电流IN＝15mA下的额定电压UN，根据公式②计算等效内阻Ro，数据记入表8-1中。

图8-5验证戴维南定理和诺顿定理

表8-1测等效内阻Ro 直测法 加压测流法 开路、短路法 伏安法 *外加电阻法 Ro E I Ro Uoc Isc Ro UN IN Ro U’ R’ Ro (Ω) (V) (mA) (Ω) (V) (mA) (Ω) (mA) (mA) (Ω) (V) (Ω) (Ω) 注：在图8-5中E为9V。 *⑷ 用外加电阻法测等效内阻Ro。在有源二端网络输出AB端接入已知阻值R′＝510Ω的电阻，测量负载端电压U′，数据记入表8-1中。 **(5)使用图8-5时E=9V。 2. 负载实验

8-4(a)的AB端接入负载电阻箱RL，改变阻值，

测出相应的电压和电流值，数据记入表8-2中。

表8-2有源二端网络的外特性 RL(Ω)

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∞ U(V) I(mA) 验证戴维南定理：用一只1kΩ的电位器，将其阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻Ro之值， 然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图8-4(b)所示(开关S投向1)，测其外特性，对戴氏定理进行验证，数据记入表8-3中。

表8-3戴维南等效电路的外特性 RL(Ω) U(V) I(mA) 0 ∞ *⑶ 验证诺顿定理：将上一步骤用作等效电阻Ro的电位器(阻值不变)与直流恒流源Is并联，恒流源的输出调到步骤“1”时所测得的短路电流Isc之值，如图8-4(b)所示(开关S投向2)，测其外特性，对诺顿定理进行验证，数据记入表8-4中。

表8-4诺顿等效电路的外特性 RL(Ω) U(V) I(mA) 0 ∞ 五、实验注意事项 1. 测量电流时要注意电流表量程的选取，为使测量准确，电压表量程不应频繁更换。 2. 实验中，电源置零时不可将稳压源短接。

3. 用万用表直接测Ro时，网络内的独立源必须先去掉，以免损坏万用表。 4. 改接线路时，要关掉电源。

5. 实验步骤中打*号的内容可以根据情况选做。 六、预习思考题

1. 在求戴维南等效电路时，测短路电流ISC的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？请在实验前对线路8-4(a)预先作好计算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。

2. 总结测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法， 并比较其优缺点。 七、实验报告

1. 根据步骤2和3，分别绘出曲线，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性， 并分析产生误差的原因。

2. 根据实验步骤中各种方法测得的UOC与RO与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论。

3. 归纳、总结实验结果。

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实验九 信号发生器和示波器的使用

一、实验目的

1. 熟悉实验中所使用的函数信号发生器的布局，各按键开关的作用及其使用方法。 2. 学会使用示波器观察各种电信号波形，定量测出正弦信号和脉冲信号的波形参数。 3. 初步掌握双踪示波器和函数信号发生器的使用。 二、实验说明

1. 正弦交流信号和方波脉冲信号是常用的电激励信号， 由函数脉冲信号发生器提

Um、周期T（或频率f）和初相位；脉冲信号的波形

参数是幅值Um、脉冲重复周期T及脉宽 two 本实验采用的智能函数信号发生器能提供频率范围为1Hz～150kHz，幅值可在0～18V之间连续可调的上述信号。输出的信号可由波形选择按键来选取。可以输出正弦波、三角波、锯齿波、矩形波、四脉方列和八脉方列等，并由七位LED数码管显示信号的频率。

2. 电子示波器是一种信号图形测量仪器， 可以定量测出各种电信号的波形参数，如波形的幅度、时间、相位关系或脉冲信号的前、后沿等，这是其他的测试仪器很难做到的。

x(t)；另一

个是垂直通道，可以输入外加信号y(t)。这两个通道输入的信号同时加在示波器的阴极射线示波管的控制电极上时，就会在荧光屏X-Y坐标系中产生两维变化波形y(t)～x(t)的合成图形。

YA和YB，可以同时输入两个被测信号uA(t)和uB(t)。

其内部是依靠一个电子开关，按一定的时间分割比例，轮流显示两个被测信号。这对应于面板上“交替”和“断续”开关位置。当被测信号频率较高时，应将开关置于“交替”位置；频率较低时，应将开关置于“断续”位置。所以，一台双踪示波器可以同时观察和测量两个信号波形。

Y轴刻度尺并结合其量程分档选择开关（Y输入偏转0.01V～5V/cm分十

二档，Y输入微调置校准位置）、测试探头衰减比例可以读得电信号的幅值；从荧光屏的X 轴刻度尺并结合其量程分档选择开关（时间扫描速度1μs～5s/cm分二十五档），可以读得电信号的周期、脉宽、相位差等参数。

控制旋钮，希望在实验中自己动手加以摸索和掌握，并注意总结实用经验。

9-1列出的是WC4630型长余辉慢扫描双踪示波器的各控制旋钮的作用位置，供实验时参考。

表9-1双踪示波器的各控制旋钮的作用位置 Y轴控制 Y方式开关 Y输入耦合 Y输入偏转

作用位置 X轴控制 作用位置 +/-、内/外、AC/DC、触发/自动 1μs/cm～5s/cm 连续改变扫描速度，校Y1、Y2、交替、断续、Y1±Y2 X方式开关 AC、⊥、DC 0.01V～5V/cm 30

X扫描时间 时间微调 准：直读标称值 Y输入微调 Y轴移位 Y极性 三、实验设备 序号 1 2 名称 双踪示波器 函数信号发生器 型号与规格 1Hz-150kHz 数量 1 1 备注 自备 自备 1～2.5倍，校准～定量测量幅值 ↑、↓波形上下移动 +、- 同步电平 X轴移位 X轴放大 调扫描同步电压，使观测波形稳定 ←、→波形左右移动 开关“拉出”，扫描时间增大5倍 3 1 晶体管毫伏表 JB-1B型或其他 自备 四、实验内容与步骤 1. 双踪示波器的自检

Y轴输入插口YA或YB端，用同轴电缆接至双踪示波器面板部分的“标

准信号”输出，然后开启示波器电源，指示灯亮，稍后，协调地调节示波器面板上的“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等旋钮，使在荧光屏的中心部分显示出线条细而清晰、亮度适中的方波波形；通过选择幅度和扫描速度灵敏度，并将它们的微调旋钮旋至“校准”位置，从荧光屏上读出该“标准信号”的幅值与频率，并与标称值（0.5V，1kHz的信号）作比较，如相差较大， 请指导老师给予校准。 2. 正弦波信号的观测

(1) 将示波器的幅度和扫描速度微调旋钮旋至“校准”位置。

(2) 通过电缆线，将信号发生器的正弦波输出口与示波器的YA或YB插座相连。 (3) 接通电源，调节信号源的频率旋钮，使输出频率分别为50Hz，1.5KHz和20KHz（由频率计读出），输出幅值分别为有效值0.1V，1V， 3V（由交流毫伏表读得），调节示波器Y轴和X轴灵敏度至合适的位置，并将其微调旋钮旋至“校准”位置。从荧光屏上读得幅值及周期，记入表9-2和表9-3中。

表9-2正弦波信号频率的测定 测量内容 示波器“t/cm”位置 一个周期所占格数n(cm) 信号周期T(s) 计算所得频率f(Hz)

表9-3正弦波信号幅值的测定

测量内容 示波器“t/cm”位置 波形峰峰值格数b(cm) 峰值Um(v) 计算所得有效值U(V)

50Hz 1.5KHz 20kHz 50Hz 31

1.5KHz 20kHz