電子測量實驗報告1

1、電子測量技術(shù)實驗報告姓名：何永琪學(xué) 號： 11291265教師：姜學(xué)東實驗日期：2013.11.2示波器波形參數(shù)測量、實驗?zāi)康氖煜な静ㄆ鞯耐ㄟ^示波器的波形測量，進(jìn)一步鞏固加強(qiáng)示波器的波形顯示原理的掌握, 使用技巧。1、熟練掌握用示波器測量電壓信號的峰峰值、有效值及其直流分量;2、熟練掌握用示波器測量電壓信號周期及其頻率；3、熟練掌握用示波器在單蹤方式和雙蹤方式下測量兩信號的相位差。二、實驗預(yù)習(xí)1、認(rèn)真閱讀示波器（SS-7802A/7804）的使用手冊，熟悉示波器常用旋鈕以及使用步驟。2、電壓信號的峰峰值可以直接從示波器的顯示屏中光標(biāo)的讀數(shù)讀出；有效值則是用峰值（峰彳1=峰峰值X 0.5）除以

2、應(yīng)即可得到；直流分量則是可以通過示波器的DC/AC按鍵來改變其分量從而測得。3、電壓信號的頻率可以直接從示波器的顯示屏中讀出數(shù)據(jù)，再用 1除以此數(shù)據(jù)即可得到該 電壓信號的周期。4、單蹤方式：把待測的兩個信號分別與示波器連接，記錄下兩個信號起始點的差值即可計算出相位差。（觸發(fā)源選擇外觸發(fā)）5、雙蹤方式：把待測的兩個信號一起接入示波器的兩個通道，記錄下兩個信號的起始點的差值即可計算出相位差。（觸發(fā)源選擇外觸發(fā)）三、實驗儀器與設(shè)備1、信號發(fā)生器、示波器2、電阻、電容四、實驗內(nèi)容1、測量1kHz的三角波信號的峰峰值及其直流分量。2、測量1kHz的三角波經(jīng)過下圖阻容移相平波后的信號V0的峰峰值及其直流分

3、量。Vi信號輸入）丫中夠相后的信號3、測量1kHz的三角波的周期及其頻率。4、用單蹤方式測量三角波、Vo兩信號間的相位差。5、用雙蹤方式測量三角波、Vo兩信號間的相位差。6、將信號改變?yōu)?00Hz,重復(fù)上述步驟15。五、實驗步驟1、打開信號發(fā)生器和示波器的開關(guān)，檢查示波器的光標(biāo)是否水平（如果不是水平則需要用合適的起子調(diào)節(jié)前面板上的 TRACE ROTATION ）,再將信號發(fā)生器調(diào)出1kHz的三角波，并 將探頭接入示波器的通道 1 （CH1）。2、調(diào)節(jié)示波器（SOURCE置于CH1、掃描模式置于 NORM、TIME/DIV、TRIG LEVEL 使 TRIG' D指示燈亮著、COUPL

4、置于DC）,使得示波器顯示屏幕正確出現(xiàn)三角波波形。3、調(diào)節(jié)光標(biāo)使得兩光標(biāo)分別置于波形的最上端和最下端，讀出三角波的峰峰值，記錄數(shù)據(jù)Ui。4、按下DC/AC按鍵，使得COUPL置于AC。如果有直流分量，此時觀察顯示屏即可看到 波形整體上下平移，再將光標(biāo)置于DC的波形的最上端（或最下端）和 AC的波形的最上端（或最下端），讀出讀數(shù)；如果沒有直流分量，此時觀察顯示屏波形則沒有任何變化。記錄下數(shù)據(jù)6。5、將信號發(fā)生器的探頭接入阻容移相電路，再接入示波器。調(diào)節(jié)示波器（SOURCE置于CH1、掃描模式置于 NORM、TIME/DIV、TRIG LEVEL 使 TRIG' D 指示燈亮著、 COUP

5、L 置于DC）,使得示波器顯示屏幕正確出現(xiàn)正弦波波形。6、調(diào)節(jié)光標(biāo)使得兩光標(biāo)分別置于波形的最上端和最下端，讀出正弦波的峰峰值，記錄數(shù)據(jù)U3。7、按下DC/AC按鍵，使得COUPL置于AC。如果有直流分量，此時觀察顯示屏即可看到波形整體上下平移，再將光標(biāo)置于DC的波形的最上端（或最下端）和 AC的波形的最上端（或最下端），讀出讀數(shù)；如果沒有直流分量，此時觀察顯示屏波形則沒有任何變化。記錄 下數(shù)據(jù)U4。8、將阻容移相電路斷開，直接用信號發(fā)生器接入示波器，直接從示波器的顯示屏上讀取頻 率，記錄數(shù)據(jù)fi ,計算出周期 Tio （T=l/f）9、用信號發(fā)生器直接與示波器連接，作為示波器的外觸發(fā)信號。將示

6、波器的SOURCE置于EXT （外觸發(fā)模式）。用信號發(fā)生器直接與示波器連接，待示波器出現(xiàn)三角波后找出波形的峰值點，用一條光標(biāo)記錄下位置。再用信號發(fā)生器與阻容移相電路相連接之后與示波器連接， 待示波器出現(xiàn)正弦波后找出波形的峰值點，用另一條光標(biāo)記錄下位置。讀下并記錄示波器顯示屏上的A ti,計算出相位差。1。10、用信號發(fā)生器直接與示波器連接，作為示波器的外觸發(fā)信號。將示波器的SOURCE置于EXT （外觸發(fā)模式）。用信號發(fā)生器直接與示波器的CH1通道連接，用信號發(fā)生器經(jīng)過阻容移相電路之后與示波器的CH2通道連接。待顯示屏上出現(xiàn)三角波和正弦波（把CH1和CH2通道都打開）之后，用兩條光標(biāo)分別記錄下

7、兩個波形的峰值。讀下并記錄示波器顯示 屏上的A t2,計算出相位差。2 。11、把信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號頻率調(diào)為100Hz，重復(fù)以上10個步驟，分別記錄下數(shù)據(jù)：三角波峰峰值U5、三角波直流分量 U6、正弦波峰峰值（經(jīng)過阻容移相電路）U7、正弦波直流分量U8、三角波的頻率f2、三角波周期T2、單蹤方式At3、單蹤方式相位差。3、雙蹤方式A14、雙蹤方式相位差。4 。12、拆除電路，收拾好試驗臺。六、實驗數(shù)據(jù)及分析（1）頻率為1kHz的三角波三角波峰峰值U1 =22.95V三角波直流分量 U2 =0V正弦波峰峰值 U 3 =54V正弦波直流分量U4 =17mV頻率 f1 =1.0031kHz單蹤方式

8、A t1 二0.206ms雙蹤方式A t2 =0.24ms計算：三角波有效值 U=X (Ui/ 2)=16.23V正弦波有效值 U'=/2 X (U3 / 2)=38.18V周期 Ti=1/fi =0.997ms單蹤方式相位差。1= (Ati / Ti ) X 360° =74.38°雙蹤方式相位差。2= (At2 / Ti ) X 360° =86.65°(2)頻率為100Hz的三角波三角波峰峰值 U5=22.7V三角波直流分量 U6 =0V正弦波峰峰值U7 =11.45V正弦波直流分量 U8 =30mV頻率 f2 =100Hz單蹤方式A t3

9、 =0.68ms雙蹤方式A t4=0.66ms計算：三角波有效值U=X (U5 / 2)=16.05V正弦波有效值U'=/？X (U7 / 2)=8.10V周期 丁2=1/ f2 =0.01S單蹤方式相位差。3=(At3 / T2 ) X 360° =24.48°雙蹤方式相位差。4=(At4 / T2 ) X 360° =23.76°(3)分析由于電阻值和電容值的不同， 經(jīng)過阻容移相電路之后， 波形會產(chǎn)生不同的相位差。 經(jīng)過比對 可以看出，單蹤方式測量兩個波形的相位差比雙蹤方式測量兩個波形的相位差稍為準(zhǔn)確。主要原因是雙蹤方式的波形為交替或者斷續(xù)顯

10、示的，儀器本身就存在系統(tǒng)誤差。 因此，通過此實驗可以知道，單蹤方式能得到準(zhǔn)確的相位差，測量方法如上實驗步驟9所示。七、思考題1、測量相位差時，你認(rèn)為雙蹤、單蹤測量哪種方式更準(zhǔn)確？為什么？答：我認(rèn)為單蹤方式測量相位差更加準(zhǔn)確。首先，通過上述實驗的實驗數(shù)據(jù)可以看出單蹤方式測量相位差會更準(zhǔn)確。其次，由于單蹤方式每次測量都能夠?qū)崟r的顯示出波形，雙蹤方式每次測量是交替或者斷續(xù)顯示兩個通道中的信號，由此知道雙蹤方式會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，因此我認(rèn)為單蹤方式測量會得到更加準(zhǔn)確的相位差。2、你認(rèn)為在實驗過程中，雙蹤示波器的掃描是工作在交替、還是斷續(xù)的方式？為什么?答：我認(rèn)為兩者都有。當(dāng)測量1kHz的信號時，我認(rèn)為雙蹤

11、示波器的掃描是工作在交替方式的。所謂交替顯示方式就是第一次電子開關(guān)接通 A門時，掃描電壓對 A通道信號進(jìn)行掃描顯示。第一次掃描結(jié) 束后，電子開關(guān)馬上接通 B門，則第二次掃描電壓對B通道信號進(jìn)行掃描顯示。如此不斷重復(fù)，在熒光屏上輪流顯示出A和B的波形。這種顯示方式電子開關(guān)轉(zhuǎn)換的速率就是掃描電壓的頻率，只要掃描電壓頻率大于每秒25次，那么由于熒光屏的余輝時間和人眼的滯留效應(yīng)，我們能在顯示屏上同時觀測兩個波形。當(dāng)測量100Hz的信號時，我認(rèn)為雙蹤示波器的掃描是工作在斷續(xù)方式的。所謂斷續(xù)方式就是將兩個通道的被測信號用同一個周期的掃描電壓進(jìn)行掃描展開的。在這種顯示方式時，開關(guān)信號在一次掃描中，高速地輪流

12、接通A和B信號，把不同的彳t號分別送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板上。當(dāng)接通A通道信號時，B通道被切斷；而接通 B通道信號時，A通道被切斷；由于轉(zhuǎn)換速率 比被測信號的頻率高得多，割斷的亮點取得很緊，所以能在顯示屏上看到連續(xù)的信號。3、對于同一組移相電路，1kHz和100Hz三角波經(jīng)過移相變換后，其相位、幅值有何不同？ 為什么？答：移相變換后通過計算可以得到2<1 + 0?砒戶 0 - -arctan(6>c)因此可以知道頻率減小，三角波移相后正弦波的幅值會變大，相位差變小。八、結(jié)論與體會通過此次實驗，我對示波器的操作更加熟悉，對示波器的原理也更加清楚。在進(jìn)行示波 器的操作時，首先應(yīng)該對儀器進(jìn)行調(diào)節(jié)，然

13、后通過適當(dāng)?shù)姆绞饺ミM(jìn)行測量。圖示儀的使用及晶體管特性參數(shù)測量一、實驗?zāi)康耐ㄟ^圖示儀對晶體管參數(shù)的測量使用，加強(qiáng)對圖示儀的波形顯示原理的掌握，熟悉圖示儀的使用方法。1、學(xué)會用圖示儀測量晶體三極管的特性參數(shù)；2、學(xué)會用圖示儀測量二極管的特性參數(shù)；3、學(xué)會用圖示儀測量穩(wěn)壓二極管的特性參數(shù)。二、實驗儀器與設(shè)備1、圖示儀(BJ4814)2、二極管、穩(wěn)壓二極管、晶體管 9012、9013三、實驗內(nèi)容1、測量二極管的導(dǎo)通特性曲線。2、測量穩(wěn)壓二極管的正向、反向特性曲線。3、測量晶體管 9012的特性曲線，計算 Vces、Vceo、Iceo、hfe。4、測量晶體管 9013的特性曲線，計算 Vces、Vceo

14、、Iceo、hfe。四、實驗原理整機(jī)原理方框圖見下圖。從圖中可見，本機(jī)主要由集電極掃描電源，階梯波發(fā)生器 X, Y放大器，高頻高壓電路 及低壓供電電源幾大部分組成，集電極電源提供被測管的掃描電壓( C, E端)階梯波發(fā)生器供給B端注入信號，通過 X, Y放大器將電壓及電流調(diào)理后供給由高頻高壓驅(qū)動加亮的示波 管，顯示出被測器件的特性曲線供觀測。五、實驗數(shù)據(jù)及分析1、二極管特性曲線2、三極管特性曲線3、三極管特性曲線BJ-4814半導(dǎo)體筲特性圖示儀六、思考題1、測量二極管、穩(wěn)壓二極管的特性曲線時，如何注意及掃描Rc電壓的檔位？答：Rc應(yīng)該調(diào)至適當(dāng)?shù)臋n位，保護(hù)被測電阻。測量正向特性時應(yīng)將Rc適當(dāng)調(diào)大

15、，使掃描的電流小于穩(wěn)壓管的最大電流，以免燒壞器件。掃描電壓應(yīng)調(diào)至“0”處，待實驗開始后逐漸增大，但應(yīng)小于器件的最大電壓。2、測量晶體管的特性曲線時，為什么增加級數(shù)時，屏幕上的波形為什么會閃動？請你計算 掃描一簇曲線所用的時間？答：增加簇數(shù)，使n增大，“二口 1，則Ts要增大，階梯波發(fā)生器開關(guān)速度低，重新產(chǎn)生增大后的階梯信號會出現(xiàn)閃動。3、如何進(jìn)行階梯波的調(diào)零？答：以PNP型三級管為例，顯示部分中間按鈕按 F,調(diào)零起始位置在右上角， 級數(shù)選擇“1”, 按下測量板上的“零電流"，調(diào)整Vce=10V,松開“零電流”，應(yīng)使第一條線與Iceo重合。七、結(jié)論與體會通過觀看老師測量二極管、三極管的

16、特性曲線，我對圖示儀的操作有初步的了解。對于儀器的使用我有一點感觸，無論是要升高電壓還是降低電壓，都必須保證儀器操作時候不超過其最大電壓或者最大電流，不能因為使用不當(dāng)而對儀器產(chǎn)生損壞。對于任何實驗，我們都要在接觸之前對其有一定的了解，否則有可能把儀器燒壞，更嚴(yán)重的可能會傷到自己。數(shù)值化測量儀的使用一、實驗?zāi)康耐ㄟ^數(shù)字化測量儀的使用， 進(jìn)一步鞏固加強(qiáng)對數(shù)值化測量原理的掌握， 不同數(shù)值化測量的誤差分析及影響因素。1 、學(xué)會用數(shù)字化測量儀測量信號的周期和頻率。2、學(xué)會分析數(shù)字化測量的誤差來源。3、掌握如何減少測量誤差的措施。二、實驗預(yù)習(xí)1 、查找并掌握測量周期、測量頻率的工作原理。2、仔細(xì)閱讀數(shù)字頻

17、率計數(shù)器GFC-8010H說明書。3、結(jié)合實驗指導(dǎo)書，弄清楚具體的實驗內(nèi)容和實驗步驟。三、實驗儀器與設(shè)備1 、信號發(fā)生器2、數(shù)字頻率計四、實驗內(nèi)容分別用測頻、測周的方法測量100Hz、 1kHz、 10kHz 的方波，將測量數(shù)據(jù)添入下表中。五、實驗步驟1 、打開信號發(fā)生器和數(shù)字頻率計，讓信號發(fā)生器產(chǎn)生100Hz 的方波，再將信號發(fā)生器的探頭與數(shù)字頻率計的相連接。2、首先進(jìn)行頻率的測量，選擇數(shù)字頻率計的頻率檔（按下FREQ按鈕），再分別測量0.1s、1s、 10s 三個檔位（即每次測量分別按下0.1s、 1s、 10s 三個按鈕） ，直接讀取數(shù)據(jù)并記錄再表格中。3、接著進(jìn)行周期的測量，選擇數(shù)字頻

18、率計的周期檔（按下PRID按鈕），再分別測量X 1、X10、X 100三個檔位（即每次測量分別按下0.1s、1s、10s三個按鈕），直接讀取數(shù)據(jù)并記錄再表格中。4、把信號調(diào)節(jié)為1kHz和10kHz,分別重復(fù)步驟2和步驟3,記錄數(shù)據(jù)。六、實驗數(shù)據(jù)檔位0.1s1s10s110100100Hz100.075Hz100.0754Hz99.99764Hz9.99460ms9.995066ms9.9951457ms1kHz1.00150kHz1.001495kHz1.0014605kHz998.411 科 s998.4027 科 s998.38910 科 s10kHz10.0040kHz10.00448kHz10.006560kHz99.9634 科 s99.96181 科 s9