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更新时间： 16:53当前位置：实验教学 - 实验指导书
一、实验目的
1．了解电子技术实验系统的基本组成部分。 2．了解示波器的基本原理及其性能指标。 3．掌握示波器面板旋钮的正确使用，掌握用示波器定量测量周期信号的方法。
二、实验预习与思考
1．阅读示波器的基本原理、面板旋钮的功能、仪器的性能指标。 2．示波器可以测试什么样的信号？其频响范围是多少？
三、实验原理
1．电子技术实验系统的框图
基本的电子技术实验系统框图如图4-1-1所示，由被测网络、激励、提供直流偏置的仪器、测量仪器组成。在本门课程中，采用函数发生器作为激励；直流稳压电源提供直流偏置；用示波器、晶体管毫伏表、万用表等一些测量仪器测试激励或响应信号的参量。
2．电缆线结构的介绍
实验室中配有两种与仪器相连的测量线，一种是示波器的10?1无源电压探头，一种是开路电缆，可用于其他的常用电子测量仪器；测试低频信号时，也可作为示波器的测量连接线。下面从结构上说明两者之间的差别，先介绍共同点。
探头和开路电缆与仪器相连的部分均称为Q9插头。电缆线均为四层结构，如图4-1-2所示。最里面的是一个比较粗的铜导线，作为信号传输通路，连接到Q9插头的探针；第2层是白色的聚合物，起绝缘作用；第3层是很细的铜线做成的网状层，起屏蔽抑制干扰的作用，该层导通层将和Q9插头的外壳连通；最外层是一层黑色的绝缘封装层。
两者的不同之处在于测试端：开路电缆的测试端连接一对红黑鳄鱼夹，红色鳄鱼夹通过芯线与Q9插头的探针连通；黑色鳄鱼夹通过屏蔽层与Q9插头的外壳连通。而探头的测试端连接的是一个黑色鳄鱼夹和探头，探头的结构如图4-1-3所示。示波器输入电阻一般为1MΩ，R1为探头内的串联电阻，通常为9MΩ，C1为探头的分布电容和微调补偿电容，它们组成一个具有高频补偿的RC型10?1分压器。
所以无论是开路电缆还是探头，在使用黑鳄鱼夹须接电路的公共端钮；而开路电缆的红鳄鱼夹、探头的探探针在使用时是须接信号端。
3．电子测量中“共地”的概念
保护接地是为防止绝缘损坏造成设备带电危及人身安全而将电气设备的外壳同地之间牢固连接的保护装置，它有接地与接零两种方式。保护接地的目的是为了使设备与大地之间有一条低阻抗的电流通路，以保证人身安全和设施的安全。任何高压电气设备及电子设备的机壳、底座均需要安全接地，以避免高电压直接接触机壳或避免由于内部绝缘损坏造成漏电打火使机壳带电，否则人体触及机壳就会触电。
信号接地就是在系统和设备之间，采用低阻抗的导线为各种电路提供具有共同参考电位的信号返回通路，使流经该地线的各电路信号电流互不影响。
与保护接地的目的不同，信号接地主要是为了消除外界或其他设备对本设备的干扰。电路及设备的各部分都连接到一个共同的等电位点或等电位面，以便有一个共同的参考电位，使各部分电路均执行其正常功能。
四、测试方法
1．周期信号中周期（频率）和峰峰值电压的测量方法
用示波器可以直接观测周期电压信号的波形，在观测时，应尽可能地放大波形：显示在荧光屏上的波形峰-峰高度应占3格以上，周期宽度应占5格以上。
（1）周期和频率的测量方法读信号一个周期在荧光屏水平方向上所占的格数，记为Hx（div），确定扫描时间因数旋钮刻度槽所对应的位置X（sec/div），周期可确定为：
频率可由周期的倒数确定。
（2）电压的测量方法读信号的波峰到波谷在荧光屏垂直方向上所占的格数，记为Hy（div），读出垂直灵敏度旋钮刻度槽所对应的位置Y（volts/div），峰-峰值可确定为：
2．周期电压波形的定量测量方法
在定量的记录波形时，应标明坐标、坐标含义、原点、刻度、单位及完整的周期，如图4-1-4示例。
3．含有直流分量周期电压信号的定量测试方法
含有直流分量的周期信号在测量时，首先应将示波器的垂直耦合方式置于接地（GND），此时示波器的扫描时基线便是零电位线，零电位在荧光屏上的位置可根据垂直位移旋钮确定。零电位的位置确定后，将示波器的垂直耦合开关置于DC耦合，其直流分量的大小可由以下公式求解：
波形示例如图4-1-5所示。
五、实验内容
示波器校准信号的测量：
示波器的校准信号是由示波器内部电路产生的一个占空比为50%的方波，其目的是为了让维护人员对面板的波段开关进行校准。该内容的目的是为了熟悉示波器的面板。
测试示波器的校准信号，比较AC和DC耦合下的区别，完成表4-1-1。
六、注意事项
示波器在进行定量测试时，垂直灵敏度微调和扫描速度微调旋钮应置于校准位置。
七、实验报告要求
1．实验内容中要求定量绘出波形应描绘在坐标纸上，标明其相应的坐标。 2．归纳总结实验过程中故障出现的原因及排除方法。
八、实验器材
示波器一台
一、实验目的
1．了解函数发生器、晶体管毫伏表的基本原理及其性能指标。 2．熟悉函数发生器、晶体管毫伏表的面板旋钮及正确使用方法。 3．进一步掌握周期信号波形的定量测试方法，掌握示波器测量交流信号中直流分量的方法。 4．掌握交流信号有效值的测试方法。
二、实验预习与思考
1．阅读理解函数发生器的基本原理、面板旋钮的功能、仪器的性能指标。 2．函数发生器可以输出哪些波形？其频响范围是多少？ 3．晶体管毫伏表可以测量什么样的信号，其测试的结果是有效值还是振幅？晶体管毫伏表的频响范围是多少？
三、实验原理
1．函数发生器的基本原理和面板
函数发生器的基本原理和面板功能介绍请参考教材2.4。
2．晶体管毫伏表的基本原理和面板
晶体管毫伏表的基本原理和面板功能介绍请参考教材2.5。
3．电子测量中“共地”的概念
四、测试方法
本实验中涉及的测试方法有：周期信号的定量测量与波形的定量绘制、含有直流分量的周期信号的定量测量，实验一中均以作详细讲解，在此不再赘述。
五、实验内容
1．周期信号的定量测量
熟悉函数发生器和示波器的面板旋钮、定量地绘制波形，完成表4-2-1。
2．函数发生器输出范围的测量
试用晶体管毫伏表测量函数发生器在“输出频率为1kHz、输出为正弦波”时输出范围，记录：umax和umin。
六、注意事项
1．示波器在进行定量测试时，垂直灵敏度微调和扫描速度微调旋钮应置于校准位置。 2．函数发生器的频率是直接读数，与频段输出范围无倍乘关系。 3．注意函数发生器的输出幅度的两个衰减按键的灵活使用。 4．晶体管毫伏表测量出的大小是有效值，注意与信号源输出幅值显示以及示波器的测量之间有的换算关系。
七、实验报告要求
1．实验内容中要求定量绘出的波形应描绘在坐标纸上，标明其相应的坐标。
2．归纳总结实验过程中故障出现的原因及排除方法。
八、实验器材
1．示波器一台 2．函数发生器一台 3．晶体管毫伏表一台
一、实验目的
1．了解直流稳压电源、万用表的基本原理及其性能指标。 2．加深对常用电子测量仪器性能指标的了解。 3．掌握直流稳压电源和万用表的正确使用方法。 4．掌握直流电压、直流电流的测量方法。
二、实验预习与思考
1．阅读理解直流稳压电源、万用表的基本原理、面板旋钮功能、仪器性能指标。 2．示波器、函数发生器、晶体管毫伏表以及万用表的频响范围分别是多少？
三、实验原理
1．直流稳压电源的基本原理和面板直流稳压电源的基本原理和各个面板功能介绍请参考教材第二章2.2节，在此不再赘述。
2．万用表的基本原理和面板万用表的基本原理和各个面板功能介绍请参考教材第二章2.1节，在此不再赘述。
四、测试方法
1．直流电压的测试方法通过常用电子测量仪器学习，我们知道实现直流电压测试的仪器有两种即万用表和示波器。
用万用表在测量时，应注意以下几个问题：其一，若不知道被测电压的大小，应先用最高挡，而后再选用合适的挡位来测试，所选用的挡位愈靠近被测值，测量的数值就愈准确。其二，要注意万用表内阻对被测量的影响。其三，若用指针万用表在测量未知电压时，应注意正负极的判断。
示波器测量直流电压时，应先将垂直通道的耦合方式需置于接地/GND耦合，此时，荧光屏上的水平时基线即测量时的零电位线，可使用垂直位移旋钮调节零基线的位置。确定了零基线后，将垂直耦合方式置于DC耦合，可读出时基线上移或下移的格数，该格数乘以灵敏度即为直流电压的大小，如图4-3-1所示。
2．直流电流的测试方法 可以直接测量电流的仪器只有万用表，测量时，首先注意电流表应串联在被测电路中；其次，一定要注意量程的选择、表笔线的接孔转换。否则，会烧掉保险，甚至损坏万用表。
五、实验内容
1．直流电压的测量用直流稳压电源提供5V电压输出，试用万用表、示波器分别测量其大小，并定量地绘出示波器的测量结果。
2．用直流电流的测量用直流稳压电源提供2mA的电流输出，试用万用表测量其大小。
3．常用电子测量仪器频响范围的了解该内容测试的主要目的是根据测试结果加深对仪器频响范围的理解，如表4-3-1所示。
六、注意事项
1．使用万用表测量电压时，应注意使万用表置于相应的量程。 2．在测量电流时，应注意电流表的串联。 3．仪器在使用时，一定要了解其频响范围，否则会造成错误的测量结果。
七、实验报告要求
1．根据测量数据和波形，总结实验结果，得出相应结论。 2．归纳总结实验过程中故障出现的原因及排除方法。
八、实验器材
1．示波器一台 2．函数发生器一台 3．晶体管毫伏表一台 4．万用表一台 5．直流稳压电源一台
一、实验目的
1．进一步掌握直流稳压电源和万用表的使用方法。 2．掌握直流电压和直流电流的测试方法。 3．进一步加深对叠加定理的理解。
二、实验预习与思考
1．叠加定理中，某一源单独作用时，其他源应置零。问实验中如何实现电压源置零？可否将电压源直接短路？ 2．对于非线性电路，叠加定理可否成立？ 3．请自拟电路实现叠加定理的验证，并自拟表格记录数据。
三、实验原理
1．叠加定理叠加定理指出，全部电源在线性电路中产生的任一电压或电流，等于每一个电源单独作用产生的相应电压或电流的代数和。
如图4-4-1（a）所示电路，电路中的各支路电流、电压等于图4-4-1（b）中u1S单独作用产生的电流、电压与图4-4-1（c）中u2S单独作用产生的电流、电压的代数和。
2．面包板和色环电阻的识别 面包板和色环电阻的识别见本教材第一章，在此不再赘述。
四、测试方法
直流电压、电流的测试方法在第四章4.3节中已有介绍，在此也不再赘述。
五、实验内容
根据元件包中所提供元件，自拟实验电路，在面包板上实现实验电路的搭建；并根据自拟的实验电路设计表格，记录相关数据，验证叠加定理。
六、注意事项
1．在验证叠加定理时，电压源不能直接置零，而应用短路线替代电压源，否则可能会损坏直流稳压电压。 2．在测试电流时，电流表应串联在电路中，否则会损坏电流表。 3．无论是测量电压还是电流，都应先从大量程测起，再根据具体值换小量程。
七、实验报告要求
1．根据所测实验数据验证叠加定理。 2．归纳总结实验过程中故障出现的原因及排除方法。
八、实验器材
1．直流稳压电源一台 2．万用表一只 3．面包板一个 4．电阻、电位器、导线若干
一、实验目的
1．进一步掌握一阶RC电路的零输入响应，零状态响应和全响应。 2．掌握一阶电路的时间常数的测量方法。 3．研究电路参数对响应的影响。
二、实验预习与思考
1．能不能加直流激励用手动开关实现三种状态响应波形的观测？如果不行用什么样的激励信号实现？ 2．激励信号的周期、电路的时间常数以及三种状态响应之间有什么样的关系？
三、实验原理
描述含有储能元件的电路方程为微分方程，用一个一阶微分方程描述的电路，称为一阶电路，典型的一阶电路为RC和RL电路。
1．零状态响应储能元件的初始状态为零，仅仅由激励引起的响应，称为零状态响应。如图4-5-1所示电路，电路达到稳态，t = 0时，开关换路至1端，t≥0后，电路的响应为零状态响应，电容电压的响应为：
式中τ=RC称为时间常数，τ反映了电容充放电的快慢，经过5τ后，电容电压可充至电源电压的99.3%，因此工程上认为经过5τ后充电结束。电容的电压响应是随指数规律上升的充电波形，如图4-5-2所示。
2．零输入响应 仅仅由储能元件的初始状态引起的响应为零输入响应。如图4-5-3所示电路,电路达到稳态，t = 0时，开关换路至2端，t≥0后，电路的响应为零输入响应，电容的电压响应为：
电容的电压响应是随指数规律下降的放电波形，如图4-5-4所示。
3．全响应由储能元件的初始状态和激励共同引起的响应，称为全响应。如图4-5-5所示电路，电路达到稳态，t = 0时，开关换路至1端，t≥0后，电路的响应为全响应，电容的电压响应为：
电容的电压响应波形如图4-5-6所示。
四、测试方法
1．零输入响应和零状态响应的测试为了用示波器观测稳定的一阶电路暂态响应波形，将直流电源激励改成如图4-5-7所示的方波信号，该方波信号含有峰值大的直流分量。可以理解成，正半周期时，相当于有激励，负半周期时，相当于无输入。因此当方波信号的周期T≥10τ时，可通过示波器观测到电容电压的零输入和零状态响应，如图4-5-8所示。测试电路如图4-5-9所示。
2．全响应的测试若取方波信号的周期T=2τ时，可通过示波器观测到电容电压的零输入和全响应，如图4-5-10所示。
3．时间常数τ的测试电容充电经过一个时间常数τ，可充至稳态的63.2%，经过一个时间常数τ可放掉63.2%。因此可根据充放电电压的大小，从零输入、零状态波形上测试出时间常数τ，如图4-5-8所示。
五、实验内容
1．零输入响应和零状态响应的测量自选电容、电阻搭建电路，观测零输入和零状态响应波形。输入条件为：方波信号，幅值VPP=4V，直流分量V直=2V，选择合适频率。要求在同一坐标系下定量地记录激励和电容电压响应的波形，并根据波形测出时间常数τ。
2．全响应的测量自选电容、电阻搭建电路，观测全响应波形。输入条件为：方波信号，幅值VPP=4V，直流分量V直=2V，选择合适频率。要求在同一坐标系下定量地记录激励和电容电压响应的波形。
六、注意事项
1．由于信号源含有50Ω内阻，在选取参数时，不能取大电容、小电阻（如R=100Ω，C=0.1μF）。 2．双踪观测激励和响应波形时，务必将两个通道的零基线调重合，且应选择DC耦合方式观测波形。
七、实验报告要求
1．若选取大电容、小电阻（如R=100Ω，C=0.1μF），会出现什么现象？试分析原因？ 2．试分析实测的时间常数τ产生误差的原因，可以通过什么样的途径改善该误差？
八、实验器材
1．函数发生器一台 2．示波器一台 3．电阻、电容、导线若干 4．面包板一个
一、实验目的
1．进一步掌握二阶RLC串联电路暂态响应的基本规律和特点。 2．研究二阶RLC串联电路参数对响应的影响。
二、实验预习与思考
1．对于RLC串联电路，当元件满足什么样的关系时，可实现欠阻尼、过阻尼暂态波形的观测？ 2．为了用示波器观测欠阻尼和过阻尼响应，给RLC串联电路什么样的激励信号？该激励信号的周期对响应有没有影响？ 3．请自拟电路实现欠阻尼和过阻尼的响应波形的观测，并自拟表格记录数据。
三、实验原理
串联RLC电路的响应特性：可以用一个二阶微分方程描述的电路称为二阶电路。对于如图4-6-1所示的二阶RLC串联电路，根据基尔霍夫定律可得以uC（t）为变量的微分方程为：
若输入为零，即为零输入响应，电路方程为：
电路的特征方程为
P1，2是特征方程的根，由电路的结构和参数决定，称为电路的固有频率。当电路参数R、L、C取值不同时，电路的固有频率可能出现三种情况：
（1）当R&gt时，电路的固有频率是两个不相等的负实数，响应是非振荡性的，称为过阻尼情况。 （2）当R=时，电路的固有频率是两个相等的负实数，响应处于临界状态，称为临界阻尼情况。
（3）当R&lt时，电路的固有频率是共轭复数，响应将形成衰减振荡，称为欠阻尼情况。可表示为：
其中：称为衰减系数称为谐振角频率称为阻尼振荡角频率。
上述三种情况输出的电压uC（t）的波形图如图4-6-2所示。
四、测试方法
为了用示波器观测到稳定的二阶暂态响应，将直流电源激励改成如图4-6-3所示的方波信号，该方波信号含有峰值大的直流分量。可以理解成，正半周期时，相当于有激励，负半周期时，相当于无输入。当方波信号的周期T≥10/α时，可通过改变电路中电阻R大小，在示波器观测到二阶电路的过阻尼和欠阻尼响应。测试电路如图4-6-4所示。
五、实验内容
观测二阶RLC串联电路的过阻尼和欠阻尼响应曲线。
实验电路如图4-6-4所示，其中，信号源提供方波。
（1）调节R使示波器的荧光屏上显示过阻尼的波形，并绘出uc(t)的波形。
（2）调节R使示波器的荧光屏显示欠阻尼的波形，并绘出uc(t)的波形。
六、注意事项
1．在自拟实验电路时，衰减系数α不宜过大，否则看不到明显的振荡现象。
2．激励信号的周期与衰减系数1/α之间应满足10倍的关系。
七、实验报告要求
1．整理波形，分析电路参数及激励对响应的影响。
2．根据测试出的欠阻尼下的波形，计算出ωd和α的大小。
八、实验器材
1．函数发生器一台
2．示波器一台
3．电阻、电容、电感、导线若干
4．面包板一个
一、实验目的
1．进一步掌握正弦稳态电路中R、L、C元件的电压电流关系。
2．掌握相位差的测试方法。
3．进一步熟练掌握示波器的双踪测试方法。
二、实验预习与思考
1．复习正弦稳态电路中R、L、C的电压电流关系？
2．在正弦稳态电路，如何测量流过某个元件的电流？
三、实验原理
1．R电压电流的相位关系当电阻工作在正弦稳态时，在关联参考方向下，电阻的电压电流关系为：
电阻电压电流的波形如图4-7-1所示。对应的相量形式：
对应映射到复平面，如图4-7-2所示。从以上数学表达式和波形以及相量图中均可看出，电阻电压、电流同相，即电压电流的相位差为零。
2．L电压电流的相位关系当电感工作在正弦稳态时，在关联参考方向下，电感的电压电流相量关系为：因此其幅度和相位关系分别为：
从上式中可以看出，电感的电压比电流超前90°，相量图如图4-7-3所示。其瞬时函数可表示为：
电感电压电流的波形如图4-7-4所示。
3．C电压电流的相位关系当电容工作在正弦稳态时，在关联参考方向下，其电压电流相量关系为：
因此其幅度和相位关系分别为：
从上式中可以看出，电容的电压比电流滞后90°，相量图如图4-7-5所示。其瞬时时间函数可表示为：
电感电压电流的波形如图4-7-6所示。
四、测试方法
1．电压电流相位关系的测试方法示波器无法直接测量流过R、L或C的电流。在实验中，可采用间接测试的方法，即在测试电路中串联一电流取样电阻，如图4-7-7所示。若该电阻的阻值足够小，则电阻两端的电压波形就反映了被测元件的电流波形。
2．相位差的测量方法用示波器测量相位差的方法有两种：截距法和李沙茹法，大家在物理实验中学习过后者，因此这里只介绍截距法测量相位差。
先将示波器的两个通道的零基线与荧光屏的横坐标调重合，在非交替触发扫描的情况下，双踪同时观测激励和响应波形，可观测到如图4-7-8所示的波形。从图中可以测量出输入或输出的周期为T、输入比输出超前的时间ΔT，一个周期对应的角度为360°，则输入输出的相位差根据比例关系可求出：
五、实验内容
1．电阻元件电压电流相位关系的测试自拟实验电路，测试电阻元件的电压电流相位关系，测量出该相位差，并在同一坐标系下绘出电阻电压与电流的相位波形。
2．电感元件电压电流相位关系的测试自拟实验电路，测试电感元件的电压电流相位关系，测量出该相位差，并在同一坐标系下绘出电感电压与电流的相位波形。
3．电容元件电压电流相位关系的测试自拟实验电路，测试电容元件的电压电流相位关系，测量出该相位差，并在同一坐标系下绘出电容电压与电流的相位波形。
六、注意事项
1．在测相位差时，要保证示波器两个通道的零基线与荧光屏的横坐标重合。
2．注意取样电阻、激励频率的合理选取。
七、实验报告要求
在坐标纸上定量地绘出R、C、L的电压电流相位波形。
八、实验器材
1．晶体管毫伏表一台
2．示波器一台
3．电阻、电容、电感、导线若干
4．面包板一个
一、实验目的
1．了解低通滤波器的频率特性。
2．掌握网络频率特性测试的一般方法。
3．测量一阶RC低通滤波器的幅频特性和相频特性。
二、实验预习与思考
1．如何用电阻和电容构成具有低通滤波特性的功能电路？复习其原理。
2．滤波电路的通频带和电路参数之间有怎样的关系？
3．试用RC器件设计一低通滤波器，并计算出其截至频率。
三、实验原理
如图4-8-1是一阶RC串联电路，若以电容两端的电压作为输出，该电路具有低通的滤波特性。该电路的网络函数——电压转移比：
从上式中可以看出，H（jω）除了和电路结构及元件参数有关以外，还和ω有关，是ω的函数。
其中：，电压转移比的模是ω的函数，称为电路的幅频特性。
电压转移比的幅角也是ω的函数，称为电路的相频特性。
电路的幅频特性和相频特性统称电路的频率特性。将网络函数的模随频率的变化特性在幅——频平面上描绘出来，称为幅频特性曲线；将幅角随频率的变化特性在相位——频率平面上描绘出来，称为相频特性曲线。一阶RC低通滤波电路的幅频特性曲线如图4-8-2（a）所示，其相频特性曲线如图4-8-2（b）所示。
从图4-8-2（a）可看出，当输入信号的频率ω=0（即DC信号）、输入为1V时，输出1V；当输入信号的频率 、输入为1V时，输出为0.707V；当输入信号的频率 、输入为1V时，输出趋于0V。
以上分析说明低频率的信号，可顺利通过该电路，高频率的信号被衰减掉。因此工程上称为“低通滤波器”。具体讲，该电路是一阶RC低通滤波电路。
对于滤波器，工程上定义当激励幅值不变，频率变化使得功率正好下降到0.5倍，即输出电压的幅度刚好衰减到最大输出幅度的0.707时，所对应的频率为截止频率。该RC滤波电路中ωC为截止频率。滤波器中能通过的信号频率范围称为滤波器的通频带。因此一阶RC低通的通频带为0~ωC。
四、测试方法
1．幅频特性曲线的测量方法电路的幅频特性曲线的测量方法有两种：扫频法和点频法。扫频法是应用扫频仪直接显示出电路的频率特性，一般用于高频网络的测试。而点频法即描点法，是这里我们要学习的测试方法。
点频法指在不同的频率下测量出幅度，得到幅——频平面上一系列的点，用平滑的曲线将测量出的点描绘出来，即可得到幅频特性曲线。
在测量时，为了简化，可保持输入的幅值不变，这样输出的幅值即可反应|H(jω)|的大小。选取频率时，至少要包含：中频段、截止频率、十倍的截止频率（对于高频截止频率）、二分之一的截止频率（对于低频截止频率）这些频率点，以便真实地描绘曲线。
2．相频特性曲线的测量方法点频法测量相频特性曲线，是在不同的频率下测量出输出输入的相位差，得到相——频平面上一系列的点，用平滑的曲线将测量出的点描绘出来，即可得到相频特性曲线。
五、实验内容
1．幅频特性和相频特性的测试根据元件包中所提供元件，自己设计并搭建一个RC低通滤波器，测量该滤波器的幅频和相频特性曲线。要求输入Ui=1V，完成表4-8-1。
2．根据表4-8-1绘出幅频特性和相频特性曲线。
3．定量地画出在2 fc时，输出和输入的相位差波形。
六、注意事项
1．在测量频率特性曲线时，一定要注意输入的幅值保持不变。
2．在测相位差时，要保证示波器两个通道的零基线与荧光屏的横坐标重合。
3．信号源有50?的内阻，在选取RC元件参数时，应尽量避免选取小电阻、大电容。
七、实验报告要求
根据表4-8-1所测数据描绘出低通滤波器的幅频特性和相频特性曲线。
八、实验器材
1．函数发生器一台
2．晶体管毫伏表一台
3．示波器一台
4．电阻、电容、导线若干
5．面包板一个
一、实验目的
1．了解二阶高通滤波器的频率特性。
2．进一步掌握网络频率特性的测试方法。
3．测量二阶RC高通滤波器的幅频特性和相频特性。
二、实验预习与思考
1．如何用电阻和电容构成具有低通、高通、带通、带阻滤波特性的功能电路？
2．滤波电路的通频带和电路参数之间有怎样的关系？
3．试分析一阶滤波电路与二阶滤波电路的优缺点。
4．试用RC器件设计二阶高通滤波器，并计算出其截止频率。
三、实验原理
1．一阶高通滤波器如图4-9-1所示是一阶RC串联电路，若以电阻两端的电压作为输出，该电路具有高通的滤波特性。该电路的网络函数——电压转移比为：
其幅频和相频特性曲线如图4-9-2所示。
2．二阶高通滤波器如图4-9-3(a)所示为二阶高通滤波器的原理图，根据分压公式可求出该电路的传输函数电压转移比为：
从上式可以判断出，该电路具有高通的滤波特性，其幅频特性如图4-9-3(b)所示。
该电路的相频特性：
从上式可以看出，该电路的移相范围是：180°~0°。截止频率等于电路的固有频率，即：，此时，电路的相移为φ=52.55°，其相频特性如图4-9-3(c)所示。与一阶RC滤波电路相比，二阶RC滤波电路比同频带外信号的抑制能力更强，滤波效果更好。二阶电路的移相范围为180°～0?，比一阶电路的移相范围更大。
四、测试方法
该实验用到的测试方法有幅频特性、相频特性以及相位差的测试三种，均已在第四章实验八中做了详细介绍，在此不再赘述。
五、实验内容
1．幅频和相频特性的测试
根据元件包中所提供元件，自己设计并搭建一个二阶RC高通滤波器，测量该滤波器的幅频和相频特性曲线。要求输入Ui=3V，完成表4-9-1。
2．根据表4-9-1绘出幅频特性和相频特性曲线。
3．定量地画出在fc时，输出和输入的相位差波形。
六、注意事项
1．在测量频率特性曲线时，一定要注意输入的幅值保持不变。
2．在测相位差时，要保证示波器两个通道的零基线与荧光屏的横坐标重合。
七、实验报告要求
根据表4-9-1所测数据描绘出二阶高通滤波器的幅频特性和相频特性曲线。
八、实验器材
1．函数发生器一台
2．晶体管毫伏表一台
3．示波器一台
4．电阻、电容、导线若干
5．面包板一个
一、实验目的
1．进一步理解谐振电路的谐振特点。
2．掌握谐振频率、品质因数的测试方法。
3．掌握串联谐振电路频率特性的测试方法。
二、实验预习与思考
1．RLC串联谐振频率如何确定？改变电路的哪些参数可使电路发生谐振？电阻的阻值是否影响谐振频率？
2．自拟电路实现谐振电路谐振特性的测试，包括谐振频率f0、品质因数Q、频率特性。
三、实验原理
1．RLC串联谐振电路的条件含有电阻、电容和电感元件的单口网络，在某些工作频率上，出现端口电压和电流波形相位相同的情况时，称电路发生谐振。
如图4-10-1所示RLC串联电路，电路的转移函数电压转移比为：
因此，电路的谐振角频率和谐振频率分别为：
2．RLC串联电路的谐振特性
（1）谐振时，RLC串联回路的输入阻抗为纯电阻，激励电压与回路电流同相，电阻电压与电源电压相等且同相。
（2）谐振时，电感上的电压与电容上的电压幅值相等且反相（实际电路中，因电感有串联等效电阻、电容有并联等效电阻，因此电感两端的电压略高于电容电压），若品质因数Q>1，则谐振时，电容、电感电压是激励电压的Q倍，可实现电压放大。
其中，品质因数：
3．RLC串联谐振电路的频率特性
电路的网络函数电压转移比为：
由上式可知，当ω=0和ω=∞时，|H(jω)|=0；当ω=ω0电路发生谐振时，|H(jω)|=1达到最大，该电路具有带通的滤波特性。可根据截止频率的定义求出带宽为：
说明带宽与品质因数成反比，Q越大，带宽越窄，幅频特性越尖锐，对信号的选择性越好。如图4-10-2所示为不同Q值对应的频率特性曲线。在实际中，运用谐振电路可以从众多节目广播节目中选择出自己喜欢的节目。
四、测量方法
1．谐振频率的测量方法如图4-10-1所示，在输入端口加入正弦激励信号，用毫伏表检测电阻两端的输出电压，保持激励幅值不变，改变激励频率，当输出幅值最大时所对应的频率，即谐振频率f0。
同理，也可用如图4-10-3所示电路，以电容、电感两端总的电压作为输出，保持激励幅值不变，改变激励频率，用晶体管毫伏表检测输出，当输出最小时所对应频率，即为谐振频率f0。
也可用示波器同时检测激励和电阻响应波形，改变激励频率，当输出和输入同相时所对应频率，既为谐振频率f0。
2．频率特性的测量对于电路频率特性的测试方法在前面的实验中已有详细的介绍，在此不再赘述。
五、实验内容
1．谐振频率的测量选元件参数，搭建RLC串联谐振实验电路，并测量出该电路的谐振频率f0。
2．谐振电路幅频特性曲线的测量确定出谐振频率f0后，参考如表4-10-1所示的表格，测量出谐振电路的幅频特性曲线。
六、注意事项
1．由于实际电感线圈有电阻，所以谐振时，电感两端的电压并不是电路模型中的UL，测试出的数据略大于电容两端电压。
2．在测量过程中，注意量程的转化与选取。
3．测量谐振电路的频率特性时，应注意在谐振频率附近加大频率选取密度。
七、实验报告要求
1．根据实验数据，在坐标纸上绘出不同Q值下的幅频特性曲线。
2．根据实验结果总结RLC串联谐振电路的主要特点。
八、实验器材
1．函数发生器一台
2．晶体管毫伏表一台
3．双踪示波器一台
4．面包板一个、电容、电阻、电感若干
一、实验目的
1．了解带通滤波器的频率特性。
2．复习网络频率特性的测试方法。
3．测量RC带通滤波器的幅频特性和相频特性。
二、实验预习与思考
1．如何用电阻和电容构成具有带通滤波特性的功能电路？
2．滤波电路的通频带和电路参数之间有怎样的关系？
3．试用RC器件设计带通滤波器，并计算出其截至频率和最大输出。
三、实验原理
1．RC带通滤波器如图4-11-1是RC带通滤波电路。该电路的网络函数——电压转移比为：
从上式可以看出，该电路具有带通的滤波特性，其中心频率时，输出达到最大值，为输入的1/3。其幅频特性曲线如图4-11-1（b）所示。
该电路的相频特性：
从上式可以看出，该电路的移相范围是：90°～?90°。在中心频率f0，即，此时，电路的相移为 ，其相频特性如图4-11-1（c）所示。
四、测试方法
该实验用到的测试方法有幅频特性、相频特性以及相位差的测试三种，均已在第四章实验4.8中做了详细介绍，在此不再赘述。
五、实验内容
1．幅频和相频特性的测量根据元件包中所提供元件，自己设计并搭建一个RC带通滤波器，测量该滤波器的幅频和相频特性曲线。要求输入Ui=3V，完成表4-11-1。
2．根据上表绘出幅频特性和相频特性曲线。
3．定量地画出在10fc时，输出和输入的相位差波形。
六、注意事项
1．在测量频率特性曲线时，一定要注意输入的幅值保持不变。
2．在测相位差时，要保证示波器两个通道的零基线与荧光屏的横坐标重合。
七、实验报告要求
根据表4-11-1所测数据描绘出带通滤波器的幅频特性和相频特性曲线。
八、实验器材
1．函数发生器一台
2．晶体管毫伏表一台
3．示波器一台
4．电阻、电容、导线若干
5．面包板一个}