第一篇：1實(shí)驗(yàn)二疊加原理的驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)二疊加定理的驗(yàn)證

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?． 驗(yàn)證疊加定理。

2． 加深對(duì)電路的電流、電壓參考方向的理解。

3． 學(xué)習(xí)通用電工學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用方法。

4． 學(xué)習(xí)萬用表、電壓表、電流表的使用方法。

二、實(shí)驗(yàn)儀器及元件

1．通用電學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)1臺(tái)

2．?dāng)?shù)字萬用表UT61A1塊

3．電阻100Ω1支

220Ω1支

330Ω1支

三、實(shí)驗(yàn)電路

疊加原理指出：在有幾個(gè)獨(dú)立電源共同作用下的線性電路中，通過每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。具體方法是：一個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，其他的電源必須置為零（電壓源短路，電流源開路）；在求電流或電壓的代數(shù)和時(shí)，當(dāng)電源單獨(dú)作用時(shí)電流或電壓的參考方向與共同作用時(shí)的參考方向一致時(shí)，符號(hào)取正，否則取負(fù)。

疊加原理反映了線性電路的疊加性，疊加性只適用于求解線性電路中的電流、電壓。對(duì)于非線性電路，疊加性不再適用。

在本實(shí)驗(yàn)中，用直流穩(wěn)壓電源來近似模擬理想電壓源，由其產(chǎn)生的誤差可忽略不計(jì)，這是因?yàn)橹绷鞣€(wěn)壓電源的等效內(nèi)阻很小。

+U-+U2-

圖1—1驗(yàn)證疊加定理電路

四、實(shí)驗(yàn)方法

1．首先粗調(diào)好直流穩(wěn)壓電源，使其兩路輸出U1、U2均在10V以下，最大不得超過14V。

2．按照實(shí)驗(yàn)電路圖1—1接線，經(jīng)過老師檢查無誤后，方可開始實(shí)驗(yàn)。

3．測(cè)量U1、U2兩個(gè)電源共同作用下的電路響應(yīng)：

? 將電路中ef、gh、jk三處分別用短接線短接；

? 用萬用表測(cè)量電源U1、U2的準(zhǔn)確電壓值；

? 用萬用表測(cè)量k、m兩點(diǎn)之間的電壓值，即R3支路的電壓響應(yīng)Ukm；

? 斷開ef間的短接線，在ef之間接入直流電流表測(cè)量R1支路的電流響應(yīng)I1； ? 同樣方法，再次測(cè)量R2、R3支路的電流響應(yīng)I2和I3；

? 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄入表1—1中。

4.測(cè)量電源U1單獨(dú)作用下的電路響應(yīng)：

? 將電路中ef、gh、jk三處分別用短接線短接；

? 斷開電源U2，將c、d兩點(diǎn)用短接線短接；

? 用萬用表測(cè)量k、m兩點(diǎn)之間的電壓值，即R3支路的電壓響應(yīng)Ukm；

? 斷開ef間的短接線，在ef之間接入直流電流表測(cè)量R1支路的電流響應(yīng)I1； ? 同樣方法，再次測(cè)量R2、R3支路的電流響應(yīng)I2和I3；

? 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄入表1—1中。

5.測(cè)量電源U2單獨(dú)作用下的電路響應(yīng)：斷開電源U1，接入U(xiǎn)2，重復(fù)上一步驟測(cè)量。

五、注意事項(xiàng)

1．每次使用萬用表之前要檢驗(yàn)其檔位是否正確，切不可用電流檔測(cè)量電壓，也不可帶電測(cè)量電阻。

2．要注意U1、U2單獨(dú)作用時(shí)，電路中電流I1、I2的實(shí)際流向。

3.某電源單獨(dú)作用時(shí)，注意“不作用”電源的處理方法。

六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

表1—

1七、回答問題

1．驗(yàn)證疊加原理時(shí)，如果電源內(nèi)阻不可忽略，實(shí)驗(yàn)如何進(jìn)行？

2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析、比較，來驗(yàn)證線性電路的疊加性，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

3．在驗(yàn)證疊加原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，各電阻器件所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并作說明。

第二篇：實(shí)驗(yàn)基爾霍夫定律疊加原理的驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)基爾霍夫定律及疊加原理的驗(yàn)證

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性，加深對(duì)基爾霍夫定律的理解。

2．學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測(cè)量各支路電流的方法。

3．驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，從而加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。

二．實(shí)驗(yàn)原理

基爾霍夫定律是電路的基本定律,測(cè)量某電路的各支路電流及多個(gè)元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律和電壓定律。即對(duì)電路中的任一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言,應(yīng)有∑I＝0；對(duì)任何一個(gè)閉合回路而言，應(yīng)有∑U＝0。

運(yùn)用上述定律時(shí)必須注意電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。

疊加原理指出：在有幾個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵(lì)信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減?。吮稌r(shí)，電路的響應(yīng)（即在電路其他各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減?。吮?。

三．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1．直流電壓表0～20Ｖ

2．直流毫安表

3．恒壓源（+6V，+12V，0～30V）

4．實(shí)驗(yàn)線路板

四．實(shí)驗(yàn)電路

基爾霍夫定律實(shí)驗(yàn)線路如圖2—1所示

疊加原理實(shí)驗(yàn)線路如圖2-2所示。

五．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

基爾霍夫定律

1．實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路的電流參考方向，如圖中的I1、I2、I3所示，并熟悉線路

結(jié)構(gòu)，掌握各開關(guān)的操作使用方法。

2．分別將E1、E2兩路直流穩(wěn)壓源（E1為+6V，+12V切換電源，E2接0～30V可調(diào)直流穩(wěn)壓源）接入電路，令E1＝6V，E2＝12V。

3．熟悉電源插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“＋、－”兩端。

4．將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插座中，讀出并記錄電流值。5．用直流數(shù)字電壓表分別測(cè)量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記入

數(shù)據(jù)表2-1中

疊加原理

1．E1為+6V、+12V切換電源，取E1=+12V，E2為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源調(diào)至+6V； 2．令E1電源單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān)K1投向E1側(cè)，開關(guān)K2投向短路側(cè)），用直流電壓表和毫安表（接電流插頭）測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，3．令Ｅ2電源單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān)K1投向短路側(cè)，開關(guān)Ｋ2投向Ｅ２側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟２的測(cè)量和記錄。

4．令Ｅ1和Ｅ2共同作用時(shí)（開關(guān)Ｋ1和Ｋ2分別投向Ｅ1和Ｅ2側(cè)），重復(fù)上述的測(cè)量和記錄。

5．將Ｅ2的數(shù)值調(diào)至＋12Ｖ，重復(fù)上述3項(xiàng)的測(cè)量并記錄。

數(shù)據(jù)記入表格2—2。表2—

2六．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1．所有需要測(cè)量的電壓值，均以電壓表測(cè)量的讀數(shù)為準(zhǔn)，不以電源表盤 指示值為測(cè)量的電壓值。

2．防止電源兩端碰線短路。

3．若用指針式電流表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要識(shí)別電流插頭所接電流表的“＋、－”極性，倘若不換接極性，則電表指針可能反偏（電流為負(fù)值時(shí)），此時(shí)必須調(diào)換電流表極性，重新測(cè)量，此時(shí)指針正偏，但讀得的電流值必須冠以負(fù)號(hào)。

4．用電流表測(cè)量各支路電流時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性及數(shù)據(jù)表格中“＋、－”號(hào)的記錄。5．注意儀表量程的及時(shí)更換。

七．預(yù)習(xí)思考題

1．根據(jù)圖1-1的電路參數(shù)，計(jì)算出待測(cè)的電流I1、I2和I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。

2．實(shí)驗(yàn)中，若用萬用表直流毫安檔測(cè)各支路電流,什么情況下可能出現(xiàn)毫安表指針反偏，應(yīng)如何處理，在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，則會(huì)有什么顯示

3．疊加原理中E1、E2分別單獨(dú)作用，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（E1或E2）置零（短接）？

4．實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管，試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？

八．實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個(gè)節(jié)點(diǎn)，驗(yàn)證KCL的正確性。2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個(gè)閉合回路，驗(yàn)證KVL的正 確性。

3．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，進(jìn)行分析、比較、歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性。

4．各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。

5．通過實(shí)驗(yàn)步驟6及分析數(shù)據(jù)表格1-3，你能得出什么樣的結(jié)論？ 6．誤差原因分析。心得體會(huì)及其他

第三篇：實(shí)驗(yàn)一基爾霍夫定律與疊加原理的驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)一 基爾霍夫定律與疊加原理的驗(yàn)證

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.驗(yàn)證基爾霍夫定律和疊加定理的正確性，加深對(duì)基爾霍夫定律和疊加定理的理解。

2.學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測(cè)量各支路電流。

二、原理說明

基爾霍夫定律是電路的基本定律。測(cè)量某電路的各支路電流及每個(gè)元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律（KCL）和電壓定律（KVL）。即對(duì)電路中的任一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言，應(yīng)有ΣI＝0；對(duì)任何一個(gè)閉合回路而言，應(yīng)有ΣU＝0。

疊加原理指出：在有多個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵(lì)信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減小K 倍時(shí)，電路的響應(yīng)（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。

運(yùn)用上述定律原理時(shí)必須注意各支路或閉合回路中電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（一）基爾霍夫定律的驗(yàn)證

(a)DGJ-

2(b)TX型設(shè)備實(shí)驗(yàn)電路圖

型設(shè)備實(shí)驗(yàn)電路圖

圖2-1驗(yàn)證基爾霍夫定律和疊加定理實(shí)驗(yàn)電路圖

DGJ-2型設(shè)備實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1(a),用DGJ-03掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理”線路。TX型設(shè)備實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1(b),需要自行連接電路。

1.實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路和三個(gè)閉合回路的電流正方向。圖2-1中的I1、I2、I3的方向已設(shè)定。三個(gè)閉合回路的電流正方向可設(shè)為ADEFA、BADCB和FBCEF。

2.分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令U1＝12V，U2＝6V。

3.熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“＋、－”兩端。4.將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插座中，讀出并記錄電流值。

（二）疊加定理的驗(yàn)證

DGJ-2型設(shè)備實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1(a),用DGJ-03掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理”線路。TX型設(shè)備實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1(b),需要自行連接電路。

1.將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為12V和6V，接入U(xiǎn)1和U2處。

2.令U1電源單獨(dú)作用（將開關(guān)K1投向U1側(cè)，開關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表2-1。

3.令U2電源單獨(dú)作用（將開關(guān)K1投向短路側(cè)，開關(guān)K2投向U2側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表2-1。

4.令U1和U2共同作用（開關(guān)K1和K2分別投向U1和U2側(cè)），重復(fù)上述的測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表2-1。

5.將U2的數(shù)值調(diào)至＋12V，重復(fù)上述第3項(xiàng)的測(cè)量并記錄，數(shù)據(jù)記入表2-1。

五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1．所有需要測(cè)量的電壓值，均以電壓表測(cè)量的讀數(shù)為準(zhǔn)。U1、U2也需測(cè)量，不應(yīng)取電源本身的顯示值。

2.防止穩(wěn)壓電源兩個(gè)輸出端碰線短路。

3.用指針式電壓表或電流表測(cè)量電壓或電流時(shí)，如果儀表指針反偏，則必須調(diào)換儀表極性，重新測(cè)量。此時(shí)指針正偏，可讀得電壓或電流值。若用數(shù)顯電壓表或電流表測(cè)量，則可直接讀出電壓或電流值。但應(yīng)注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負(fù)號(hào)應(yīng)根據(jù)設(shè)定的電流參考方向來判斷。

六、預(yù)習(xí)思考題

1.根據(jù)圖2-1的電路參數(shù)，計(jì)算出待測(cè)的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。

2.實(shí)驗(yàn)中，若用指針式萬用表直流毫安檔測(cè)各支路電流，在什么情況下可能出現(xiàn)指針反偏，應(yīng)如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，則會(huì)有什么顯示呢？

3.在疊加原理實(shí)驗(yàn)中，要令U1、U2分別單獨(dú)作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？

4.實(shí)驗(yàn)電路中，若添加一個(gè)二極管，試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定節(jié)點(diǎn)A，驗(yàn)證KCL的正確性。

2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個(gè)閉合回路，驗(yàn)證KVL的正確性。3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，進(jìn)行分析、比較，歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性。

4.各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？ 試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。

5.通過實(shí)驗(yàn)步驟6及分析表格2-2的數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？心得體會(huì)及其他。

實(shí)驗(yàn)二 日光燈電路及功率因數(shù)的提高

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系。2.掌握日光燈線路的接線。

3.理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。

二、原理說明圖6-1RC串聯(lián)電路

1.在單相正弦交流電路中，用交流電流表測(cè)得 各支路的電流值，用交流電壓表測(cè)得回路各元件兩 端的電壓值，它們之間的關(guān)系滿足相量形式的基爾 霍夫定律，即ΣI＝0和ΣU＝0。

2.圖6-1所示的RC串聯(lián)電路，在正弦穩(wěn)態(tài)信 R阻值改變時(shí)，UR的相量軌跡是一個(gè)半園。U、UC與UR三者形成一個(gè)直角形的電壓三 角形，如圖6-2所示。R值改變時(shí)，可改 變?chǔ)战堑拇笮。瑥亩_(dá)到移相的目的。

3.日光燈線路如圖6-3所示，圖中 A

是日光燈管，L 是鎮(zhèn)流器，S是啟輝器，圖6-3 日光燈線路原理圖

RUc

號(hào)U的激勵(lì)下，UR與UC保持有90o的相位差，即當(dāng)圖6-2相量圖

C 是補(bǔ)償電容器，用以改善電路的功率因數(shù)（cosφ值）。有關(guān)日光燈的工作原理請(qǐng)自行翻閱有關(guān)資料。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

圖

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，將自耦調(diào)壓器輸出(即U)調(diào)至220V。記錄U、UR、UC值，驗(yàn)證電壓三角形關(guān)系。

1.按圖6-1 接線。R為220V、40W的白熾燈泡，電容器為4.7μF/450V。

2.圖6-4日光燈電路圖

按圖6-4接線。經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后，接通實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，將自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V，記錄功率表、電壓表讀數(shù)。通過一只電流表和三個(gè)電流插座分別測(cè)得三條支路的電流。改變

注：表中C0為功率因數(shù)最大時(shí)的電容值。

五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1.本實(shí)驗(yàn)用交流市電220V，務(wù)必注意用電和人身安全。2.功率表要正確接入電路。

3.線路接線正確，日光燈不能啟輝時(shí)，應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。

六、預(yù)習(xí)思考題

1.參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。

2.在日常生活中，當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時(shí)，人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點(diǎn)亮（DGJ-04實(shí)驗(yàn)掛箱上有短接按鈕，可用它代替啟輝器做試驗(yàn)。）；或用一只啟輝器去點(diǎn)亮多只同類型的日光燈，這是為什么？

3.為了改善電路的功率因數(shù)，常在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器，此時(shí)增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時(shí)感性元件上的電流和功率是否改變？

4.提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法，而不用串聯(lián)法？所并的電容器是否越大越好？

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.完成數(shù)據(jù)表格中的計(jì)算，進(jìn)行必要的誤差分析。

2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別繪出電壓、電流相量圖，驗(yàn)證相量形式的基爾霍夫定律。3.討論改善電路功率因數(shù)的意義和方法。4.裝接日光燈線路的心得體會(huì)及其他。

第四篇：疊加原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證線性電路中的疊加原理以及其適用范圍。

2、學(xué)習(xí)直流儀器儀表的測(cè)試方法。

二、實(shí)驗(yàn)器材 序號(hào)

名稱

數(shù)量

備注

穩(wěn)壓、穩(wěn)流源

DG04

直流電路實(shí)驗(yàn)

DG05

直流電壓、電流表

D31-2

三、實(shí)驗(yàn)原理 疊加原理指出：在有多個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵(lì)信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減小 K 倍時(shí)，電路的響應(yīng)（即在電路其他各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小 K 倍。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 實(shí)驗(yàn)線路如圖3-4-1所示。

圖3-4—1

1、按圖3-4-1，取 U 1 ＝+12V，U 2 調(diào)至+6V。

2、U 1 電源單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān) S1撥至 U1側(cè)，開關(guān) S2撥至短路側(cè)），用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表格中。

3、U 2 電源單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān) S 1 撥至短路側(cè)，開關(guān) S 2 撥至 U 2 側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)量和記錄。

4、令 U 1 和 U 2 共同作用時(shí)（將開關(guān) S1和

S2分別撥至 U 1 和 U 2 側(cè)），重復(fù)上述的測(cè)量和記錄。

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析

線性疊加定理數(shù)據(jù)記錄表

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 I? I? I? Uab Ucd Uad Ude Ufa U? 單獨(dú)作用 8.360-2.274 6.313 2.378 0.845 3.26 4.351 4.379

U? 單獨(dú)作用-1.06 3.586 2.422-3.46-1.24 1.245-0.59-0.537 U? ,U? 共同作用 7.423 1.231 8.761-1.248-0.411 4.413 3.797 3.783

非線性疊加定理數(shù)據(jù)記錄表

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 I? I? I? Uab Ucd Uad Ude Ufa U? 單獨(dú)作用 8.556-2.23 6.296 0.38 0.663 3.161 4.395 4.397 U? 單獨(dú)作用 0.041 0.041 0.045-0.002 5.872 0 0 0 U? ,U? 共同作用 7.82 0 7.836-0.002-2.089 3.957 3.974 3.953 電源單獨(dú)作用時(shí)，將另外一出開關(guān)投向短路側(cè)，不能直接將電壓源短接置零。

電阻改為二極管后，疊加原理不成立。

六、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 測(cè)量電壓、電流時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性與電壓、電流的參考方向一致，這樣紀(jì)錄的數(shù)據(jù)才是準(zhǔn)確的。

第五篇：通信原理實(shí)驗(yàn)二

通信原理實(shí)驗(yàn)二

數(shù)字鎖相環(huán)

一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解數(shù)字鎖相環(huán)的基本概念

2、熟悉數(shù)字鎖相環(huán)與模擬鎖相環(huán)的指標(biāo)

3、掌握全數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)

二 實(shí)驗(yàn)儀器

1、JH5001 通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 2、20MHz 雙蹤示波器

3、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

三 實(shí)驗(yàn)原理和電路說明

數(shù)字鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖2.2.1 所示，其主要由四大部分組成：參考時(shí)鐘、多模分頻器（一般為三種模式：超前分頻、正常分頻、滯后分頻）、相位比較（雙路相位比較）、高倍時(shí)鐘振蕩器（一般為參考時(shí)鐘的整數(shù)倍，此倍數(shù)大于20）等。數(shù)字鎖相環(huán)均在FPGA 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，其工作過程如圖2.2.2 所示。

在圖2.2.1，采樣器1、2 構(gòu)成一個(gè)數(shù)字鑒相器，時(shí)鐘信號(hào)E、F 對(duì)D 信號(hào)進(jìn)行采樣，如果采樣值為01，則數(shù)字鎖相環(huán)不進(jìn)行調(diào)整（÷64）；如果采樣值為00，則下一個(gè)分頻系數(shù)為（1/63）；如果采樣值為11，則下一分頻系數(shù)為（÷65）。數(shù)字鎖相環(huán)調(diào)整的最終結(jié)果使本地分頻時(shí)鐘鎖在輸入的信道時(shí)鐘上。

在圖2.2.2 中也給出了數(shù)字鎖相環(huán)的基本鎖相過程與數(shù)字鎖相環(huán)的基本特征。在鎖相環(huán)開始工作之前的T1 時(shí)該，圖2.2.2 中D 點(diǎn)的時(shí)鐘與輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘C 沒有確定的相關(guān)系，鑒相輸出為00，則下一時(shí)刻分頻器為÷63 模式，這樣使D 點(diǎn)信號(hào)前沿提前。在T2 時(shí)刻，鑒相輸出為01，則下一時(shí)刻分頻器為÷64 模式。由于振蕩器為自由方式，因而在T3 時(shí)刻，鑒相輸出為11，則下一時(shí)刻分頻器為÷65 模式，這樣使D 點(diǎn)信號(hào)前沿滯后。這樣，可變分頻器不斷在三種模式之間進(jìn)行切換，其最終目的使D 點(diǎn)時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘沿在E、F 時(shí)鐘上升沿之間，從而使D點(diǎn)信號(hào)與外部參考信號(hào)達(dá)到同步。在該模塊中，各測(cè)試點(diǎn)定義如下：

1、TPMZ01：本地經(jīng)數(shù)字鎖相環(huán)之后輸出時(shí)鐘（56KHz）

2、TPMZ02：本地經(jīng)數(shù)字鎖相環(huán)之后輸出時(shí)鐘（16KHz）

3、TPMZ03：外部輸入時(shí)鐘÷4 分頻后信號(hào)（16KHz）

4、TPMZ04：外部輸入時(shí)鐘÷4 分頻后延時(shí)信號(hào)（16KHz）

5、TPMZ05：數(shù)字鎖相環(huán)調(diào)整信號(hào)

四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及觀測(cè)結(jié)果

準(zhǔn)備工作：用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)64KHz 的TTL 信號(hào)送入數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)測(cè)試端口J007（實(shí)驗(yàn)箱左端）。1.鎖定狀態(tài)測(cè)量

用示波器同時(shí)測(cè)量TPMZ03、TPMZ02 的相位關(guān)系，測(cè)量時(shí)用TPMZ03 同步；

由上圖可看出，將64KHz 的TTL 信號(hào)送入端口J007時(shí)，TPMZ03、TPMZ02上升沿對(duì)齊，環(huán)路鎖定。

2.數(shù)字鎖相環(huán)的相位抖動(dòng)特性測(cè)量 數(shù)字鎖相環(huán)在鎖定時(shí)，輸出信號(hào)存在相位抖動(dòng)是數(shù)字鎖相環(huán)的固有特征。測(cè)量時(shí)，以TPMZ03 為示波器的同步信號(hào)，用示波器測(cè)量TPMZ02，仔細(xì)調(diào)整示波器時(shí)基，使示波器剛好容納TPMZ02 的一個(gè)半周期，觀察其上升沿?？梢杂^察到其上升較粗（抖動(dòng)），其寬度與TPMZ02 周期的比值的一半即為數(shù)字鎖相環(huán)的時(shí)鐘抖動(dòng)。

由上圖可看出上升較粗（抖動(dòng)）寬度約為0.45格，整個(gè)周期約是6.2格，因而數(shù)字鎖相環(huán)的時(shí)鐘抖動(dòng)為0.45/(6.2*2)=0.0363。

3.鎖定過程觀測(cè)

用示波器同時(shí)觀測(cè)TPMZ03、TPMZ02 的相位關(guān)系，測(cè)量時(shí)用TPMZ03 同步； 復(fù)位通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，則FPGA 進(jìn)行初始化，數(shù)字鎖相環(huán)進(jìn)行重鎖狀態(tài)。此時(shí)，觀察它們的變化過程（鎖相過程）。

在第一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容鎖相狀態(tài)測(cè)量時(shí)，觀測(cè)TPMZ03、TPMZ02 的波形上升沿對(duì)齊，環(huán)路鎖定。復(fù)位通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，波形隨即變?yōu)閮芍本€，如上圖，然后幾秒后又重新恢復(fù)鎖定狀態(tài)。4.同步帶測(cè)量

（1）用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)64KHz 的TTL 信號(hào)送入數(shù)字信號(hào)測(cè)試端口J007。用示波器同時(shí)測(cè)量TPMZ03、TPMZ02 的相位關(guān)系，測(cè)量時(shí)用TPMZ03 同步；正常時(shí)環(huán)路鎖定，該兩信號(hào)應(yīng)為上升沿對(duì)齊。

（2）緩慢增加函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，直至TPMZ03、TPMZ02 兩點(diǎn)波形失步，記錄下失步前的頻率。

（3）調(diào)整函數(shù)信號(hào)發(fā)生器頻率，使環(huán)路鎖定。緩慢降低函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，直至TPMZ03、TPMZ02 兩點(diǎn)波形失步，記錄下失步前的頻率。

（4）計(jì)算同步帶。

同步帶=66.12KHz-61.88 KHz=4.24 KHz。

5.捕捉帶測(cè)量

（1）用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)64KHz 的TTL 信號(hào)送入數(shù)字信號(hào)測(cè)試端口J0007。用示波器同時(shí)測(cè)量TPMZ03、TPMZ02 的相位關(guān)系，測(cè)量時(shí)用TPMZ03同步；在理論上，環(huán)路鎖定時(shí)該兩信號(hào)應(yīng)為上升沿對(duì)齊。

（2）增加函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，使TPMZ03、TPMZ02 兩點(diǎn)波形失步；然后緩慢降低函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，直至TPMZ03、TPMZ02 兩點(diǎn)波形同步。記錄下同步一刻的頻率。

上圖同步一刻的頻率是66.03KHz。

（3）降低函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，使TPMZ03、TPMZ02 兩點(diǎn)波形失步；然后緩慢增加函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率，直至TPMZ03、TPMZ02 兩點(diǎn)波形同步。記錄下同步一刻的頻率。

（4）計(jì)算捕捉帶。

捕捉帶=66.03-62.07=3.96KHz。

六 實(shí)驗(yàn)總結(jié)

（1）分析總結(jié)數(shù)字鎖相環(huán)與模擬鎖相環(huán)同步帶和捕捉帶的大致關(guān)系。

對(duì)于這次數(shù)字鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2，還有查閱相關(guān)資料，可以了解到數(shù)字鎖相環(huán)在鎖定時(shí)，輸出信號(hào)存在相位抖動(dòng)是數(shù)字鎖相環(huán)的固有特征。也正是由于這個(gè)相位抖動(dòng)特性，使得數(shù)字鎖相環(huán)的同步帶和捕捉帶的帶寬相對(duì)較窄，有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4、5加以驗(yàn)證，而且同步帶與捕捉帶大致相等。

第一次實(shí)驗(yàn)?zāi)M鎖相環(huán)，同步帶，捕捉帶的寬度都很大，而且我測(cè)得的同步帶帶寬要比捕捉帶帶寬大了約5KHz，數(shù)字鎖相環(huán)的同步帶捕捉帶還沒有5KHz。（2）實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)

這次實(shí)驗(yàn)是緊承著上一次實(shí)驗(yàn)的，我覺得自己做實(shí)驗(yàn)過程中沒有遇到太大障礙，就是在實(shí)驗(yàn)原理方面掌握的不是太好,自己覺得對(duì)雙蹤示波器和函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的操作還是挺熟練的，沒有在波形顯示上遇到問題。