電子測量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、指導(dǎo)書%大學(xué)信息工程學(xué)院2012.09實(shí)驗(yàn)一 直流穩(wěn)壓電源的輸出指示準(zhǔn)確度和紋波系數(shù)的測量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握萬用表和直流穩(wěn)壓電源的使用方法；2 掌握直流穩(wěn)壓電源輸出指示準(zhǔn)確度和紋波系數(shù)的測量方法。二 實(shí)驗(yàn)儀器YB1719型直流穩(wěn)壓電源一臺；TDS 1002型數(shù)字示波器一臺；萬用表一個(gè)。三 預(yù)習(xí)要求詳細(xì)閱讀有關(guān)萬用表和直流穩(wěn)壓電源的使用方法及注意事項(xiàng)。四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1 直流穩(wěn)壓電源的輸出指示準(zhǔn)確度的測量1 ) 測量原理輸出指示準(zhǔn)確度是直流穩(wěn)壓電源的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)， 一般用百分?jǐn)?shù)表示。 萬用 表的讀數(shù)即測量值 U 1，直流穩(wěn)壓電源的輸出刻度指示值為 U 2 ，則輸出指示準(zhǔn)確 度 A 如下：2)

2、 實(shí)驗(yàn)步驟a將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)節(jié)到較小位置，萬用表的 量程也置于適當(dāng)?shù)臋n位；b接通萬用表及直流穩(wěn)壓電源的電源開關(guān)，調(diào)節(jié)萬用表為適當(dāng)量程，從小 到大調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕， 即調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓，分別讀取電 源電壓指示值U2和萬用表的讀數(shù)Ui，并計(jì)入表1-1 ；C按公式計(jì)算每次測量的指示準(zhǔn)確度 Au，最后計(jì)算Au的平均值；d按上述步驟，測試電流輸出指示值12，萬用表讀數(shù)11，并計(jì)算電流輸出 指示準(zhǔn)確度Ai及其平均值，完成表1-2。表1-1電壓輸出指示準(zhǔn)確度的測量電壓輸出指示值u2萬用表讀數(shù)U1A平均值表1-2 電流輸出指示準(zhǔn)確度的測量電流輸出指示值丨2萬用表讀數(shù)1

3、1A平均值2直流穩(wěn)壓電源紋波系數(shù)的測量1）測量原理紋波系數(shù)是反映直流穩(wěn)壓電源輸出中交流成分大小的物理量，紋波系數(shù)定義為：其中，U2表示直流穩(wěn)壓電源輸出紋波電壓的峰-峰值，Ui為直流穩(wěn)壓電源輸 出電壓的最大額定值。紋波系數(shù)越小，說明直流穩(wěn)壓電源直流輸出的特性越好。2）實(shí)驗(yàn)步驟a將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)到較小位置；b打開直流穩(wěn)壓電源和示波器的電源開關(guān)，示波器的耦合方式置為“交流 耦合”方式；c將直流穩(wěn)壓電源的正極和負(fù)極分別與示波器的探頭和地端相接觸，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓為最大額定值，調(diào)節(jié)示波器使穩(wěn)壓電源的輸出紋波能比較清 晰地顯示在屏幕中間，觀察紋波波形并記錄其波形和峰 -

4、峰值，計(jì)入表1-3 ；d按公式計(jì)算紋波系數(shù) 。表1-3 直流穩(wěn)壓電源紋波系數(shù)的測量穩(wěn)壓電源輸出電壓的最大額定值U1穩(wěn)壓電源輸出紋波電壓u2紋波波形五實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理好測量數(shù)據(jù)，完成表1-1 , 1-2 , 1-3的填寫。六習(xí)題說明直流電源紋波電壓的產(chǎn)生原因，并列舉幾種紋波電壓的測量方法。實(shí)驗(yàn)二 交流和直流電壓的測量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握示波器和低頻信號發(fā)生器的使用方法；2 掌握示波器觀察信號波形和測量直流電壓、交流電壓的方法；3 掌握示波器探頭的使用和示波器 X-Y 掃描法。二 實(shí)驗(yàn)儀器TDS 1002型數(shù)字示波器一臺；DF1641B1型低頻信號發(fā)生器兩臺（其中一臺可以用合成信號發(fā)生器替代）;Y

5、B1713型直流穩(wěn)壓電源一臺。三 預(yù)習(xí)要求1 詳細(xì)閱讀有關(guān)低頻信號發(fā)生器和示波器的使用方法；2 詳細(xì)閱讀直流電壓、交流電壓的測量方法。四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1 直流電壓的測量1）將直流穩(wěn)壓電源的輸出信號作為示波器的 CH1（或CH2輸入信號，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出一定直流電壓；2）示波器的耦合選擇開關(guān)置“接地”，調(diào)節(jié)示波器的y位移，使水平基線與 x軸重合，此為零電平參考；3） 示波器的耦合選擇開關(guān)置“直流耦合”方式，掃描基線在y方向移動， 選擇合適的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)，使掃描基線出現(xiàn)在屏幕的有效范圍內(nèi)， 在表2-1中記 錄示波器上的電壓讀數(shù)和電壓波形。表2-1直流電壓的測量穩(wěn)壓電源指示電壓值（V）510152

6、025示波器觀測電壓值（V）示波器觀測電壓波形2正弦波電壓幅度、頻率的測量1）將函數(shù)發(fā)生器的輸出接至示波器 CH12）調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使之輸出一定幅度、頻率的正弦信號；3）按觀察正弦信號的方法設(shè)置和調(diào)節(jié)示波器各功能旋鈕，使屏幕上顯示穩(wěn)定的正弦波形;4）記錄示波器上顯示波形的電壓值和頻率值，將測量數(shù)據(jù)填入表2-2和表2-3。表2-2正弦波電壓幅度的測量固定正弦波頻率為1kHz，調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器顯示電壓值（V）0.00150.0150.151.515示波器讀數(shù)（V）表2-3正弦波電壓頻率的測量固定正弦波峰-峰值為1V,調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā) 生器顯示頻率值（Hz）202002000200002000002000

7、000示波器讀數(shù)（Hz）3李沙育圖形的測量1）調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使其產(chǎn)生一定幅度一定頻率的正弦波;2）示波器兩個(gè)通道分別接入頻率關(guān)系為一倍、兩倍、三倍關(guān)系的正弦波信 號，調(diào)節(jié)示波器，使每個(gè)通道顯示的信號幅度大致相同，按下“顯示”按鈕，在“格式”選項(xiàng)中選“ XY,則示波器顯示李沙育圖形；3）觀察和記錄得到的李沙育圖形，并分析兩個(gè)信號的相位關(guān)系，將測量結(jié) 果填入表2-4 o表2-4李沙育圖形的測量兩通道信號頻率關(guān)系（倍數(shù)）兩通道信號波形李沙育圖形1倍通道1信號波形：通道2信號波形：2倍通道1信號波形：通道2信號波形：3倍通道1信號波形：通道2信號波形：五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理好測量數(shù)據(jù)，完成表 2-1、

8、表 2-2 、表2-3 、表 2-4 的填寫。六 習(xí)題示波器的耦合選擇開關(guān)置“直流耦合”方式時(shí)，能否測量出交流信號的峰 峰值？置“交流耦合” 方式時(shí)，能否測量出復(fù)合信號 （同時(shí)包含直流和交流信號） 的瞬時(shí)值？實(shí)驗(yàn)三 普通調(diào)幅信號調(diào)幅系數(shù)的測量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握示波器和合成信號發(fā)生器的使用方法；2 掌握普通調(diào)幅（AM的原理；3 學(xué)會用示波器測量調(diào)幅信號的調(diào)幅系數(shù)。二 實(shí)驗(yàn)儀器TDS1002型示波器一臺；EE1461合成信號發(fā)生器一臺。三 預(yù)習(xí)要求1 詳細(xì)閱讀有關(guān)合成信號發(fā)生器和示波器的使用方法及注意事項(xiàng)；2 詳細(xì)閱讀有關(guān)普通調(diào)幅（AM的原理及用示波器測量調(diào)幅系數(shù)的方法。四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1普通調(diào)

9、幅（AM原理普通調(diào)幅是用低頻信號去控制高頻正弦波（載波）的振幅，使其隨調(diào)制信號波形的變化而呈線性變化。設(shè)載波為Uc u cm COS ct，調(diào)制信號為u U mCOS t（ = J，則普通調(diào)幅 信號為其中MU cm1為調(diào)幅系數(shù)，k為比例系數(shù)。圖3-1為u （t）、Uc（t）和UAM（t）的波形圖。從圖中并結(jié)合普通調(diào)幅圖3-1 普通調(diào)幅（AM）波形圖公式可以看出，調(diào)幅信號的振幅由直流分量Ucm和交流分量kU mCOS t相加而成，其中交流分量與調(diào)制信號成正比，或者說，普通調(diào)幅信號的包絡(luò)（信號振幅 各峰值點(diǎn)的連接）完全反映了調(diào)制信號的變化。圖3-2為普通調(diào)幅信號的產(chǎn)生原 理圖。圖3-2普通調(diào)幅信號

10、產(chǎn)生原理圖2調(diào)幅系數(shù)的測量1）測量原理由圖 3-1 可知 所以可求得調(diào)幅系數(shù) M 為2） 測量步驟a調(diào)節(jié)合成信號發(fā)生器，使其輸出調(diào)制頻率 1000Hz載波頻率10MHz調(diào)制系數(shù) 20的調(diào)幅信號，其中調(diào)制方式采用內(nèi)調(diào)制；b 調(diào)節(jié)示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度、水平偏轉(zhuǎn)靈敏度及示波器顯示出調(diào)幅波形，將調(diào)幅信號波形圖及有關(guān)數(shù)據(jù)填入表 3-1 ，并按公式計(jì)算調(diào)幅系數(shù) M ；c調(diào)整調(diào)幅系數(shù)分別為50%、80%，重復(fù)步驟b,完成表3-1 ;五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理好測量數(shù)據(jù)，完成表 3-1 的填寫，完成習(xí)題內(nèi)容。六 習(xí)題1 測量調(diào)幅信號波形時(shí)，能否使用數(shù)字示波器的自動設(shè)置按鈕，為什么？2 為顯示出調(diào)幅波形，示波器水平

11、偏轉(zhuǎn)因數(shù)（ t/div ）應(yīng)調(diào)為多大，為什么？3 為使調(diào)幅波形顯示穩(wěn)定，示波器觸發(fā)電平應(yīng)設(shè)為多大，為什么？4 表 3-1 中，當(dāng)調(diào)幅系數(shù)為 50%時(shí)，計(jì)算此時(shí)測量值 M 的絕對誤差和相對誤差。表3-1調(diào)幅系數(shù)的測量數(shù)據(jù)調(diào)幅系數(shù)20%50%80%調(diào)幅信號波形V/divt/div實(shí)驗(yàn)四 單調(diào)諧放大器幅頻特性的測量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握單調(diào)諧放大電路的原理；2 掌握 BT-300A 型掃頻圖示儀測量網(wǎng)絡(luò)幅頻特性的方法；二 實(shí)驗(yàn)儀器BT-300A型掃頻圖示儀一臺；高頻實(shí)驗(yàn)箱一臺；三 預(yù)習(xí)要求1 詳細(xì)閱讀有關(guān)掃頻圖示儀的使用方法及注意事項(xiàng)；2 詳細(xì)閱讀有關(guān)單調(diào)諧放大電路的原理。四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1 單調(diào)諧

12、放大器基本原理高頻小信號放大器電路是構(gòu)成無線電設(shè)備的主要電路， 它的作用是放大信道中的高頻小信號。 為使放大信號不失真， 放大器必須工作在線性范圍內(nèi)。 高頻小信號放大電路的基本類型是選頻放大電路， 它主要由放大器與選頻回路兩部分構(gòu) 成。本實(shí)驗(yàn)用三極管作為放大器件，LC諧振回路作為選頻器，原理圖如圖 4-1 在分析時(shí)，主要用如下參數(shù)衡量電路的技術(shù)指標(biāo)：中心頻率、增益、噪聲系數(shù)、 靈敏度、通頻帶和選擇性。2 單調(diào)諧放大器幅頻特性的測量1) 測量原理圖 4-1 單調(diào)諧放大器電路原理圖掃頻儀是根據(jù)掃頻法原理制成的示波器， 它可以直接顯示各種有源和無源網(wǎng) 絡(luò)及電子設(shè)備的頻率特性。掃頻儀包括掃頻信號發(fā)生器

13、、示波器、頻標(biāo)電路、檢 波探頭、掃描發(fā)生器。圖 4-2 為掃頻儀的組成框圖。圖 4-2 掃頻儀組成框圖如圖 4-3 所示，掃頻信號發(fā)生器在掃描電壓的作用下， 產(chǎn)生一種輸出頻率隨 時(shí)間在一定范圍內(nèi)變化而幅度恒定的正弦波電壓， 并把這種頻率連續(xù)變化的電壓 加到被測網(wǎng)路的輸入端。由于被測網(wǎng)絡(luò)對不同頻率的輸入信號的放大倍數(shù)不同， 所以被測網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓不再維持等幅， 其輸出信號的包絡(luò)將按被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻 特性作相應(yīng)的變化。 用包絡(luò)檢波器檢出輸出被測網(wǎng)絡(luò)信號的包絡(luò)， 得到的包絡(luò)圖 形就是被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線。 把這個(gè)圖形信號加于示波器的 Y 軸通道，同時(shí) 把掃描發(fā)生器產(chǎn)生的同步掃描電壓加到 X 軸通道，

14、根據(jù)波形顯示原理， 此時(shí)在示 波管上得到該被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線。2) 測量步驟a接通電源，衰減置OdB,選寬掃，頻標(biāo)方式選100,把檢波器接到射頻輸出，再用電纜將檢出的信號送至 丫輸入通道，調(diào)節(jié)丫移位與丫增益旋鈕，使圖形曲線在屏幕有效面積內(nèi)便于觀測，一旦調(diào)定，丫移位與丫增益旋鈕不可再動，此時(shí)的電平線作為OdB電平線；b在實(shí)驗(yàn)箱上找到本次實(shí)驗(yàn)所用的單元電路，接通電源，按下+12 V總電源開關(guān)Ki，以及本實(shí)驗(yàn)單元電源開關(guān)Kiioo；c將掃頻儀的輸出探頭接到電路的輸入端 (TPiioi)，掃頻儀的檢波探頭接到 電路的輸出端(TP102)，然后在放大器的射極和調(diào)諧回路中分別接入不同阻值的 電阻。d調(diào)節(jié)“粗衰減”與“細(xì)衰減”旋鈕，使屏幕上波形波峰的高度與OdB電平線一致，此時(shí)的衰減讀數(shù)即為放大器的