（2）将此信号作为整流电路的输入信号U.接入半波整流电路，仍用示波器Y，通道观察，Uo接入示波器的Y2通道，分别用示波器的DC和AC输入耦合方式观察并画出输入和输出电压的波形，标出时间和电压值。（3）测量输出电压的平均值UaY，通道输入耦合置AC，将扫描基线调至X轴，则波形的直流段与X轴偏离的距离对应的电压值即为输出电压的平均值。（4）用晶体管毫伏表测出U,和U。的有效值。五、注意事项1.扭动示波器各旋钮时，要用力适当，以免造成机械损坏。2．组装电路时，输入端在左边，输出端在右边，地线在下边，元件要插紧。3.用示波器测电压时，微调旋钮要处于校正位置，夹头不要直接夹在元件的引脚上，应另用短导线引出。六、实验报告要求1.记录和整理实验数据，并用坐标纸描绘波形。2.计入二极管的正向压降，将所测的实验结果与理论值进行比较，分析误差原因。3.回答下列问题：（1）有一正弦信号，F1kHz，其峰-峰值Up-p-20mV，输入示波器的Y1通道，若要显示五个完整周期的波形，高度为4格，试问示波器扫描速度旋钮、Y轴灵敏度旋钮应置何档？若此正弦信号经放大电路反相放大200倍，为能方便地观测放大后的波形和原波形及其相位关系，放大信号应如何接入示波器？通道选择按钮如何选择？(2）若要从函数发生器输出50mV（峰－峰值）的正弦信号，衰减按钮如何选择？若要输出5V（峰-峰值）的信号，衰减按钮又该如何选择？七、实验元器件二极管2AP71只电阻1kQ1只10
10 （2）将此信号作为整流电路的输入信号 Ui 接入半波整流电路，仍用示波器 Y1 通道 观察，U0 接入示波器的 Y2 通道，分别用示波器的 DC 和 AC 输入耦合方式观察并画出输 入和输出电压的波形，标出时间和电压值。 （3）测量输出电压的平均值 Uoa Y2通道输入耦合置 AC，将扫描基线调至 X 轴，则波形的直流段与 X 轴偏离的距离 对应的电压值即为输出电压的平均值。 （4）用晶体管毫伏表测出 Ui和 U0 的有效值。 五、注意事项 1．扭动示波器各旋钮时，要用力适当，以免造成机械损坏。 2．组装电路时，输入端在左边，输出端在右边，地线在下边，元件要插紧。 3．用示波器测电压时，微调旋钮要处于校正位置，夹头不要直接夹在元件的引脚上， 应另用短导线引出。 六、实验报告要求 1．记录和整理实验数据，并用坐标纸描绘波形。 2．计入二极管的正向压降，将所测的实验结果与理论值进行比较，分析误差原因。 3．回答下列问题： (1) 有一正弦信号，f=1kHz，其峰–峰值 Up-p=20mV，输入示波器的 Y1 通道，若要 显示五个完整周期的波形，高度为 4 格，试问示波器扫描速度旋钮、Y 轴灵敏度旋钮应置 何档？若此正弦信号经放大电路反相放大 200 倍，为能方便地观测放大后的波形和原波形 及其相位关系，放大信号应如何接入示波器？通道选择按钮如何选择？ (2) 若要从函数发生器输出 50mV（峰–峰值）的正弦信号，衰减按钮如何选择？若 要输出 5V（峰–峰值）的信号，衰减按钮又该如何选择？ 七、实验元器件 二极管 2AP7 1 只 电 阻 1kΩ 1 只
实验四一阶电路响应的研究一、实验目的1.观测RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。2.学习电路时间常数的测量方法。3.学习EWB软件的使用。二、预习要求1.写出零输入响应和零状态响应的表示式，计算e、e、e3、e5。2.设计一个微分电路，对于频率为1KHz的方波信号，微分输出满足：（1）尖脉冲的幅度大于1V：（2）脉冲衰减到零的时间<T/10。电容值选取：C=0.1uF。3.阅读第二章1、2、3节。三、实验原理动态电路的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号：利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要方波的周期远大于电路的时间常数，那么电路的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。图9所示的RC一阶电路的零状态响应[图（b)]和零输入响应[图（c)]分别按指数规律增长和衰减，其变化的快慢决定于电路的时间常数。RicStuc+ uc1UsUs9263.2%u.Us36.8%4+t00TT(a)(b)(c)图9时间常数的测定方法：RC电路充放电的时间常数t可以从响应波形中估算出来。设时间单位t确定，对于充电曲线来说，幅值上升到终值的63.2%所对应的时间即为一个T［图9（b）]。对于放电曲线，幅值下降到初始值的36.8%所对应的时间即为一个T［图9（c）]。调节示波器的“Y轴灵敏度”的微调旋钮，使波形在垂直方向上显示5.4格，这样，3.4格近似为63.2%，2格近似为36.8%。微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数的输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的RC串联电路，在方波序列脉冲的激励下，当满足T<<T/2时（T为方波脉冲的周期），且由R两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入电压的微分成正比。如图10所示。利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。11
11 实验四 一阶电路响应的研究 一、实验目的 1． 观测 RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。 2． 学习电路时间常数的测量方法。 3． 学习 EWB 软件的使用。 二、预习要求 1．写出零输入响应和零状态响应的表示式，计算 e -1、e -2、e -3、e -5。 2．设计一个微分电路，对于频率为 1KHz 的方波信号，微分输出满足：（1）尖脉冲 的幅度大于 1V；（2）脉冲衰减到零的时间 t<T/10。电容值选取：C=0.1F。 3．阅读第二章 1、2、3 节。 三、实验原理 动态电路的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和 测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输 出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信 号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要方波的周期远大于电路的 时间常数，那么电路的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。 图 9 所示的 RC 一阶电路的零状态响应[图(b)]和零输入响应[图(c)]分别按指数规律 增长和衰减，其变化的快慢决定于电路的时间常数。 时间常数的测定方法： RC 电路充放电的时间常数 可以从响应波形中估算出来。设时间单位 t 确定，对于充 电曲线来说，幅值上升到终值的 63.2所对应的时间即为一个 [图 9(b)]。对于放电曲 线，幅值下降到初始值的 36.8所对应的时间即为一个 [图 9(c)]。调节示波器的“Y 轴灵敏度”的微调旋钮，使波形在垂直方向上显示 5.4 格，这样，3.4 格近似为 63.2， 2 格近似为 36.8。 微分电路和积分电路是 RC 一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数的输入信号 的周期有着特定的要求。一个简单的 RC 串联电路，在方波序列脉冲的激励下，当满足 T / 2 时（T 为方波脉冲的周期），且由 R 两端的电压作为响应输出，则该电路就是一 个微分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入电压的微分成正比。如图 10 所示。利 用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。 R C uC C i US 1 2 S 0 t uC 0 t uC US 0 2 0 63. 0 8 0 36. US 图 9 (a) (b) (c)
图10若将图10中的R与C位置调换一下，如图11所示，由C两端的电压作为响应输出，则当电路的参数满足t>>T/2时，该RC电路称为积分电路。因此此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波变成三角波。Ric4图11从输入输出波形来看，微分电路和积分电路均起着波形变换的作用。四、实验内容和步骤1.研究RC电路的方波响应。实验电路如图12所示。u(t)为方波信号发生器产生的周期为T的信号电压。r为电流取样电阻，要求r<<R。取T=1ms（f=1kHz)、C=0.1uF、r=51Q，R取470Q、5.1kQ、51kQ，TTT对应于RC<<与u(t)对照，观察并描绘出uc(t)和ic(t)的波形，RC-、RC>>222测出R=5.1kQ时电路的时间常数。icRr图122.观察设计的微分电路的输出波形，若满足要求，描绘出输入、输出波形：若不满足要求，调节电阻，使输出满足设计要求。3.用EWB进行仿真实验，内容与1、2相同。(1）观察RC电路的零输入响应、零状态响应，测量时间常数。创建如图13所示的仿真实验电路，信号发生器设置为方波，参数选择如图14所示。12
12 若将图 10 中的 R 与 C 位置调换一下，如图 11 所示，由 C 两端的电压作为响应输出， 则当电路的参数满足 T / 2 时，该 RC 电路称为积分电路。因此此时电路的输出信号 电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波变成三角波。 从输入输出波形来看，微分电路和积分电路均起着波形变换的作用。 四、实验内容和步骤 1．研究 RC 电路的方波响应。 实验电路如图 12 所示。ui(t)为方波信号发生器产生的周期为 T 的信号电压。r 为电流 取样电阻，要求 r<<R。取 T =1ms（f =1kHz）、C=0.1F、r =51，R 取 470、5.1k、51k， 对应于 2 T RC 、 2 T RC 、 2 T RC ，与 ui(t)对照，观察并描绘出 uC(t)和 iC(t)的波形， 测出 R=5.1k时电路的时间常数。 2．观察设计的微分电路的输出波形，若满足要求，描绘出输入、输出波形；若不满 足要求，调节电阻，使输出满足设计要求。 3．用EWB进行仿真实验，内容与1、2相同。 (1) 观察 RC 电路的零输入响应、零状态响应，测量时间常数。 创建如图 13 所示的仿真实验电路，信号发生器设置为方波，参数选择如图 14 所示。 R C 0 u C i i u 0 t 0 u 图 10 R C 0 u C i i u 0 t 0 u 图 11 R C C u C i i u 图 12 r ur
xunctionGeneratoRFrequencykHzB四EDuty cycle-冷Ampilitude-OffsetFCommon+eO图13图14(2)调节示波器参数，观察充放电波形，如图15所示。方法：打开开关，按“暂停”按钮。96900012103:80841B12V图15(3)测量时间常数调节扫描速度开关，使示波器显示半个周期的波形，移动示波器上的游标，红色游标对准初值，蓝色游标对准终值的63.2%，如图16所示，T,-T，即为电路的时间常数。3899EREL图16（4）观察积分电路的波形。创建如图17所示的仿真实验电路，改变R或C，观察输入和输出波形。13
13 (2)调节示波器参数，观察充放电波形，如图 15 所示。方法：打开开关，按“暂停” 按钮。 图 15 (3)测量时间常数 调节扫描速度开关，使示波器显示半个周期的波形，移动示波器上的游标，红色游 标对准初值，蓝色游标对准终值的 63.2，如图 16 所示，T2-T1 即为电路的时间常数。 (4) 观察积分电路的波形。 创建如图 17 所示的仿真实验电路，改变 R 或 C，观察输入和输出波形。 图 13 图 14 图 16