在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图11－3所示。零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较，当恒压源的输出电压与有源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，测量此时恒压源的输出电压U，即为被测有源二端网络的开路电压。 三、实验设备
1、MEL－06组件 （含直流数字电压表、直流数字毫安表） 2、恒压源（含＋6V，＋12V，0～30V可调） 3、恒源流 0～500mA可调
4、EEL－23组件（含电阻箱、固定电阻） 5、EEL－30组件（含实验电路） 四、实验内容
被测有源二端网络选用 EEL－30组件中的网络1，并与负载电阻RL（用电阻箱）连接，如图11－4(a)所示.。
1有源网络1?＋－mA3?＋mA31＋?mA3U122?RSRL4U12－RLISRSU12－USRL2（ａ〕?42?4（ｂ〕图 11-4(c)1、开路电压、短路电流法测量有源二端网络的等效参数
测开路电压UOC：在图11－4(a)电路中，断开负载RL，用电压表测量1、2两端电压，将数据记入表11－1中。
测短路电流ISＣ：在图11－4(a)电路中，将负载RL短路，用电流表测量电流，将数据记入表11－1中。
计算有源二端网络的等效参数US和RS。
表11－1 开路电压、短路电流数据
UOC (V) ISＣ(mA) RS= UOC / ISＣ 2、伏安法测量有源二端网络的等效参数 测量有源二端网络的外特性：在图11－4(a)电路中，用电阻箱改变负载电阻RL 的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表11－2中。并计算有源二端网络的等效参数US和RS。
表11－2 有源二端网络外特性数据 RL(?) 990 U12(V) I(mA) 900 800 700 600 500 400 300 200 100 5
3、验证有源二端网络等效定理
绘制有源二端网络外特性曲线：根据表11－2数据绘制有源二端网络外特性曲线。 测量有源二端网络等效电压源的外特性：图11－4(ｂ)电路是图(ａ)的等效电压源电路，图中，电压源US用恒压源的可调稳压输出端，调整到表11－1中的UOC数值，内阻RS按表11－1中计算出来的RS（取整）选取固定电阻。然后，用电阻箱改变负载电阻RL 的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表11－3中。
表11－3有源二端网络等效电压源的外特性数据 RL(?) 990 UAB(V) I(mA) 测量有源二端网络等效电流源的外特性：图11－4(ｃ)电路是图(ａ)的等效电流源电路，图中，电流源IS用恒流源，并调整到表11－1中的ISC数值，内阻RS按表11－1中计算出来的RS（取整）选取固定电阻。然后，用电阻箱改变负载电阻RL 的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表11－4中。
表11－4有源二端网络等效电流源的外特性数据 RL(?) 990 UAB(V) 900 800 700 600 500 400 300 200 100 900 800 700 600 500 400 300 200 100 I(mA) 4、被测有源二端网络选用 EEL－30组件中的网络2，重复上述步骤。
5、用半电压法和零示法测量有源二端网络的等效参数
半电压法：在图11－4(a)电路中，首先断开负载电阻RL，测量有源二端网络的开路电
2压UOC，然后接入负载电阻RL（用电阻箱），用电阻箱调整其大小，直到两端电压等于UOC为止，此时负载电阻RL的大小即为等效电源的内阻RS的数值。记录UOC和RS数值。
零示法测开路电压UOC：实验电路如图11－3所示，其中：有源二端网络选用网络1，恒压源用恒压电源的可调稳压输出端，调整输出电压U，观察电压表数值，当其等于零时输出电压U的数值即为有源二端网络的开路电压UOC，并记录UOC数值。 五、实验注意事项
1、测量时，注意电流表量程的更换 2、改接线路时，要关掉电源。
六、预习与思考题
1、如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量开路电压和短路电流？
2、说明测量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、实验报告要求
1、回答思考题；
2、 根据表11－1和表11－2的数据，计算有源二端网络的等效参数US和RS； 3、 根据半电压法和零示法测量的数据，计算有源二端网络的等效参数US和RS； 4、 实验中用各种方法测得的UOC和RS是否相等？试分析其原因；
5、 根据表11－2、表11－3和表11－4的数据，绘出有源二端网络和有源二端网络等效电路的外特性曲线, 验证戴维宁定理和诺顿定理的正确性； 6、 说明戴维宁定理和诺顿定理的应用场合。
6
实验四 一阶电路暂态过程的研究
一、实验目的
1、研究ＲＣ一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点； 2、学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响； 3、掌握微分电路和积分电路的基本概念。 二、原理说明
1、ＲＣ一阶电路的零状态响应
ＲＣ一阶电路如图16－1所示，开关S在‘1’的位置，ｕC＝0，处于零状态，当开关S合向‘2’的位置时，电源通过R向电容C充电，ｕC（ｔ）称为零状态响应
uc?US?USe2-t?
Ruc/V
CUS?USS1?
uc0.632US?图 16－1?
0
t/s
?图 16－2变化曲线如图16－2所示，当ｕC上升到0.632US所需要的时间称为时间常数?，τ?RC。 2、ＲＣ一阶电路的零输入响应
在图16－1中，开关S在‘2’的位置电路稳定后，再 合向‘1’的位置时，电容C通过R放电，ｕC（ｔ）称为
零输入响应，
uc?USe-tuc/VUS?0.368US
0.368US变化曲线如图16－3所示，当ｕC下降到0.368US所需要 的时间称为时间常数?，τ?RC。
3、测量ＲＣ一阶电路时间常数?
t/s0?图 16－3图16－1电路的上述暂态过程很难观察，为了用普通示波器观察电路的暂态过程，需采用图16－4所示的周期性方波ｕS作为电路的激励信号，方波信号的周期为T，只要满足
T2?5?，便可在示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。
uc
0T2uSUSab0.632aTt0?x图 16－5t图 16－4 7
电阻R、电容C串联与方波发生器的输出端连接，用双踪示波器观察电容电压ｕC，便可观察到稳定的指数曲线，如图16－5所示，在荧光屏上测得电容电压最大值
UCm?a(cm)
取 b?0.632a(cm)，与指数曲线交点对应时间ｔ轴的ｘ点，则根据时间ｔ轴比例尺（扫描时间
tcm），该电路的时间常数??x(cm)?tcm。
4、微分电路和积分电路
在方波信号ｕＳ作用在电阻R、电容C串联电路中，当满足电路时间常数?远远小于方波周期T的条件时，电阻两端（输出）的电压ｕＲ与方波输入信号ｕＳ呈微分关系，uR?RCduSdtuSUS，该电路称为微分电路。当满足电路时间常
0TuRt数?远远大于方波周期T的条件时，电容C两端（输出）的电压ｕC与方波输入信号ｕＳ 呈积分关系，uC?1RC0uC(b)T2t(a)?uSdt，该电路称为积分电路。
微分电路和积分电路的输出、输入关系如图16－6（ａ）、（ｂ）0所示。
三、实验设备
１、双踪示波器
２、信号源（方波输出）
３、ＥＥＬ—31组件（含电阻、电容） 四、实验内容
实验电路如图16－7所示，图中电阻R、电容C 从EEL－31组件上选取（请看懂线路板的走线，认清 激励与响应端口所在的位置；认清Ｒ、Ｃ元件的布局 及其标称值；各开关的通断位置等），用双踪示波器 观察电路激励（方波）信号和响应信号。ｕS为方波 输出信号，调节信号源输出，从示波器上观察，使方 波的峰－峰值ＶＰ－Ｐ＝２Ｖ，f=1ｋHz。
1、ＲＣ一阶电路的充、放电过程
（1）测量时间常数τ：选择EEL－31组件上的Ｒ、Ｃ元件，令Ｒ=１０ｋΩ，Ｃ＝0.0１μＦ，用示波器观察激励ｕS与响应ｕC的变化规律，测量并记录
信号?uS源（方波〕Tt图 16－6示波器?uR?CR???uC时间常数τ。
（2）观察时间常数τ（即电路参数R、C）对暂态过程的影响：令Ｒ＝１０kΩ，Ｃ= 0.0１μＦ，观察并描绘响应的波形，继续增大Ｃ（取0.0１μＦ～0.１μＦ）或增大R（取１０kΩ、30kΩ），定性地观察对响应的影响。
2、微分电路和积分电路
（1）积分电路：选择EEL－31组件上的Ｒ、Ｃ元件，令Ｒ=100ｋΩ，Ｃ＝0.0１μＦ，用示波器观察激励ｕS与响应ｕC的变化规律。
图 16－7 8