电子测量课程实验报告

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1、福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告课程名称： 电子测量技术姓 名：系： 电子信息工程系专 业： 电子信息工程年 级：学 号：指导教师：职 称：年月 日实验项目列表序号 实验项目名称 成绩 指导教师1 示波器、信号发生器的使用2 电子计数器的使用3 交流电压测量4567891011121314151617181920福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系： 电子信息工程系 专业： 电子信息工程 年级： 姓名： 学号： 实验课程： 电子测量技术基础 实验室号：_田 406 实验设备号： 10 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 实验一：示波器、信号发生器的使用1实验目的和要求

2、1）了解示波器的结构。2）掌握波形显示的基本原理、扫描及同步的概念。3）了解电子示波器的分类及主要技术性能指标。4）掌握通用示波器的基本组成及各部分的作用。5）了解各种信号发生器如正弦信号发生器、低频信号发生器、超低频信号发生器、函数信号发生器等的工作原理和性能指标以及信号选择。2实验原理在时域信号测量中，电子示波器无疑是最具代表性的典型测量仪器。它可以精确复现作为时间函数的电压波形（横轴为时间轴，纵轴为幅度轴） ，不仅可以观察相对于时间的连续信号，也可以观察某一时刻的瞬间信号，这是电压表所做不到的。我们不仅可以从示波器上观察电压的波形，也可以读出电压信号的幅度、频率及相位等参数。电子示波器是

3、利用随电信号的变化而偏转的电子束不断轰击荧光屏而显示波形的，如果在示波管的 X 偏转板（水平偏转板）上加一随时间作线性变化的时基信号，在 Y 偏转板（垂直偏转板）加上要观测的电信号，示波器的荧光屏上便能显示出所要观测的电信号的时间波形。若水平偏转板上无扫描信号，则从荧光屏上什么也看不见或只能看到一条垂直的直线。因此，只有当 X 偏转板加上锯齿电压后才有可能将波形展开，看到信号的时间波形。一般说来，Y 偏转板上所加的待观测信号的周期与 X 偏转板上所加的扫描锯齿电压的周期是不相同的，也不一定是整数倍，因而每次扫描的起点对待观测信号来说将不固定，则显示波形便会不断向左或向右移动，波形将一片模糊。这

4、就有一个同步问题，即怎样使每次扫描都在待观测信号不同周期的相同相位点开始。近代电子示波器通常是采用等待触发扫描的工作方式来实现同步的。只要选择不同的触发电平和极性，扫描便可稳定在待观测信号的某一相应相位点开始，从而使显示波形稳定、清晰。在现代电子示波器中，为了便于同时观测两个信号（如比较两个信号的相位关系） ，采用了双踪显示的办法，即在荧光屏上可以同时有两条光迹出现，这样，两个待测的信号便可同时显示在荧光屏上，双踪显示时，有交替、断续两种工作方式。交替、断续工作时，扫描电压均为一种，只是把显示时间进行了相应的划分而已。由于双踪显示时两个通道都有信号输入，因此还可以工作于叠加方式，这时是将两个信

5、号逐点相加起来后送到 Y 偏转板的。这种工作方式可模拟谐波叠加，波形失真等问题。同时，如果改变其中一个的极性，也可以实现相减的显示功能。这相当于两个函数的相加减。示波器除了用于观测信号的时间波形外，还可将两个相同或不同的信号分别加于垂直和水平系统，以观测两信号在 yx平面上正交叠加所组成的图形，如李沙育图形，它可用于观测两个信号之间的幅度、相位和频率关系。3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）1）函数信号发生器，型号 YB1634，指标：0.2Hz-2MHz，数量 2 台；2）双踪示波器，型号 YB4320A，指标：20MHz，数量 1 台。3）其它实验室常用工具。4操作方法与实验步骤4.1 操

6、作方法1）作好使用示波器前的调亮、聚焦、校正等准备工作。2）用示波器测量方波的上升时间和下降时间。3）用示波器显示、测量正弦波的重复周期及电压峰峰值。4）用示波器显示、测量三角波的波形对称度。4.2 实验步骤1）作好使用示波器前的调亮、聚焦和校正等准备工作（1） 打开示波器的电源开关后，先将示波器的两个通道的耦合方式置为地，然后分别通过调节示波器的辉度按钮“ ”来改变荧光屏亮点的辉1RW度即荧光屏的亮度，调节聚焦按钮“ ”和辅助聚焦按钮“ ”来使得2 3R电子束具有较细的截面，射到荧光屏上，以便在荧光屏上显示出清晰的聚焦很好的波形曲线。（2）分别对示波器的两个通道进行调零，然后调节示波器的 C

7、H1 的“位移”旋钮及 CH2 的“位移”旋钮，分别将通道 1 的扫描线及通道 2 的扫描线调至中心位置，以便更好的观察波形。（3）调节“扫描微调”旋钮至校准位，将校准信号接入通道 1，观测显示是否正确（其中示波器提供的是标准的 1KHZ） 。（4）按下“CH2”按钮，显示通道 2 的扫描线，调节“触发电平”旋钮至锁定位置。2）各种波形参数测量（1） 方波 上升时间 tr测量对示波器进行调零完之后，再用同轴电缆将示波器和信号发生器连接起来，在波形选择档选择方波的波形，当得到所要的方波波形之后，调节示波器的时基旋钮将波形展开，使波形放大，接着按下扫描因数5 的扩展键，调节水平旋钮，并调出两条水平

8、引线，以便对波形的高度即上升时间进行读数，具体的计算公式如下：上升时间 rt= 上升沿格数扫描时基刻度5下降时间 tf测量在上述测量上升时间的基础上，调节水平旋转钮，观察并读取其波形的下降时间，参考公式如下：下降时间 ft= 下降沿格数扫描时基刻度5直流偏置电压 V0测量在前两步的基础上，接着按下信号源的直流偏置按钮，并读出波形峰值的格数即高度 ，然后将 CH1 置为交流耦合并读波形峰值的格数 ，最后1g 2g按以下公式计算直流偏置电压 ：0直流偏置电压 V= ( 1g- 2)垂直幅度刻度（2） 正弦波 测量重复周期 0T及电压峰峰值 PU。在信号发生器的选择波形档选择正弦波，使信号源输出正弦

9、波波形，调节 CH1 的垂直幅度旋钮并读数，即正弦波波峰到波谷的格数，按照一下公式计算重复周期 0T及电压峰峰值 P。电压峰峰值 U= 波峰到波谷的格数垂直幅度刻度重复周期 0T= 单周期的格数扫描时基刻度（3） 三角波波形对称度 测量ba在信号发生器的选择波形档选择三角，使其输出三角波的波形图，同样按照对方波和正弦波的测量方法先调节 CH1 的垂直幅度旋钮，然后读数，最后参照下列公式计算波形对称度：上升时间 aT=上升沿格数扫描时基刻度下降时间 b=下降沿格数扫描时基刻度波形对称度= ba3）显示波形的观测（1）选择不同的触发极性按下“极性”按钮并观察波形显示，（2）选择不同的扫描速度选切换

10、信号源的频率档位，选择不同的扫描速度，调节扫描时基选钮并观察不同扫描速度下的波形显示，所观察到的波形如下所示：方波图形如下：上升时间 tr测量图形如下：下降时间 tf测量图形如下：正弦波图形如下： 三角波图形如下：（3） 观察交替扫描两个信号源分别输出不同频率、不同波形的信号，按下 CH2 按钮同时显示这两个信号，按下“交替触发”按钮并观察波形显示。（4）观察波形叠加两个信号源分别输出相同频率、不同波形的信号，按下 CH2 按钮同时显示这两个信号。按下“叠加”按钮并观察波形显示，所观察到的波形如下所示：（5）观察任意两种波形的 yx合成图形调节函数信号发生器和示波器，并通过示波器分别观察输出的

11、方波和正弦波的 yx合成图形、同频正弦波的 yx合成图形，并且调节其中一个正弦波的幅度并观察其图形的变化。从示波器上可以看出输出的为李沙如图形。方波和正弦波的 yx合成图形 两个同频正弦波的 yx合成图形6质疑、建议、问题讨论问题讨论：本实验体现了电子示波器的功能，可以显示电信号的波形，也可以测量瞬时信号，有直观性，电子示波器还可以精确复现作为时间函数的电压波形（横轴为时间轴，纵轴为幅度轴） ，这是电压表所做不到的。可以观察到高速变化的波形的细节，也可描绘出任意二个电压或电流的函数关系，我们不仅可以从示波器上观察电压的波形，也可以读出电压信号的幅度、频率及相位等参数。总结：通过本次实验我学到了

12、一些实际的操作，在课本上，我们只是没到了理论的知道，并没有实际的经验，这次的实验充分体现了电子示波器的基本特点，从而也知道了它的用途，基本上掌握了怎么用电子示波器，为后面的实验打下基础。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系： 电子信息工程系 专业： 电子信息工程 年级： 姓名： 学号： 实验课程： 电子测量技术基础 实验室号：_田 406 实验设备号： 10 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 实验二：电子计数器的使用1实验目的和要求（ 1） 掌握电子计数器测频、测周期和时间间隔的基本工作原理及其误差种类。（2）了解闸门时间、时标的基本概念及频率标准与校频的方法。5.3.2 实习内

13、容（1）利用电子计数器测频、测时间与周期，并进行基本误差分析。（2）频率标准与校频。2.实验原理测频原理计数器的测频原理如下图所示。f x 为输入待测信号频率，f 0 为时钟脉冲的频率。闸门信号 GATE 控制计数时间，F x 和 F0 两个计数器在同一时间 T内分别对 fx 和 f0 进行计数， f0 已知，时间 T 可由计数器 F0 的计数值算出。计数器 Fx 的计数值 Nx=fxT，计数器 F0 的计数值 N0f 0T。由于 Nx/fxN 0/f0T，则被测频率 fx 为：f x(N x/N0)f0开 关 脉 冲 发 生 器 显 示74LS1 CLK2MHz FXFOfxIn fxOUT

14、3GATE测频原理框图3. 主要仪器设备EE1641B 函数信号发生器/计数器；通用示波器 SS-7821/11；其它实验室常用工具。4.实验步骤利用函数信号发生器产生不同频率的方波信号，由通用示波器器对其进行测频，选择不同的闸门时间，对测量结果进行比较和分析。记录测量的频率值，并填写下表：10Hz 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 1MHz10ms0.1s1s10s5实验内容及实验数据记录5.1 实习内容（1）利用电子计数器测频、测时间与周期，并进行基本误差分析。（2）频率标准与校频5.2 实验数据记录10Hz 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 1MHz10ms

15、10.014 100.013 1.00075 10.0015 100.019 1.000060.1s 10.013 100.012 1.00011 10.0012 100.027 1.000161s 10.017 100.004 1.00034 10.0013 100.033 1.0001010s 10.1160 100.007 1.00022 10.0015 100.040 1.000004闸门时间信号频率闸门时间信号频率6质疑、建议、问题讨论（1）分析以上测量数据，在用电子计数器对频率进行测量中，闸门时间对测量精度有何影响？答：匣门时间与脉冲计数的相对误差成反比，在 Fx 不变的情况下，匣门时间越长，脉冲计数的相对误差就越大，测量精度就变小。（2）对于本实验系统而言，闸门时间的选择有何限制？答：在不使计数器产生溢出现象的前提下，应取匣门时间尽量大一些，以减少量化误差的影响，使测量的准确度最高。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系： 电子信息工程系 专业： 电子信息工程 年级：