電子技術實驗教程(第三版)實驗一

1、實驗一 電壓源與電壓測量儀器一、 實驗目的1. 掌握直流穩(wěn)壓電源的功能技術指標和使用方法；2. 掌握任意波函數(shù)信號發(fā)生器的功能、技術指標和使用方法；3. 掌握四位半數(shù)字萬用表功能、技術指標和使用方法；4. 學會正確選用電壓表測量直流、交流電壓。二、 實驗原理(一) GPD-3303直流穩(wěn)壓電源1. 直流穩(wěn)壓電源的主要特點（1） 具有三路完全獨立的浮地輸出（CH1、CH2、FIXED），固定電源可選擇2.5V、3.3V、5V，適合常用芯片所需固定電源。（2） 兩路（主路CH1鍵，從路CH2鍵）可調(diào)式電源，兩路均可工作在穩(wěn)壓（綠燈C.V。）穩(wěn)流（紅燈C.C.）工作方式，穩(wěn)壓值為0-32V連續(xù)可調(diào)，

2、穩(wěn)流值0-3.2A連續(xù)可調(diào)。（3） 兩路可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源可設置為組合（跟蹤)方式，在組合(跟蹤）工作方式下有串聯(lián)組合方式（SER/INDEP)是串聯(lián)控制鍵）和并聯(lián)組合方式（PARA/INDEP)是并聯(lián)控制鍵）。（4） 四組常用電壓儲存功能。（5） 鎖定功能。解除時長按該鍵即可。（6） 輸出保護功能：當調(diào)節(jié)完電壓、電流后，需要按下OUTPUT輸出按鈕，才能將所調(diào)的電壓、電流輸出。（7） 蜂鳴功能。2. 使用方法（1） 開機前，要將“電流調(diào)節(jié)旋鈕”調(diào)到最大值，“電壓調(diào)節(jié)旋鈕”調(diào)到最小值。開機后再將“電壓”旋鈕調(diào)到需要的電壓值。（2） 當電源作為恒定源使用時，開機后，通過“電流調(diào)節(jié)”旋鈕調(diào)至需要的

3、穩(wěn)流值。（3） 當電源作為穩(wěn)壓源使用時，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)電流旋鈕任意設置“限流”保護點。（4） 預熱時間：30秒。3. 注意事項（1） 避免端口輸出線短路；（2） 避免使電源出現(xiàn)過載現(xiàn)象；（3） 避免輸出出現(xiàn)正、負極性接錯。(二) 信號發(fā)生器：1. 信號發(fā)生器主要特點（1） 面板下部是信號形式選擇鍵，上部為數(shù)據(jù)顯示屏，中間的選擇鍵根據(jù)顯示屏上對應位置選擇。右部為數(shù)據(jù)輸入按鈕（分旋鈕和按鍵），以及OUTPUT輸出按鈕和輸出端口。CH1/CH2為輸出端的切換。（2） 雙通道輸出，可以實現(xiàn)通道耦合、通道復制。（3） 支持USB存儲設備。并可通過USB儲存設備、讀取波形配置參數(shù)及用戶自定義任意波形。（4

4、） 輸出五種基本波。（5） 頻率范圍：100mHz-200MHz（單通道） 幅度范圍：2mVp-p - 10Vp-p(50),4mVp-p - 20Vp-p(高阻)； 2. 使用方法:（1） 依次打開信號發(fā)生器后面板、前面板上的電源開關；（2） 切換信號輸出通道，雙通道輸出：CH1、CH2；（3） 波形選擇：可輸出五種基本波形（正弦波、方波、鋸齒波、脈沖波、白噪聲）；（4） 參數(shù)設置：頻率（周期）、幅值（一般選mVp-p、Vp-p）。參數(shù)設置時，可用數(shù)字鍵或方向鍵、旋鈕設置對應的參數(shù)，然后選擇對應的參數(shù)單位。3. 注意事項（1） 避免端口輸出線短路；（2） 避免使函數(shù)信號發(fā)生器出現(xiàn)過載現(xiàn)象；（

5、3） 避免輸出出現(xiàn)信號端和公共端接錯。(三) 數(shù)字萬用表1. 使用方法（1） 面板左部為輸入端口，下部為量程選擇按鈕，上部為數(shù)據(jù)顯示屏?？捎糜跍y量交流和直流電壓。（2） 測量時COM端要插入黑表筆，紅表筆插入V/插孔。（3） 量程選擇：根據(jù)所測量元件的值調(diào)節(jié)測量范圍，以使測量更準確。當被測數(shù)值以一開頭，則顯示五位有效數(shù)字，當被測數(shù)值以其他數(shù)值開頭，則顯示四位有效數(shù)字。（4） K按鈕可測二極管正向壓降，也可測電阻。（5） 測電流時，可根據(jù)需要選擇20A和2A的電流插孔，測完后要將紅表筆插回電壓輸入端，防止儀器被燒壞。2. 注意事項（1） 在預先不知道被測信號幅度的情況下，應先把量程鍵放在最高檔。

6、（2） 當顯示出現(xiàn)“0000”閃爍時，應立即切換至最高量程，檢查是否出現(xiàn)錯誤或有其他故障。（3） 測量電壓時不應超過最大輸入電壓（直流1200V,交流1000V）(四) 多功能電路實驗箱簡介1. 直流電源提供±5V、±12V和-5V三組輸出和9V獨立直流電源；交流電源提供12V輸出，當接通主電源開關時，所有電源均處于工作狀態(tài)；2. 交流信號提供正弦信號，其頻率幅度均可調(diào)。3. 兩路直流信號源調(diào)節(jié)范圍：-1V+1V；三、 實驗儀器1. 直流穩(wěn)壓電源1臺2. 數(shù)字函數(shù)信號發(fā)生器1臺3. 數(shù)字萬用表1臺4. 電子技術綜合實驗箱1臺四、 實驗內(nèi)容1. 直流電壓測量采用數(shù)字萬用表測量

7、直流電壓。測量方法：確定測量儀器設置在直流電壓測量狀態(tài)；將測量儀器與被測電源端相連，則：測量筆接觸被測點即可測量該點的電壓。若已知被測電壓時，應根據(jù)被測電壓大小，選擇合適量程，使測量數(shù)據(jù)達到最高精度；若未知被測電壓時，應將測量儀器量程置于最大，逐漸減小量程，讓測量數(shù)據(jù)有效數(shù)字最多。（1） 固定電源測量：測量穩(wěn)壓電源的固定電壓表1：直流穩(wěn)壓電源固定電壓測量調(diào)整電壓值2.5V3.3V5V數(shù)字萬用表測量值(V)2.5053.3065.030（2） 固定電源測量：測量試驗箱的固定電壓表2：實驗箱固定電源測量調(diào)整電壓值（V）5V-5V12V-12V-8V數(shù)字萬用表測量值(V)5.055-5.02911.

8、850-11.859-8.129（3） 可變電源測量：按表3調(diào)節(jié)任意通道穩(wěn)定電源輸出。表3：可變電壓測量主路表頭指示值（V）6V12V18V數(shù)字萬用表測量值(V)5.97211.97517.937（4） 正、負對稱電源測量：直流穩(wěn)壓電源工作在串聯(lián)組合模式，調(diào)整CH1電壓時，CH2路跟蹤變化；這樣，即可將兩路獨立電源構成一個正、負對稱電源。將數(shù)字萬用表的黑表筆解正、負對稱電源的公共端（主路-呵從路+），紅表筆分別測量CH1正極和CH2負極，按表4調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出并測量之。表4：正、負對稱電源測量CH1路表頭調(diào)整值（V）6V12V18V數(shù)字萬用表測量值(V)6.07111.97518.038CH2

9、路表頭調(diào)整值（V）6.012.018.0數(shù)字萬用表測量值(V)-6.042-11.940-18.0322. 正弦電壓（有效值）測量：（1） 函數(shù)信號發(fā)生器輸出正弦波，信號頻率fs=1kHz，輸出幅度按下表調(diào)節(jié)，用數(shù)字萬用表按表5進行測量。測量方法：確定測量儀器設置在交流電壓測量狀態(tài)；其余同直流。注意：一般測量儀器只能測量正弦信號，且測量值為有效值；示波器測量的峰峰值和有效值之間存在如下關系：VRMS=Vp-p/22表5：正弦電壓測量fs=1kHz輸出幅度（Vpp）20V2V200mV數(shù)字萬用表測量值（V）7.0940.70630.07053（2） 將信號發(fā)生器頻率改為fs=100kHz，重復上

10、述測量。表6：正弦電壓測量fs=100kHz輸出幅度（Vpp）20V2V200mV數(shù)字萬用表測量值（V）6.7000.69830.06673注意:上表中，由于100kHz已經(jīng)超出數(shù)字萬用表的頻率范圍，當使用數(shù)字萬用表測量時會出現(xiàn)各種類型額錯誤值。3. 實驗箱可調(diào)直流信號內(nèi)阻測量按圖6搭接電路，可調(diào)直流信號調(diào)整為+1V，用數(shù)字萬用表按表7測量并計算出Ro值；圖中當K置“1”時，數(shù)字萬用表測量值為Vo；當K置“2”時數(shù)字萬用表測量值為Vol。表7：信號源內(nèi)阻測量Vo(V)Vol(V)Rl()Ro=( Vo/ Vol-1)Rl ()1.00000.832150.3810.16564. 函數(shù)信號發(fā)生器

11、內(nèi)阻（輸出電阻）的測量按圖7搭接電路，函數(shù)信號發(fā)生器設置fs=1kHz正弦波，用數(shù)字電壓表按表8測量并計算出Ro值；當K置“1”時，數(shù)字萬用表測量值為Vo；當K置“2”時數(shù)字萬用表測量值為Vol。表8：信號源內(nèi)阻測量Vo(V)Vol(V)Rl()Ro=( Vo/ Vol-1)Rl ()1.76790.880650.3850.7633誤差分析對于表4，函數(shù)信號發(fā)生器內(nèi)阻測量。誤差主要來源于表量程的選取，如果選取的不正確就會造成誤差。另外,表本身的內(nèi)阻也是誤差來源。對于表6，由于信號頻率超過數(shù)字萬用表的頻率范圍，數(shù)據(jù)誤差較大。五、 實驗內(nèi)容總結(jié)學會直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、數(shù)字萬用表和多功能電路實驗箱的簡單的操作方法及注意事項，了解了他們的基本原理。在調(diào)試的過程中學會如何正確取量程以得到準確的數(shù)值。學會了如