实验一常用电子仪器使用

台州学院物电学院省级实验示范教学中心实验一常用电子仪器的使用模拟电子电路实验一、实验目的四、实验内容二、实验仪器五、注意事项七、实验报告三、实验原理六、思考题【实验目的】1．学习常用电子仪器的正确使用方法和基本原理2．掌握用示波器观察正弦波信号波形和读取波形参数的方法【实验仪器】1．YB4320双踪示波器2．YB1634函数信号发生器3.YB2173交流毫（微）伏表【实验原理】一、双踪示波器示波器是一种用途广泛的电子测量仪器，既能直接测量电信号的波形（电压与时间关系），能测量电压信号的幅度、周期、频率和相位等参数。配合各种传感器，一切可以转化为电压的电学量（如电流、电功率、电抗等）和非电学量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁强等）都可以用示波器来观测。示波器具有多种类型，就显示方式来说，主要有阴极射线示波器和液晶显示示波器两种，但它们的基本原理大致相同。本实验通过了解YB4320双踪示波器的基本原理与使用方法，为今后工作学习打下基础。1、电压测量（1）交流电压的测量：测量被测波形的交流成分时，必须将Y轴输入耦合开关置于“AC”的位置，才能把输入波形的交流成分在示波管屏幕上显示出来。但当输入波形的交流成分频率很低时，则应将Y轴输入耦合开关置于“DC”的位置。假设示波器幅度旋钮至于20mV/DIV，如图1－1所示测量信号电压峰－峰值为VP-P＝4DIV×20mV/DIV＝80mV图1-1交流信号波形图（2）直流电压的测量将Y轴耦合开关置于“GND”位置，此时显示的时基线为零电平的参考时基线。将Y轴输入耦合开关转至“DC”位置，接入被测信号，此时，“V／DIV”开关在面板上的指示值与时基线在Y轴方向位移的度数的乘积即为测得的直流电压值。当被测电压相当高，需外接衰减探头时，示波器探头设置应相应增加倍数。假设示波器幅度旋钮至于1V/DIV，如图1－2所示测量信号直流电压值为V＝2DIV×1V/DIV＝2V图1-2直流信号波形图2、周期测量测量周期图1-3示波器测量信号时间间隔示意图设示波器时基旋钮至于1ms/DIV，如图1－3所示测量信号周期为T＝3DIV×1ms/DIV＝3ms3、频率测量对周期性的重复频率来说，可先测定其每一周的时间，它的倒数即为被测波形的频率值。设示波器时基旋钮至于5μs/DIV，如图1－3所示测量信号频率值为f＝1/(4DIV×5μs/DIV)＝1/20μs=50(KHz)4、相位测量用示波器的双踪功能测量相位，这种方法可测得二个频率相同信号的相位关系。如图1－4测得两同频信号的波形图，可以看出示波器中每一个波形在示波器中的水平位置占有4DIV，每1DIV对应相位为90°（一个周期为2π＝360°），可以按下列攻势求得相位差：θ＝T×90°/DIV=0.5DIV×90°/DIV＝45°图1-4示波器测量信号相位差示意图图1-4示波器测量信号相位差示意图二、交流毫伏表用于测量正弦信号的有效值。由于交流毫伏表的灵敏度较高，为避免损坏，在不知测量值大小的情况下，先将量程开关打到最大档，然后选择合适量程，使表针指在1/3量程到满量程之间。三、信号发生器为电路提供输入信号，本实验采用YB1634型号，采用恒流源充放电的原理来产生三角波，同时也产生方波。改变充放电电流值，就可以得到不同频率的信号。三角波通过波形变换电路，就可产生正弦波。最后将正弦波、三角波、方波经函数转换开关选择后，由放大器放大后输出。【实验内容】用示波器的“校准信号CAL”对示波器进行自查。测量前，首先将扫描微调和衰减微调旋钮顺时针旋转到底；然后输入耦合方式选择“GND”,调整垂直旋转钮，是扫描线对准屏幕上的某一条水平标尺线，设置好零电平参考基线，释放“GND”按钮。调整好示波器后，将示波器的探头接到“校准信号”处，将测得的信号的周期和幅值记录到表1-1。表1-1“校准信号”的幅度、频率的测量参数标称值原始数据测量值幅度2/0.5VdivV/divV频率1kHzdivms/divkHz1.校准信号测量2.用示波器测量函数信号发生器输出正弦波的周期调节函数信号发生器“幅度”，使其输出正弦波信号最大，用示波器测量频率分别为1k,10k,100k,时的正弦波周期，并填入下表1-2函数信号发生器（频率/Hz）示波器实测值（周期）频率f/Hzdivt/div实测值计算值1k10k100k表1-2示波器测量函数信号发生器的输出频率大小3.用示波器和交流微伏表测量函数信号发生器的输出信号电压调节函数信号发生器“幅度”，使其输出正弦波信号最大，使输出频率分别为1k,10k,100k,用交流毫伏表测量其有效值，用示波器测量峰峰值，填入表1-3中1-3示波器、交流毫伏表测量函数信号发生器输出电压大小函数信号发生器（频率/Hz）交流毫（微）伏表实际值示波器实测值（峰峰值）标称值实际值量程/V读数测量值divV/div实测值/V1k10k100k调节函数信号发生器，使其输出信号的频率为10k，“幅度”最大，当信号衰减0dB、20dB、40dB、60dB时，用交流毫伏表、示波器分别测量函数信号发生器的输出电压，填入表1-4中表1-4示波器、交流毫伏表测量函数信号发生器输出电压大小函数信号发生器（衰减/dB）交流毫（微）伏表实际值示波器实测值（峰峰值）标称值量程/V读数测量值divV/div实测值/V0204060通过测量得出：1.峰峰值和有效值的关系。2.0dB、20dB、40dB、60dB和放大倍数的关系。（1）“共地”，保证所有仪器的“地”电位相同，避免相互干扰。（2）函数信号发生器输出端不能短接；且不能接到带有较高电压的两点之间。（3）交流毫伏表地线应“先接后拆”，接线时先接地线，拆除时后拆地线；测量时要先估。计被测电压大小，被测电压不可超出量程；用毕将其置于最高档。（4）双踪示波器：辉度不可太亮，测量前微调旋钮要求顺时针旋转到底。【注意事项】1.用示波器观察波形时，要达到以下要求，主要应调节哪些旋钮（1）波形清晰（2）波形位置移动（3）改变波形高度（4）改变波形个数【思考题】2.应用双踪示波器观察到如下图所示的两个波形，YA和YB轴的“V/div”的指示均为0.5V，“t/div”指示为20μS，试写出这两个波形信号的波形参数。【实验报告】1.整理实验数据，并进行分析2.总结如何正确使用示波器3.回答思考问题