电路信号实验.doc

电路、信号与系统 实验指导书 扬州大学物理科学与技术学院 二○一一年二月 目录 电路理论基础部分 绪论 1 实验一 叠加原理的验证 7 实验二 戴维南定理 9 实验三 受控源的实验研究 13 实验四 RLC串联谐振电路的研究 21 实验五 RC一阶电路的响应测试 24 实验六 仪器内阻对测量的影响 27 实验七 正弦稳态交流电路相量的研究 28 实验八 三相交流电路电压、电流的测量 31 附录A 直流稳压电源原理与使用 34 附录B 函数信号发生器的原理与使用 36 附录C 万用表的原理与使用 38 附录D 晶体管毫伏表的原理与使用 41 附录E 示波器的原理与使用 43 附录F 功率表的原理与使用 53 信号与系统部分 实验一 基本运算单元 57 实验二 非正弦周期信号的分解与合成 63 实验三 无源和有源滤波器 66 实验四 二阶网络函数的模拟 70 实验五 系统时域响应的模拟解 74 实验六 二阶网络状态轨迹的显示 77 实验七 信号的采样与恢复 81 实验八 信号频谱的测试 84 附录1 TKSS-C型信号与系统实验箱使用说明 86 附录2 XJ4630型慢扫描二踪示波器使用说明 89 附录3 S101型函数发生器使用说明 96 附录4 QP374Ⅱ型选频电平表使用说明 97 绪 论 电路理论基础实验教学是电路理论课程教学的重要组成部分，是培养学生科学精神、独立分析问题和解决问题能力的重要环节。通过必要的实验技能训练、验证性实验和设计性实验，使学生将理论与实践相结合，巩固所学知识，开拓实验设计思维。通过实验培养有关电路连接、电量测量等实验技巧，学会掌握常用仪器、仪表的基本原理与使用方法，学会实验的设计。在实验测量中学习数据的获取和处理、各种现象的观察及分析。实验结束后，通过书写实验报告，对实验结果进行处理、归纳和总结，为学生今后从事工程技术工作和科学研究打好坚实基础。 一、本课程与其他相关课程的联系和区别 1. 与物理实验的联系与区别 物理实验的开设目的在于丰富教学形式，活跃教学气氛，加深概念理解及培养严谨的科学态度，在实验过程中强调操作要认真、观察要细心、测量结果要准确。只有这样，所得的实验结果才能和理论保持一致或有新的发现。因此，对物理实验这一教学环节的要求是一丝不苟的，这也是学习基础理论学科应具有的科学态度。不过，设计性及应用型的实验在工科的物理实验中也正在逐步受到重视。 “电路理论基础实验”属于工程学科范畴，除应具有严谨的科学态度外，还应注重其实用性，要多从工程的角度去处理问题。如测量精度的处理，在物理实验中，为了得到准确的结果，常采用多次测量求平均值的方法来排除随机误差，以提高测量准确度；而在电路基础实验中，从工程的角度考虑，仅需满足使用要求——达到一定的测量精度就够了（自动测量除外），处理的多为一次性测量误差，有时甚至不需要得出具体值，只要观察到有无信号即可，如检查故障及定性分析。因此，电路基础实验强调的是正确的实验（测量）过程及用工程观点处理问题的方法。 需要注意的是：从工程角度处理问题并不等于粗枝大叶，不要精度，而是强调不要把精力、时间太多地花费在使用价值不大的追求高精度上，因为高精度是要高投人的。一旦实验环境、实验条件确定之后，如何利用现有设备，提高测量精度并确保实验准确无误，也是本课程研究的问题之一。 2. 与理论课的联系与区别 “电路理论基础实验”与“电路分析”课有着密切的联系。“电路分析”是“电路理论基础实验”课的理论基础，一般为先修课，但前者的逻辑思维方式、处理问题的方法及解决问题的手段与后者有着很大不同。 一般理论课采用的思维方式、研究对象，是探讨问题在理论上的可行性及如何解决这些问题的方法。处理问题时往往是把一个复杂的问题简单化、理想化、抽象化，突出主要矛盾，忽略次要矛盾，解决问题时多以数学为工具（仿真软件的应用也是建立在数学模型上的）。 实验课采用的思维方式、研究对象，则是如何把一个成熟的理论、一个设计方案付诸实施，注重的是系统的实用性、可靠性等。处理问题时考虑的是各种因素的共同影响，讲究的是整体效果，面对的是问题的客观性、具体性，解决问题的工具是各种仪器设备，目前更为关注的是利用实验手段来分析问题、处理问题的过程和方法。 3. 与仿真软件的联系与区别 使用电路仿真软件可以进行虚拟电路实验，给同学们的理论课学习提供了更接近理想的教学环境。可以说，电路仿真软件是一种很好的学习工具。 另一方面，不管是在系统的前期设计中，还是在后期电路参数的调整中，电路仿真软件的使用都会给开发者带来很大益处。它既可缩短产品的开发周期，又可节省大量的硬件费用开支，因此也是工程技术人员的有利帮手。在进入实验室之前，先对