实验二常用电子仪器的使用.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑实验二常用电子仪器的使用 测验二 常用电子仪器的使用 一．测验目的 1.掌管双踪示波器的根本操作方法，掌管电信号根本参数：电压、频率、周期和相位的测量方法 2.掌管函数信号发生器和晶体管毫伏表的正确使用方法 3.培养阅读仪器说明书的才能、仪器操作才能和查看才能 二．预习要求 1.阅读第五章中日立V—252型示波器，GFG—8016G型函数信号发生器，DA－16型晶体管毫伏表的面板说明和了解面板上各旋钮的用途 2.按测验内容要求画好记录波形及数据的坐标和表格 3.计算本测验内容中移相电路[图3（a）]的相位差理论值 ??arctg1 ?RC三．测验原理 1．示波器 示波器是一种用途广泛的电子测量仪器，它可直观地显示随时间变化的电信号图形如电压（或转换成电压的电流）波形，并可测量电压的幅度、频率、相位等示波器的特点是直观，灵敏度高，对被测电路的工作状态影响小因此被广泛地应用于无线电测量领域中 示波器主要有两种工作方式：y-t工作方式（又称连续工作方式）和x-y工作方式（又称水平工作方式）。

（1）y-t工作方式下，示波器屏幕构成一个y-t坐标平面，能够显示时间函数y = f（t）的波形，例如电压u（t）和电流i（t）的波形 （2）x-y工作方式下，示波器屏幕构成一个x-y坐标平面，屏幕上显示的图形具有函数关系y = f（x），该工作方式可测定元件特性曲线，同频率正弦量的相位差以及二维状态向量的状态轨迹等 2.函数信号发生器 47 函数信号发生器是常用的电子仪器，用来产生各种波形（正弦波、方波、锯齿波、三角波等）函数信号发生器的频率和输出幅度，一般可以通过开关和旋钮加以调理是常用的电子仪器 3.晶体管毫伏表 晶体管毫伏表是一种常用的电子测量仪器 晶体管毫伏表 主要用来测量正弦交流电压的有效值正弦电 压有效值和峰值的关系是： U峰值? CH1输入 2U有效值当测量非正弦交流电压时，晶体管毫伏表 信号发生器 CH2输入 读数没有直接的意义晶体管毫伏表不能用来 示波器 测量直流电压。

参考第一章第三节有关电压 测量方法的内容） 图1 仪器之间的连接图 本测验采用常用的三种电子仪器，它们之间的连接方式如图1所示 它们的使用方法， 请阅读本书第五章中的有关内容 四．测验设备 名 称 示波器 函数信号发生器 晶体管毫伏表 1.8K?电阻 0.027?F电容 面包板 型 号 或 规 格 日立V—252 GFG－8016G DA—16 数 量 1 1 1 1 1 1 五．测验内容 1．函数信号发生器和晶体管毫伏表的使用 （1）对照第五章中有关仪器的说明片面，熟谙两种仪器面板各旋钮的用途 （2）用晶体管毫伏表测量信号发生器输出的正弦电压 1）图2是用晶体管毫伏表直接测量信号发生器输出电压的连接图在测量前，晶体管 毫伏表量程应选择最大量程，以制止表头过载而打弯指针测量时，根据所测信号大小选 48 择适合的量程为了减小误差，要求晶体管毫 伏表指针位于满刻度的1/3以上。

当晶体管毫 信号发生器 晶体管毫伏表 伏表接入被测信号电压时，一般应先接地线， 再接信号线 图2用毫伏表测量电压的连接图 2）信号发生器“波形输出选择”选择正弦信号，“频率范围选择”选择1kHz，其它旋钮处于常规状态，调理“频率调整旋钮”，使“计频器”显示频率为1kHz调理“信号输出旋钮”，使晶体管毫伏表测量的输出电压有效值为1V 3）记录这时信号发生器输出电压的频率和有效值的大小 斟酌题： ①．若要使信号发生器的输出电压有效值为20mV，应如何调理？这时的电压峰值等于多少？ ②．是否可用万用表的交流电压档测量交流信号？ ③．是否可用晶体管毫伏表测量直流信号？ 2．示波器的使用 （1）熟谙示波器各主要旋钮的作用 1）示波器“触发方式选择开关”打在“AUTO”即自动扫描方式接通电源预热后，分别调理“INTENSITY”辉线亮度旋钮、“FOCUS”聚焦调整旋钮、“POSITION”垂直位移和水平位移等旋钮，使示波器荧光屏上显示出一条亮度适中、平匀光滑而纤细的扫描线。

2）将信号发生器输出电压调至最小，并接至示波器输入端（按图1连接），调理信号发生器的电压输出旋钮，使示波器的荧光屏上显示出峰峰值为6V（高度为6格）的信号波形分别调理示波器的垂直系统和水平扫描系统的各旋钮，体会这些旋钮的作用以及对输入信号波形的外形和稳定性的影响分别变更信号的幅值和频率，重复调理并加以体会 3）把输入探头衰减开关打在?10处查看示波器荧光屏上信号的变化 （2）测量信号电压 将示波器“可变衰减旋钮”调到“校准”位置（即顺时针旋毕竟），此时垂直电压灵敏度选择开关“V/div”所在挡位的刻度值表示着屏幕上纵向每格的伏特数这样就能根据屏幕上波形高度所占的格数，读出电压的大小为了保证测量精度，在屏幕上应显示足够高度的波形，灵敏度选择开关也应置于适合的档位 调理信号发生器使其分别输出频率为1kHz、电压峰值为2V、0.1V的正弦信号，分别用示波器和毫伏表测量其输出电压峰值和有效值将测量结果记录于表1中 49 表1 电压 电压峰值Um有效值（V） （V） 么？待测信号的大小有否变化？ （3）测量信号周期 将示波器“扫描速度”可变旋钮旋至“校准”位置（顺时针旋毕竟），此时扫描速度选择开关“t/div”所置档位的刻度表示屏幕上水平轴每格的时间值。

根据屏幕上所显示波形在水平轴上所占格数可读出信号周期为了保证测量精度，通常要求一个周期在水平方向上应占足够的格数，也就是应将“扫描速度选择”开关置于适合档位 信号发生器输出峰值为5V的正弦信号，变更信号频率，测量信号的周期，将测量结果记入表2中 信号频率（Hz） T/div所置刻度值 一周期所占水平格数 信号周期T(ms) 50 表2 100 1k 5k 25k 100k 示波器V/div所在档位 峰－峰波形高度（格） 峰－峰电压UP-P（V） 斟酌题：若在测量中，把探头衰减开关打在?10处，这时示波器上电压的读数应留神什 斟酌题：如何用示波器测量信号频率？ 移相网络 （4）测量两信号的相位差 CH1输入 测量相位差可用双踪测量法，也可用 信号 C 0.027μF x-y测量法 CH2输入 1）双踪测量法 发生器 R 1.8kΩ uo 双踪测量法的仪器连线如图3（a）所 示波器 示。

示波器的显示方式切换开关“MODE” 选择“CHOP”将f＝1kHz、幅度Um＝2V （a）连线图 的正弦信号经过RC移相网络获得同频率不 uo 同相位的两路信号分别加到示波器的CH1 和CH2输入端，然后分别调理示波器的 a b c 2Y 2Ym CH1、CH2“位移”旋钮“垂直灵敏度 ? t V/div”旋钮及其“微调”旋钮，就可以在 屏幕上显示出如图3（b）所示的两个高度 （b）显示波形 相等的正弦波为了显示波形稳定，应将 图3 双踪测量法测量相位 50 “内部触发信号源选择开关”选在CH2处，使内触发信号取自CH2的输入信号，这样便于对比两信号的相位 双踪测量法测量信号相位差的方法为： 从图3（b）显示图形读出ac和ab的长度（格数），根据 ac ：3600 = ab ：? ，可 求得两信号的相位差为： ?? 将测量结果记入表3中。

表3 信号周期长度（ac格数） 信号相位差长度（ab格数） 相位差（度） ab?3600 ac ②．由显示图形读出Y和Ym的格数，那么两信号的相位差为： ?Y? ??2arctg?m??1 ?Y? 将测量结果记录于表4中，并画出波形图分析测量值与理论值的误差理由 表4 波形高度Ym（格数） 两交点间垂直距离Y（格数） 相位差（度） 22）x-y测量法（选做） 将示波器“扫描速度开关”调至“x-y” uo 位置，即可举行测量，这时示波器成为x-y 工作方式，CH1为x信号通道，CH2为y 2Y 2Ym 信号通道 ui x-y测量法的连接如图3（a）所示，输 入信号仍为f ＝1kHz、Um＝2V的正弦信号 经过RC移相网络获得同频不同相的两路信 图4用椭圆载距法测量相位差时显示的图形 号，一路参与到示波器CH1的输入端，一路参与到示波器CH2的输入端。

调理“位移”、“垂直轴电压灵敏度”旋钮，使示波器荧光屏上显示出图4所示的椭圆图形由图形直接读出y和ym所占的格数，那么两信号的相位差为： 将测量结果记录于表5中 51 ??arcsin???y?ym??? ?表5 椭圆高度ym（格数） 在y轴的截距y（格数） 相位差（度） 斟酌题：示波器的“显示方式”选择开关置于“CHOP” 档位时适合测量何种频率的 信号？当置于“ALT” 档位时，又适合测量何种频率的信号？ （5）示波器校准信号的测量 1） 用函数信号发生器外测信号频率功能，测量示波器校准信号的频率 2）用示波器查看校准信号及其频率和幅度，并与函数发生器所测的频率对比，分析误差理由 六．测验报告要求 。