搜索
实验一电压源与电压测量仪器一、实验目的1.掌握直流稳压电源的功能技术指标和使用方法；2.掌握任意波函数信号发生器的功能、技术指标和使用方法；3.掌握四位半数字万用表功能、技术指标和使用方法；4.学会正确选用电压表测量直流、交流电压。二、实验原理(一)GPD-3303直流稳压电源1.直流稳压电源的主要特点（1）具有三路完全独立的浮地输出（CH1、CH2、FIXED），固定电源可选择2.5V、3.3V、5V，适合常用芯片所需固定电源。（2）两路（主路CH1键，从路CH2键）可调式电源，两路均可工作在稳压（绿灯C.V。）稳流（红灯C.C.）工作方式，稳压值为0-32V连续可调，稳流值0-3.2A连续可调。（3）两路可调式直流稳压电源可设置为组合（跟踪)方式，在组合(跟踪）工作方式下有串联组合方式（SER/INDEP)是串联控制键）和并联组合方式（PARA/INDEP)是并联控制键）。（4）四组常用电压储存功能。（5）锁定功能。解除时长按该键即可。（6）输出保护功能：当调节完电压、电流后，需要按下OUTPUT输出按钮，才能将所调的电压、电流输出。（7）蜂鸣功能。2.使用方法（1）开机前，要将“电流调节旋钮”调到最大值，“电压调节旋钮”调到最小值。开机后再将“电压”旋钮调到需要的电压值。（2）当电源作为恒定源使用时，开机后，通过“电流调节”旋钮调至需要的稳流值。（3）当电源作为稳压源使用时，可根据需要调节电流旋钮任意设置“限流”保护点。（4）预热时间：30秒。3.注意事项（1）避免端口输出线短路；（2）避免使电源出现过载现象；（3）避免输出出现正、负极性接错。(二)信号发生器：1.信号发生器主要特点（1）面板下部是信号形式选择键，上部为数据显示屏，中间的选择键根据显示屏上对应位置选择。右部为数据输入按钮（分旋钮和按键），以及OUTPUT输出按钮和输出端口。CH1/CH2为输出端的切换。（2）双通道输出，可以实现通道耦合、通道复制。（3）支持USB存储设备。并可通过USB储存设备、读取波形配置参数及用户自定义任意波形。（4）输出五种基本波。（5）频率范围：100mHz-200MHz（单通道）幅度范围：2mVp-p-10Vp-p(50Ω),4mVp-p-20Vp-p(高阻)；2.使用方法:（1）依次打开信号发生器后面板、前面板上的电源开关；（2）切换信号输出通道，双通道输出：CH1、CH2；（3）波形选择：可输出五种基本波形（正弦波、方波、锯齿波、脉冲波、白噪声）；（4）参数设置：频率（周期）、幅值（一般选mVp-p、Vp-p）。参数设置时，可用数字键或方向键、旋钮设置对应的参数，然后选择对应的参数单位。3.注意事项（1）避免端口输出线短路；（2）避免使函数信号发生器出现过载现象；（3）避免输出出现信号端和公共端接错。(三)数字万用表1.使用方法（1）面板左部为输入端口，下部为量程选择按钮，上部为数据显示屏。可用于测量交流和直流电压。（2）测量时COM端要插入黑表笔，红表笔插入V/Ω插孔。（3）量程选择：根据所测量元件的值调节测量范围，以使测量更准确。当被测数值以一开头，则显示五位有效数字，当被测数值以其他数值开头，则显示四位有效数字。（4）KΩ按钮可测二极管正向压降，也可测电阻。（5）测电流时，可根据需要选择20A和2A的电流插孔，测完后要将红表笔插回电压输入端，防止仪器被烧坏。2.注意事项（1）在预先不知道被测信号幅度的情况下，应先把量程键放在最高档。（2）当显示出现“0000”闪烁时，应立即切换至最高量程，检查是否出现错误或有其他故障。（3）测量电压时不应超过最大输入电压（直流1200V,交流1000V）(四)多功能电路实验箱简介1.直流电源提供±5V、±12V和-5V三组输出和9V独立直流电源；交流电源提供12V输出，当接通主电源开关时，所有电源均处于工作状态；2.交流信号提供正弦信号，其频率幅度均可调。3.两路直流信号源调节范围：-1V~+1V；三、实验仪器1.直流稳压电源1台2.数字函数信号发生器1台3.数字万用表1台4.电子技术综合实验箱1台四、实验内容1.直流电压测量采用数字万用表测量直流电压。测量方法：确定测量仪器设置在直流电压测量状态；将测量仪器与被测电源端相连，则：测量笔接触被测点即可测量该点的电压。若已知被测电压时，应根据被测电压大小，选择合适量程，使测量数据达到最高精度；若未知被测电压时，应将测量仪器量程置于最大，逐渐减小量程，让测量数据有效数字最多。（1）固定电源测量：测量稳压电源的固定电压表1：直流稳压电源固定电压测量调整电压值2.5V3.3V5V数字万用表测量值(V)2.5053.3065.030（2）固定电源测量：测量试验箱的固定电压表2：实验箱固定电源测量调整电压值（V）5V-5V12V-12V-8V数字万用表测量值(V)5.055-5.02911.850-11.859-8.129（3）可变电源测量：按表3调节任意通道稳定电源输出。表3：可变电压测量主路表头指示值（V）6V12V18V数字万用表测量值(V)5.97211.97517.937（4）正、负对称电源测量：直流稳压电源工作在串联组合模式，调整CH1电压时，CH2路跟踪变化；这样，即可将两路独立电源构成一个正、负对称电源。将数字万用表的黑表笔解正、负对称电源的公共端（主路-呵从路+），红表笔分别测量CH1正极和CH2负极，按表4调节稳压电源输出并测量之。表4：正、负对称电源测量2.正弦电压（有效值）测量：（1）函数信号发生器输出正弦波，信号频率fs=1kHz，输出幅度按下表调节，用数字万用表按表5进行测量。测量方法：确定测量仪器设置在交流电压测量状态；其余同直流。注意：一般测量仪器只能测量正弦信号，且测量值为有效值；示波器测量的峰峰值和有效值之间存在如下关系：VRMS=Vp-p/2√2表5：正弦电压测量fs=1kHz输出幅度（Vpp）20V2V200mV数字万用表测量值（V）7.0940.70630.07053（2）将信号发生器频率改为fs=100kHz，重复上述测量。表6：正弦电压测量fs=100kHz输出幅度（Vpp）20V2V200mV数字万用表测量值（V）6.7000.69830.06673注意:上表中，由于100kHz已经超出数字万用表的频率范围，当使用数字万用表测量时会出现各种类型额错误值。3.实验箱可调直流信号内阻测量CH1路表头调整值（V）6V12V18V数字万用表测量值(V)6.07111.97518.038CH2路表头调整值（V）6.012.018.0数字万用表测量值(V)-6.042-11.940-18.032按图6搭接电路，可调直流信号调整为+1V，用数字万用表按表7测量并计算出Ro值；图中当K置“1”时，数字万用表测量值为Vo∞；当K置“2”时数字万用表测量值为Vol。表7：信号源内阻测量Vo∞(V)Vol(V)Rl(Ω)Ro=(Vo∞/Vol-1)Rl(Ω)1.00000.832150.3810.16564.函数信号发生器内阻（输出电阻）的测量按图7搭接电路，函数信号发生器设置fs=1kHz正弦波，用数字电压表按表8测量并计算出Ro值；当K置“1”时，数字万用表测量值为Vo∞；当K置“2”时数字万用表测量值为Vol。表8：信号源内阻测量Vo∞(V)Vol(V)Rl(Ω)Ro=(Vo∞/Vol-1)Rl(Ω)1.76790.880650.3850.7633误差分析对于表4，函数信号发生器内阻测量。误差主要来源于表量程的选取，如果选取的不正确就会造成误差。另外,表本身的内阻也是误差来源。对于表6，由于信号频率超过数字万用表的频率范围，数据误差较大。五、实验内容总结学会直流稳压电源、信号发生器、数字万用表和多功能电路实验箱的简单的操作方法及注意事项，了解了他们的基本原理。在调试的过程中学会如何正确取量程以得到准确的数值。学会了如何正确选择电压表测量直流交流电压。六、课后思考题1、用数字万用表测量正弦波，表头显示的是正弦电压的什么值？应选用何种电压测量方式？答：用数字万用表测量正弦波，表头显示的是正弦电压的有效值，应采用交流电压测量方式。2、可否用数字万用表测量三角波，斜波，锯齿波？为什么？答：不能。数字万用表测出的是有效值。而三角波、斜波、锯齿波电压不稳定无法测量。