表。先使用大量程（A）粗测，再使用常规量程。2.等效电源电压和等效电阻的理论值计算，应根据实际测量值，而不是标称值。3.为保证外特性测量点的分布合理，应先测出最大值和最小值。再根据外特性线性的特征均匀取点。21基础实验一、实验目的1.掌握原理图转化成接线图的方法。2.掌握定理的实验验证方法。二、实验仪器与器件1.万用表2.直流稳压电源3.电阻

5、（220、两个270、330、1.8KΩ、2.2KΩ）三、预习要求1.电路的串并联原理。2.等效参数的计算。根据实验电路推算出等效参数的计算公式。3.开路电压和短路电流的理论计算。4.万用表的使用。5.准备数据记录表。四、实验内容1.测量器件的实际值，计算等效电源电压和等效电阻。R等效=？2.连接实验电路。R0的测试值：需要在输入端预留插口两个可变电位器预留插口注意：考虑到电流表串联，预留插口3.测量实验电路的外特性。为了完整描述外特性，建议测量十点以上。4.连接等效电路，并测量实验电路的外特性。21URL(V)Uoc0实验值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、实验报告要求1.绘制实验接线图。2.根据测量数据，在同一个坐标下绘制等效前后外特性。比较分析，得出实验结论。二、实验思考题1.为何开路电压理论值和实际测量值一样，而短路电流却不一样。2.本实验原理图是按照安培表外接法绘制的，考虑安培表外接和内接对本实验有何差别。实验二阶电路的动态响应 理论一、实验原理图6.1RLC串联二阶电路用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。图6.1所示的线性RLC串联电路是一个典型的二阶电路。可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述

7、：21（6-1）初始值为求解该微分方程，可以得到电容上的电压uc(t)。再根据：可求得ic(t)，即回路电流iL(t)。 式（6-1）的特征方程为：特征值为：(6-2)定义：衰减系数（阻尼系数）自由振荡角频率（固有频率）由式6-2可知，RLC串联电路的响应类型与元件参数有关。1．零输入响应动态电路在没有外施激励时，由动态元件的初始储能引起的响应，称为零输入响应。电路如图6.2所示，设电容已经充电，其电压为U0，电感的初始电流为0。(1)，响应是非振荡性的，称为过阻尼情况。电路响应为：21响应曲线如图6.3所示。可以看出：uC(t

8、)由两个单调下降的指数函数组成，为非振荡的过渡过程。整个放电过程中电流为正值，且当时，电流有极大值。（2），响应临界振荡，称为临界阻尼情况。电路响应为t≥0响应曲线如图6.4所示。图6.4二阶电路的临界阻尼过程(3)，响应是振荡性的，称为欠阻尼情况。电路响应为t