电子测量技术实验三 波形测试及信号相位差测量.doc

电子测量技术实验三 波形测试及信号相位差测量一． 实验目的1．巩固通用示波器的使用方法2．掌握双踪示波器的使用方法3．学会测量矩形波上升时间和下降时间的方法4．了解示波器的 X—Y 法应用5．掌握测量相位差的二种方法6．了解示波器的校正方法二． 实验仪器和器材1．双踪示波器2．函数信号发生器3． 50V-104、50V-103 电容器；1KΩ、 10KΩ 电阻各一只三． 实验内容及步骤1．用示波器测量脉冲信号的上升时间和下降时间1）用函数信号发生器产生频率为 20KHz 的矩形波脉冲信号2）按图 5-1 连接电阻和电容，组成一个低通网络图 1 低通滤波电路3）调节示波器 X 轴的偏转因素选择开关，尽量使屏幕上突出显示脉冲的上升沿部分或下降沿部分并配合使用 X 轴位移旋钮，使对应上升沿 10% （或下降沿 90%）高度处的测量点对齐 X 轴的某个刻度线，然后读出对应上升沿 90% （或下降沿 10%）高度处另一测量点到上一测量点的相对时间值该相对时间值便是所测脉冲的上升时间（或下降时间） 读数等于刻度个数乘上 X 轴偏转因数2．用双踪法测量两个信号的相位差接信号源 接示波器 1）先用信号发生器产生一个频率为 20KHz 的幅度为 1V 的正弦信号。

2）再按图 5-2 连接电阻和电容，组成一个阻容延迟网络信号发生器输出信号一路直接作为信号 1 送入示波器 CH1 通道，另一路通过阻容延迟网络后作为信号 2 送入示波器 CH2 通道由于信号 2 通过延迟网络，所以信号 2 比信号 1 在时间上要延迟，两个信号之间存在着相位差图 2 阻容延迟网络3）用示波器测量频率相同的两个信号之间的相位差示波器置交替工作状态，调节 X 轴偏转因数选择开关（也称X 轴扫描速度选择开关） ，对 20KHz 的信号频率，可置于 10µS/Div档，调节触发电平（Trigger）旋钮，使显示的两个波形稳定分别调节 CH1 和 CH2 两个 Y 轴位移旋钮，使两个波形的扫描时基线重合，在屏幕上可看到一前一后两个正弦波测量信号周期 T，并测量两个信号之间的时间延迟量 ΔT按下式计算两个信号的相位差φφ = 360∘× ΔT/T4）把屏幕显示的波形和测量结果画成图3．示波器的 X—Y 应用和椭圆法测量相位差1）示波器的 X—Y 应用，是指两个信号分别从 X 通道和 Y 通道送入示波器，示波器内部 X 振荡器不用，靠外接被测量信号之一来驱动电子束作水平方向的扫描所以此时光迹在水平方向的扫描反映了接在 X 通道的被测量信号的规律。

而屏幕上显示的光迹图形和两个被测信号的参数都有关示波器的 X—Y 法可用来测量未知信号的频率，其测量依据是李沙育图形（Lissajous Patterns） 示波器的 X—Y 法也可应用于相位差的测量，这就是椭圆法测量相位差接信号源 接示波器2）先把辉度旋钮调小，使得刚能看到光迹，然后把 X 偏转因数选择开关（X 扫速开关）置于 X-Y 档此时屏幕上只有一个亮点注意此时不能把辉度开大，以免能量集中灼伤荧光屏调节 Y 轴位移和 X 轴位移旋钮，使光点在屏幕中央刻度线原点3）按照上述步骤 2 产生同频率的两个信号，分别送到 X 输入插口和 Y 输入插口（选 CH1 或 CH2 都可） 示波器 Y 轴工作模式开关从交替工作模式改为相应的 CH1 或 CH23）分别调节 Y 轴增益旋钮（Variable ）和 X 轴细调旋钮（Variable） ，使两个信号的幅度相同，此时屏幕上将显示一个斜椭圆4）测量椭圆交 Y 轴的交点高度 h1 和椭圆最高点的高度 h2两个信号的相位差 φ 按照下式计算：φ = sin - 1 h1/h2 5）把屏幕显示的图形和测量结果画成图，比较一下两种方法的测量结果是否相同？如有误差，则分析误差原因，你认为哪种测量方法准度（Accuracy）较高？哪种方法精度（Prisition) 较高？实验报告要求1．写明试验目的2．写明试验用仪器的名称和型号3．写明试验内容和步骤以及实验结果4．对实验数据进行分析，按要求填写数据和画图表。