常用电子仪器的原理与使用.doc

_实验一 常用电子仪器的原理与使用 一、实验目的1. 了解电子示波器（DSO-X 2012 A）、函数信号发生器（TFG6920）等几种常用电子仪器的原理、主要技术指标。2. 熟悉示波器状态的正确调节方法（包括触发源与触发方式、耦合方式、Y衰减器与时基单元等），掌握示波器测量直流电压、波形的幅度、频率、相位差、时间间隔、脉冲波形的上升沿、下降沿等参数的方法。3. 掌握函数信号发生器的正确调整方法。包括：频率范围、频率微调、占空比、直流偏置、输出衰减、输出幅度等的调节与用途。4. 结合常用电子仪器的使用，学习二端口网络主要参数（输入电阻、输出电阻、增益、幅频特性等）的测量方法。二、实验内容1. 示波器与函数信号发生器的应用（1）观察示波器的校准信号观测示波器上Demo 2信号。正确接入该信号，分别用自动定标方式和手动调节方式稳定该信号的波形。分别用光标测量和自动测量方式测量Demo 2的峰-峰值及频率，并将波形以8位BMP格式保存到U盘。（2）用示波器测量函数信号发生器输出的正弦交流电压的幅度、周期（频率）调节函数信号发生器使CHA输出幅度为1VPP（峰峰值，下同），频率为10kHz的正弦电压。记录示波器测得的峰峰值、有效值、周期和频率。（3）测量不同频率下两正弦交流电压vi和vo的相位差实验电路如图1.2所示。输入电压vi的峰峰值为2VPP，频率分别为10kHz和20kHz，测量vi和vo的有效值与相位差。（4）测量函数信号发生器输出的方波幅度、频率、占空比调节函数信号发生器，令Amplitude显示值为2.5VPP；Frequency显示值为1kHz；令Duty Cyc显示值分别为50%、99.9%和0.1%。用示波器测量方波信号的幅度、周期、频率、占空比和最大电平、最小电平值。（5）测量方波信号的上升沿、下降沿实验电路如图1.2所示，vi是幅度为1VPP，频率为5kHz的方波信号，记录示波器测得的vi与vo的波形及其上升时间tr、下降时间tf 。（6）示波器探头“1”、“10”档对测量结果的影响测量电路如图1.3所示。输入信号vi是幅度为1VP，频率分别为100kHz、400kHz的正弦信号。分别用示波器探头的“1”、“10”档测量输出电压vo，总结示波器的输入电容的影响和示波器探头的用途。（7）示波器测量直流电压在图1.3电路中，输入加12V的直流电压。用示波器分别测量输入、输出电压值。2. 测量三极管9011的值用示波器测量三极管 9011 的值，并记录。三、数据记录与处理1.观察示波器的校准信号峰-峰值频率自动测量2.49V1.0012kHZ光标测量2.4925V998.00HZ实验记录的波形图如下：2. 用示波器测量函数信号发生器输出的正弦交流电压的幅度、周期（频率）峰-峰值有效值周期频率1.01V353mV100.01S9.9988kHZ3. 测量不同频率下两正弦交流电压vi和vo的相位差频率输入电压有效值输出电压有效值相位差10kHZ699.7mV566.9mV36.220kHZ697.2mV402.7mV55.64. 测量函数信号发生器输出的方波幅度、频率、占空比幅度周期频率占空比最大电平值最小电平值502.53V1.0000ms999.96HZ50.01.29V-1.33V99.92.53V999.96us1.0000kHZ99.91.29V-1.29V0.12.51V999.96us1.0000kHZ0.11.25V-1.33V5.测量方波信号的上升沿、下降沿上升时间tr下降时间tfvo24.30us21.92usvi60ns80ns实验记录的波形图：6. 示波器探头“1”、“10”档对测量结果的影响档位100kHZ400Khz 1171.98mV146.45mV 10170.53mV172.76mV7.示波器测量直流电压输入电压输出电压11.7V5.8V8.测量三极管9011的值iCiB1.21253mA5uA242.5四、思考题1. 示波器的Y 轴输入什么时候用交流耦合，什么时候用直流耦合？用示波器测量带有直流分量的信号时要注意什么问题？答：信号为直流信号时，应使用直流耦合，当需要测量交流信号（可含直流分量）时，则需要用交流耦合。注意问题：用示波器测量带有直流分量的函数信号时，波形可能会有一定的偏移甚至跑出屏幕，此时需要手动调节使波形在屏幕中央。2.在测量电路的输入电阻时，信号源与电路之间串联的电阻的大小应如何选择？为什么？答：应选择与输入电阻同一数量级的电阻以使得串联电阻与电路的输入电阻分压基本相同。当串联电阻过大或过小时，输入电阻上的电压将接近0 或电源电压，其准确性会大大降低，因此会造成输入电阻测量误差较大。3.在测量电路的输出电阻时，输出端接入的负载电阻一般应如何选择？为什么？如果被测电路的输出电阻极小，按上述原则选用负载电阻可以吗？为什么？答：从输出端看入，负载电阻与输出电阻是并联关系，因此应选用与输出电阻阻值相近的电阻，通过测量其上分压来计算出输出电阻。