电子测量技术-实验报告.doc

《电子测量技术》实验报告姓　　名：xxxxxxx 学 号：xxxxxxxxxxx 班 级：电气xxxxx班 组 员：xxxxxxxxxxx 指导教师：xxxxxxxx 实验日期：xxxxxxxxxxxx 实验一 示波器波形参数测量一 实验目的通过示波器的波形参数测量，进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧 1. 熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值，有效值及其直流分量 2. 熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率 3. 熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差二 实验设备1. 信号发生器, 示波器2. 电阻、电容等三 实验步骤1．测量1kHZ的三角波信号的峰峰值及其直流分量2．测量1kHZ的三角波经下图阻容移相平波后的信号的峰峰值及其直流分量 3．测量1kHZ的三角波的周期及频率 4．用单踪方式测量三角波、两信号间的相位差 5．用双踪方式测量三角波、两信号间的相位差6．信号改为100HZ，重复上述步骤1~5。

四 实验数据1. 本实验所用RC移相平波电路中，2. 1kHz三角波测量结果数据记录表信号1kHz三角波阻容移相平波信号和 相位差单踪双踪参数数据50m999.5800504m50．3m0.2410.239100Hz三角波测量结果数据记录表信号100Hz三角波 阻容移相平波信号和 相位差单踪双踪参数数据1.0150m10.00482mm3. 数据处理与分析（1） 幅值解：由于输出信号幅值基本保持不变，下面以幅值衰减倍数作为变量进行比较： 输入信号为1kHz三角波时，幅值衰减倍数 输入信号为100Hz三角波时，幅值衰减倍数 该移相平波电路对100Hz三角波的衰减较小，推广到一般，RC移相平波电路对低频信号的衰减较小（2） 直流分量：解：由于输出信号直流分量基本保持不变，可直接对输出信号的直流分量 进行比较，输入信号为1kHz三角波时，输入信号为100Hz三角波时，该移相平波电路对三角波的直流分量的阻隔作用近乎没有推广到一般，RC移相平波电路对信号的直流分量没有阻隔作用3）相位差：° 解：输入信号为1kHz三角波时，采用单踪方式：采用双踪方式： 输入信号为100Hz三角波时，采用单踪方式：采用双踪方式： 单踪方式较双踪方式准确比较两项的相位差可知，该移相平波电路对1kHz三角波的移相作用较明显，推广到一般，RC移相平波电路对高频信号的移相作用较大五 实验结论1. RC移相平波电路对于100Hz三角波信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于1kHz三角波信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。

推广到一般，RC移相平波电路对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大2. 对于示波器测量，单踪方式较双踪方式更为准确，且适用范围较广，因为双踪方式不可用于不相干信号的测量，否则会导致波形不稳定六 实验问题讨论1. 测量相位差时，你认为双踪、单踪测量哪种方式更准确？为什么？解：单踪测量更准确选用双踪方式时，使用两个输入通道，双踪方式的扫描分为交替方式（ALT）和断续方式（CHOP）两种，均会产生更大系统误差，因而导致双踪工作方式的准确度略低于单踪工作方式2. 你认为在实验过程中，双踪示波器的扫描是工作在交替、还是断续方式？为什么？解：当输入信号为1kHz三角波时，示波器工作在交替方式；当输入信号为100Hz三角波时，示波器工作在断续方式；交替扫描方式为非实时扫描，开关速度低，适用于高频信号，而断续、扫描方式为实时扫描，开关速度高，适用于低频信号3. 对于同一组移相电路，1kHz和100Hz三角波经过移相变换后，其相位、 幅值有何不同？为什么解：对于同一组移相电路，输入信号形式相同但频率不同时，会产生不同输出信号。

下面先进行理论分析： 根据基尔霍夫定律，得：解之，得：代入输入信号（三角波）其中， 为三角波斜率，正比于三角波的频率解常微分方程，得：明显与三角波频率f有关不同频率的信号将产生不同的输出信号：RC移相平波电路对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大在实验中，实验现象与理论分析相恰因此，考虑到实际应用，使用RC电路进行隔直作用时，输入信号的频率尽量低七 实验总结1. 用示波器进行测量时，可采用光标测量具体操作方法如下：（1）按选择功能： ：光标水平放置，进行电压测量； ：光标垂直放置，进行时间测量； OFF：光标消失，退出光标测量功能 （2）按TCK/C2选择跟踪基线：C1，C2，C1和C2 （3）调节FUNCTION，以调整光标位置，其中，当选定C1和C2进行跟踪时，两光标保持间距不变进行位置移动 （4）在屏幕下方读出所测数据（）2. 单踪方式与双踪方式：（1） 进行测量时，触发信号应接外触发（待测信号），以免波形不稳；（2） 对于示波器，单踪方式较双踪方式更为准确，且适用范围较广，因为双踪方式不可用于不相干信号的测量，否则会导致波形不稳定。

但双踪方式在比较时更为直观（3） 由以上分析可知：进行相位差的测量时，单踪方式的测量误差比双踪方式略小其原因主要在于示波器在两种工作状态下的工作方式有所不同：双踪方式的扫描分为交替方式（ALT）和断续方式（CHOP）两种，均会造成微小误差，因而导致双踪工作方式的准确度略低于单踪工作方式另外，交替扫描方式适用于高频信号，而断续扫描方式适用于低频信号3. RC移相平波电路:对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大因此，考虑到实际应用，使用RC电路进行隔直作用时，输入信号的频率尽量低实验二 图示仪的使用及晶体管特性参数测量一 实验目的通过图示仪对晶体管参数的测量使用，加强对图示仪的波形显示原理的掌握，熟悉图示仪的使用方法1. 学会用图示仪测量晶体三极管的特性参数2. 学会用图示仪测量二极管的特性参数3. 学会用图示仪测量稳压二极管的特性参数二 实验设备1. 图示仪2. 二极管、稳压二极管、晶体管9012、9013三 实验步骤1. 测量二极管的导通特性曲线2. 测量稳压二极管的正向、反向特性曲线3. 测量晶体管9012的特性曲线，计算、、、。

4. 测量晶体管9013的特性曲线，计算、、、四 实验数据1. 晶体管9013的特性曲线（9013为NPN型三极管） 图一 图二横轴表示集电极电压，一格表示2V, 纵轴表示集电极电流，一格表示2mA下面从输出特性曲线上能够查出、、、这四个主要参数:(1) 时的即为由图一可知，当时，集电极电流基本为零2) 饱和压降 集电极电流(饱和)时对应的即为饱和压降由图一可以读出3）电流放大倍数 理论公式读图一知，基极所加阶梯电流,集电极电流变化, 4）反向击穿电压按下零电流，即,适当的选择限流电阻,适当的选择电压档位和极性，逐渐增加扫描电压，观测电流的变化，当发生电流突变时的拐点位置，即为击穿电压 由下图可知：此时横轴一格表示　，2. 晶体管9012特性曲线 （9012为PNP型三极管） 图三 图四由图三知，横轴一格表示2V，纵轴一格表示2mA，，,,由图四知，此时横轴一格表示10V， 五 实验问题讨论1. 测量二极管、稳压二极管的特性曲线时，如何注意Rc及扫描电压的档位？解：RC应该调至适当的档位，保护被测电阻。

测量正向特性时应将RC适当调大，使扫描的电流小于稳压管的最大电流，以免烧坏器件扫描电压应调至“0”处，待实验开始后逐渐增大，但应小于器件的最大电压2．测量晶体管的特性曲线时，为什么增加级数时，屏幕上的波形为什么会闪动？请你计算扫描一簇曲线所用的时间？解：增加簇数，使n增大，由知， 要增大，阶梯波发生器开关速度低，重新产生增大后的阶梯信号会出现闪动 3. 如何进行阶梯波的调零？解：以PNP型三级管为例，显示部分中间按钮按下，调零起始位置在右上角，级数选择“1”，最“左”位置按下测量板上的“零电流”，调整Vce=10V，此时为，松开零电流，应使第一条线与重合，即阶梯调零旋钮实验三 数值化测量仪的使用一 实验目的通过数字化测量仪的使用，进一步巩固加强对数值化测量原理的掌握，不同数值化测量的误差分析及影响因素1. 学会用数字化测量仪测量信号的周期和频率2. 学会分析数字化测量的误差来源3. 掌握如何减少测量误差的措施二 实验设备1. 信号发生器2. 数字频率计三 实验步骤分别用测频、测周的方法测量100Hz、1kHz、100Hz的方波，将测量数据添入下表测频方法(Hz)测周方法（ms）档位 1s 10s´0.1´1´10100Hz75754460506614571kHz150149514605100Hz10.004010.0044810.006560四 实验问题讨论1. 通过以上实验数据，请你分析该测量系统的误差来源，以及减少测量误差的措施和方法。

解：在测频时：相对误差由量化误差和标准频率误差两部分组成：＝－，称为标准频率误差当频率一定，闸门时间越长，测量准确度越高；当闸门时间一定时，频率越高，测量准确度越高解决方法：A：选择准确性高、稳定性高的晶振作为时标信号发生器B: 在不使计数器产生溢出的情况下加大分频器的分频系数，扩大主门的开启时间C：对于随机的计数误差可提高信噪比或调小通道增益来减小误差在测周时：误差有量化误差、转换误差、标准频率误差当频率一定，闸门时间越长，测量准确度越高；当闸门时间一定时，频率越小，测量准确度越高解决方法：A：采用多周期测量B：选用小时标C：测量过程中尽可能提高信噪比 2．为什么在减小输入信号的幅值到一定程度时，测量数值相差会突然增大？解：在减小输入信号的幅值到一定程度时，测量无法满足计数器要求的触发电平，所以相位差会突然增大。