南京信息工程大学 实验(实习)报告 实验(实习)名称 戴维南等效电路测量 实验(实习)日期 20xx年11月12日 得分 指导教师
院电子与信息工程 专业电子信息工程年级 班次 姓名 学号
1.实验目的:
熟悉和掌握多功能电表、电流表、电压表的使用方法和测量方法。
2.实验内容:
戴维南定理,是由法国科学家L·C·戴维南于1883年提出的一个电学定理。其内容是:一个含有独立电压源、独立电流源及电阻的线性网络的两端,就其外部型态而言,在电性上可以用一个独立电压源V和一个松弛二端网络的串联电阻组合来等效。在单频交流系统中,此定理不仅只适用于电阻,也适用于广义的阻抗。
对于含独立源,线性电阻和线性受控源的单口网络,都可以用一个电压源与电阻相串联的单口网络来等效,这个电压源的电压,就是此单口网络的开路电压,这个串联电阻就是从此单口网络两端看进去,当网络内部所有独立源均置零以后的等效电阻。
图1中,Uoc 称为开路电压,Ro称为戴维南等效电阻。在电子电路中,当单口网络视为电源时,常称此电阻为输出电阻,常用Ro表示;当单口网络视为负载时,则称之为输入电阻,并常用Ri表示。电压源Uoc和电阻Ro的串联单口网络,常称为戴维南等效电路。
当单口网络的端口电压和电流采用关联参考方向时,其端口电压电流关系方程可表示为:U=R0·i+Uoc。本实验通过实验验证戴维南定理的正确性,并借助多功能电表测量等效电阻、戴维南等效电压。
图1
3.实验步骤:
(1)根据电路图,从EWB元件器库中选择所需元器件,电池和地符号、4只电阻、一块电流表、一块电压表,根据需要修改参数,完成后其文件名保存文件,完成后的电路图如图2所示。
图2
(2)完成连线后,启动电源开关,并记录电流表和电压表的读数,由实验得知,
U=2.371V, I=5.045mA
(3)求A、B两端开路电压Eth和等效电阻Rth。首先将Rl电阻两端开路,用万用表电压档测量A、B两端开路电压Eth,如图3;在Rl电阻两端开路的同时,再将电池短路,用万用表欧姆档测量A、B两端等效电阻Rth,如图4。
图3 图4
由实验得知,
Eth=3.8094V, Rth=285.1Ω
(4)得到上述测量值Rth、Eth后,将电阻Rl和Rth、Eth、电流表、电压表重新连线,画出图5电路,启动电源开关,记录电流表和电压表的读数。
图
5
由实验得知,
U=2.371V, I=5.045mA
4.实验分析和总结
经过实验验证,利用戴维南定理求解电路是正确的。该实验使得我更加深刻地理解了戴维南定理,对电路知识有了更深的印象,并且初步掌握了EWB软件的使用方法。EWB软件是个功能强大的软件,它给我们带来了很大的方便,相信我们以后会经常用到这款软件,受益匪浅。
EWB数字钟实验报告
一、利用EWB设计用于秒计数和分计数的60进制(00-59)计数器,用于时计数的24进制(00-23)计数器和用于星期计数的7进制(1-7)计数器。
1.60进制计数器
电路截图
工作原理:选用两片74160芯片,左边一片为显示个位,右边一片为显示十位。当两片芯片同时计数到“60”时,转换为二进制为0110,000。控制CLR’端置0。
2.24进制计数器
电路截图
工作原理:选用两片74160芯片,左边一片为显示个位,右边一片为显示十位。当两片芯片同时计数到“24”时,转换为二进制为0010,0100。控制CLR’端置0。
3.7进制计数器
电路截图
工作原理:选用一片74160,当计数器数字为“7”即二进制为0111时,控制LOAD’端。LED显示1~7。.
二、.利用EWB设计具有秒、分、时、星期显示功能的基本数字钟。
电路截图
工作原理:本数字钟由一个七进制计数器、一个二十四进制计数器、两个六十进制计数器构成。七进制计数器显示星期、二十四进制计数器显示小时、两个六十进制计数器分别显示分和秒。秒进位分的原理是:当秒走到“59”时,控制分控计数器的时钟端,输入一个脉冲信号,即分显示一个脉冲。分进位小时同理。小时向星期进位的原理是:当小时走到“23”时,控制星期计数器的时钟端,输入一个脉冲信号,即星期显示一个脉冲。
三、利用EWB设计具有秒、分、时、星期显示功能,能够对分和时进行校准,具有整点报时功能的改进型数字钟。
电路截图(分、时校准电路)
工作原理:分别用两个开关控制两个计数器的时钟端,一端正常接上秒计数器的发出的信号脉冲,为正常工作状态,另一端接秒的时钟信号发生源。当需要调时时,按下开关,即计数器的时钟端接秒计数器的发出的信号脉冲,当走到要调到时间再次按下开关,即恢复到正常工作状态。
电路截图 (整点报时功能)
工作原理:电路应在整点前10秒钟内开始整点报时,即当时间在59分50秒到59分59秒期间时,报时电路报时控制信号。当时间在59分50秒到59分59秒期间时,分十位、分个位和秒十位均保持不变,分别为5、9和5,因此可将分计数器十位的QC和QA 、个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与,从而产生报时控制信号。
4.利用EWB设计数字钟的其它扩展功能,如闹钟、秒表、多功能切换、倒计时、日历、万年历等。
电路截图(秒表功能)
工作原理:秒表由一个一百进制计数器构成。时钟端接秒计数器的信号发生脉冲。开关C(CHANGG)切换功能,开关S(start)为秒表开始\z暂停。开关R为请开关。接计数器的清零端。
本次训练的心得体会:通过这几天对EWB软件的学习,我掌握了该软件的基本操作、各个电路的连接以及功能。发现该软件是一款端电工学生非常容易上手、实用性很强的软件。在实验过程中也遇到不少的问题、比如芯片的功能忘记、计数器的接法等等,这是我会去查数字电路的教科书或者选择询问老师,在这样的过程中提高自己的专注力。
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