电子测量实验

《电子测量实验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子测量实验（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、实验一示波器的使用、实验目的1 .熟悉低频信号发生器、脉冲信号发生器各旋钮、开关的作用及其使用方法。2 .初步掌握用示波器观察电信号波形，定量测出正弦信号和脉冲信号的波形参数。3 .初步掌握示波器、信号发生器的使用。 二、实验说明1 .正弦交流信号和方波脉冲信号是常用的电激励信号，可分别由低频信号发生器和脉 冲信号发生器提供。正弦信号的波形参数是幅值Um、周期T或频率f和初相；脉冲信号的波形参数是幅值 Um、周期T及脉宽tk。本实验装置能提供频率范围为 20Hz50KHz的 正弦涉及方波，并有 6位LED数码管显示信号的频率。正弦波的幅度值在05V之间连续可调，方波的幅度为 13.8V可调。2

2、 .电子示波器是一种信号图形观测仪器，可测出电信号的波形参数。从荧光屏的Y轴刻度尺并结合其量程分档选择开关Y轴输入电压灵敏度 V/div分档选择开关读得电信号的幅值；从荧光屏的 X轴刻度尺并结合其量程分档时间扫描速度t /div分档选择开关，读得电信号的周期、 脉宽、相位差等参数。为了完成对各种不同波形、不同要求的观察和测量，它还有一些其它的调节和控制旋钮，希望在实验中加以摸索和掌握。一台双踪示波器可以同时观察和测量两个信号的波形和参数。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1双踪示波器12低频、脉冲信号发生器1DG033交流毫伏表0 600V1D834频率计1DG03四、实验内容1 .双踪

3、示波器的自检将示波器面板部分的“标准信号”插口，通过示波器专用同轴电缆接至双踪示波器的Y轴输入插口 Ya或Yb端，然后开启示波器电源，指示灯亮。稍后，协调地调节示波器面板 上的“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等旋钮，使在荧光屏的中心 部分显示出线条细而清晰、亮度适中的方波波形；通过选择幅度和扫描速度，并将它们的微 调旋钮旋至“校准”位置，从荧光屏上读出该“标准信号”的幅值与频率，并与标称值1V, 1KHz作比较，如相差较大，请指导老师给予校准。2 .正弦波信号的观测(1)将示波器的幅度和扫描速度微调旋钮旋至“校准”位置。(2)通过电缆线，将信号发生器的正弦波输出口与

4、示波器的Ya插座相连。(3)接通信号发生器的电源， 选择正弦波输出。通过相应调节，使输出频率分别为 50Hz, 1.5KHz和20KHz由频率计读出；再使输出幅值分别为有效值0.1V, 1V, 3V由交流毫伏表读得。调节示波器丫轴和X轴的偏转灵敏度至合适的位置，从荧光屏上读得幅值及周期，记入表中。频率计读数所测项目正弦波信号频率的测定50Hz1500Hz20000Hz示波器“ t/div”旋钮位置一个周期占有的格数信号周期s计算所得频率Hz交流毫伏表读数所测项目正弦波信号幅值的测定0.1V1V3V示波器“ V/div ”位置峰一峰值波形格数峰一峰值计算所得有效值3 .方波脉冲信号的观察和测定(

5、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-p用示波器测定，分别观测100Hz ,3KHz和30KHz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、实验注意事项1 .示波器的辉度不要过亮。2 .调节仪器旋钮时，动作不要过快、过猛。3 .调节示波器时，要注意触发开关和电平调节旋钮的配合使用，以使显示的波形稳定。4 .作定量测定时，t/div”和“V/div”的微调旋钮应旋置“标准”位置。5 .为防止外界干扰，信号发生器的接地端与示波器的接地端要相连称共地。6 .不同品牌白示波器，各旋钮

6、、功能的标注不尽相同，实验前请详细阅读所用示波器的说 明书。7 .实验前应认真阅读信号发生器的使用说明书。六、预习思考题1 .示波器面板上“ t/div”和“V/div”的含义是什么？2 .观察本机“标准信号”时，要在荧光屏上得到两个周期的稳定波形，而幅度要求为五格， 试问丫轴电压灵敏度应置于哪一档位置？ “t/div”又应置于哪一档位置？3 .应用双踪示波器观察到如图12-1所示的两个波形，Ya和Yb轴的“ V/div”的指示均为0.5V, “t/div”指示为20 S,试写出这两个波形信号的波形参数。七、实验报告1 .整理实验中显示的各种波形， 绘制有代表性的波形。2 .总结实验中所用仪器

7、的使用 方法及观测电信号的方法。3 .如用示波器观察正弦信号时， 荧光屏上出现图12-2所示的几种情 况时， 试说明测试系统中哪些旋钮 的位置不对？应如何调节？4 .心得体会及其它。实验二函数信号发生器的调试、实验目的1 . 了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。2 .会用示波器测量波形的各种参数。3 .掌握正弦波失真调节、频率调节和幅度调节的方法。、实验仪器1 .双踪示波器2 .频率计三、实验原理图1-1函数信号发生器1 . ICL8038是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图 1-2所示。它由恒流源Ii 和以电压比较器 A和B、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。外接电

8、容 C由 两个恒流源充电和放电，电压比较器A、B的阈值分别为电源电压（指Ucc+Uee）的2/3和1/3。恒流源I1和I2的大小可通过外接电阻调节，但必须I2I1。当触发器的输出为低电平时，恒流源I2断开，恒流源I1给C充电，它的两端电压 UC随时间线性上升，当 Uc到达电源 电压的2/3时，电压比较器A的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高电平，恒流源I2接通，由于I2I1（设12=211）,恒流源I2将电流2I1加到C上反充电，相当于C由一 个净电流I放电，C两端的电压 UC又转为直线下降。当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器B的输出电压发生跳变，使触发器的输出由高电平跳变为原

9、来的低电平，恒流源I2断开，I1再给C充电，如此周而复始，产生振荡。假设调整电路，使 12=211 ,则触发器 输出为方波，经反相缓冲器由管脚输出方波信号。C上的电压UC,上升与下降时间相等，为三角波，经电压跟随器从管脚输出三角波信号。将三角波变成正弦波是经过一个非线性的变换网络（正弦波变换器）而得以实现，在这个非线性网络中，当三角波电位向两端顶点摆从管脚动时，网络提供的交流通路阻抗会减小，这样就使三角波的两端变为平滑的正弦波,输出，而尖端存在一点失真。旬mJ1TL图1-2 ICL8038原理框图2 . ICL8038管脚功能图正弦波失真度调整_ 正弦一输出 2-用波输出3占空比调整（外接电阻

10、制4频率调整（外樗电阻RB） 5+U86诅频偏置电压ICL8038141312正葩浦失真度调整11 -Use f 或地10外接电客c9 方波输出_L_调频电压输入瑞图1-3 ICL8038管脚图四、实验内容PTP7和PTP8用作扩展外接电容用，电容越小，频率越大，PS1、PS2、PS3对应值为1000P、0.01 f0.1 %1 .参考实验原理图1-1 ,对照实验箱集成函数信号发生器实际电路部分，连接好跳线PS3,正确连接电路电源线+12V和-12V从电源部分土 12V插孔用连接线接入，千万不要 接反，否则损坏集成芯片，打开直流开关通电。2 .连接好跳线PS4,用示波器观察 OUT为方波波形，

11、调节电位器 PRW2,测出方波的占 空比（单位周期内高电平所占整个周期的比例）范围情况，调节电位器 PRW1,测出方波的频率示波器在扫描速率为1mS档的情况下，一个周期的方波占一个格子为1KHz,也可用频率计直接测出 范围情况；调节电位器PRW5,测出方波的幅值峰 峰值范围情况，并都列表记录之。3 .连接好跳线 PS4,调节电位器 PRW2,使方波的占空比为 50%;调节电位器 PRW1, 使方波的频率为1KHz;调节电位器 PRW5,使方波的幅值为 5V峰峰值，把PS4换为PS5,用示波器观察 OUT为三角波波形，调节电位器PRW1 ,测出三角波的频率范围情况，调节电位器PRW5 ，测出三角

12、波的幅值峰峰值范围情况，并都列表记录之。 另外调节电位器PRW2 ， 观察三角波变为锯齿波 占空比不为50% 的情况。4 .连接好跳线 PS4,调节电位器 PRW2,使方波的占空比为 50%;调节电位器 PRW1, 使方波的频率为1KHz;调节电位器 PRW5,使方波的幅值为 5V峰峰值，把PS4 换为PS6,用示波器观察 OUT为正弦波波形，假设有明显失真，反复调节PRW3、PRW4 ，使正弦波无明显的失真一旦调好就不要再动PRW3 、 PRW4 ，调节电位器PRW1 ，测出正弦波的频率范围情况，调节电位器PRW5 ，测出正弦波的幅值峰峰值范围情况，并都列表记录之。5 .在断开电源情况下，分

13、别取 PS1和PS2连接，重复上述步骤。说明一下： PS1、 PS2、 PS3 相对应的电容值越小，输出频率越大，且不同的电容所对的频率段不同，每个频率段所包括的频率范围不同，故上述所有步骤所给的 1KHz的频率值不是很恰当，仅作为实验参考值。测量各种波形的频率、 占空比、 幅度要保证波形不是很明显失真，且在有效范围内，如调节 PRW5 阻值很小时，无论怎么调节 PRW1 、 PRW2 、 PRW3 、 PRW4 电位器仍无法有波形出现。原理图中还有一个一级无源低通滤波电路， PTP3 插孔处可以引入电容， 通过并入电容改变截止频率， 此滤波电路可以对正弦波起一定的滤波作用 由于无源滤波电路存

14、在负载效应， 效果不是很好，此引入滤波电路，抛砖引玉，具体滤波器的设计参考后续实验内容 ，有兴趣的同学可以接入调试一下， 不做要求， 方法： 断开 PS4、 PS5、 PS6 的连接， 接入 PS7、PS8,调节一个无明显失真的正弦波即可。实验三电子信号的测量晶体管共射极单管放大器、实验目的1 .掌握放大器静态工作点的调试方法，学会分析静态工作点对放大器性能的影响。2 .掌握放大器电压放大倍数、 输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。3 .熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、实验仪器1.2.3.4.双踪示波器 万用表 交流毫伏表 口斤友生群三、实验原理UiTRB1同IDRC2. 1K10nFRL2.4KRb2 和 Rb1组成的分压电路，并在发射极中接有电阻Re,以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的图2-1共射极单管放大器实验电路图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用输入端加入输入信号 Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相反，幅值被放大了的输出信号Uo,从而实现了电压放大。在图2-1电路中，当流过偏置电阻 Rbi和RB2的电流远大于晶体管 T的基极电流 旧时般510倍，则它的静态工作点可用下式估算,Ucc为供电电源，此为+12V。Ub二UccRB22-1Ub