电工电子基础实验思考题答案

思考题1.调整函数信号发生器的“AMPLITUDE”(幅度)旋钮或双踪示波器的“VOLTS/DIV”(垂直偏转灵敏度)旋钮都能使显示波形的垂直幅度发生变化。请说明其实质性差别及分别适用于什么情况。答：其实质性差别是：调整函数信号发生器的“AMPLITUDE”(幅度)旋钮可以改变输出信号的幅度。调整双踪示波器的“VOLTS/DIV”(垂直偏转灵敏度)旋钮只对输出波形的幅度进行放大和缩小，并不会改变输出信号的幅度。适用情况：调整函数信号发生器的“AMPLITUDE”(幅度)旋钮是根据技术指标获得所需的输出信号的幅度。调整双踪示波器的“VOLTS/DIV”(垂直偏转灵敏度)旋钮是为了更好地观察输出波形。2.调整函数信号发生器的频率旋钮或双踪示波器的“TIME/DIV”(水平偏转灵敏度)旋钮都能使显示波形的水平宽度发生变化。请说明其实质性差别及分别适用于什么情况。答：其实质性差别是：调整函数信号发生器的频率旋钮可以改变输出信号的频率。调整双踪示波器的“TIME/DIV”(水平偏转灵敏度)旋钮只对输出波形在x轴方向上进行放大和缩小，并不会改变输出信号的频率。适用情况：调整函数信号发生器的频率旋钮是根据技术指标获得所需的输出信号的频率。调整双踪示波器的“TIME/DIV”(水平偏转灵敏度)旋钮是为了更好地观察输出波形。3.调整函数信号发生器的频率旋钮或调整函数信号发生器的“RAMP/PULSE”或“AYM”(锯齿波/脉冲波)旋钮都能使输出信号的频率发生变化。请说明其实质性差别及分别适用于什么情况。答：实质性差别：调整函数信号发生器的频率旋钮可以改变三种（正弦波或锯齿波或脉冲波）输出波形中的任何一种信号的频率；调整函数信号发生器的“RAMP/PULSE”或“AYM”(锯齿波/脉冲波)旋钮只改变锯齿波的斜率、脉冲波的占空比，并不会改变锯齿波或脉冲波的频率。适用情况：调整函数信号发生器的频率旋钮是根据技术指标获得所需的输出信号的频率。调整函数信号发生器的“RAMP/PULSE”或“AYM”(锯齿波/脉冲波)旋钮是在调好技术指标所需的输出信号的频率的基础上，再调整锯齿波的斜率或脉冲波的占空比。1.全响应可分解为零输入响应和零状态响应。试分析图2-7-2(b)，图2-7-3(b)中分别对应方波信号前、后各半个周期的响应中包含了哪些分量?答:图2-7-2(b)前半周期(0tT/2)有外激励无内激励是零状态响应,后半周期(T/2tT)有内激励而无外激励所以是零输入响应；图2-7-3(b)前半周期(0tT/2)全响应，后半周期(T/2tT)零输入。概念：零输入响应：是输入为0，仅由电路非零初始状态所引起的响应。零状态响应：零状态响应即零初始状态响应是电路仅有外激励引起的响应。2.步骤8中0.047μF和1μF电容上的电压响应包含了哪些响应?(按对应方波信号前、后半周分别分析)答:前半周期(0tT/2)，0.047μf和1μf有外激励和内激励（当输入信号和初始状态不为零时，电路的响应是输入激励信号和初始状态共同产生的），所以即有零输入响应，又有零状态响应,即为全响应；后半周期(T/2tT)，0.047μf和1μf只有内激励而无外激励，所以只有零输入响应。3.一个周期信号，可用一系列的阶跃信号来表示，请把图2-7-2(a)周期信号中的第一个周期用阶跃信号来表示。(写出电压表达式并画出波形图)答:1.步骤5中如果将电压表的“+”端接实验板的3端测电压，Vocb结果如何?为什么？答：此时电路如图所示Vocb减小，原因是电压表内阻的分流。++++－－－－Vs1234NoAVV2.实验步骤5的方法避免了电压表内阻对测量开路电压的影响。类似地，如果电流表内阻与等效电源内阻相比较不能忽略时，仍用电流表直接测量短路电流Isc，必将产生很大的误差。为避免这种误差可采用什么方法?画出测试电路并简要说明测试方法。答：消除电流表内阻对测量产生误差的一种方法如上图所示，调整v使电压表读数为零，此时电流表的读数即为短路电流R1、R2均为100Ω，如果我们要测R1的阻值，直接测1、2端得到的是R1//R2的值50Ω，而非100Ω结论：不可直接在电路中测量某个电阻的阻值，因为这样测量的结果实际上是该电阻所在电路中的等效电阻值。例：用万用表测量电路中的某个电阻时，对测量结果的影响。正确的测量方法：是将R1电阻断开后，再进行测量1.改变图5.7.5电路中电容、电感、电阻的值，会产生什么结果CLR结果增大--------f0变小,通带变宽,且幅频曲线整体向低频区域平移减小--------f0变大,通带变窄,且幅频曲线整体向高频区域平移----增大----f0变小,通带变窄,且幅频曲线整体向低频区域平移----减小----f0变大,通带变宽,且幅频曲线整体向高频区域平移--------增大f0不变,通带变宽,幅频曲线变矮胖--------减小f0不变,通带变窄,幅频曲线变瘦高2.理想运算放大器的主要特点有哪些？线性状态下理想运放的特性：(1)“虚短”特性。运算放大器的“+”端和“－”端之间等电位。“+”端和“－”端指的是同相输入端和反向输入端，不是正负极。(2)“虚断”特性。运算放大器的输入端电流等于零。理想运放的主要特性：开环差模电压放大倍数差模输入电阻差模输出电阻频带宽度共模抑制比输入失调电压、输入失调电流、输入失调电压温漂、输入失调电流温漂都为零输入偏置电流转换速率（压摆率）噪声电压udAidR0odRBWCMRKIOUIOITUddIOTIddIO0IBIRS0NU3.通过仿真实验，分别阐述5种网络的幅频特性。高通网络：此RC电路对输入频率较高的信号有较大的输出，而对输入频率较低的信号则衰减较大。即高频信号容易通过。低通网络：此RL电路对输入频率较低的信号有较大的输出，而对输入频率较高的信号则衰减较大。即直流和低频信号容易通过。带通网络：此RCL电路对输入频率在一定范围内的信号有较大的输出，而对输入频率高于这个频率范围上限以及低于这个频率范围下限的信号则衰减较大。带阻网络：此双T电路对对输入频率高于某个频率范围上限以及低于这个频率范围下限的信号有较大的输出，而输入频率在一定范围内的信号则衰减较大。双谐振网络：对输入频率在一定范围内的信号有较大的输出，而对输入频率高于这个频率范围上限以及低于这个频率范围下限的信号则衰减较大。因为是双谐振，所以有两个谐振点，也就有两个通带。4.用74161+74151，74161+74138，74161+74153分别设计产生序列码1011001；画出原理图与波形图。1.如果fo和fo’不等，且误差较大，你认为哪个更准确?为什么?fo’更准确。因为fo是观察交流毫伏表指针摆起最大时所对应的那个频率，这样人为的目测并不是很准确。再加上本电路的Q值不是很大，所以谐振点的电压最大值看的并不是那么清晰。而双迹法观察所得比较的直观，波形重合时就是相位差为0，此时对应的频率就是谐振点。2.串联谐振时，Vrto为什么不等于Vs?理论上是相等的，但是实际上不是，原因是电感上的绕线电阻与串联电路相比不可忽略，绕线电阻分压了。3.分析电路中R的大小对Q值的影响。Q值的大小对通频带B及I—f串联谐振曲线形状的影响。R增大：不影响fo；Q变小；B变宽；I—f串联谐振曲线变矮胖R减小：不影响fo；Q变大；B变窄；I—f串联谐振曲线变瘦高4.可以根据半功率点Vrt=0.707Vrto的结论，用交流毫伏表测量电压的方法确定半功率点的频率。简要叙述测试方法。调节频率，保证Vs=1V，找到Vrt=0.707Vrto的两个半功率点5.用一只标准电容器，运用谐振原理设计测试未知电感的方案。画出测试电路，简要说明测试原理。调整信号源，使电路产生谐振。当电路谐振时有ωoL=1/(ωoC)，根据此公式可求出L6.带通电路，设R、L、C均为理想元件，已知：R的值，谐振点频率fo，两个半功率点频率f1，f2，求：L和C的值。由Q=ωoL/R=1/(ωoRC)=/R=fo/(f2－f1)得Q值L=QR/ω0C=1/Qω0R注意：ω=2πf