图 4 开始安装 如图 5 所示，程序安装完毕，点击完成。
2
图 5 安装完成 安装完成之后，桌面将自动生成 PocketLab 程序快捷方式，如图 6。
图 6 桌面快捷方式
2
2 驱动安装
程序安装完成后， 为了顺利使用 PocketLab 还需要安装驱动。 在 PC 端首次连接 PocketLab 硬件时，需要手动安装驱动文件。驱动文件名为 MSP430_CDC.inf，在安装程序所在文件夹位 置可以找到。 当找到驱动文件后，安装过程如下： 当首次连接 PocketLab 设备，打开开关，电源指示灯亮，电脑桌面左下角出现图 6(a)所 示；
2
图 6(d) 在其他设备中打开 PocketLab V1.0，弹出属性对话框，如图 6(e)所示；
图 1-15 KVL 验证电路
2
附录 I：PocketLab 的软件安装
本软件基于 Windows 系统的 PC 客户端使用，与 PocketLab 硬件配套使用，具有简易虚拟示 波器、信号发生器、直流电压表、波特分析仪以及逻辑分析仪等功能。
1 程序安装
双击 setup 安装程序，如图 1 所示，点击下一步；
图 1‐5 电感电压电流波形图 思考题： 1．比较图 1‐3 和 1‐5，理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。对于电感而言，电压相 位___________（超前 or 滞后）电流相位；对于电容而言，电压相位___________（超前 or 滞后）电流相位。 2．请根据测试波形，读取电感上电压，电流摆幅，验证电感的伏安特性表达式。 二、硬件实验 硬件实验采用 PocketLab 实验平台， 该平台集成了电压源， 信号发生器， 以及电压表、 示波器等多种虚拟测量仪器。其各个主要接口定义如图 1-6 所示。
图 1-2 电容电压电流波形图
图 1-3 思考题：
运算波形的调整方法
请根据测试波形，读取电容上电压，电流摆幅，验证电容的伏安特性表达式。 2. 电感伏安特性 请根据电容伏安特性测试仿真方法，自行设计电感特性的伏安特性测试。
2
图 1‐4 电感伏安特性实验电路
教学参考资料 仅供校内使用 未经授权，翻印必究
电路分析实验教程 （试用版）
东南大学信息科学与工程学院 电路与系统学科 二零一四年十一月
2
实验一 PocketLab 的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理
实验目的： 1. 熟悉仿真软件 Multisim 的使用，掌握基于软件的电路仿真和分析方法； 2. 熟悉 PocketLab 硬件实验平台，掌握基本功能的使用方法； 3. 熟悉恒压源与恒流源的基本特性及使用方法，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法； 4. 通过硬件实验熟悉电阻、电感和电容的伏安特性； 5. 通过硬件实验掌握基尔霍夫定律的应用。验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫 定律的理解。 实验原理： 1．恒压源是稳压电源，能保证负载（输出电流）变动的情况下，保持电压不变。而理想的 恒压源应该具有以下特点： a)不因负载(输出电流）变化而改变； b)不因环境温度变化而改变； c)内阻为零。 能够提供恒定电压的电路即为恒压源电路。 2．恒流源是输出电流保持恒定的电流源，而理想的恒流源应该具有以下特点： a)不因负载(输出电压)变化而改变； b)不因环境温度变化而改变； c)内阻为无限大（以使其电流可以全部流出到外面） 。 能够提供恒定电流的电路即为恒流源电路。 3．任一个二端元件，它的端电压 U 与通过该元件的电流 I 之间的函数关系 I=f（U）或 U =f （I）来表示，称为该元件的伏安特性，有时也称外部特性。如果将这种关系表示在 I－U 平 面上，则称为伏安特性曲线。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定元件的伏安特 性， 由测得的伏安特性可了解该元件的性质。 通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测 量法，简称伏安法。 线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律， 阻值是一个常数， 其伏安特性曲线是一条通过 坐标原点的直线。电阻值可由直线的斜率的倒数来确定，即 R=U/I。 在线性电路中，电感元件以电感量 L 表示。电感元件的伏安关系为 v=L(di/dt)。电感元 件两端的电压，除了电感量 L 以外，与电阻元件 R 不同，它不是取决于电流 i 本身，而是取 决于电流对时间的变化率（di/dt） 。 在线性电路中，电容元件以电容量 C 表示。电容元件的伏安关系是 i=C(dv/dt)。电容元 件中的电流，除了电容量 C 以外，与电阻元件 R 不同，它不是取决于电压 v 本身，而是取
图 1 安装程序欢迎界面 出现图 2， 可自定义应用程序目标目录， 默认目录为 C:\Program Files (x86)\虚拟实验室， 设置完成后，点击下一步；
图 2 安装目标目录
2
出现图 3，继续点击下一步；
图 3 安装准备界面 如图 4 所示，程序开始安装；
2
由于 PocketLab 无法测试电流，请测量电阻两端电压值换算成电流，记入数据表 1-2 中。
图 1-14 基尔霍夫验证电路 表 1-2 待测值 计算值 测量值 相对误差 思考题： 1.根据实验数据，选定节点，验证 KCL 的正确性。 I1 基尔霍夫验证电路 I2 I3 VB
2. 在图 1-15 所示电路中，选定任何一个环路，自行设计实验表格，在面包板上搭试电路， 测量节点电压，验证 KVL 的正确性。
图 6(a) 点击查看状态，系统会自动搜索驱动程序软件，如图 6(b)所示；
图 6(b) 当系统未能成功安装设备驱动时，会出现找不到驱动程序，如图 6(c)所示；
图‐6(c) 此时，需要手动安装驱动，右击“计算机” ，选择“属性” ，查看“设备管理器” ，如图 6(d)所示；
2
决于电压对时间的变化率（dv/dt） 。电压变化愈快，电容中的电流愈大，反之则愈小。 4．基尔霍夫定律是电路的基本定律，测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应 能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。即对电路中的任一个节点而言的，应有∑I=0； 对任何一个闭合回路而言，应有∑U =0。 实验预习： 1． 根据图 1-14 的电路参数，计算出待测的电流 I1，I2 和 I3 和各电阻上的电压值，记入表 1-2 中，以便实验测量时，可正确地选择安培表和电压表的量程，并将测试值与计算值 进行对比。
本次实验将使用 Pocketlab 的电压表、信号发生器和示波器。
2
直流电压表 操作说明：将待测的电压点通过引线接入 OSC1 或 OSC2 端口。 1） 在主面板 Function 功能中选择直流电压表； 2） 如图 1‐9，在直流电压表界面下，设定 CH1、CH2 的直流偏置，点击 Set 完成设置； 3） 点击 ON/OFF 开关，处于 ON 状态，上方将显示实时 CH1、CH2 信号的直流电压。
2
图 1-6 各部分主要功能如下：
PocketLab 核心硬件俯视图
USB MINI 接口：将 MINI USB 线的 MINI 端与 USB MINI 接口相连接，USB 端与 PC 端 USB 接 口连接，为 PocketLab 设备提供电源的同时作为数据通信接口。 电源开关：当 MINI USB 线将 PocketLab 硬件与 PC 相连接时，请将电源开关拨至 ON，设备 启动；当关闭设备时，请将电源开关拨至 OFF。 功能引脚区：有 2×9 个引脚，相关引脚功能见图 1‐7，其中： 1）SIG1、SIG2 分别是一通道输入和二通道输入； 2）OSC1、OSC2 分别是一通道输出和二通道输出； 3）GND 全部接地； 4）0~7 号是逻辑分析引脚。 OSC2 OSC1 SIG2 GND SIG1 0 7 1 6 2 5 3 4
图 1-1 电容伏安特性实验电路
仿真任务：选取 0.1μF 电容，4.7KΩ 电阻和正弦波信号源（Vpk=1，freq=2Khz） 。点击菜单 中 Simulate->Run，进行瞬态仿真。双击安捷伦示波器观看波形，如图 1-2 所示。在图中，
2
调整时间轴和幅度轴，显示通道 2 波形。点击 Math 数学运算按钮，在随后出现的绿色菜单 栏选择 1-2，实现通道 1-通道 2。继续选择 Setting 按钮，出现如图 1-3 的绿色菜单，进行相 减后波形的幅度和偏离设置，设置旋钮见图 1-3。
实验内容： 一、仿真实验 1. 电容伏安特性 根据图 1-1 所示电路，在 Multisim 中选取正弦波信号源、电容、电阻和示波器进行仿真 分析，得到电容的伏安特性。用示波器的通道 1 接电源电阻端，通道 2 接电阻电容端。 通道 2 显示的即为电容两端的电压波形。鉴于电流波形无法测试，因此在示波器上采用 （通道 1-通道 2）的电阻电压波形表征电流波形（电阻 R 上电压电流波形同相位） ，以 此观测电容上电流电压波形的关系。
图 1‐7 功能引脚区示意图 电源引脚区：提供 3.3V、5V、‐5V 三种电压，详见图 1‐8。 GND ‐5 ‐5 +5 +5 +3.3 +3.3
图 1‐8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 电源引脚区示意图 电源指示灯：显示设备工作状态，当指示灯亮，表明设备处于工作状态，反之设备关闭。 引脚指示灯：显示对应逻辑分析引脚电平状态，灯亮表示高电平，反之为低电平。
图 1‐9 直流电压表
信号发生器 硬件上将 SIG1 或 2 的信号用连线连接至电路的信号接入点。在主面板中选择信号
发生器面板；设置信号发生器的信号，点击 Set 即可。如图 1‐10 所示。
图 1‐10 信号发生器界面
2
示波器 硬件上将电路待测点的信号用引线接入 OSC1 或 OSC2 端口。在主面板中选择示波器面
板，Function 功能中选择示波器。选择合适的通道以及时间档和幅度档，点击 Run 即可。
如图 1‐11 为 1000Hz,1V 的双通道差分输出正弦波。