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实验电路中，若有一个电阻器改为二极管， 试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？ 七、实验报告
1. 根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证基尔霍夫定律与线性电路的叠加性。
2. 心得体会及其他。
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实验十 综合仿真实验
一、实验目的
1.验证最大功率传输的条件。
2.验证RC串联电路的微分、积分条件。 3.验证R、L、C串联电路的谐振条件。 二、原理说明
1.电源与负载功率的关系
图3.3.2可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R0 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，RL为可变负载电阻。
负载RL上消耗的功率P可由下式表示： 图3.3.2
IUR0++URLP?I2RL?(U)2RL，R0?RL当RL=0或RL=∞ 时，电源输送给负载的功率均为零。而以不同的RL值代入上式可求得不同的P值，其中必有一个RL值，使负载能从电源处获得最大的功率。
负载获得最大功率的条件
根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式中的RL为自变量，P为应变量，并使 dP/dRL=0，即可求得最大功率传输的条件：
(R0?RL)2?2RL(RL?R0)UdPdP?0,即?dRLdRL(R0?RL)4令(RL?R0)2?2RL(RL?R0)?0，解得:RL?R0当满足RL=R0时，负载从电源获得的最大功率为：
??2PMAXUU2U22?()RL?()RL?R0?RL2RL4RL这时，称此电路处于“匹配”工作状态。
2. 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3.3.3(a)所示。利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。
CR <
图3.3.3
若将图3.3.3(a)中的R与C位置调换一下，如图10-2(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- 47 -
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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。
3. 在图3.3.4所示的R、L、C串联电路中，当正弦交流信号源的频率 f改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f而变。 取电阻R上的电压uo作为响应，当输入电压ui的幅值维持不变时， 在不同频率的信号激励下，测出UO之值，然后以f为横坐标，以UO/Ui为纵坐标（因Ui不变，故也可直接以UO为纵坐标），绘出光滑的曲线，此即为幅频特性曲线，亦称谐振曲线， 如图3.3.5所示。 LC iR
图3.3.4
U0maxU0uuoU0max2ff1Ff0Ff2 图 3.3.5
在f＝f0＝
12?LC处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时XL＝
Xc，电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压Ui为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压ui同相位。从理论上讲，此时 Ui＝UR＝UO，UL＝Uc＝QUi，式中的Q 称为电路的品质因数。
电路品质因数Q值的两种测量方法
一是根据公式Q?ULUC测定，UC与UL分别为谐振时电容器C和电感线圈L上 ?UoUo的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f＝f2－f1，再根据Q＝
Q?fO求出Q值。式中f0为谐振频率，f2和f1是失谐时， 亦即输出电压的幅度下降
f2?f1到最大值的1/2 (＝0.707)倍时的上、下频率点。Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。 在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。 三、实验设备 序号 1 2
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名 称 微型电子计算机 Multisim软件 型号与规格 数量 1 1 备 注 沈阳建筑大学信息学院
四、实验内容
本实验为综合设计性实验，四道题目任选其中一个正确完成，本实验成绩为及格；任选其中两个正确完成，本实验成绩为中等；任选其中三个正确完成，本实验成绩为良好；全部正确完成，本实验成绩为优秀
题目一：设计一个实验方案证明最大功率传输的条件
要求：自行设计实验电路、自行安排实验步骤，并对实验数据进行分析得出结论
题目二：使用虚拟仪器中的信号源与示波器分别测量50Hz，1.5KHz和20KHz的三角波、方波、正弦波信号
要求：在坐标纸上画出上述信号的波形情况
题目三：设计一个实验方案证明RC串联电路的微分、积分条件
要求：自行设计实验电路、自行安排实验步骤，并对实验数据进行分析得出结论 题目四：设计一个实验方案证明R、L、C串联电路的谐振条件
要求：自行设计实验电路、自行安排实验步骤，并对实验数据进行分析得出结论 五、实验注意事项
1. 正确地选择电路中接地的位置。
2. 实验前，需熟读双踪示波器的使用说明书。 六、预习思考题
1、改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率值？ 2、要提高R、L、C串联电路的品质因数，电路参数应如何改变？ 3、电源电压的变化对最大功率传输的条件有无影响？ 七、实验报告
1. 根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论。 2. 心得体会及其他。
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实验九 基础仿真实验方案实例
1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。
2. 令U1电源单独作用。用万用表测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表9-1。
表 9-1 测量项目 实验内容 U1单独作用 U2单独作用 U1、U2共同作用 2U1单独作用 U1 (V) U2 (V) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) UAB (V) UCD (V) UAD (V) UDE (V) UFA (V) 3. 令U2电源单独作用，重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表9-1。 4. 令U1和U2共同作用， 重复上述的测量和记录，数据记入表9-1。 5. 将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表9-1。
实验十 综合仿真实验方案实例
1. 按图3.3.6接线。
图3.3.6.
2. 按表10-1所列内容，令RL在0~1K范围内变化时，分别测出UO、UL及I的值，表中UO，PO分别为稳压电源的输出电压和功率，UL、PL分别为RL二端的电压和功率，I为电路的电流。在PL最大值附近应多测几点。
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I++Us-ROmA-+UL-Rl+V-
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