电工电子综合实践报告资料文档格式.docx
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L、C元件上电流电压的相位关系、负反馈电路
班级：
2010电气工程及其自动化姓名：
李超
学号：
201002663252日期：
2011/2/17
实验一L、C元件上电流电压的相位关系
一、实验目的：
1、进一步了解在正弦电压激励下，L、C元件上电流、电压的大小和相位关系，了解电路参数和频率对它们的影响。
2、学习用示波器测量电流、电压相位差的方法。
3、学习用数字相位计进行相位测量。
二、实验内容
1、用示波器分析电感L上电流、电压的数量关系。
（1）、L=2mHR=10Ω f=10KHzUsP-P=1.5V
（理论计算：
XL=125.6Ω，Z=126Ω，IRP-P=0.0119A,URP-P=0.119V，ULP-P=1.495V，阻抗角=85.45O）
测出电感上电流与电压的波形如下图：
（1）实测：
f=10KHz，UsP-P=1.5V时，测得：
URP-P=0.13V，IRP-P=0.013A，ULP-P=1.5V，电感L上电流、电压的数量关系：
ULP-P=ILP-P*XL=0.013*2*3.14*10*1000*2*0.001=1.632V
其中：
XL=2*3.14*10*1000*2*0.001=125Ω
画出电感上电流与电压的相位关系：
（2）f=10KHz，UsP-P=3V
XL=125.6Ω，Z=126Ω，IRP-P=0.0238AURP-P=0.238V，ULP-P=2.99V，阻抗角=85.45O）
实测：
f=10KHz，UsP-P=3V，URP-P=0.24V，IRP-P=0.024A，ULP-P=1.5V，电感L上电流、电压的数量关系：
ILP-P=IRP-P=URP-P/R=（0.24/10）=24mA
ULP-P=ILP-P*XL=0.024*2*3.14*10*1000*2*0.001=3.0144V
XL=2*3.14*10*1000*2*0.001=125.6Ω
（3）f=20KHz，UsP-P=3V
XL=251.2Ω，Z=251.4Ω，IRP-P=0.0119AURP-P=0.119V，ULP-P=2.99V，阻抗角=87.7O）
IRP-P=0.012A，URP-P=0.12V，ULP-P=3.0V
分析电感L上电流、电压的数量关系：
ILP-P=IRP-P=URP-P/R=（0.12/10）=12mA
ULP-P=ILP-P*XL=0.012*2*3.14*20*1000*2*0.001=3.014V
XL=2*3.14*20*1000*2*0.001=251.2Ω
电感上的电压比电流超前：
φ=（12.5/50）*360=90O
信号频率对电感上电流、电压的影响：
当信号频率提高时，感抗增大，电压增大，电流下降。
2、用示波器的波形测量法和李沙育图形法测量f=10KHz，UsP-P=3V时，UL与IL间的相位关系。
（1）电感上电流与电压的波形：
（2）李沙育图形法：
φ=arcsin（2Y/2B）=arcsin（2.4/2.4）=90O
相位计测得：
φ=89.950
3、用示波器分析电容C上电流、电压的数量关系
（1）f=10Khz，Usp-p=1.5V
Xc=159Ω，Z=159.3Ω,IRp-p=9.4mA,Ucp-p=1.49V）
URp-p=93.5mV，Ucp-p=1.45V
分析电容上电流与电压的数量关系：
IRP-P=ICP-P=URP-P/R=（93.5/10）=9.35mA
UCP-P=ICP-P*XC=159*9.4=1.5V
（2）使f=10KHz，Usp-p=3V，测得：
URP-P=187.5mV，UCP-P=3.1V
IRP-P=ICP-P=URP-P/R=（187.5/10）=18.75mA
UCP-P=ICP-P*XC=159*18.75=2.98V
4、用李沙育图形和波形法测Uc和Ic之间的相位关系。
电容上电流比电压超前：
φ=（25/100）*360=90O
φ=arcsin（2Y/2B）=arcsin（3.0/3.0）=90O
φ=89.870
5、将测量数据列入表1-1中
L=1.8~2mH
USP-P
URP-P
IRP-P
oa
ob
2B
2Y
波形法
φ
f=10KHz
1.5V
0.13V
0.013A
X
3V
0.24V
0.024A
f=20KHz
0.12V
0.012A
12.5
50
90O
89.950
李沙育法
2.4
C=0.1uF
93.5mV
9.35mA
187.5mV
18.75mA
0.375V
37.5mA
18.75mA
25
100
89.870
3.0
三、实验分析：
1、用实验数据说明L、C上电流、电压的数值关系。
分析：
通过实验数据的分析，可以得出：
电感上的电压与电流之间的关系符合UL=IL*XL（XL=2πfL）
电容上的电压与电流之间的关系符合UC=IC*XC（XC=1/（2πfC））
四、实验结论：
通过电感、电阻的串联试验，可得出电感上电压比电流超前90O
通过电容、电阻的串联试验，可得出电容上电流比电压超前90O
另外，信号频率对电感上电流、电压的影响：
当信号频率提高时，感抗增大，电压增大，电流下降；
信号频率对电容上电流、电压的影响：
当信号频率提高时，容抗减小，电压下降，电流增大。
实验二负反馈电路
1．加深对负反馈放大电路放大特性的理解。
2．学习负反馈放大电路静态工作点的测试及调整方法。
3.掌握多级放大电路的电压放大倍数，输入电阻，输出电阻的测试方法。
掌握负反馈对放大电路动态参数的影响。
二、实验原理：
实际放大电路由多级组成，构成多级放大电路。
多级放大电路级联而成时，会互相产生影响。
故需要逐级调整，使其发挥发挥放大功能。
三、实验步骤
1.两级阻容耦合放大电路（无反馈）
两级阻容耦合放大电路图
（1）测输入电阻及放大倍数
由图可得输入电流Ii=107.323nA
输入电压Ui=1mA
输出电压Uo=107.306mV.
则由输入电阻
Ri=Ui/Ii=9.318kOhm.
放大倍数Au=Uo/Ui=107.306
（2）测输出电阻
输出电阻测试电路
由图可得输出电流
Io=330.635nA.
则输出电阻
Ro=Uo/Io=3.024kOhm.
（3）频率响应
幅频相应与相频相应
由左图可知当放大倍数下降到中频的0.707倍对应的频率为上限频率或下限频率。
由下表可知，中频对应的放大倍数是601.1943则上限频率或下限频率对应的放大倍数应为425.044左右。
故下限频率为fL=50.6330kHZ
上限频率为fH=489.3901kHZ
则频带宽度为438.7517kHZ
（4）非线性失真
当输入为10mA时开始出现明显失真，输出波形如下图所示
2.有串联电压负反馈的两级阻容耦合放大电路
有串联电压负反馈的两级阻容耦合放大电路图
（1）测输入电阻及放大倍数
由图可得输入电流Ii=91.581nA.输入电压Ui=1mA.输出电压Uo=61.125mV.
则由输入电阻Ri=Ui/Ii=10.919kOhm.
放大倍数Au=Uo/Ui=61.125
由图可得输出电流Io=1.636uA.
则输出电阻Ro=Uo/Io=611.247Ohm
由图可知当放大倍数下降到中频的0.707倍对应的频率为上限频率或下限频率。
由下表可知，中频对应的放大倍数是85.6793。
则上限频率或下限频率对应的放大倍数应为60.575左右。
故下限频率为fL=9.7757kHZ，上限频率为fH=3.0049MHZ
频带宽度为3.0049MHZ
当输入为21mA时开始出现明显失真，输出波形如下图所示
（5）验证Af1/F
由上图可知Xf=925.061uV.Xo=61.154mV.
又由负反馈中Af=Xo/Xi=61.154
F=Xf/Xo
1/F=Xo/Xf=66.1081
显然Af1/F
四、实验分析：
1、在降低放大倍数的同时，可以使放大器的某些性能大大改善
2、负反馈使放大器的净入信号有所减小，因而使放大器增益下降，但却改善了放大性能，提高了它的稳定性
五、实验结论
上述实验结论可知,放大电路中加了串联电压负反馈之后，电路的放大倍数，输入电阻，输出电阻，频带宽度以及非线性失真情况都发生了改变，比较之后可以得出以下结论：
串联电压负反馈可以减少电压放大倍数
串联电压负反馈可以增加输入电阻。
串联电压负反馈可以减少输出电阻。
串联电压负反馈可以扩展频带宽度。
串联电压负反馈可以改善非线性失真。
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