实验一常用电子仪器的使用

第一部分模拟电子技术实验实验一常用电子仪器的使用方法一、实验目的1、学习示波器、毫伏表和万用表等常用电子仪器的使用方法和基本原理。2、学习信号发生器和直流稳压电源等常用电子仪器的使用方法和基本原理。二、预习要求1、认真阅读交流毫伏表、低频信号发生器和双踪示波器的相关资料。2、认真阅读本实验原理及测试方法的内容。三、实验内容1、掌握LM2191型数字交流毫伏表的使用方法，正确使用量程开关，读出测量值。2、学习低频信号发生器(LM1602P)的使用方法，掌握输出信号频率的调整、电压值的换算方法以及其它功能的应用。3、掌握用示波器（LM4320D）观察正弦信号波形和测量被测信号波形参数的方法（包括信号的峰值、峰-峰值、有效值、周期、频率等）。四、实验原理及测试方法本实验所用的三种仪器，即交流毫伏表、低频信号发生器和双踪示波器是模拟电子实验中的常用电子实验仪器。1、双踪示波器（LM4320D）可用来观察各种周期性变化的电压（或电流）波形，测量输入信号波形的参数，如信号的幅度（峰值、峰-峰值）、频率、周期，脉冲波形的上升、下降时间、周期等参数。（1）、波形的显示与调整①开机后，荧光屏上应该出现扫描光点或扫描线，调整“X位移”、“Y位移”、“时间ABCDA格”旋钮，使光点或扫描线移到荧光屏中心位置，然后调解“亮度”、“聚焦”旋钮，使光点或扫描线清晰，且亮度适中。然后将信号接到Y1／X（或Y2/Y）输入端口。②为使显示的波形稳定，有关的开关应置于下列位置：a、触发方式选择“自动”方式；b、触发源选择“内”触发；c、根据信号性质选择“直流/交流”按键；d、，调整“时间格”和“电压格”开关位置，使荧光屏上波形的幅度和周期数适当。注意：正确使用“地”按键应该弹出，如果按下，所有信号都不能输入到示波器内。（2）、幅度的测量①被测信号波形在显示器上垂直方向所占的格数。如：图1-1中正弦交流电压信号波形，在一个周期内两个波峰（即从A至B两点之间）在Y轴所占的大格与小格的总数。②读出“电压／格”开关上的数值。如：“电压／格”开关指向１Ｖ，图中波形为：PPV＝16V＝6VVm＝3V；32VV（3）、周期与频率的测量图1-1正弦交流电压信号波形①被测信号波形在显示器上水平方向一个周期所占的格数。如：图1-1中正弦交流电压信号波形，在一个周期内（即从C至D两点之间）在X轴所占的大格与小格的总数。②读出“时间／格”开关上的数值如：“时间／格”开关指向10mS，图中波形为：1012120TmSmS；1/fT注意：小格的数值读的越准确，测量的值就愈精确。（4）、上升时间和下降时间的测量脉冲波形的上升时间定义为由电压幅度的10%变化到90%所需的时间；下降时间为电压幅度的90%下降到10%所需的时间。（详见附录）2、低频信号发生器（LM1602P）能输出频率为0.2Hz~2MHz、最大输出电压幅度为20VP-P的正弦波、方波或三角波信号。（1）、按照需要选择输出波形，按下波形选择中的按键。（2）、频率的选择：按下七个频率选择范围按键的其中一个键，指示灯亮起，按下的按键所示的频率为输出频率的上限值，相邻的下一键所示的频率为下限值。如：输出1000ZfH，将“2K”按键按下，此时输出最高频率为2ZKH。调整“频率调节”和“微调”旋钮，使之输出频率在LED上显示为1.000HZ（3）、输出电压信号幅值的选择：根据输出信号的要求选择“衰减”开关，详见表1-1。如：输出信号要求30VppmV表1-1将衰减开关中“40dB”按键按下，调整“输出幅度”旋钮，在LED上显示为30mV。注意：在50输出端口输出的是电压信号，若需要的是有效值，应该经过换算之后调整至有效值输出。低频信号发生器其它功能详见附录。３、交流毫伏表（LM2191）能测量频率为20Hz~2MHz，幅度为10μV~400V的正弦交流电压信号。（1）、量程开关的选择：在测量信号之前，应把“量程选择”开关放在最大量程，如果知道所测信号的大小，应选择接近所测信号幅值的量程，这样测试的结果会误差小。（2）、将屏蔽测试线接入“输入”端口。注意：不要接到“输出”端口。（3）、正确读出数值：LED上显示的数字即为被测信号的有效值，读出数据时要带上“量程”开关上的电压单位。（4）、如果显示的数字不稳定，断续闪亮，说明测试值已超出选择的量程，需马上将量程扩大；如果仍然不恢复，关上电源，重新开启。三种仪器的测试练习：1、将信号源的电压输出端与示波器Y1/X或Y2/Y垂直输入端相连；2、将信号源的输出选择正弦交流信号，输出电压峰-峰值为20V、频率f=1000Hz；输出衰减输出电压范围注意0dB0~20Vp-pp-p为峰峰值表示方法20dB0~2Vp-p40dB0~200mVp-p60dB0~50mVp-p表1-23、调节示波器面板上相关控件，使示波器屏幕上出现稳定的正弦交流波形；4、用示波器测量出信号源输出的正弦交流信号的最大值、频率；5、用毫伏表测量出信号源输出的正弦交流信号的有效值；6、比较示波器与毫伏表测量结果，将数据填入表1-2中。注意：毫伏表读出的是有效值，示波器读出的是瞬时值。（1）信号源的输出衰减20dB，频率不变，重复1~6步，数据填入表1-1中；（2）信号源的输出衰减40dB，频率不变，重复1~6步，数据填入表1-1中；（3）信号源的输出衰减60dB，频率不变，重复1~6步，数据填入表1-1中；7、将信号源输出衰减至0dB，保持其输出幅值不变，改变输出频率，用毫伏表测出信号源输出幅值，数据填入表1-3。表1-3五、实验报告1、整理实验数据，将所测得的数据填入有关表格。2、画出信号源输出波形的幅频特性曲线。六、实验设备和器件1、数字交流毫伏表（LM2191）一台；2、低频信号发生器（LM1602P）一台；3、双踪示波器（LM4320D）一台；4、测试线（带屏蔽）三条。信号源衰减值测试仪器名称电压Um值频率f值0dB示波器毫伏表20dB示波器毫伏表40dB示波器毫伏表60dB示波器毫伏表信号频率50Hz100Hz1kHz10kHz100kHz1MHz信号幅值七、思考题1．用交流电压表测量交流电压时，信号频率的高低对读数有无影响？2．用示波器观察波形时，要达到如下要求，应调节那些旋钮？（1）亮度适中；（2）波形稳定；（3）移动波形；（4）改变波形个数；（5）改变波形高度。3、信号发生器输出阻抗为50，若不慎将输出短路，将会引起什么后果？若接入50负载，其输出电压将为空载时的几分之几？