北京航空航天大学电气技术实践---1新衰减器和RC低通.ppt

,衰减器和RC低通滤波器,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器,2.实验原理及其应用,3.实验电路,5.实验内容,7.总结报告要求,6.实验中的注意事项,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,一、实验目的1、学习正确使用500型万用表、双路智能数字交流毫伏表、数字多用表和函数信号发生器。2、了解仪表的频率使用范围对测量结果的影响。3、学习二端口网络参数测试和幅频特性的测试方法。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,二、实验原理及其应用1、衰减器原理及其应用衰减器是将测试的信号进行缩小或放大。比如测试设备（仪表、示波器）等。2、RC低通滤波器原理及其应用滤波器是将所需的信号频段进行截取。比如高通、低通、带通、带阻等。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,三、实验电路1、熟悉实验箱上元器件，如电阻种类和特点以及性能等。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,2、衰减器电路设计要求：1）负载电阻RL=600时，从衰减器输入端看进去的输入电阻Zi=600正好能与电源内阻Rs=600匹配。如图所示。2）衰减器接在电源和负载之间时，负载所得到的功率为电源与负载直接连接时负载所得功率的1%（即接入衰减器后功率衰减20dB）。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,3、RC低通滤波器电路设计要求:RC低通滤波器电路的转折频率为1KHz，如C=0.01uF时，R=？由公式计算,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,四、仪器、仪表的使用介绍选用仪表的一般方法：（1）仪表的精度即准确度；（2）仪表的阻抗；（3）仪表的频率使用范围；仪表的常见符号意义：“”：代表直流，直流表测量平均值。“”：代表交流，交流表测量有效值。1、函数信号发生器2、500型万用表3、双路智能数字交流毫伏表4、TH1941型41/2数字多用表,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,1、函数信号发生器信号波形类型：正弦、方波、锯齿波、斜波。信号频率范围：0.22MHz。信号幅度大小：20Vp-p。输出电阻：50,信号占空比调节旋扭,偏移调节旋钮,频率细调旋钮,电源开关,压控频率输入端,频率粗调按钮,脉冲信号输出端,信号输出端,输出信号类型选择,输出幅度调节旋扭拉出衰减20dB,按下按钮衰减20dB,电源指示,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,函数信号发生器的使用方法:一般来说，要关心的是信号的频率和幅度。1）首先确定信号类型。2）信号的频率a)先用粗调按钮确定信号的频率范围。b)再用玻璃管细调旋扭对准三角位置。3）信号的幅度a)用AMPL幅度旋扭调节信号的幅度。b)若需要小信号的话，可以将AMPL旋扭拔除或按下ATT按钮，它们都可以衰减20dB，倘若同时使用可以衰减100倍。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,4）信号输出位置OUTPUT50处接上测试电缆，电缆上红色夹为信号正极，电缆上黑色夹为信号负极。5）信号占空比调节旋钮逆时针旋到CAL位置，否则会是RAMP（斜波）即占空比不是50%。6）信号输出端不能短路。,信号占空比调节旋钮,电缆,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,2、500型万用表主要功能：1）测交、直流电压2）测直流电流3）测电阻,笔短接调零,直流电流量程,被测对象：直流电流,被测对象：电阻,中值电阻或倍率,交流电压量程,直流电压量程,被测对象：交直流电压,刻度线,交直流刻度线,正弦交流小于10V专用刻度线,分贝值刻度线,测试笔插孔,三角位置,左、右旋钮,表盘,带“.”位置,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,500型万用表使用之前须弄清楚表盘上的刻度线和一些符号含义：“”:代表直流。“”:代表交流。此表只适用测正弦交流。“-2.5”:直流表的精度是2.5级。“20000/VD.C.”:测量直流电压时，所选量程每伏表的内阻是20000。“45-601000Hz”:此表频率使用范围。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,“刻度线边带有符号”：测电阻刻度线，此刻度线右边均匀，左边不均匀，因此选择表指针应指在右边均匀的位置。“刻度线边带有符号”：测交、直流信号都可以用此刻度线。“刻度线边带有10V符号”：正弦交流小于10V时，用此刻度线进行读数。“刻度线边带有dB符号”：代表分贝值，主要用于绘制电路的波特图时选用。“插孔的含义V、A、dB、+、*(COMM)”：代表电压、电阻、电流、分贝、信号正极、信号公共端即负极。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,测量电压、电流使用方法：1）选测试插孔。2）选被测对象。3）选量程。4）测试并读数（量程与刻度线是满偏的关系）。测量电阻的使用方法：1）选测试插孔。2）选被测对象。3）选中值电阻即倍率（原则是指针指向线的右边均匀部分）。4）测试笔短接调零。5）测试时只能测不带电的元件，并读数（指针指示值X所选倍率）。6）如改换倍率，须测试笔短接重新调零，再测试和读数。使用完毕，应将两个旋钮带“.”的位置对准三角。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,3、双路智能数字交流毫伏表功能：两通道只能测量交流电压大小。但每通道测量的输入电压不大于500V（DC+ACp-p）。交流电压范围：300V300V。-70dB+50dB。1V=0dB。交流电压频率范围：10Hz2MHz。电缆上红色夹为信号正极，电缆上黑色夹为信号负极。,电源开关,通道1输入,通道2显示,通道1显示,通道2输入,V/dB切换显示按钮,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,4、TH1941型41/2数字多用表TH194141/2读数双屏数字多用表是一台快速的、高稳定、高精度测试电压/电流/电阻的仪器。该仪器以25次/秒的最快速读数速率，以0.01%的直流电压基本精度以及0.03%的基本电阻精度等一系列的性能。主要功能：交直电压、交直电流、电阻、频率(周期)、dB、dBm、导通测试、二极管测试、Max-Min记录以及百分比计算，提供SCPI(可编程仪器命令标准）RS-232控制接口等功能以及多种功能可组合双屏显示。特点:将测量的模拟量转换成直流电压信号，经A/D转换器将模拟量转换成数字量并以数字的形式显示出来。显示4位半数字，最高位只有0和1两个数字。a)直读数，LCD上显示多少就读多少。b)自动确定信号极性、单位和小数点位置。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,C)测量范围直流电压：10Vto1000V。200mV、2V、20V、200V、1000V。交流电压：10Vto750V，1000V。200mV、2V、20V、200V、1000V(750VAC)，最大分辨率为10V(在200mV量程)，交流电压为真有效值(RMS)，最大交流电压峰峰值是1000V。直流电流：100nAto20A。2mA、20mA、200mA、2A、20A；最大分辨率为100nA(在2mA量程)。交流电流：100nAto20A。电阻：10mto20M。200、2k、20k、200k、2M、20M；最大分辨率为10m(在200量程)。频率:5Hzto1MHz以上。当交流电压输入信号范围在200mVto750V时，可测量从小于1Sto200mS的周期交流电压的频率，此信号来源于电压输入插孔。d)量程选择有自动和手动。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,面板介绍：,功能键,测试插孔选择,Shift/Local键,菜单操作键,电源开关,主显,量程和方向键,保险丝座,副显,主显,Trig/Hold键,速度和第二显示开关,数学键,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,前面板共有两排可供选择各种功能和操作的按键。按键顶部有字符的为第一功能键，其操作直接按下此键就可以实现此功能；按键上边有一蓝色字符标记的为第二功能键，其操作首先通过按下Shift键(Shift字符将会在屏幕上点亮)，然后再按下其它期望的功能键来实现第二功能，即Shift键其它功能键；若再按Shift键(Shift字符将会在屏幕上消失)，则取消第二功能。面板插孔选择：V用于电压、电阻、二极管、导通、频率周期测量输入信号正端(即正极)插孔；COM用于测量输入信号公共端(即地端或负极)插孔；500mAMAX用于2mA200mADC/AC电流输入信号正端(即正极)插孔；20用于2A20ADC/AC电流输入信号正端(即正极)插孔。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,测量的功能键：直流电压(DCV)/直流电流(DCI)，交流电压(ACV)/交流电流(ACI)，电阻()/导通即通断测试()，频率(Freq)/周期(Period)，交直流真有效值(AC+DC)/dB，二极管()/dBm。量程选择有自动和手动。按AUTO键锁定自动量程功能，此时屏幕上会出现AUTO字符点亮标记；手动是通过、按键选择与期望值相近的量程。若想了解数字多用表其它功能请详细参看TH1941型41/2数字多用表使用说明书。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,TH1941型41/2数字多用表使用方法：1）将测试线红色插头(即正极)插入被选中的被测对象的插孔，测试线黑色插头(即负极)插入COM插孔。2）按下被测对象对应的功能键(直接按下功能键是第一功能；通过按下Shift键其它功能键为第二功能)。3）量程选择有自动和手动。按AUTO键锁定自动量程功能，此时屏幕上会出现“AUTO”字符点亮标记；手动选择可能在屏幕上出现“OVL.D”字样时，可通过、按键选择与期望值相近的量程，为了有最佳的分辨率，应尽可能设定在最低的量程。4）按下Shift键Rate键可开启第二显示，按、键选择当前功能下的各种副参数组合显示。5）读取显示屏上的读数。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,屏幕信息：FAST快速读数速率MED中速读数速率SLOW慢速读数速率TRIG处于单次触发状态HOLD读数保持功能打开AUTO自动量程状态指示REL相对运算功能导通测试功能二极管测试功能DC直流指示COMP极限比较测试功能打开AC交流指示MATH数学功能(%、COMP、Max/Min)有效HIINOL极限比较测试上限超、合格、下限超RMT处于远程控制模式MAXMINMax/Min功能下最大最小值指示ERR检测到硬件或远程控制错误,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,主显功能下可能的副显功能的各种组合主显第二显示(副显)(通过、方向键进行选择)DCVACVdBmdBHzACVDCVdBmdBHzDCV+ACVdBmdBHzACVDCVDCIACIHzACIDCIHzDCI+ACIHzACIDCIHzACV/ACIACI/ACVPercentage(%)%(测试值)Comp(测试值)HI，IN，LO，PASS，FAILMax/MinMaxMin(测试值)说明：当打开第二显示时，测量量程由主量程决定。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,数学功能测试：有百分比，dB和dBm的计算，极限测试三类。1)Input显示屏幕上的显示读数；Reference用户输入的参数；Percent显示的计算结果。2）用dB来表示DC或AC电压的好处是将一个大的测量范围压缩到一个较小范围的坐标轴内。dBm是以1mW为参考之所定义的分贝值。VIN输入DC或AC电压信号。VREF用户设定的参考电压值。ZREF用户设定的参考阻抗。3）极限比较测量功能的设定和控制决定测量值是在HI、IN或LO状态的读数即高限、合格、低限。相对运算(Relate)：显示读数=实际输入-参考值。Trig触发：允许用户设定仪器自动、手动或外部触发测量，每次触发后得到测量结果。最大最小值(MAX/MIN):用来指示测试过程中出现的最大最小值。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,五、实验内容1、用电阻表测试T型网络每个电阻的实际值并记录。2、测T型网络二端口Z参数：Z11、Z22、Zis22，计算Z12XZ21。再取负载RL=600，测Zi。3、当函数信号发生器的内阻为600时，接上T型网络和负载RL=600后，验证Us/Ui=2，Ui/Uo=10。思考：如何测试函数信号发生器的内阻？,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,4、测试RC低通滤波器的幅频特性。Ui=5V，f=100Hz50KHz。并要求用三个仪表同时测试RC低通滤波器的输入信号电压的大小。幅频特性的测试方法保持输入信号电压不变，改变信号的频率，测量输出电压，然后可规一化来描画波特图。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,RC低通滤波器波特图本次通过测试应了解以下一些术语：转折频率fc、通带、过渡带、阻带等。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,注意：在幅频特性测试时，怎样选择测试点？一般来说先画出电路特征曲线并根据曲线图来选择测试点。原则是曲线弯曲的部分，测试点之间的间隔小一些（即应多取几点）；曲线平坦的部分，测试点之间的间隔大一些（即应少取几点）；这样描出来的曲线会光滑一些。无法画出曲线时，应根据测试输出电压的大小来选择测试点。原则是测试点之间的输出电压变化小时，应选择频率间隔大一些；测试点之间的输出电压变化大时，应选择频率间隔小一些；这样描出来的曲线会光滑一些。,北航电工电子中心,衰减器和RC低通滤波器（续）,六、实验中的注意事项1、函数信号发生器输出端不能短路。2