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(3) 半电压法测R0
如图2.4.2所示，当负载电压为被测网络开 路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数
确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。
(4) 零示法测UOC 图2.4.3
在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差。
被测有源网络VR0USU稳压电源为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图2.4.3所示.。
零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比 较，当稳压电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，测量此时稳压电源的输出电压， 即为被测有源二端网络的开路电压。
三、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名 称 可调直流稳压电源 可调直流恒流源 直流数字电压表 直流数字毫安表 万用表 可调电阻箱 电位器 戴维南定理实验电路板 型号与规格 0～30V 0～500mA 0～200V 0～200mA 0～99999.9Ω 1K/2W 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 备注 DG04 DG04 D31 D31 自备 DG09 DG09 DG05 四、实验内容 被测有源二端网络如图2.4.4。
R1=330Ω ISR3=510Ω10mAR2=510ΩR4=10Ω-US12V
图2.4.4
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1.测量图2.4.4有源二端网络的等效参数
要求：根据理论课所学知识及指导书实验原理部分，自行设计实验方案，自行设计实验步骤，自行设计实验表格，说明实验过程，计算理论值并与实验测量值进行比较。（最少设计两种方法，多者不限）
2.验证戴维南定理
要求：利用实验内容1中测得的实验数据，设计一种方法验证戴维南定理，自行设计实验方案，自行设计实验步骤，自行设计实验表格，说明实验过程。
3.有源二端网络等效内阻（又称入端电阻）的直接测量法
将被测有源二端网络内的所有独立源置零（将电流源I去掉，也去掉电压源，并在原电压端所接的两点用一根短路导线相连），然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档测定负载RL开路后A、B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻R0或称网络的入端电阻Ri。
五、实验思考题
1. 在求戴维南或诺顿等效电路时，作短路试验，测ISC的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？请实验前对线路2.4.4预先作好计算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。
2. 说明测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。 六、实验注意事项
1.注意测量时，电流表量程的更换。 2.步骤3中，电源置零时不可将稳压源短接。
3.用万用表直接测R时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。 4.改接线路时，要关掉电源。 七、实验报告要求
1.根据步骤1和2分别绘出曲线，验证戴维宁定理的正确性，并分析产生误差的原因。
2.归纳、总结实验结论。 3.心得体会及其他。
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实验五、RC一阶电路的响应测试
一、实验目的
1. 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。 2. 学习电路时间常数的测量方法。 3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。
4. 进一步学会用示波器观测波形。 二、实验原理
1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。
2.图2.5.1（b）所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。 3. 时间常数τ的测定方法:
用示波器测量零输入响应的波形如图2.5.1(a)所示。 根据一阶微分方程的求解得知uc＝Ume
-t/RC
＝Ume
-t/τ
。当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368Um。
此时所对应的时间就等于τ。亦可用零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得，如图2.5.1(c)所示。
UmUm 00
cc RUmUm
0.632 +cC 0.368 00τ τ
a) 零输入响应 (b) RC一阶电路 (c) 零状态响应
图 2.5.1
4. 微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的 RC串联电路， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当
uuttuutuut满足τ＝RC<<
T时（T为方波脉冲的重复周期），且由R两端的电压作为响应输出，则该2电路就是一个微分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。如图2.5.2 (a)所示。利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。
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CR
uiTR <
图2.5.2
若将图2.5.2(a)中的R与C位置调换一下，如图2.4.2 (b)所示，由 C两端的电压作为响应输出，且当电路的参数满足τ＝RC>>
T，则该RC电路称为积分电路。因为此时电路的2输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波转变成三角波。 从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与记录。 三、实验设备
序号 1 2 3 四、实验内容
实验线路板的器件组件，如图2.5.3所示，请认清R、C元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等。
名 称 函数信号发生器 双踪示波器 动态电路实验板 型号与规格 数量 1 1 1 备注 DG03 自备 DG07 0.01μ1000P30K10K10K4.7mH10mH1006800P1000P0.01μ
0.1μ图2.5.3
1. 从电路板上选R＝10KΩ，C＝6800pF组成如图2.5.1 (b)所示的RC充放电电路。ui为脉冲信号发生器输出的Um＝3V、f＝1KHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将
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0.1μ
10K1M1K沈阳建筑大学信息学院
激励源ui和响应uC的信号分别连至示波器的两个输入口YA和YB。这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，请测算出时间常数τ，并用方格纸按1:1 的比例描绘波形。 少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象。 2. 令R＝10KΩ，C＝0.1μF，观察并描绘响应的波形，继续增大C 之值，定性地观察对响应的影响。
3. 令C＝0.01μF，R＝100Ω，组成如图2.5.2 (a)所示的微分电路。在同样的方波激励信号（Um＝3V，f＝1KHz）作用下，观测并描绘激励与响应的波形。
增减R之值，定性地观察对响应的影响，并作记录。当R增至1MΩ时，输入输出波形有何本质上的区别？
4. 方波脉冲信号的观察和测定
(1) 将电缆插头换接在脉冲信号的输出插口上，选择方波信号输出。 (2) 调节方波的输出幅度为 3. 0VP－（用示波器测定），分别观测100Hz，3KHz和30KHzP方波信号的波形参数。
(3) 使信号频率保持在3KHz，选择不同的幅度及脉宽，观测波形参数的变化。 五、实验思考题
1. 什么样的电信号可作为RC一阶电路零输入响应、 零状态响应和完全响应的激励源？
2. 已知RC一阶电路R＝10KΩ，C＝0.1μF，试计算时间常数τ，并根据τ值的物理意义，拟定测量τ的方案。
3. 何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？ 它们在方波序列脉冲的激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功用？ 六、实验注意事项
1. 调节电子仪器各旋钮时，动作不要过快、过猛。实验前，需熟读双踪示波器的使用说明书。观察双踪时，要特别注意相应开关、旋钮的操作与调节。
2. 信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地）， 以防外界干扰而影响测量的准确性。
3. 示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，以延长示波管的使用寿命。 七、实验报告要求
1. 根据实验观测结果，在方格纸上绘出RC一阶电路充放电时化曲线，由曲线测得τ值，并与参数值的计算结果作比较，分析误差原因。
2. 根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变换的特征。
3. 心得体会及其他。
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