電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

北京交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院 電子測(cè)量課程 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 姓名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 實(shí)驗(yàn)日期： 2013年10月20日星期日 “示波器波形參數(shù)測(cè)量”實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和目的本實(shí)驗(yàn)利用示波器測(cè)量波形的參數(shù)，進(jìn)一步鞏固和加強(qiáng)示波器的基礎(chǔ)知識(shí)，熟練掌握示波器的使用方法和測(cè)量技巧。具體包括三個(gè)內(nèi)容：1. 熟練掌握用示波器測(cè)量電壓信號(hào)峰峰值，有效值及其直流分量。2. 熟練掌握用示波器測(cè)量電壓信號(hào)周期及頻率。3. 熟練掌握用示波器在單蹤方式和雙蹤方式下測(cè)量?jī)尚盘?hào)的相位差。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 示波器SS7802Aa、主要參數(shù)：SS-7802模擬示波器具有能夠選擇場(chǎng)方式、線路的TV/視頻同步功能附有光標(biāo)和讀出功能5位數(shù)計(jì)數(shù)器規(guī)格及性能顯像管：6英寸、方型810p(1p=10mm)約16kV垂直靈敏度：2mV/p5V/p（1-2-5檔）（通道1、通道2）精度：2%頻率范圍：20MHz時(shí)間軸掃描A100ns/p500ms/pTV/視頻同步：能夠選擇場(chǎng)方式、能夠選擇ODD、EVEN、BOTH、掃描線路b、主要功能描述示波器操作板如圖所示： 包括如下五個(gè)操作控制區(qū)域：水平控制區(qū)【POSITION】：將【POSITION】向右旋轉(zhuǎn)，波形右移。FINE 指示燈亮?xí)r，旋轉(zhuǎn)【POSITION】可作微調(diào)。MAG10 ：掃描速率提高10 倍，波形將基于中心位置向左右放大。ALT CHOP ：選擇ALT（交替，兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)交替掃描） 或CHOP（斷續(xù)，兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)交替掃描） 。u 垂直控制區(qū)INPUT ：輸入連接器（CH1、CH2）,連接輸入信號(hào)。EXT INPUT ：用外觸發(fā)信號(hào)做觸發(fā)源。外信號(hào)通過前面板的EXT INPUT 接入?！綱OLTS/DIV】 ：調(diào)節(jié)【VOLTS/DIV】選擇偏轉(zhuǎn)因數(shù)。按下【VOLTS/DIV】；偏轉(zhuǎn)因數(shù)顯示“”符號(hào)。 在該屏幕下，可執(zhí)行微調(diào)程序?！綪OSITION】 ：垂直位移，向右旋轉(zhuǎn)，波形上移。CH1 、 CH2 ：通道選擇，按下 CH1 或CH2 選擇通道顯示或不顯示。GND ：按下 GND 打開接地開關(guān)。DC/AC: 選擇直流（DC）或交流（AC）耦合。ADD 、INV ：顯示（CH1+CH2）(相加ADD)或（CH1-CH2）(相減INV)。u 觸發(fā)及掃描控制區(qū)【TIME/DIV】 ：選擇掃描速率?！綯RIG LEVEL】 ：調(diào)整觸發(fā)電平。SLOPE ：選擇觸發(fā)沿（+、）。SOURCE ：選擇觸發(fā)來源（CH1、CH2、LINE、EXT、VERT）。COUPL ：選擇觸發(fā)耦合方式（AC、DC 、HF REJ 或LF REJ）。TV ：視頻信號(hào)觸發(fā)選擇（BOTH、ODD、EVEN、或TV-H）。TRIGD 指示燈 ：當(dāng)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生時(shí)燈亮著。READY 指示燈 ：等待觸發(fā)信號(hào)時(shí)燈亮著。AUTO 、 NORM ：選擇重復(fù)掃描。SGL/RST ：選擇單次掃描。u 功能選擇及控制區(qū)【FUNCTION】 ：可用此旋鈕設(shè)定延遲時(shí)間、光標(biāo)位置等。旋轉(zhuǎn)時(shí)做為微調(diào)使用。如需粗調(diào)時(shí)，可單次或連續(xù)按下此鈕，而光標(biāo)移動(dòng)方向?yàn)橹按蒜o旋轉(zhuǎn)的方向。光標(biāo):V-t-OFF ：選擇t（時(shí)間變化測(cè)量），選擇V（電壓變化測(cè)量），或OFF。TCK/C2 ：選擇光標(biāo)移動(dòng)形式（C2 或TRACKING）。HOLDOFF ：選擇釋抑時(shí)間。u 整體控制區(qū)POWER：用于開啟電源（ON）或進(jìn)入預(yù)備（STBY）狀態(tài)屏幕灰度等的調(diào)整 校準(zhǔn)信號(hào)及接地端口CAL 連接器：輸出校準(zhǔn)電壓信號(hào)，此信號(hào)用于本儀器之操作檢查及調(diào)整探頭波形屏幕顯示分為以下三個(gè)區(qū)域：u 觸發(fā)及掃描信息顯示區(qū)在顯示屏的上方，依次為：掃描速度、觸發(fā)源、觸發(fā)極性、觸發(fā)耦合方式、觸發(fā)電平、釋抑時(shí)間等項(xiàng)目。u 波形顯示區(qū)顯示信號(hào)波形。u 信號(hào)源狀態(tài)、測(cè)量結(jié)果顯示區(qū)2. 信號(hào)發(fā)生器3. 電阻，電容三、 實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄1、測(cè)量1kHZ的三角波信號(hào)的峰峰值及其直流分量：步驟：a、打開示波器，并對(duì)示波器進(jìn)行自檢；b、校準(zhǔn)完畢，說明示波器可以正常工作，接著用信號(hào)發(fā)生器調(diào)出頻率為1000HZ的三角波，然后用將示波器探頭接到信號(hào)發(fā)生器上。在經(jīng)過水平位移，調(diào)節(jié)其y方向增益在示波器上得到標(biāo)準(zhǔn)的三角波信號(hào)。c、在示波器上顯示出波形后，按下V-t-OFF 鍵，選擇V（電壓變化測(cè)量），將兩個(gè)光標(biāo)線分別移至三角波的最頂端和最底端，示波器V的值即為三角波的峰峰值。如圖所示，電壓的峰峰值為8.50V:d、按下CH1下面的DC/AC鍵， 選擇直流（DC）耦合，則其變化量就為直流分量。注意1:2后符號(hào)的變化，說明從交流耦合變?yōu)橹绷黢詈稀t其直流分量為4.34V.2、測(cè)量1kHZ的三角波經(jīng)下圖阻容移相平波后的信號(hào)V0的峰峰值及其直流分量。四、五、六、七、步驟:a、將一通道調(diào)制交流耦合，經(jīng)過校準(zhǔn)后連好上面的電路圖，然后將三角波信號(hào)接入到上述電路的輸入端，將輸出信號(hào)上連好示波器探頭，調(diào)節(jié)按鈕，重復(fù)上述操作，得到其峰峰值為1.510V。 八、九、十、十一、十二、b、將交流耦合變?yōu)橹绷鳎貜?fù)1中的操作，得到以下圖形，并測(cè)得其直流為4.46V十三、十四、 3、測(cè)量1kHZ的三角波的周期及頻率。步驟：a、 將通道一耦合方式變?yōu)榻涣黢詈希研盘?hào)發(fā)生中的三角波信號(hào)接入示波器，待調(diào)出波形后按下V-t-OFF 鍵，選擇t（時(shí)間變化測(cè)量）。將標(biāo)線調(diào)到兩波峰之間，所得示數(shù)即為周期。周期為1ms，頻率為1000HZ.4用單蹤方式測(cè)量三角波、V0兩信號(hào)間的相位差。步驟：十五、 a、首先在示波器通道一上找到三角波信號(hào)，待一切都調(diào)好后找出一個(gè)特殊位置，按下時(shí)間變化測(cè)量線，將一條線移至這個(gè)特殊位置上.示波器不要做任何改動(dòng)。十六、 b、從示波器上撤下該三角信號(hào)，然后連至阻容電路的輸入端，同樣將輸出端連至示波器。在示波器上得到正弦信號(hào)。如下圖所示。上圖中的固定端不變，調(diào)節(jié)另一條光標(biāo)線，將光標(biāo)線移至和上波形相同的位置。得到時(shí)間差為0.196ms.十七、十八、 c、有公式=tT360可以算出相位差。十九、 5用雙蹤方式測(cè)量三角波、V0兩信號(hào)間的相位差。二十、 步驟：二十一、 a將三角波一端連到示波器的通道一上，將領(lǐng)一端連到阻容電路的輸入端，此外將將輸出端連到示波器的通道二。練好后調(diào)整將兩個(gè)波形放大，從而達(dá)到容易測(cè)量的目的。如下圖：二十二、二十三、二十四、二十五、 b、找到兩個(gè)波形的相同位置，按下時(shí)間變化測(cè)量鍵，將一條光標(biāo)線移至正弦波和橫軸交點(diǎn)處，另一條光標(biāo)線移至三角波移至三角波和橫軸交點(diǎn)處，得到時(shí)間差為-0.210ms。二十六、 c、再有上述公式導(dǎo)出相位差。二十七、 6、將頻率變?yōu)?00HZ，重復(fù)以上操作。二十八、 1）測(cè)峰峰值及直流分量二十九、三十、三十一、三十二、 2）形失真發(fā)生器的直流偏置電壓與三角波疊加，與移至這個(gè)特殊位置上，測(cè)量周期及頻率3）100Hz三角波經(jīng)阻容移相平波后的信號(hào)V0的峰峰值及其直流分量測(cè)量。4）、用單蹤方式測(cè)量三角波、VO兩信號(hào)之間的相位差。可讀出時(shí)間差為t=0.620ms.5） 、用雙蹤方式測(cè)量三角波、VO兩信號(hào)之間的相位差。相位時(shí)間差為0.740ms。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1KHz100Hz峰峰值8.50V8.46V直流分量4.35V4.40V變相后峰峰值1.510V6.98V變相后直流分量4.46V4.36V周期1ms10.08ms頻率1000Hz99.2Hz單蹤時(shí)間差0.196ms0.620ms單蹤測(cè)相位差70.56度22.14度雙蹤測(cè)時(shí)間差0.210ms0.740ms雙蹤測(cè)相位差75.6度26.43度式中相位差由公式=tT360算出三十三、 討論六、總結(jié)：通過這次示波器實(shí)驗(yàn)，我感覺我收獲了很多知識(shí)，首先。了解了示波器的工作原理，其次，更加深刻的認(rèn)識(shí)示波器的使用方法。在實(shí)驗(yàn)中遇到的主要問題及解決方法：調(diào)不出波形，出現(xiàn)的是一條直線。解決方法：是由于一通道接地從而導(dǎo)致示波器出現(xiàn)的是一條直線。注意事項(xiàng)主要由以下幾點(diǎn)：1、在使用前一定要對(duì)示波器進(jìn)行檢驗(yàn)；2、在測(cè)量直流分量時(shí)，要把交流耦合變?yōu)橹绷黢詈希?、用單蹤側(cè)相位差使應(yīng)保證是在同等條件下進(jìn)行的，不能做任何變化；4、用雙蹤法側(cè)相位差是時(shí)，應(yīng)該保證其精度，即要對(duì)波形做適當(dāng)調(diào)整。七、討論：1 調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的直流偏移電壓，當(dāng)偏置過大時(shí)，為什么產(chǎn)生波形失真？是示波器的原因還是信號(hào)發(fā)生器的原因？答：信號(hào)發(fā)生器的直流偏置電壓與三角波疊加，使Y偏轉(zhuǎn)過大，波形失真。2 測(cè)量相位差時(shí)，你認(rèn)為雙蹤、單蹤測(cè)量哪種方式更準(zhǔn)確？為什么？答：?jiǎn)污櫡绞綔y(cè)相位差更準(zhǔn)確。選用雙蹤方式時(shí)，使用兩個(gè)輸入通道，這樣產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差會(huì)更大；采用單蹤方式時(shí)信號(hào)只需要從一個(gè)通道輸入，不會(huì)產(chǎn)生過大的差異。因此單蹤方式測(cè)量相位差更準(zhǔn)確。3 你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)過程中，雙蹤示波器的掃描是工作在交替、還是斷續(xù)方式？為什么？答：交替掃描即ACT是非實(shí)時(shí)的工作狀態(tài)，開關(guān)速度比較低，這樣的工作方式在測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)只有閃動(dòng)出現(xiàn)。斷續(xù)掃描即CHOP，這種工作方式開關(guān)轉(zhuǎn)換速度高，兩個(gè)波形的閃動(dòng)現(xiàn)象，中間需要消隱，否則只有霧狀圖像。4 對(duì)于同一組移相電路，1kHz和10Hz三角波經(jīng)過移相變換后，其相位、 幅值有何不同？為什么？答：移相變換后，VPP2=Vpp11+（RC）2 ，=-arctan(RC),頻率減小，移相后正弦波幅值變大，相位差變大。實(shí)驗(yàn)二：圖示儀的使用及晶體管特性參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過圖示儀對(duì)晶體管參數(shù)的測(cè)量使用，加強(qiáng)對(duì)圖示儀的波形顯示原理的掌握，熟悉圖示儀的使用方法。1. 學(xué)會(huì)用圖示儀測(cè)量晶體三極管的特性參數(shù)。2. 學(xué)會(huì)用圖示儀測(cè)量二極管的特性參數(shù)。3. 學(xué)會(huì)用圖示儀測(cè)量穩(wěn)壓二極管的特性參數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1BJ4814晶體管圖示儀主要技術(shù)指標(biāo)X軸系統(tǒng)：A.工作方式: 分集電極電壓(Vc),基極電壓(Vb),二極管電壓(Vd)和階梯信號(hào)四類.B.位移范圍: 大于10度C.集電極電壓偏轉(zhuǎn)因數(shù): 20mV/度 20V/度. 1-2-5序共10擋 誤差3%D.基極電壓偏轉(zhuǎn)因數(shù): 20mV/度 1V/度. 1-2-5序共6擋 誤差3%E.二極管電壓偏轉(zhuǎn)因數(shù): 100V/度 500V/度. 1-2-5序共3擋 誤差3%F.階梯信號(hào)偏轉(zhuǎn)因數(shù): 1階/度 誤差5%Y軸系統(tǒng)A.工作方式: 分集電極流(Ic),和階梯信號(hào)兩類.B.位移范圍: 大于10度C.集電極電流偏轉(zhuǎn)因數(shù): 1uA/度 2A/度. 1-2-5序共20擋 誤差3%D.階梯信號(hào)偏轉(zhuǎn)因數(shù): 1階/度 誤差5%階梯信號(hào)源A.工作方式: 分恒壓源和恒流源兩類B:極性: 正或負(fù)C:階梯電流源: 1mA 200mA/階 1-2-5序共17擋 誤差5%D:階梯電壓源: 20mV/度 1V/度 1-2-5序共6擋 誤差5% (源內(nèi)阻100)E:級(jí)/族: 1-10 連續(xù)步進(jìn)集電極掃描電源A:額定電壓范圍及容量: 0 20V 20A 0 200V 0.5A 0 5000V 0.002AB.極性: 正或負(fù)C.方式: 0-20v 范圍 (Y軸 0.0015mA/度) 100Hz 0-20v 范圍 (Y軸 1050mA/度 ) 500Hz 0-20v范圍 (Y軸 0.10.5A/度 ) 100Hz間歇(8mS)掃描 0-20v范圍 (Y軸 12A/度) 50Hz間歇(18m)掃描 0-200v范圍 (Y軸 0.0015mA/度) 100Hz 0-200v范圍 (Y軸 0.010.5A) 100Hz間歇(8mS)掃描 0-5000v范圍 直流 2.2.5顯示系統(tǒng)A.示波管型號(hào): 13SJ38JB.有效工作面: 75mm75mm(標(biāo)尺)C.分度: 1度(X)=7.5mm 1度(Y)=7.5mm基本安全要求A.絕緣要求: 2MB.漏電流: 5mA(峰值)C.介電強(qiáng)度電壓試驗(yàn): 電源進(jìn)線相對(duì)機(jī)殼應(yīng)能承受1500V(50Hz交流有效值)1分鐘試驗(yàn),不出現(xiàn)擊穿和飛弧現(xiàn)象.2二極管、穩(wěn)壓二極管、晶體管9012、9013四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1測(cè)量二極管的導(dǎo)通特性曲線。步驟：正向?qū)妷篴、把二極管放到應(yīng)該測(cè)量的位置后，先對(duì)儀器進(jìn)行預(yù)熱，過一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)電壓會(huì)上升，有一拐點(diǎn)，此時(shí)為二極管正向?qū)ü軌航?。然后反加電壓，再過一短時(shí)間，發(fā)現(xiàn)其電壓突然下降，此為反向擊穿，記錄這兩個(gè)點(diǎn)。如下圖：反向擊穿電壓2測(cè)量穩(wěn)壓二極管的正向、反向特性曲線。如上圖所示。 3測(cè)量晶體管9013的特性曲線，計(jì)算Vces、Vceo、Iceo、hfe。步驟：通過調(diào)節(jié)x，y旋鈕，加入電流得到如下圖曲線： 可以算出其Vces=0.15V、Vceo=45V、Iceo=0.04A、hfe=166.674. 測(cè)量晶體管9012的特性曲線，其為NPN型三極管，如圖所示：可以算出其Vces=0.15V、Vceo=50V、Iceo=0.05A、hfe=166七、思考題1. 測(cè)量二極管、穩(wěn)壓二極管的特性曲線時(shí)，如何注意Rc及掃描電壓的檔位？答：RC應(yīng)該調(diào)至適當(dāng)檔位，保護(hù)被測(cè)電阻。測(cè)量正向特性時(shí)應(yīng)將其調(diào)到較大的檔位，以免燒壞器件。在開關(guān)打開前，掃描電壓調(diào)至0處，開關(guān)打開后再逐漸增大。2. 測(cè)量晶體管的特性曲線時(shí)，為什么增加級(jí)數(shù)時(shí)，屏幕上的波形為什么會(huì)閃動(dòng)？請(qǐng)你計(jì)算掃描一簇曲線所用的時(shí)間？答：因?yàn)門s=nTc，增加簇?cái)?shù)使n增大，則Ts增大，階梯波發(fā)生器開關(guān)速度降低，眼睛觀察重新產(chǎn)生增大后的階梯信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)閃動(dòng)。 3. 如何進(jìn)行階梯波的調(diào)零？答：顯示部分中間按鈕按F，調(diào)零起始位置在右上角，級(jí)數(shù)選擇1，按下測(cè)量班上的零電流，調(diào)整Vce=10V,松開零電流，應(yīng)使第一條線與Iceo重合。八、總結(jié)： 通過本次試驗(yàn)，我學(xué)到了很多，了解了圖示儀的功能，其次讓我更加明白二極管和三極管的功能及結(jié)構(gòu)，熟悉了PNP型三極管和NPN型三極管的差別和聯(lián)系，收獲很大。實(shí)驗(yàn)三：數(shù)字化測(cè)量?jī)x測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)會(huì)用數(shù)字化測(cè)量?jī)x測(cè)量信號(hào)的周期和頻率。2、學(xué)會(huì)分析數(shù)字化測(cè)量的誤差來源。3、掌握如何減少測(cè)量誤差的措施。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、信號(hào)發(fā)生器2、數(shù)字頻率計(jì)三、實(shí)驗(yàn)步驟將信號(hào)發(fā)生器置于30Vpp檔，衰減置20dB，壓入偏置電壓開關(guān)，分別用測(cè)頻、測(cè)