北交电子测量实验.doc

_电子测量技术实验报告实验题目：第六章第十三题 学 院：电子信息工程学院专 业：学 号：1姓 名： 指导老师：赵会兵电子测量实验报告题目：在Multisim环境下，利用Agilent54622D虚拟示波器，通过仿真实验来说明触发电平、触发极性、触发耦合方式对波形显示的影响。1、 实验目的 认识示波器的触发电路及其作用 熟悉Multisim环境并进行仿真电路的设计 掌握Agilent54622D虚拟示波器的触发设置 理解触发电平、触发极性及触发耦合方式对波形显示的影响2、实验原理在实际的示波器中，扫描电压是由示波器本身的时基电路产生的，与被测信号并不相关。为此常需利用触发电路提取被测信号的周期信息，向扫描电路提供一个稳定可靠的触发信号，用于启动扫描信号发生器，迫使信号与扫描电压同步。如果没有触发信息，波形将在显示屏上以随机的起始时间显示出来；好的时候，屏幕上显示的波形是不稳定的、在屏幕上来回移动；差的时候，波形混叠在一起、充满整个屏幕。2.1触发源 触发源用于产生触发脉冲的信号源，有内触发、外触发、电源触发（又称为线触发）三种。双踪示波器内触发源又分为CH1、CH2。内触发可以使用来自任意一个垂直输入通道的被测信号作为触发源。外触发使用外部输入信号作为触发源，此时用户需要将用于外触发的信号源输出连接到示波器的外触发输入。由于外触发信号通常不能在示波器上直接显示出来，有些示波器提供了“触发显示（Trigger View）”功能来协助完成触发的设置过程。电源触发使用为示波器供电的50Hz交流电源作为触发源，电源触发对于观测与电源信号频率（或其谐波）直接相关的信号或者叠加有电源干扰的信号是很有用的。2.2耦合方式触发信号的耦合方式指选择触发源中的哪个成分来产生触发脉冲，分为DC、AC、AC（H）和HF四种方式。DC耦合即直流耦合，触发信号中既包含交流成分也包含直流成分。AC耦合是一种常用的方式，电容C1的接入起到隔直流的作用，适合交流信号的触发。AC(H)为低频抑制耦合，电容C1和C2串联，有利于抑制触发源信号中的低频干扰（如2KHz以下的低频信号或工频干扰，以免这些干扰影响触发电路的稳定工作。HF为高频耦合，电容C1、C2和C3串联，总电容值较小，适于观测5MHz以上的信号。有些示波器还提供噪声抑制耦合方式，用于抑制、减弱或者消除对于噪声污染信号的错误触发。噪声抑制耦合不改变触发电路的频率响应特性，这一点与AC（H）和HF耦合不同。2.3触发电平及触发极性触发电平及触发极性用于选择合适稳定的触发点，以控制扫描电压的起始时刻(即选择波形显示起点)，并使波形显示稳定。触发电平可以由“触发电平”旋钮进行调节，它有正电平、负电平和零电平之分，相应的触发点分别位于触发信号电压波形的上部、下部和中部（零电平）。触发极性指的是触发点位于触发信号的上升沿还是下降沿，位于上升沿的称为正极性，位于下降沿的称为负极性触发。3、Agilent54622D虚拟示波器使用说明3.1Agilent54622D虚拟示波器图1 Agilent54622D虚拟示波器Agilent54622D示波器的操作与模拟示波器类似，但是功能更强大，在使用Agilent54622D前，必须首先通过面板设置仪器，然后才能进行测量并读取测量结果。3.1.1调整模拟通道垂直位置模拟通道垂直调整区内，其中：旋钮是模拟通道垂直衰减旋钮；旋钮是模拟通道波形位置旋钮；按钮是模拟通道1的按钮；按钮是模拟通道2的按钮；是数据选择按钮。单击模拟通道1选择按钮，选择模拟通道1。模拟通道的耦合方式通过coupling软按钮选择。耦合方式的三种选择是：DC（直流耦合）、AC（交流耦合）和GND（地）。波形位置调整按钮用来垂直移动信号位置，以便把信号放在显示中央。应注意随着转动位置按钮会短时显示电压值指示参考电平与屏幕中心的距离，还应该注意屏幕左端的参考接地电平符号随位置按钮的旋转而移动。单击Vemier软按钮，可微调波形的位置。单击Invert软按钮，可使波形反相。3.1.2连续运行与单次采集运行控制包括连续运行（Run）和单次触发（Single）两种触发模式。其中，是运行/停止控制按钮，按钮是单次触发按钮。（1）当运行/停止控制按钮变成绿色时，示波器处于连续运行模式，显示屏显示的波形是对同一信号多次触发的结果，这种方式与模拟触发器显示的波形方法类似。当运行/停止按钮变成红色时，示波器停止运行，即停止对信号触发，显示屏顶部状态行中触发模式位置上显示Stop。但是，此时旋转按钮和垂直按钮可以对保存的波形进行平移和缩放。（2）当Single（单次触发）按钮变成绿色时，示波器处于单次运行模式，显示屏显示的波形是对信号的单次触发。利用Single运行控制按钮观察单次事件，显示波形不会被后面继续的波形覆盖。在平移和缩放需要最大存储器深度，并且希望得到最大取样率时应使用单次触发模式。示波器停止运行，Run/Stop按钮点亮红色，再次单击single按钮，又一次触发波形。3.1.3选择模式和设置抑制单击触发区中的Mode/Compling（模式/耦合）按钮，显示屏的下部出现Mode、Holdoff软按钮，通过设置软按钮，改变触发模式和设置抑制。（1）改变触发模式触发模式影响示波器搜索触发的方式。单击Mode（模式）软按钮，出现Normal、Auto、Auto Level触发三种选择。其中：a.Normal模式显示符合触发条件时的波形，否则触发器既不触发扫描，显示屏也不更新。对于输入信号频率低于20Hz时或不需要自动触发的情况，应使用常规模式触发。 b.Auto模式自动进行扫描信号，即使没有输入信号或者输入信号没有被触发同步时，屏幕上仍可以显示扫描基线。c.Auto Level模式适用于边沿触发或外部触发。示波器首先尝试常规触发，如果未找到触发信号，它将在触发源的10%的范围搜索信号，如果仍没有信号，示波器就自动触发。在把探头从信号源的一点移到另一点时，这种工作模式很有效。3.1.4选择触发方式Agilent54622D示波器触发方式有边沿触发、脉冲宽度（毛刺）触发、码触发三种类型。（1）边沿触发：通过面板上的按钮，可以选择触发源和触发方式。单击面板上的按钮，显示屏下方弹出 软按钮和软按钮。通过软按钮，能够选择触发源，主要有模拟通道1、模拟通道2、Ext(外部)、数字通道。通过Slope（斜率）软按钮，选择触发类型并显示在屏幕右上角。（2）脉冲宽度（毛刺）触发：单击按钮，选择脉冲宽度触发并显示脉冲宽度触发菜单。a.和边沿触发类似，单击Sourse软按钮选择触发源，并根据需要合理设置。b.单击脉冲极性软按钮选择所要捕获的脉冲宽度的正极性或负极性。所选脉冲极性显示于屏幕右上角。c.通过时间限定符软按钮可把示波器设置为在不同条件下的脉冲宽度触发。4、实验步骤4.1 Multisim环境设计仿真电路在电子仿真软件Multisim 10电子平台上调出安捷伦虚拟函数信号发生器和安捷伦虚拟示波器各一台，并连好电路。Agilent示波器的型号是54622D，是一个2模拟通道、16个逻辑通道、100-MHz的宽带示波器。Agilent示波器下方的18个连接端是信号输入端，右侧是外接触发信号端、接地端。单击电源按钮，即可使用示波器，实现各种波形的测量。图标：4.2设置函数发生器为500mVpp的500Hz正弦信号作为电源触发4.3 设置示波器触发类型和电平正负，观察波形显示（1）正（负）极性、零电平触发波形显示trigger为设置触发区注意，观察波形时，上下挪动波形将触发点T设在Y=0处。然后按按钮选择相应的正负极性触发。正极性、零电平触发，如下图：负极性、零电平触发，如下图：（2）正极性、正（负）电平触发波形显示正极性、正电平触发，如下图：正极性、负电平触发，如下图：（3）负极性、正（负）电平触发波形显示负极性、正电平触发，如下图：负极性、负电平触发，如下图：（4）观察正极性、零电平及DC、AC耦合方式触发波形显示操作界面如下：点击“Mode Coupling”按钮结果发现并没有我们预计的DC、AC、AC(H)和HF四种耦合方式，而是Auto、Normal和Auto_Level三种，而实验室里的示波器不同与仿真软件里的示波器，可以有DC、AC、AC(H)和HF四种耦合方式选择，所以暂认为是仿真软件为了减少使用者的操作，根据信号频率自动选择了耦合方式。外加100mV的正弦直流分量正极性、零电平、DC直流耦合方式的触发，如下图：五、结果分析1. 不同触发极性和电平使原本的正弦信号相位改变，且极性相同时，正负电平绝对值相同，波形以Y=0对称。2. DC耦合的触发信号既包含交流成分也包含直流成分，而AC耦合去除了直流分量，只显示了交流部分。六、实验感悟： 本次试验是研究示波器的触发电平、触发极性、触发耦合方式对波形显示的