电子测量实验

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1、实验一示波器的使用一、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及脉宽上。本实验装置能提供频率围为20Hz50KHz的正 弦波及方波，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、实验容1.

3、双踪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

4、波输出口与示波器的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Y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

5、脉冲信号的观察和测定（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

6、. 不同品牌的示波器,各旋钮、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Y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邱，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.

7、总结实验中所用仪器的使用 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。图 12-2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，其部框图如图1-2所示。它由恒流源I1和 12、电压比较器A和B、触发器、缓冲器和三角波变

8、正弦波电路等组成。外接电容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1211。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达到电源电 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I2=2I1），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

9、器的输出由高电平跳变为原来的低电平，恒流源I2断 开，I1再给C充电，如此周而复始，产生振荡。若调整电路，使I2=2I1，则触发器输出 为方波，经反相缓冲器由管脚输出方波信号。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，从管脚输出，而尖端存在一点失真。图1-2 ICL8038原理框图2. ICL8038管脚功能图正弦波失真度调整1ICL803814正弦泸输出213三角酒

10、输出 312正弦波失真度调整占空比调整（外接电阻做1411 -Uee （或地 1频率调整（外接电阻RB） 510外接电容C+Ucc 69方波输出调频偏置电压 78 调频电压输入端图1-3 ICL8038管脚图四、实验容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、0.0川f、0.1gfo1. 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OU

11、T为方波波形，调节电位器PRW2，测出方波的占空比（单位周期高电平所占整个周期的比例）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）围情况；调节电位器PRW5，测出方波的幅值（峰峰值）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 率围情况，调节电位器PRW5，测出三角波

12、的幅值（峰峰值）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，若有明显失真，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， 测出正弦波的频率围情况，调节电位器PRW5,测出正弦波的幅值（峰峰值）围情况， 并都列表记录之。5. 在断开电源情况下，分别取PS1和PS

13、2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，且在有效围，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在负载效应，效果不是很好，此 引入滤波电路，抛砖引玉，

14、具体滤波器的设计参考后续实验容），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。、实验仪器1. 双踪示波器2. 万用表3. 交流毫伏表4. 信号发生器三、实验原理图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

15、偏置电路采用RB2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 输入端加入输入信号U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U0,从而实现了电压放大。在图2-1电路中，当流过偏置电阻Rb1和RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB时（一 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。(2- 1)U 牝L UB R + R CC(2-2)电压放大倍数输入电阻U = U -1 (R + R )CE CC C C EA =-pbei B1be(2-3)(2-4)(2-5)(2-6)输出电阻 放大器静态工作点的测量与调试1）静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号U=0的情况下进行，即将放大器输入端与地端 短接，然后选用量程合适