《电工电子学》实验指导书
信息学院实验中心
2014年3月
目 录
实验一 电路基本定律 ..................................................................................................... - 2 - 实验二 RC一阶电路响应测试 ...................................................................................... - 6 - 实验三 三相交流电路 ................................................................................................... - 10 - 实验四 三相异步电动机的控制 ................................................................................... - 13 - 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十
共射极单管放大电路 ....................................................................................... - 16 - 集成运算放大器 ............................................................................................... - 20 - 组合逻辑电路设计 ........................................................................................... - 23 - 时序逻辑电路的设计与应用 ........................................................................... - 25 - 555定时器及其应用 ........................................................................................ - 29 - 直流稳压电源综合实验 ................................................................................... - 31 - - 1 -
实验一 电路基本定律
一、实验目的
1.验证基氏定律(KCL、KVL) 2.验证迭加定理 3.验证戴维南定理
4.加深对电流、电压参考方向的理解 5.正确使用直流稳压电源和万用电表
二、仪器设备
1.TPE—DG2电路分析实验箱 1台 2.SA5051台式万用表 1台
三、预习内容
1.认真阅读TPE—DG2电路分析实验箱使用说明(见PPT) 2.预习实验内容步骤;写预习报告,设计测量表格并计算理论值 3.根据TPE—DG2电路分析实验箱设计好连接线路
四、实验原理
1.基尔霍夫电流、电压定律及叠加定理 (1)基尔霍夫电流定律(KCL)
在集总电路中,任一瞬时,流向某一结点的电流之和等于由该结点流出的电流之和。
A I1 R1 E1
R2 E2 B
图1-1 验证基尔霍夫电流、电压定律电路原理图
I2 I3
R3 电路原理图及电流的参考方向如图1-1所示。根据KCL,当E1、E2共同作用时,流入和流出结点A的电流应有:I1+I2-I3=0成立。
- 2 -
(2)基尔霍夫电压定律(KVL)
在集总电路中,任一瞬时,沿任一回路所有支路电压的代数和恒等于零。
其电路原理图及电流的参考方向如图1-1所示。根据KVL应有:E1-UR1-UR3=0;或E1-UR1+UR2-E2=0;或E2-UR1-UR2=0成立。 (3)叠加定理
在线性电路中,任一支路中的电流(或电压)等于电路中各个独立源分别单独作用时在该支路产生的电流(或电压)的代数和。所谓一个电源单独作用是指除了该电源外其他所有电源的作用都去掉,即理想电压源所在处用短路代替,理想电流源所在处用开路代替,但保留它们的内阻,且电
路结构不作改变。由于功率是电压或电流的二次函数,因此叠加定理不能用来直接计算功率。
电路原理图及电流的参考方向如图1-1所示。分别测量E1、E2共同作用下的电流I1、I2、I3;E1单独作用下的电流I1?、I2?、I3和E2单独作用下的电流I1??、I2??、I3??。根据叠加原理应有:I1=I1?+ I1??;
′I2= I2?+ I2??; I3=I3+ I3??成立。
′2.戴维南定理
任何一个线性有源二端口网络,对于外电路而言,总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替。理想电压源的电压等于原二端口网络的开路电压UOC ,其电阻(又称等效电阻)等于网络中所有电压源短路、电流源开路时的入端等效电阻Req,见图1-2。
线性有
源二端网络
a b
等效成
+ - a
UOC Req b
图1-2 戴维南定理示意图
(1)开路电压的测量方法 a.直接测量法:
当有源二端网络的等效电阻Req与电压表的内阻相比可以忽略不计时,可以直接用电压表测量开路电压。
b.零示法:
在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时,用电压表直接测量会造成较大误差。为了消除电压表内阻的影响,采用零示法。即用一个低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较,当稳压
VUOCReq稳压电源- 3 -
电源的输出电压与二端网络的开路电压相等时,电压表的读数将为0。然后将电路断开,测量此时稳压电源的输出电压,即为二端网络的开路电压UOC。 (2)等效电阻的测量方法 a.短路电流法:
用电压表测得开路电压UOC后,将开路端短路,测其短路电流ISC,则等效电阻Req=UOC/ISC。此方法测量简便,但可能因短路电流过大会损坏电路内部的元件,对于等效电阻较小的二端网络,一般不宜采用。
b.两次电压测量法:
先测开路电压UOC,再在开路端接一个已知负载电阻RL,测RL两端的电压UL,则等效电阻
Req?(UOC?1)RL。 ULc.半电压测量法:
调电位器RL大小,当其两端的电压等于二端网络开路电压的一半时,RL的阻值即为等效电阻Req的值。
d.直接测量法:
当二端网络的等效电阻与万用表内阻相比可忽略不计时,可用万用表欧姆档直接测量二端网络的等效电阻Req。
UOCVReqRL五、实验内容与步骤
1、验证基尔霍夫电流(KCL)、电压(KVL)定律
实验线路中取的E1=3V、E2=6V,R1=R2=R3=1kΩ,连接电路,测量各支路电流及各元件两端的电压值,验证结果,自拟表格。
2、验证叠加定理
测量E1、E2单独作用和共同作用时,各支路的电流值。数据填入表1-1。
表1-1 验证叠加定理
计算 E1作用 E2作用 E1、 E2作用
I1(mA) 测量 误差 计算 I2(mA) 测量 误差 计算 I3(mA) 测量 误差 - 4 -
3、验证戴维南定理
用戴维南定理测量R3支路的电流I3。按实验原理,选择合适的测量方法测量开路电压UOC和等效电阻Req的值。然后用直流电压源和可变电位器分别调出UOC和Req的值,再串上R3支路,测量R3支路的电流I3。
注意:
1.一定要接好线后再开电源,切勿带电接线。
2.选定参考方向后,按参考方向插入指针式万用表表笔。测量电压或电流时, 如果指针正偏,测量值为正,电压或电流的实际方向与参考方向一致;如指针反偏,则必须调换万用表表笔极性,重新测量,此时,测量值为负正,说明电压或电流的实际方向与参考方向相反。
六、实验报告要求
1.数据分析:用你所测得的实验数据如何验证定律及定理的? 2.与计算值比较,分析误差原因。 3.请回答问题:
1)你是如何通过电流表的串入,测试并理解参考方向这一概念的?
2)在验证戴维南定理的实验中,如果线性二端网络的内阻和你所用的万用电表内阻接近时, 应选用实验原理中讲述的哪种方法测量Req值?
- 5 -
实验二 RC一阶电路响应测试
一、实验目的
1. 掌握RC暂态电路零状态响应、零输入响应及全响应的概念。
2. 了解RC暂态电路构成微分电路和积分电路的条件,电路的特点及响应波形。 3. 学习电路时间常数的测量方法。
4. 学习用示波器观测波形,并掌握用示波器测量电压、时间等参数。
二、仪器设备
1.TPE—DG2电路分析实验箱 1台 2.TFG6040 DDS函数信号发生器 1台 3.RIGOL数字示波器 1台
三、实验原理
1. RC电路的方波响应
为了用示波器观察RC一阶电路的暂态响应过程,通常用方波信号来代替输入阶跃信号。图2-1(a)所示为RC一阶电路,如在ui端加入如图2-1(b)所示的方波信号,当方波信号的脉宽tp满足tp≈(4~5)τ时,电容两端的响应波形如图2-1(c)所示。
RuiuiUmuCUmbC0(a)tpT2Tt0acT2Tt(b)(c)图2-1 方波激励下电容两端的响应波形
图2-1(c)中,从t=0开始到t=T时间段,ui对电容器进行充电(ab段曲线)。因为方波信号的
2脉宽tp足够宽,则uC两端的充电电压能够达到稳态值Um。这样在0~T范围内uC(t)即为零状态响
2应;从t=T开始到t=T时间段,ui=0,电容器两端电压uC由稳态值Um开始通过R放电(bc段曲线),
2
ui+Um0uCtpT2T+Umt0T2Tt-Um-Um图2-2 输入正负对称方波时电容端的全响应波形
- 6 -
在足够宽的tp范围内,电容器上的电荷基本全部放完,此过程即为零输入响应。
若ui为正负对称的方波信号,此时因输入阶跃和电容初始值均不为零,则电路为全响应过程,如图2-2所示。
2.用示波器测量时间常数τ
在方波信号脉宽tp足够宽时,例如t=5τ时, 电容器充电电压uC(5τ)≈0.993Um,放电电压uC(5τ)≈0.007Um,此时认为暂态过程已结束,电路进入到新的稳定状态,此时可用示波器测量时间常数τ的值。如图2-3所示,在示波器显示的电容充电段波形上(ab段),从t=0开始到电容
uCUm0.632Um0.368Um0aτbτT2cT图2-3 时间常数τ的测量充电电压上升到uC=0.632Um点所对应的时间范围即是时间常数τ。或者在电容放电段波形上(bc段),从t=T点电容电压从稳态值Um开始,下降到uC=0.368Um点所对应的时间范围即是时间常数τ。
2 3.RC电路的应用
在RC电路中,如果改变输入方波信号的脉宽tp与电路时间常数τ(即改变R和C的参数)的比值,可以实现微分电路和积分电路。
(1)微分电路
电路如图2-4(a)所示。当τ>>tP时,电容器充电很慢,电阻两端电压uR与输入电压ui的波形很相近, 如图2-4(b)是所示;随着τ和tP比值的减小,电阻两端电压uR的波形逐渐变成正负尖脉冲,τ越小,尖脉冲越陡,如图2-4(c)所示。由此看出,当RC电路的时间常数τ很小时,电阻两端的电压uR正比于输入电压ui的微分,即uR?RCdui,因此称为微分电路。构成微分电路的条dt件是:(1)τ< ui,uRCuiRuR0uiuRtptui,uRuRui0tpt图2-4(a)微分电路图2-4(b)τ>>tP时uR的波形图2-4(c)τ<< tP时uR的波形(2)积分电路 电路如图2-5(a)所示。当τ≤tP时,电容器充放电较快,电容两端电压uC的波形如图2-5(b) - 7 - 所示。当τ>>tP时,电容器充电缓慢,后又经电阻缓慢放电,电容两端电压uC的波形逐渐变成三角波,τ越大,充放电越缓慢,三角波的线性度越好,如图2-4(c)所示。由此看出,当RC电路时间常数τ很大时,电容两端的电压uC正比于输入电压ui的积分,即uR?1uidt,因此称为积分电RC?路。构成积分电路的条件是:(1)τ>>tP(通常τ>5 tP),(2)从电容两端输出。积分电路的特点是:可以把输入的方波转换成三角波。 ui,uCRuiCuC0T/2ui,uCuiTuCt0tpt图2-5(a)积分电路图2-5(b)τ≤tP时uC的波形图2-5(c)τ>> tP时uC的波形四、实验内容 由函数信号发生器输出峰峰值Upp=3V、频率f=1kHz(tP=T=0.5ms)的方波作为RC电路的输 2入信号。固定输入方波信号的频率不变(即固定tP=T=0.5ms),改变电阻R或电容C的参数值,即 2改变时间常数τ与方波脉宽tP间的比值,完成以下测量。 1.取R=1kΩ,C=0.01μF,即τ=RC=0.01ms,以满足τ< 2.取R=1kΩ,C=0.1μF,即τ=RC=0.1ms,以满足τ≤tP的比值。重复上述测量过程,观测并记录电阻uR和电容uC两端的波形及幅值。在uC的波形上判断电容的充放电过程是否能达到稳定状态?并用示波器测量时间常数τ值,比较测量值与理论值的误差。 3.取R=10kΩ,C=0.5μF,即τ=RC=5ms,以满足τ>>tP的比值,重复步骤1的测量过程。 4.根据以上测量的波形总结:在输入方波频率不变的情况下,当RC电路的时间常数τ由小逐渐增大的过程中,电阻uR和电容uC两端波形的变化趋势?是否满足微分电路和积分电路的特点? 五、实验注意事项 1.实验前,仔细阅读函数信号发生器和示波器的使用方法,熟练掌握示波器的测量功能。 2.信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起“共地”, 以防外界干扰而影响测量的准确性。 六、思考题 1.当输入方波信号频率升高或降低时,如保持R、C值不变,其响应是否改变?通过实验验证。 - 8 - 2.何谓积分电路和微分电路,它们必须具备什么条件? 它们在方波序列脉冲的激励下,其输出信号波形的变化规律如何?这两种电路有何功用? 七、实验报告 根据实验观测结果,在方格纸上绘出各种参数下测量的波形曲线并标出幅值。 - 9 - 实验三 三相交流电路 一、实验目的 1.验证三相电路中线量与相量的关系; 2.学习三相负载的星形和三角形联接方法,观察中线的作用; 3.学习用二瓦表测量有功功率。 二、实验仪器 电机与电力控制实验装置 一台 数字万用表 一块 A3380系列钳型表 一台 三、预习要求 1)复习三相交流电路的内容,熟悉实验步骤,写预习报告。 2)预习A3380系列钳型表的使用(见附录Ⅱ)。 3)根据负载(灯泡25w,230V)的参数估算电路中负载电流的大小。 4)复习三功率表的使用。 四、实验内容及步骤 1.电灯负载作Y形联接,如图3-1:(负载为25w,230V灯泡) NW~380VICINCU~380VIAAV~380VIBB图3-1 负载作Y形联接 (1)每相开3盏灯构成对称负载,当电源电压为线电压380V时,分别在有中线和无中线两种情况下测量各负载上的相电压、相电流及中线电流I0、填入下表。 (2)每相分别开1、2、3盏灯构成不对称负载,分别在下面两种情况下测量各负载上的相电 压、相电流及中线电流I0,填入下表,比较两种情况下,每相之间灯的亮度有无变化。 - 10 - 相电压 量 名 中线 灯I 数 A 亮度比较 各相电流及灯亮度 灯IB 数 亮度比较 灯IC 数 亮度比较 VA VB VC I0 对有中线380V 称 无中线380V 不有中线380V 对称 无中线220V 2.电灯负载作△形联接,如图3-2:(负载为25w,230V灯泡) 电源电压为线电压220V,负载作三角形联接,分别在对称负载(每相3盏灯)及不对称负载(1.2.3盏灯)两种情况下,测量每相的线电流及相电流,并观察两种情况下,每相之间灯的亮度变化。 IAB~220VIAU A ~220VIBIBC VB ~220VICICA WC 图3-2 负载作△形联接 IA 对称I线 IB IC IAB I相 IBC ICA 不对称 3.用二瓦表法测三相有功功率 三相三线制供电系统中,无论三相负载是否对称,也无论负载是Y接还是△接,都可用二瓦表法测量三相负载的总有功功率。 实验电路如图3-3所示。分别测量Y接和△接对称负载时的功率,数据填入下表。连线时注意 - 11 - 功率表的电流线圈要串联在电路中,电压线圈要并联在电路中。 *U1V1W1*W**W三相负载 图3-3 测量数据 负载情况 P1(W) Y接对称负载380V △接对称负载220V P2(W) P总(W) 测量时如功率表显示负值,应将功率表电流线圈两个端子对调(不能调换电压线圈端子),同时读数应记为负值。 五、思考题 1.用实验数据说明在什么情况下电压、电流的线、相量间有3关系? 2.在什么情况下才能取消中线? - 12 - 实验四 三相异步电动机的控制 一、实验目的 1.看懂三相异步电动机铭牌数据和定子三相绕组六根引出线在接线盒中的排列方式; 2.根据电动机铭牌要求和电源电压,能正确连接定子绕组(Y形或Δ形); 3.了解按钮、交流接触器和热继电器等几种常用控制电器的结构,并熟悉它们的接用方法; 4.通过实验操作加深对三相异步电动机直接起动和正反转控制线路工作原理及各环节作用的理解和掌握,明确自锁和互锁的的作用; 5.学会检查线路故障的方法,培养分析和排除故障的能力。 二、实验仪器与设备 电动机控制综合实验台 一台 导线若干 万用表一只 三、预习要求 1. 复习三相异步电动机直接启动和正反转控制线路的工作原理,并理解自锁、互锁及点动的概念,以及短路保护、过载保护和零压保护的概念。 2.复习交流接触器的工作原理。 四、实验内容与步骤 认识实验装置上复式按钮、交流接触器和热继电器等电器的结构、图形符号、接线方法;认真 查看异步电动机铭牌上的数据,按铭牌要求将三相定子绕组接成△接。三相调压器输出端U、V、W调为线电压220V。 FRM3~图4-1 三相鼠笼式异步电动机的点动控制 U V WFRSB1KMKM1. 点动控制 开启电源控制屏总开关,按启动按钮,调节调压器输出线电压220V后,按停止按钮,断开三相 - 13 - 电源。按图4-1点动控制线路接线,先接主电路,即从三相调压输出端U、V、W开始,经接触器KM的主触点,热继电器FR的热元件到异步电机M的三个定子绕组端,用导线按顺序串联起来。主电路检查无误后,再连接控制回路,即从三相调压输出端的某相(如V)开始,经过热继电器FR的常闭触点、接触器KM的线圈、常开按钮SB1到三相调压输出的另一相(如W)。接好线路,经指导教师检查后,方可进行通电操作。 (1)按电源控制屏启动按钮,接通220V三相交流电源。 (2)按下按钮SB1,对异步电机M进行点动操作,比较按下SB1与松开SB1时,电机和接触器的运行情况。 (3)实验完毕,按电源控制屏停止按钮,切断电源。 2. 自锁控制 图4-2所示为自锁控制线路,它与图4-1的不同点在于控制电路中多串联了一个常闭按钮SB2,同时在SB1上并联一个接触器KM的常开触点,它起自锁作用。 U V WFRSB1SB2KMKMKMFR 图 M3~4-2 三相鼠笼式异步电动机的自锁控制 按图4-2接线,经指导教师检查后,方可进行通电操作。 (1)按电源控制屏启动按钮,接通220V三相交流电源。 (2)按起动按钮SB1,松手后观察电机M是否继续运转。 (3)按停止按钮SB2,松手后观察电机M是否停止运转。 3.正反转控制 图4-3为正反转控制线路,按图接线,经指导教师检查后,方可通电进行如下操作: (1)按电源控制屏启动按钮,接通220V三相交流电源。 (2)按正向起动按钮SB1,观察并记录电机的转向和接触器的运行情况。 (3)按停止按钮SB3,电机停止运行后,按反向起动按钮SB2,观察并记录电机和接触器的运行情况。 - 14 - (4) 实验完毕,按电源控制屏停止按钮,切断三相交流电源,拆除导线。 U V WFRSB1SBKM23KM1KMKM12KM1SB2KM1KM2FRKM23~M 图4-3 三相鼠笼式异步电动机的正反转控制 五、实验报告: 回答以下思考题: 1.以星形连接的负载为例,主回路中如果只串联两个发热元件时,是否也能起到保护?2.热继电器是否也能起到短路保护? - 15 - 实验五 共射极单管放大电路 一、实验目的 1.学习测量和调整放大器的静态工作点; 2.学会电压放大倍数及其它动态参数的测量方法。 3.学习用示波器观察输入信号、输出信号波形,了解静态工作点对非线性失真及电压放大倍数的影响。 二、仪器设备 1.SA5051台式万用表 1台 2.TPE—A3模拟电路实验箱 1台 3.TFG6040 DDS函数信号发生器 1台 4.RIGOL数字示波器 1台 三、实验原理简述 1.静态工作点的选取与调整 图5-1所示,为具有自动稳定工作点的分压式偏置共发射极单管电压放大电路。 图5-1 共发射极单管放大电路UCCRb133KRP680K+12VRC5.1K+C2RbUoUSR5.1KR251UiC1+10uFRb224KRe10010uFRL5.1K+Ce10uF放大器的静态工作点是指当放大器输入信号Ui=0时,在直流电源的作用下,晶体管基极和 集电极回路的直流电压及电流值UBE、UCE、IB、IC。 为了保证在放大器的输出端得到最大的不失真输出电压,必须给放大器选择合适的静态工作点。 - 16 - 静态工作点选择不当,或输入信号幅值太大都会使放大器输出电压波形产生失真。工作点偏高,晶体管工作在饱和区,输出会产生饱和失真;工作点偏低,晶体管工作在截止区,输出会产生截止失真;而当输入信号幅值过大时,则会产生双向失真。 在电路结构及UCC和RC都确定的情况下,静态工作点主要取决于IB(或UCE)的数值。因此,通过调整偏置电路中Rb的阻值,便可改变静态工作点的位置。 2.放大器动态参数的测量 1)电压放大倍数AuO、AuL 电压放大倍数AuO是指放大器负载电阻RL=∞,且放大器输出信号无明显失真时,输出电压U0 与输入电压Ui的峰峰值或有效值之比AuO?U0。AuL是指放大器带负载时,输出电压UL与输入电Ui压Ui的峰峰值或有效值之比AuL?2)输入电阻R i的测量 UL。 Ui输入电阻R i是放大器输入端看进去的等效电阻。其值反映了放大器从信号源或前一级电路获取电流的大小。电路如图5-2所示,其测量方法是:在放大器输出波形不失真的情况下,用示波器测出US与Ui的峰峰值,则输入电阻 R?i 图5-2 输入电阻和输出电阻测量电路 3)输出电阻R 0的测量 输出电阻R 0是放大器从输出端看进去的等效电阻。其值反映了放大器带负载的能力。根据等效电路,用示波器测出U0与U0L的峰峰值,则输出电阻 R0?(U0?1)?RLULUi?RUS?UiR 5k1 USUiR0Ri U0 ULRL 四、预习要求 1.复习三极管及单管放大电路工作原理。掌握静态工作点对非线性失真的影响。弄清放大器 产生截止失真和饱和失真时的输出电压波形。 2.认真阅读TPE—A3模拟电路实验箱使用说明书。 - 17 - 3.熟悉示波器、低频信号发生器的用法。 4.实验所用的分立电路模块的面板如图5-3所示。对照实验电路图,设计好连接线路。 5.写预习报告,拟出详细的实验步骤及记录表格。 图5-3 TPE-A3模拟电路实验箱分立电路模块局部面板 五、实验内容和步骤 1.调整和测量静态工作点 (1)选择实验箱上固定输出的+12V直流稳压电源作为放大器的电源UCC。然后关掉电源再连线! (2)按图5-1接好实验电路,仔细检查,注意发射极的电路连线。确定无误后接通电源! (3)调节RP,使放大器的集电极对地电位为UC?UC 6V UE UBE UCC?6V。测量并计算表中各值。 2UCE IE 2.测量电压放大倍数 (1)调节低频信号发生器,输出频率f=1kHz、峰峰值为1V的正弦波信号。 (2)将此信号接至放大器的输入US端,经过R1、R2衰减(100倍)后,在Ui端应得到Ui=10mV的小信号。注意:信号发生器、放大器及示波器的地线应皆连在一起。以减少干扰。 1)用示波器观察放大器空载(RL=∞)时,Ui、U0的波形及相位,并测量Ui、U0的峰峰值,计算电压放大倍数Au0?U0,记录在你所设计的表中。 UiUL2)测量放大器加上负载电阻RL=5K1时,Ui、UL的波形及峰峰值,计算电压放大倍数AuL?Ui, 填入你所设计的表中。 - 18 - (3)信号源输出信号的频率不变,逐渐增大输出信号的峰峰值,观察放大器带负载时的最大不失真输出电压值ULmax,并填入你所设计的表中。 3.测量放大器输入、输出电阻 去掉输入端用于构成100倍衰减的电阻R2,保留R=5K1的电阻,按实验原理中的方法,测量US、Ui、U0、UL的值,计算出Ri和R0的值。 测算输入电阻(R=5K1) 实测 US(mV) Ui(mV) 测算 Ri 估算 Ri 测算输出电阻(RL=5K1) 实测 测算 估算 U0(V) UL(V) R0(K?) R0(K?) 4.观察静态工作点对非线性失真的影响 重新连接电阻R2恢复100倍衰减电路。在电源电压UCC与输入信号Ui=10mV不变的情况下,调整以下参数,观察这些参数变化对放大器工作点的影响,判断有无失真并指出失真类型(注意在你的实验报告中要注明是饱和还是截止失真。实验中可能观察不到截止失真缩顶的波形特点,但可以通过适当增大输入信号峰峰值,或通过测量三极管的工作点来判断)。 (1)Rb合适的情况下(即不改变工作点的位置): 1)取RC=5K1、RL=2K2观察输出波形,说明有无失真?画出输出波形并测量峰峰值。 2)取RC=2K、 RL=2K2观察输出波形,说明有无失真?画出输出波形并测量峰峰值。 (2)取RC=5K1、RL =5K1 1)调节RP,使Rb的阻值逐渐增大,观察输出波形有无失真?失真类型及波形图? 2)调节RP,使Rb的阻值逐渐减小,观察输出波形有无失真?失真类型及波形图? 六、实验报告 1.整理实验数据,填写实验所需的表格。 2.说明那些因素影响静态工作点?工作点偏高会出现什么失真?工作点偏低会出现什么失真? - 19 - 实验六 集成运算放大器 一、实验目的 1. 掌握集成运算放大器在线性电路和非线性电路应用中的特点及性能。 2. 学会线性电路和非线性电路的组成及参数测量方法。 二、实验仪器 1.SA5051台式万用表 1台 2.TPE—A3模拟电路实验箱 1台 3.TFG6040 DDS函数信号发生器 1台 4.RIGOL数字示波器 1台 三、预习要求 1. 熟悉集成运算放大器芯片uA741的管脚功能 2. 估算测量表格中的理论值 3. 复习示波器和信号发生器的使用 四、实验原理 集成运算放大器是具有高增益、高输入阻抗的直接耦合放大器。当其外部引入深度负反馈网络时,集成运算放大器工作在线性区域,输出电压Uo与输入电压Ui的运算关系仅取决于外接反馈网络与输入的外接阻抗,而与运算放大器本身无关,可以实现比例、加法、减法等各种运算电路。当其外部为开环或引入正反馈网络时,集成运算放大器工作在非线性区域,输出电压处于正饱和或负饱和值,如比较器、信号产生电路等。 实验采用uA741芯片,右图为芯片管脚图及符号,各管脚功能如下: 18765Ui-Ui+-U04+-UCC+UCCuA741232--反相输入端Ui-; 3--同相输入端Ui+; 7--正电源端+UCC;4--负电源端-UCC;6--输出端U0;1、5—外接调零电位器端;8—空脚 五、实验内容 A.基本内容 1. 反相比例放大电路 实验电路如图6.1所示。 1) 按表6.1内容测试,并记录数据。 RFR110kR210k100kUi-AUo+图6.1 反相比例放大器- 20 - 注意:当输入电压过大,超出线性区域时,比较输出电压的实际值与理论估算值的差别。 表6.1 直流输入电压Ui(mV) 理论估算(mV) 输出电压实际值(mV) Uo 误差 30 100 300 1000 3000 2)反相输入端加入频率为1kHz、峰峰值为200mV的正弦交流信号,用示波器观察输入、输出信号的波形及相位,并测量Uo的峰峰值,记入表6.2。 表6.2 交流输入电压 Ui(mV) 200mV 频率1kHz 2.同相比例放大电路 电路如图6.2所示 按表6.3内容测量,并记录。 UiR110kR210k输出电压Uo 输入、输出波形及相位 RF100k-AUo+ 表6.3 直流输入电压Ui(mV) 理论估算(mV) 输出电压实际值(mV) Uo 误差 3.反相求和放大电路 实验电路如图6.3所示 按表6.4内容进行实验测试,并与预习计算比较。 表6.4 Ui1(V) Ui2(V) UO(V) 图6.2 同相比例放大器30 100 300 1000 3000 Ui1R110kR210kR310kRF100k0.3 0.2 -0.3 0.2 0.7 0.5 Ui2-AUo+图6.3 反相求和放大器- 21 - 4.双端输入求和(减法)放大电路 实验电路如图6.4所示。按表6.5要求测量,并记录。 表6.5 Ui1(V) Ui2(V) UO(V) 1 0.5 2 1.8 0.2 -0.2 Ui1Ui2R210kR3R110kRF100k-+10kAUo图6.4 双端输入求和电路 5.反相积分运算电路 实验电路如图6.5所示。电阻RF的作用是用来补偿偏置电流所产生的失调,减小直流漂移,起稳定直流工作点的作用。 1)输入Ui加入频率1kHz、峰峰值1V的方波信号,用示波器观察输入输出波形,并测量Uo的峰峰值。 2)断开电阻RF,观察输出波形的变化。 6.过零比较器 实验电路如图6.6所示。 1)输入Ui加频率1kHz、峰峰值为2V的正弦波信号,用示波器观察输入、输出波形及相位关系,并测量输出电压Uo的峰峰值。 2)改变输入电压的峰峰值,观察输出电压的变化,说明UZ的作用。 B.设计性内容 UiUiR120kR210kRFC100k0.1uF-AUo+图6.5 反相积分电路-AR±UZUo+图6.6 反相过零比较器设计一运算电路,实现UO= -5Ui1-2Ui2,要求:画出电路图,标出电阻参数,并取值测量。 五、实验报告 1. 总结本实验中5种运算电路的特点及性能。 2. 分析理论计算与实验结果误差的原因。 - 22 - 实验七 组合逻辑电路设计 一、实验目的 1.熟悉与非门的逻辑功能。 2.学习简单的组合逻辑电路的分析与设计方法,并连接电路验证结果。 二、仪器设备 1.THD —4数字电路实验箱 1 台 2.TFG6040 DDS函数信号发生器 1台 3.RIGOL数字示波器 1台 三、实验原理简述 实验所用的与非门集成电路逻辑器件主要有两种: 1)74LS00(74HC00):四2输入与非门; 2)74LS20(74HC20):双四输入与非门。 这两种逻辑器件的管脚及内部结构如下图所示。 12345614UCC131211109814UCC131211109874LS00GND71274LS20GND34567四、预习要求 1.复习有关教材,掌握常用基本门电路的逻辑关系及逻辑代数基本运算法则。 2.设计并画出实验所需的逻辑电路。 3.熟悉THD—4数字电路实验箱的使用。 五、实验内容和步骤 1.测试与非门的逻辑功能,验证“0”电平对与非门的封锁控制作用 将与非门集成芯片连接+5V直流电源。选择芯片中的一个与非门,在其中一个输入端加入1kHz的脉冲信号,用示波器观察,当另一输入端分别接高电平和低电平时,观测输出端波形的变化,从而验证“0”电平对与非门的封锁作用。 2.组合逻辑电路设计 - 23 - 用与非门实现下面框图中的组合逻辑电路,使之满足输出等于输入的平方关系。要求列出真值表、写出逻辑表达式、画出逻辑电路,并在实验箱上搭接逻辑电路,验证设计结果。图中A1、A2是输入,Q3Q2Q1Q0是输出。 A1 A0 *3.设计1位全加器 (1)用异或门74LS86和与非门实现 (2)用3线-8线二进制译码器74LS138和与非门实现 要求:列出真值表,写出表达式,化出最简表达式,画出逻辑电路图并连接验证结果。 实验所用异或门为74LS86,3线-8线译码器为74LS138,其管脚及内部结构见下图所示。 74LS8614UCC1312111098组合逻辑 电 路 Q3 Q2 Q1 Q0 接发光二极管 161514131211UCCY0Y1Y2Y3Y410Y59Y674LS138 123456GND7A0A1A2S3S2S1Y7GND12345678六、实验报告要求 1、根据实验结果总结与非门的用法和特点。 2、整理实验数据和图形。 - 24 - 实验八 时序逻辑电路的设计与应用 一、实验目的 1.学习触发器逻辑功能的测试。 2.掌握时序电路的设计方法。 3.了解集成计数器和寄存器的功能及应用。 4.了解译码器和显示器的功能。 二、仪器设备 1.THD —4数字电路实验箱 1 台 2.TFG6040 DDS函数信号发生器 1台 3.RIGOL数字示波器 1台 三、实验原理简述 1.D触发器 实验采用的D触发器为74LS74型双D触发器,它是在CP时钟脉冲的上升沿翻转。其管脚如图8-1(a)所示。 2.集成计数器74LS161 1413UCC2RD121110982D2CP2SD2Q2Q16 15 14 13 12 11 10 9 16 15 14 13 12 11 10 9 UCC Q0 Q1 Q2 Q3 CP S1 S0 UCC C QA QB QC QD ET LD 74LS741RD74LS161 74LS194 1D1CP1SD1Q1QGNDRDCP D0 D1 D2 D3 EP GND 6 7 8 RD DIR D0 D1 1 2 3 4 D2 D3 DIL GND 12345671 2 3 4 5 5 6 7 8 图8-1(a)图8-1(b)图8-1(c)74LS161是4位二进制同步计数器,也称为十六进制计数器。它具有同步预置数、异步清零和保持等功能,其管脚图及功能表分别如图8-1(b)和表8-2所示。其中:LD为同步置数端;D0~D3为数据输入端;C为进位输出端;RD为异步清零(复位)端;EP和ET为工作状态控制端(使能端);QA~QD为数据输出端;CP为计数脉冲。利用RD和LD的功能,可用清零法和置数法实现小于十六进制的任意进制计数器。 - 25 - 表8-2 74LS161的功能表 CP RD LD EP ET × × × × 0 × 1 1 工作状态 置零 预置数 保持 × 0 × ↑ 1 0 × 1 1 × 1 1 0 保持(但C=0) 1 计数 ↑ 1 1 3.集成寄存器74LS194 74LS194是一个4位双向移位寄存器,其中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。根据移位寄存器存取信息的方式不同,通常寄存器可分为:串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种类型。 74LS194的管脚图及功能表分别如图8-1(c)和表8-3所示。其中 D0、D1 、D2 、D3为并行输入端;Q0、Q1、Q2、Q3为并行输出端;DIR 为右移串行输入端,DIL 为左移串行输入端;S1、S0 为操作模式控制端;RD为异步清零端;CP为计数脉冲输入端。 74LS194共有5种不同操作模式,即并行送数寄存,右移(方向由Q0→Q3),左移(方向由Q3 →Q0),保持及清零,分别由S1、S0和RD控制实现。 表8-3 74LS194的功能表 输 入 功能 CP RD 0 1 1 1 1 1 S1 × 1 0 1 0 × S0 × 1 1 0 0 × DIR DIL × × × × DO × a × D1 × b × × × × D2 × c × × × × D3 × d Q0 0 a 输 出 Q1 0 b Q2 0 c Q1 Q3 Q2 Q2 Q3 0 d Q2 DIL Q3 Q3 清除 × 送数 ↑ 右移 ↑ 左移 ↑ 保持 ↑ 保持 ↓ DIR × × DIR Q0 × × × Q1 Q0 Q0 Q2 Q1 Q1 × DIL × × × × × × × 四、预习要求 1.复习74LS74、74LS161和74LS194芯片的管脚和功能。 2.根据实验要求设计电路。 3.熟悉THD—4数字电路实验箱的使用,设计好实验步骤。 - 26 - 五、内容和步骤 1.测试触发器74LS74的逻辑功能 将D,RD,SD端分别接逻辑电平输出,CP接单次脉冲源,Q端接逻辑电平显示,按下表要求,在RD或SD作用期间改变D和CP的状态,测试RD端的异步复位作用和SD端的异步置位作用。 1413121110 D 98UCC2RD2D2CP2SD2Q2Q Qn?1 CP RD 0 1 1 1 SD 1 0 1 1 Qn?0 Qn?1 × × ↑ ↓ × 74LS74× 1RD1D1CP1SD1Q1QGND1234567 0 1 ↑ ↓ 改变D的状态,测试触发器Qn+1的状态,并记录表中。(说明:可以使用RD和SD端的异步复位或置位功能,对触发器原始状态Qn进行设置)。 2.用74LS74双D触发器,设计一个异步八进制加法计数器。 根据要求设计出逻辑电路,在实验箱上连接电路并验证结果。 注意: (1)时钟脉冲CP接实验箱的单次脉冲源,输出接逻辑电平显示插孔。为使输出状态稳定,SD和RD应接高电平端。 (2)输出状态显示正确后,将三个输出端接译码器的C、B、A(译码器的D端接低电平)端,加脉冲信号后,观察数码管显示的数字范围。 3.利用74LS161集成芯片实现十进制计数器 选择清零法或置数法,用74LS161十六进制计数器实现十进制计数器。画出设计电路,并连线测试结果。输出结果显示正确后,将QA、QB、QC、QD对应接至译码显示器的输入端A、 B、C、D,在CP端加入计数脉冲,观察记录数码管显示的数字。 4.74LS194集成双向移位寄存器的应用 用两片74LS194集成双向移位寄存器芯片,设计一个能够控制八个LED灯,在移位脉冲的作用下,从左至右依次变亮,再从左至右依次熄灭的电路。画出设计电路,在实验箱上搭接逻辑电路并验 - 27 - 证设计结果。 选做内容: 综合性实验——四人抢答电路的实现 利用D触发器设计四人抢答电路,画出电路原理图,并在实验箱上搭接逻辑电路验证设计结果。 六、实验报告要求 画出逻辑电路,总结各芯片的功能。 - 28 - 实验九 555定时器及其应用 一、实验目的 1.熟悉555定时器的电路结构、工作原理及其特点。 2.掌握555定时器的基本应用。 二、仪器设备 1.THD —4数字电路实验箱 1 台 2.TFG6040 DDS函数信号发生器 1台 3.RIGOL数字示波器 1台 三、实验原理及参考电路 555定时器是一种数字和模拟混合的集成电路,其内部结构和管脚见图9-1。 UCC8UCOuI1(TH)uI2( TR' )5K565K2UR25KuOD(DISC)GND71TD+C2G2uC2G3QG431 2 3 4uI2uOUR1+C1uC1Q’G18 7 6 5uOUCCuODu1UCO4RD??RD 图9-1 555定时器内部结构及管脚 1.555定时器的工作原理 555定时器含有两个电压比较器,一个SR锁存器,一个放电管TD比较器的参考电压由三只 5kΩ 。的电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器C1 的同相输入端和低电平比较器C2的反相 21输入端的参考电平为UCC和UCC。C1与C2的输出端控制SR锁存器状态和放电管状态。其功能 33表见表9-1。 RD是复位端(4脚),当RD=0时,555输出低电平。平时RD 端开路或接UCC 。 2UCO是控制电压端(5脚),平时输出UCC作为比较器C1 的参考电平,当5脚外接一个输入 3电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制。在不接外加电压时,通常接一 - 29 - 个0.01μf的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,确保参考电平的稳定。 表9-1 输 入 阈值端6 × 触发端2 × 复位端4 0 1 1 1 输 出 输出端3 0 1 0 不变 放电端7 导通 截止 导通 不变 2<UCC 32>UCC 31<UCC 31>UCC 32<UCC 31>UCC 32.555定时器的典型应用 用555定时器外接电容、电阻元件时,实现单稳、双稳、多谐振荡器、施密特触发器等基本电路。还可以接成各种应用电路,如变音信号发生器、电子门铃等。 四、预习要求 1.复习有关555定时器的工作原理及其应用。 2.拟定实验中所需的数据、表格,准备方格纸。 五、实验内容及步骤 用555定时器设计一多谐振荡器,要求输出频率为1kHz,占空比为50%,画出设计电路,计算元件参数,记录输出波形。 (输出信号的时间参数是: 充电时间:TW1=0.7(R1+R2) C1 放电时间:TW2=0.7R2 C1 振荡周期:T=TW1+TW2=0.7(R1+2R2) C1; 振荡频率:f=占空比D=TW1T=R1+R2R1+2R211.44≈T(R1+2R2)C1 ,当R2> R1时,占空比约为50%。 振荡周期、占空比仅与R1 、R2和C1有关,不受电源电压变化的影响。改变R1 、R2,即可改变占空比。改变C1时,只单独改变周期,而不影响占空比。同时要求R1 与R2 均应大于或等于1kΩ ,但R1+R2应小于或等于3.3MΩ。) 六、实验报告要求 1.绘出观测到的波形。 2. 分析、总结实验结果。 3.在多谐振荡器电路中,是否能输出锯齿波电压?应怎样连接? - 30 - 实验十 直流稳压电源综合实验 一、实验目的 1.熟悉单相半波整流、全波整流及桥式整流电路的特点和区别。 2.观察电容器的滤波作用。 3. 掌握分立元器件稳压电路与集成稳压电路的原理及测量方法。 二、仪器设备 1.TPE—A3模拟电路实验箱 1台 2.SA5051台式万用表 1台 3. TFG6040 DDS函数信号发生器 1台 4.RIGOL数字示波器 1台 三、实验原理及参考电路 直流稳压电源组成框图如图所示。 220V交流电压U1经过电源变压器降压后为交流电压U2,再经过整流电路、滤波电路及稳压电路,在输出端得到需要的、稳定的直流电压。 1.整流电路 整流电流是利用二极管的单相导电性,将交流电压变为单向的脉动的直流电压。有以下三种: 1)单相半波整流电路 电路如图10-1(a)所示。 整流输出电压平均值U0=0.45U2 通过负载的直流电流I0?U1220V15VU2U0D1RP100ΩR51ΩU1220VU2整流电路滤波电路稳压电路U0U0U?0.452 RLRL图10-1(a)单相半波整流电路二极管截止时所承受的最大反向电压UDmax?2U0?1.41U0 2)单相全波整流电路 电路如图10-1(b)所示。 整流输出电压平均值U0=0.9U2 通过负载的直流电流I0?U0U?0.92 RLRL- 31 - 二极管截止时,每个二极管承受的最大反向电压UDmax?22U0?2.82U0 D1RP100ΩU0R51ΩD1U1220V15VU2D3D4D2U0RP100ΩR51ΩU1220V15VU2D2图10-1(b)单相全波整流电路图10-1(c)单相桥式全波整流电路 (3)单相桥式全波整流电路 电路如图10-1(c)所示。 整流输出电压平均值U0=0.9U2 通过负载的直流电流I0?U0U?0.92 RLRL二极管截止时,每个二极管承受的最大反向电压UDmax?2U0?1.41U0 在单相桥式整流电路的变压器中,只有交流电流流过;而在半波和全波整流电路中,均有直流分量流过。因此,单相桥式整流电路的变压器效率较高,总体性能优于单相半波和全波整流电路,故广泛应用于直流电源中。 2. 滤波电路 经过整流电路得到的输出电压,因为脉动较大,因此需要利用电感或电容等储能元件,滤去输出电压中的纹波。小功率稳压电源中常使用电容滤波电路,其电路如图10-2所示。 AD1U1220V15VU2D3D4BD2U0RL+C110uF+C2470uF 在整流电路的内阻不太大,时间常数 τ = RLC ≥(3~5)T/2时,电容滤波电路的负载平均电压U0=1.2U2,流经二极管的平均电流ID?图10-2 电容滤波电路1.2U21IL?,二极管承受的最大反向电压UDmax?2U0。22RL因此,电容滤波电路的优点是:电路简单,输出电压纹波较小,负载平均电压较高;其缺点是:输出电压受电网电压和负载变化的影响较大,输出不稳定,因此,仅适用于负载电压较高,且负载变动不大的场合。 3.稳压电路 - 32 - 1)稳压管稳压电路 是利用稳压二极管的稳压特性,达到稳定输出电压的目的。电路如图10-3所示。电阻R为限流电阻,起保护稳压管的作用。输出电压U0等于稳压管的稳定电压UZ。 RD1U1220V15VU2D3D2UID4IRILIDZ330ΩDZ+C6V470uFU0RP22kR1330ΩRL 稳压电路的工作原理:负载不变,当电网电压升高使电压UI增大时,输出电压U0也随之增大。根据稳压管反相特性,IDZ的急剧增加,使得IR增大,电阻R上的压降增大,抵消了UI的升高,从而保证了输出电压U0基本不变。电网电压降低时,其变化与上述过程相反。同理,如果电网电压不变而负载发生变化时,也将起到稳定输出电压的目的。 2)分立元件串联型稳压电路 分立元件构成的串联型稳压电路如图10-4所示。它由基准电压源、比较放大电路、调整电路和采样电路四部分组成。 VT1R2D1U1220V15VU2图10-3 稳压管稳压电路D2UI+D4R11kVT21.5ΩR31kVLRPVT3DZ330Ω24ΩR4U0+C1470uFC3100uFD3+C2R52.7V220ΩRL100Ω47uF图10-4 串联稳压电路 其工作原理是:当电源或负载变动而使U0降低时,由于取样电阻R5的分压作用使VT3基极电压降低,则VT3集电极电位升高,因VT3集电极与VT2基极相连,从而导致VT1管压降减小,使输出电压有所回升,使U0得到补偿。反之U0升高时,降VT1管压降增大,使U0减小,从而保证输出电压基本稳定。 输出电压 U0?R4?RP?R5(UZ?UBE) R5R4?RPmax?R5(UZ?UBE) R5R4?R5(UZ?UBE) R5输出电压最大值 U0max?输出电压最小值 U0mix?4.三端集成稳压器 - 33 - 1)三端固定输出集成稳压器 三端固定输出集成稳压器的输出电压是固定的,使用时不能调节电压大小。其外形与管脚如图10-5(a)所示。常用的有W7800和W7900系列。W7800系列输出正极性电压,一般有5、6、9、12、15、18、24V共七个档位,输出电流最大可达1.5A(加散热片)。同类型的78M系列稳压器的输出电流为0.5A,78L系列为0.1A。W7900系列输出负极性电压。图10-5(b)所示为78L05集成稳压器构成的一般应用电路,二极管起输出短路保护作用。 DU1220V15VINOUTW78××1 2 378L05U0+RL100Ω51ΩC1+C20.33uFGNDINGNDOUT图10-5(a) 三端集成稳压器外形图470uFC31uF图10-5(b) 三端集成稳压器应用电路 三端固定输出集成稳压器最大输出电压是24V,为了得到可调的输出电压值,可利用图10-5(c)所示电路。 DU1220V15VINOUT78L05GNDR51KU0+C1+470uFC10.33uFVTC21uFRP100K图10-5(c) 输出电压可调的稳压电路 2)三端可调输出集成稳压器 三端可调集成稳压器的输出电压具有1.25~37V(或-1.25~ -37V)的连续可调范围,并且稳压精度高,输出波纹小。常用的有LM317(正电压输出)和LM337(负电压输出)两种型号。其外形管脚图及应用电路如图10-6所示。 输出电压:U0?1.25(1?RP1) R1最大输入电压:UIN = 40V 输出电压范围:U0 = 1.25~37V - 34 - D1U1220V15VINOUTU0D2120ΩLM317LC2LM3171 2 3LM3371 2 3C1+470uF0.33uFGNDR1UTRP13.3KRP2100Ω+Imax100mAC31uFR251ΩADOUTINADINOUT图10-6 三端可调稳压器管脚外形图及应用电路 四、实验内容及步骤 1.整流电路 按图10-1所示,在实验箱上分别连接半波、全波和桥式整流电路,用示波器观察U2及U0的波形,并测量U2及U0的值,自拟表格。 1. 电容滤波电路 1)按图10-2所示电路连线,先不接负载电阻RL,将电容C1和C2分别接入电路中,用示波器观察输出U0的波形,并测量其值。 2)接入负载电阻,取RL=1k,重复上述实验,并记录。 3)改变RL=150Ω,重复上述测量。 测量 条件 U0 U0波形 RL=∞ C1=10uF C2= 4710uF RL=1k C1=10uF C2= 4710uF RL=150Ω C1=10uF C2= 4710uF 2. 稳压管稳压电路 按图10-3连接实验电路。 1) 电源输入电压不变,测量负载变化时电路的稳压性能 改变负载电阻RP使负载电流IL=1mA、5mA、10mA,分别测量U0、UR、I0、IR,计算电源输出电阻r0=ΔU0/ΔIL 测量条件 IL=1mA IL=5mA IL=10mA U0 UR IR 计算r0 r012= r023= 2) 负载不变,测电源电压变化时电路的稳压性能 断开整流电路,将UI接可调直流电压源用来模拟220V交流电压的变化。先把直流电压源调至 - 35 - 10V,然后改变为8V、12V,按表中内容测量,计算稳压系数S?UI 10V 8V 12V U0 ILR IR ?U0/U0 ?UI/UIS S12= S13= 4.分立元件串联型稳压电路 1)按图10-7连接实验电路。断开负载RL,使稳压电路处于空载状态,将直流电压源输出调至9V接到UI端,调电位器RP的阻值,使U0=6V,测量各三极管的静态值,记录下表中。 VT1R2R11kVT21.5ΩR31kVLRPVT3DZ330Ω24ΩR4U0+UI+C1470uFC3100uF+C2R52.7V220ΩRL100Ω47uF 2)调电位器RP的阻值,观察输出电压U0的调节范围,记录其最大和最小值。记录下表中。 各三极管的静态值 UB1 3) 测量电源稳压特性 使稳压电路处于空载状态,调电位器RP的阻值。为模拟电网电压波动,将UI由8V变为10V,测出ΔU0,计算稳压系数。 UI=9V不变,调负载电阻RL的阻值,测量负载电流由空载时的IL=0变化到额定值IL=100mA时的输出电压U0的变化量,并计算电源内阻。 负载不变,改变电源输入电压时 UI 8V 10V U0 S 电源输入电压不变,改变负载电阻时 IL 0 100mA U0 r0 UB2 UE3 输出电压U0的调节范围 U0max U0min 图10-7 串联型稳压电路4) 测试输出的纹波电压 纹波电压时指在额定负载下,输出电压中所含的交流分量的有效值(或峰值)。按图10-4连接实验电路,在负载电流IL=100mA的条件下,用示波器观察稳压电路输入和输出中的交流分量u0,并用交流毫伏表测量交流分量的大小。 5.三端集成稳压器 - 36 - 1)分别按图10-5(b)和(c)电路连线,测试由78L05集成稳压器构成的固定输出和可调输出的稳压电源输出电压U0。 2)按图10-8连接由LM317L构成的三端可调稳压器电路。UI接12V直流电压,调节RP1,测量输出电压的范围。 D1UIINOUTU0+LM317LC2DRGND1212V0.33uFU120ΩRP2T100Ω+ImaxRP1C3R2100mA-3.3K1uF51Ω图10-8 三端可调稳压器应用电路 五、实验报告 1.整理实验数据,根据数据验证相应的公式。 2.根据实验结果比较几种稳压电路的优缺点。 - 37 -