电测实验报告

《电子测量技术》实验报告电气工程学院姓名：李晓峰学号：12281035班级：电气1307班实验一示波器波形参数测量一、实验目的通过示波器的波形参数测量，进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。1.熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值，有效值及其直流分量。2.熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。3.熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。二、实验设备1.信号发生器,示波器。示波器——SS7802Aa、主要参数：SS-7802模拟示波器·具有能够选择场方式、线路的TV/视频同步功能·附有光标和读出功能·5位数计数器规格及性能·显像管：6英寸、方型8*10p(1p=10mm)约16kV·垂直灵敏度：2mV/p~5V/p（1-2-5档）（通道1、通道2）精度：±2%·频率范围：20MHz·时间轴扫描A·100ns/p~500ms/p·TV/视频同步：能够选择场方式、能够选择ODD、EVEN、BOTH、扫描线路b、主要功能描述示波器操作板如图所示：包括如下五个操作控制区域：水平控制区【◄POSITION►】：将【◄POSITION►】向右旋转，波形右移。FINE指示灯亮时，旋转【◄POSITION►】可作微调。MAG×10：扫描速率提高10倍，波形将基于中心位置向左右放大。ALTCHOP：选择ALT（交替，两个或多个信号交替扫描）或CHOP（断续，两个或多个信号交替扫描）。垂直控制区INPUT：输入连接器（CH1、CH2）,连接输入信号。EXTINPUT：用外触发信号做触发源。外信号通过前面板的EXTINPUT接入。【VOLTS/DIV】：调节【VOLTS/DIV】选择偏转因数。按下【VOLTS/DIV】；偏转因数显示“符号。在该屏幕下，可执行微调程序。【▲POSITION▼】：垂直位移，向右旋转，波形上移。CH1、CH2：通道选择，按下CH1或CH2选择通道显示或不显示。GND：按下GND打开接地开关。DC/AC:选择直流（DC）或交流（AC）耦合。ADD、INV：显示（CH1+CH2）(相加〈ADD〉)或（CH1-CH2）(相减〈INV〉)。触发及扫描控制区【TIME/DIV】：选择扫描速率。【TRIGLEVEL】：调整触发电平。SLOPE：选择触发沿（+、―）。SOURCE：选择触发来源（CH1、CH2、LINE、EXT、VERT）。COUPL：选择触发耦合方式（AC、DC、HFREJ或LFREJ）。TV：视频信号触发选择（BOTH、ODD、EVEN、或TV-H）。TRIG’D指示灯：当触发脉冲产生时灯亮着。READY指示灯：等待触发信号时灯亮着。AUTO、NORM：选择重复扫描。SGL/RST：选择单次扫描。功能选择及控制区【FUNCTION】：可用此旋钮设定延迟时间、光标位置等。旋转时做为微调使用。如需粗调时，可单次或连续按下此钮，而光标移动方向为之前此钮旋转的方向。→光标←:△V-△t-OFF：选择△t（时间变化测量），选择△V（电压变化测量），或OFF。TCK/C2：选择光标移动形式（C2或TRACKING）。HOLDOFF：选择释抑时间。整体控制区POWER：用于开启电源（ON）或进入预备（STBY）状态屏幕灰度等的调整校准信号及接地端口CAL连接器：输出校准电压信号，此信号用于本仪器之操作检查及调整探头波形屏幕显示分为以下三个区域：触发及扫描信息显示区在显示屏的上方，依次为：扫描速度、触发源、触发极性、触发耦合方式、触发电平、释抑时间等项目。波形显示区，显示信号波形。信号源状态、测量结果显示区。2.电阻、电容等。三、实验步骤1．测量1kHZ的三角波信号的峰峰值及其直流分量。2．测量1kHZ的三角波经下图阻容移相平波后的信号的峰峰值及其直流分量。3．测量1kHZ的三角波的周期及频率。4．用单踪方式测量三角波、两信号间的相位差。5．用双踪方式测量三角波、两信号间的相位差。6．信号改为100HZ，重复上述步骤1~5。四、实验数据1.本实验所用RC移相平波电路中，R=1ｋΩ,C=0.24μｆ2.1kHz三角波测量结果数据记录表100kHz三角波测量结果数据记录表3.数据处理与分析（1）直流分量：由于输出信号直流分量基本保持不变，可直接对输出信号的直流分量进行比较，信号1KHz三角波Ｖi阻容移相平波信号Ｖ0Ｖi与Ｖ0的相位差单踪双踪参数Vp-p（V）VDC（V）f（Hz）T（ms）Vp-p（V）VDC（V）△T（ms）△T（ms）数据1.0547m998.581.000504m49.3m0.240.23信号1KHz三角波Ｖi阻容移相平波信号Ｖ0Ｖi与Ｖ0的相位差单踪双踪参数Vp-p（V）VDC（V）f（Hz）T（ms）Vp-p（V）VDC（V）△T（ms）△T（ms）数据1.0848m99.9810.0494m50.3m0.210.19输入信号Ｖi为1kHz三角波时，VDC=47mV输入信号Ｖi为100Hz三角波时，VDC=48mV所以该移相平波电路对三角波的直流分量的阻隔作用近乎没有。推广到一般，RC移相平波电路对信号的直流分量没有阻隔作用。（2）相位差：输入信号Ｖi为1kHz三角波时，采用单踪方式：采用双踪方式：输入信号为100Hz三角波时，采用单踪方式：采用双踪方式：单踪方式较双踪方式准确比较两项的相位差可知，该移相平波电路对1kHz三角波的移相作用较明五、实验结论1.RC移相平波电路对于100Hz三角波信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于1kHz三角波信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。推广到一般，RC移相平波电路对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。2.对于示波器测量，单踪方式较双踪方式更为准确，且适用范围较广，因为双踪方式不可用于不相干信号的测量，否则会导致波形不稳定。六、实验问题讨论1.测量相位差时，你认为双踪、单踪测量哪种方式更准确？为什么？解：单踪测量更准确。选用双踪方式时，使用两个输入通道，双踪方式的扫描分为交替方式（ALT）和断续方式（CHOP）两种，均会产生更大系统误差，因而导致双踪工作方式的准确度略低于单踪工作方式。经过试验验证，单踪测量更准确，与理论分析相一致。2.你认为在实验过程中，双踪示波器的扫描是工作在交替、还是断续方式？为什么？解：交替扫描即ACT是非实时的工作状态，开关速度比较低，这样的工作方式在测量低频信号时只有闪动出现。断续扫描即CHOP，这种工作方式开关转换速度高，两个波形的闪动现象，中间需要消隐，否则只有雾状图像。3.对于同一组移相电路，1kHz和100Hz三角波经过移相变换后，其相位、幅值有何不同？为什么？解:移相变换后，，,频率减小，移相后正弦波幅值变大，相位差变小。不同频率的信号将产生不同的输出信号：RC移相平波电路对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。在实验中，实验现象与理论分析相恰。因此，考虑到实际应用，使用RC电路进行隔直作用时，输入信号的频率尽量低。arctan()RC实验二数字示波器的波形参数测量和分析一、实验目的1、了解数字示波器基本结构和工作原理，掌握使用数字示波器的基本使用方法。2、学会使用数字示波器观察电信号波形和电压幅值以及频率等。3、学会使用光标测量、自动测量、波形存储、波形分析等功能。二、实验设备1、数字示波器TDS2012B示波器的基本工作原理数字示波器是由取样储存、读出显示和系统控制三大部分组成，它们通过数据总线、地址总线和控制总线相互联系和交换信息，以完成各种测量功能。系统控制部分由键盘、只读存储器、CPU及I/O接口等组成。在ROM内写有仪器的管理程序，在管理程序的控制下，对键盘进行扫描产生扫描码，接受使用者的操作，以便设定输入灵敏度、扫描速度、读写素的等参数和各种测试功能。取样存储部分由输入通道、取样保持电路、取样脉冲形成电路、A/D转换器、信号存储器等组成。取样保持电路在取样脉冲的控制下，对被测信号进行取样，经A/D转换器变换成数字信号，然后存入信号数据存储器中。取样脉冲的形成受触发信号的控制，同时也受CPU控制。读出显示部分由显示缓冲存储器、D/A转换器、扫描发生器、X放大器、Y放大器和示波管电路组成。它在接到读命令后，先将存储在显示缓冲存储器中的数字信号送如D/A转换器，将其重新恢复成模拟信号，经放大后送入视波管，同时扫描发生器产生的扫描阶梯波电压把被测信号在水平方向展开，从而将信号波形显示在屏幕上。2、信号发生器三、实验步骤1.信号发生器输出功率约1kHz的正弦信号，用CH1进行测量（1）光标测量功能测量和记录信号的峰峰值、直流分量、周期和上升时间。（2）自动测量功能测量和记录信号的峰峰值、直流分量、周期和上升时间。（3）用傅里叶变换功能分析信号，记录该频谱图。（4）存储信号波形。峰峰值（V）直流分量（mV）周期（ms）上升时间（ms）光标测量2．067.681.000.504自动测量2.108.441.020.4802.示波器的校准信号接入CH2，重复上述步骤峰峰值（V）直流分量（mV）周期（ms）上升时间（ms）光标测量2.107.841.030.485自动测量2.148.461.010.5103、关闭CH1通道显示，调出步骤1（4）已存储的信号波形，与现有信号同时显示，记录显示波形。五、实验问题讨论1、两信号的频谱有什么明显的差异？为什么？解:信号的频谱有明显的差异，因为每个信号的种类以及占空比不一样。2、实验中两通道波形同时显示时，是否有波形不稳定的情况？解:两信号同时显示时，可能会产生相互影响以致信号不稳定。实验三图示仪的使用及晶体管特性参数测量一、实验目的通过图示仪对晶体管参数的测量使用，加强对图示仪的波形显示原理的掌握，熟悉图示仪的使用方法。1.学会用图示仪测量晶体三极管的特性参数。2.学会用图示仪测量二极管的特性参数。2.学会用图示仪测量稳压二极管的特性参数。二实验设备1.图示仪本机主要由集电极扫描电源,阶梯波发生器X,Y放大器,高频高压电路及低压供电电源几大部分组成,集电极电源提供被测管的扫描电压(C,E端)阶梯波发生器供给B端注入信号,通过X,Y放大器将电压及电流调理后供给由高频高压驱动加亮的示波管,显示出被测器件的特性曲线供观测.2.二极管、稳压二极管、晶体管9012、9013三、实验步骤1.测量二极管的导通特性曲线。2.测量稳压二极管的正向、反向特性曲线。3.测量晶体管9012的特性曲线，计算4.测量晶体管9013的特性曲线，计算四、实验数据1.二极管的导通特性曲线如下所示：稳压二极管的正向导通特性曲线如下所示：反向特性曲线如下图所示：2.晶体管9013的特性曲线（9013为NPN型三极管）3.晶体管9012特性曲线（9012为PNP型三极管）二极管正向导通电压为0.32V稳压二极管的正向导通电压为0.35V，反向击穿电压为30V9012和9013的测量与计算数据VcesVceoIceohfe=Ic/Ib9012（PNP）0.27V5.6V0.1A2609013（NPN）0.33V6.30.2180五、实验问题讨论1.测量二极管、稳压二极管的特性曲线时，如何注意Rc及扫描电压的档位？RC应该调至适当的档位，保护被测电阻。测量正向特性时应将RC适当调大，使扫描的电流小于稳压管的最大电流，以免烧坏器件。扫描电压应调至“0”处，待实验开始后逐渐增大，但应小于器件的最大电压。2．测量晶体管的特性曲线时，为什么增加级数时，屏幕上的波形为什么会闪动？请你计算扫描一簇曲线所用的时间？增加簇数，使n增大，阶梯波发生器开关速度低，重新产生增大后的阶梯信号会出现闪动。3.如何进行阶梯波的调零？以PNP型三级管为例，显示部分中间按钮按下，调零起始位置在右上角，级数选择“1”，最“左”位置。按下测量板上的“零电流”，调整Vce=10V，此时Ic为ICEO，松开零