廈門大學(xué)電子技術(shù)實驗一電壓源與電壓測量儀器

1、實驗報告實 驗 名 稱：電壓源與電壓測量儀器系別： 班號： 實驗組別： 實 驗 者 姓 名： 學(xué) 號： 實 驗 日 期：實驗報告完成日期：指導(dǎo)教師意見：一、實驗原理(1) GPD-3303型直流穩(wěn)壓電源1 直流穩(wěn)壓電源的主要特點(1) 具有三路完全獨立的浮地輸出（CH1、CH2、FIXED）。固定電源可選擇2.5V、3.3V和5V，適合常用芯片所需固定電源（在第一個實驗中需要用到這三個固定電源）。(2) 兩路(主路CH1鍵、從路CH2鍵）可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源，兩路均可工作在穩(wěn)壓（綠燈C.V.）、穩(wěn)流(紅燈C.C.)工作方式，穩(wěn)壓值為032v連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)流為03.2A連續(xù)可調(diào)（在第一個實驗中可變電

2、源測量需要用到其中一路，正、負(fù)對稱電源測量需要同時用到兩路）。(3) 兩路可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源課設(shè)置為組合（跟蹤）工作方式，在組合（跟蹤）工作方式下可選擇串聯(lián)組合方式（面板SER/INDEP鍵）和并聯(lián)組合方式（面板PARA/INDEP鍵）（在第一個實驗的正、負(fù)對稱電源測量中要選擇串聯(lián)組合模式）。(4) 輸出保護(hù)功能：當(dāng)調(diào)節(jié)完成電壓、電流后，需通過按面板OUTPUT鍵才能將所調(diào)電壓、電流從輸出孔輸出。(5) 其他還有蜂鳴功能、四組常用電壓存儲功能、鎖定功能（使用面板LOCK鍵）等。2. 使用方法(1) 開機前，將“電流調(diào)節(jié)旋鈕”調(diào)到最大值，“電壓調(diào)節(jié)旋鈕”調(diào)到最小值。開機后再將“電壓”旋鈕調(diào)到需要

3、的電壓值。(2) 當(dāng)電源作為恒流源使用時，開機后，通過“電流調(diào)節(jié)”旋鈕調(diào)至需要的穩(wěn)流值。(3) 當(dāng)電源作為穩(wěn)壓源使用時，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)電流旋鈕任意設(shè)置“限流”保護(hù)點。(4) 預(yù)熱時間：30秒。3. 注意事項（1） 避免端口輸出線短路；（2） 避免是電源出現(xiàn)過載現(xiàn)象；（3） 避免輸出出現(xiàn)正、負(fù)極性接錯。(2) RIGOL DG1022雙通道函數(shù)/任意波函數(shù)信號發(fā)生器1. DG1022雙通道函數(shù)/任意波形發(fā)生器主要特點(1) 雙通道輸出，可實現(xiàn)通道耦合、通道復(fù)制；(2) 輸出五種基本波形（正弦波、方波、鋸齒波、脈沖波、白噪聲）并設(shè)置48種任意波形（本實驗中只需用到正弦波）；(3) 可編輯輸出14-

4、bit，4k點的用戶自定義任意波形；(4) 100MSa/s采樣率等；2. 使用方法 (l)依次打開信號發(fā)生器后面板、前面板上的電源開關(guān)； (2) 按通道切換鍵，切換信號輸出通道（默認(rèn)為CHI） (3) 按波形選擇鍵，選擇需要的波形（在本實驗中只需用到正弦波）； (4)依次在菜單鍵上按相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置鍵，用數(shù)字鍵盤或方向鍵、旋鈕設(shè)置對應(yīng)的參數(shù)值后，選擇對應(yīng)的參數(shù)單位；(5)檢查菜單鍵中，其余未用到的參數(shù)設(shè)置鍵，是否有錯誤的設(shè)置值或者前次設(shè)置而本次不需要的設(shè)置值；(6)根據(jù)步驟(2)中選擇的通道，按下對應(yīng)的通道使能鍵，使設(shè)置好的信號能夠從正確的端口輸出。3.

5、 注意事項(1) 避免端口輸出線短路；(2) 避免函數(shù)信號發(fā)生器出現(xiàn)過載現(xiàn)象；(3) 避免輸出出現(xiàn)信號端和公共端接錯。(3) GDM-8145型數(shù)字萬用表1. GDM-8145型數(shù)字萬用表的主要技術(shù)指標(biāo)GDM-8145型是4-1/2位Digital LED顯示的臺式數(shù)字電表，“四位半”數(shù)字萬用表比普通萬用表性能更優(yōu)，有“四位半”的數(shù)字顯示，即：當(dāng)被測數(shù)值以1開頭，則顯示五位有效數(shù)字，當(dāng)被測數(shù)值以其它數(shù)字開頭，則顯示四位有效數(shù)字。頻率響應(yīng)范圍：40Hz50Hz。（1） 交、直流電壓測量：可測量10mV1000V正弦交流信號或10V1200V直流信號。（2） 交、直流電流測量：可測量10

6、A20A直流信號。（3） 超量程顯示：被測值超出量程時，出現(xiàn)溢出顯示（四個0000）閃爍。（4） 此外還有TRUE RMS測量、電阻測量、PN結(jié)測量等。2. 注意事項（1） 根據(jù)所需測量參數(shù)合理選擇功能鍵，并按正確方法測量（電壓并接、電流串接）。（2） 在預(yù)先不知道被測信號幅度的情況下，應(yīng)先把量程鍵放在最高檔。（3） 當(dāng)顯示出現(xiàn)“0000”閃爍（過載）時，應(yīng)立即將量程切換至更高量程，使過載顯示消失，避免儀器長時間過載而損壞，否則應(yīng)立即拔出輸入線，檢查被選擇的功能鍵是否出現(xiàn)錯誤或有其他故障（如輸入電壓過大或有內(nèi)部故障等）。（4） 測量電壓時不應(yīng)該超過最大輸出電壓（直流1200V，交流1000V）

7、。（5） 測量電流時，輸入線不要插錯，不大于2A輸入線插在2A端子上，不大于20A插在20A端子上。（4） 多功能電路實驗箱簡介 1. 多功能實驗箱含有交、直流電源：交、直流信號源；電位器組：邏輯電平開關(guān)；單脈沖源；邏輯電平指示燈；七段共陰數(shù)碼管；帶8421譯碼器數(shù)碼管：喇叭和搭接電路用的多孔實驗插座板； 2. 直流電源提供±5V、±12V和-8V三組輸出和9V獨立直流電源：交流電源提供12V輸出，當(dāng)接通主電源開關(guān)時，所有電源均處于工作狀態(tài)（在第一個實驗中需要用到±5V、±12V和-8V這三組電源）； 3. 交流信號源提供正

8、弦信號，其頻率、幅度均可調(diào)節(jié)； 4. 兩路直流信號源調(diào)節(jié)范圍：-1V+1V; 5. 兩塊多孔實驗插座板（俗稱面包板），每塊由兩排64列彈性接觸簧片組成：每列簧片有5個插孔在電氣上是互連的，插孔之間及簧片之間均為雙列直插式集成電路的標(biāo)準(zhǔn)間距；因此。適合于插入各種雙列直插是標(biāo)準(zhǔn)集成電路，亦可插入引腳直徑為0.5-0.6mm的任何元器件；當(dāng)集成電路插入兩行簧片之間時，空余的插孔可供集成電路各引腳的輸入輸出或互聯(lián)。上下各兩排并行的插孔主要是供接入電源線及地線用的。每半排插孔25個孔之間相互連通，這對需要多電源供電的線路實驗提供了很大的方便。本試驗箱有兩塊128先多孔實驗插座板。每塊

9、插座板金可插入8塊14腳或16腳雙列直插式組件。 6. 12位邏輯電平開關(guān)、兩路單脈沖信號（A，B）輸出等。2、 實驗儀器1. 直流穩(wěn)壓電源 1臺2. 數(shù)字函數(shù)信號發(fā)生器 1臺3. 數(shù)字萬用表 1臺4. 電子技術(shù)綜合實驗箱 1臺三、實驗步驟與實驗數(shù)據(jù)1. 直流電壓測量采用數(shù)字萬用表測量直流電壓。測量方法：確定測量儀器設(shè)置在直流電壓測量狀態(tài)；將測量儀器（COM）與被測電源（COM）相連，則：測量筆接觸被測點即可測量該點的電壓。若已知被測電壓時，應(yīng)根據(jù)被測電壓大小，選擇合適量程，使測量數(shù)據(jù)達(dá)到最高精度；若未知被測電壓時，應(yīng)將測量儀器設(shè)置成置于最大，

10、逐漸減小量程，讓測量數(shù)據(jù)有效數(shù)字最多。（1）固定電源測量：測量穩(wěn)壓電源的固定電壓2.5、3.3、5v，填入表1表1 直流穩(wěn)壓電源固定電壓測量調(diào)整電壓值2.5V3.3V5V數(shù)字萬用表測量值（V）2.5323.3505.082(2)固定電源測量：測量試驗箱的的固定電壓±5、±12、-8v。填入表2表2 實驗箱固定電源測量調(diào)整電壓值5V-5V12V-12V-8V數(shù)字萬用表測量值（V）5.049-5.05511.894-11.866-8.109(3)可變電源測量：按表三任意調(diào)節(jié)通道穩(wěn)定電源輸出并測量之。表3 可變電壓測量主路表頭指示值(V)6V12V18V數(shù)字萬用表測量值（V）6.

11、07012.06618.042（4）正負(fù)對稱電源測量：GPD-3303型直流穩(wěn)壓電源工作在串聯(lián)組合模式，調(diào)整CH1電壓時，CH2路跟蹤變化：這樣，即可將兩路獨立電源構(gòu)成一個正負(fù)對稱電源。將數(shù)字萬用表的黑表筆（COM）接正負(fù)對稱電源的公共端，紅表筆分別測量CH1正極和CH2負(fù)極，如圖1所示，按表4調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出并測量之。圖1表4 正、負(fù)對稱電源測量CH1路表頭調(diào)整值（V）6V12V18V數(shù)字萬用表測量值（V）6.07012.06718.045CH2路表頭調(diào)整值（V）6.012.018.0數(shù)字萬用表測量值（V）-6.083-12.107-18.0922. 正弦電壓（有效值）測量(1) 函數(shù)信號發(fā)

12、生器輸出正弦波，信號頻率fs=1khz，輸出幅度按下表調(diào)節(jié)，用數(shù)字萬用表測量。 測量方法：確定測量儀器設(shè)置在交流電壓測量狀態(tài)；其余同直流電壓測量方法。 注意：一般測量儀器只能預(yù)測正弦信號，且測量值為有效值（RMS）；示波器測量的峰峰值（Vp-p）和有效值之間存在如下關(guān)系：表5 正弦電壓測量 fs輸出幅度（Vp-p）20V2V200mv數(shù)字萬用表測量值（V）7.0480.706071.00(mV)(2)將信號發(fā)生器頻率改為fS=100KHz表6 正弦電壓測量fs輸出幅度（Vp-p）20V2V200mv數(shù)字萬用表測量值（V）5.6980.692057.26(mV)3. 實驗箱課調(diào)直流信號內(nèi)阻測量按

13、圖2搭接電路，可調(diào)直流信號調(diào)整為+1V，用數(shù)字電壓表按表7測量并計算Ro值；圖中當(dāng)K置“1”時，數(shù)字萬用表測量值為Vo；當(dāng)K置“2”時，數(shù)字萬用表測量值為VoL； 圖2表7 直流信號內(nèi)阻測量VO/VVOL/VRL/1.0340.8225113.14. 函數(shù)信號發(fā)生器內(nèi)阻的測量按圖3搭接電路，函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)置fs=1kHz正弦波，用數(shù)字萬用表按表8測量：算出RO值；當(dāng)K置“1”時，數(shù)字萬用表測量值為V0；當(dāng)K置“2”時，數(shù)字萬用表測量VOL;圖3表8 信號源內(nèi)阻測量VO/VVOL/VRL/3.5681.7825151.111、 結(jié)果分析1. 由于GDM-8145型數(shù)字萬用表的讀數(shù)精確，靈敏度高

14、，所以在第一個實驗測量直流穩(wěn)壓電源、實驗箱固定電源和可變電源時，微小的變動都會影響到測量的結(jié)果，因而萬用表的測量值都和給定的數(shù)值存在小范圍的誤差。2. 對于第二個實驗，fs=1kHz時示波器測量的峰峰值（VP-P）和萬用表測量出來的有效值在誤差范圍內(nèi)符合的關(guān)系；但當(dāng)fs為100kHz的時候，由于100kHz已經(jīng)超出了數(shù)字萬用表的頻率范圍，當(dāng)使用數(shù)字萬用表測量時，出現(xiàn)了錯誤，得到的數(shù)據(jù)誤差很大。3. 對于第三個實驗，根據(jù)測量出的Vo、VOL和RL可由推導(dǎo)出的公式來計算直流信號內(nèi)阻。4. 對于第四個實驗，設(shè)定正弦波峰峰值（Vp-p）為10V，根據(jù)測量出的Vo、VOL和RL可由推導(dǎo)出的公式來計算信號

15、源內(nèi)阻。四、簡單體會1. 注意紅黑表筆的接法，不要接反2. 當(dāng)有多臺儀器同時使用時，應(yīng)將他們的COM端連在一起，統(tǒng)一接地。4. 在使用數(shù)字萬用表時，應(yīng)該注意：（1） 根據(jù)所需測量參數(shù)合理選擇功能鍵。（2） 在預(yù)先不知道被測信號幅值時，應(yīng)將量程置于最高檔。當(dāng)顯示出現(xiàn)“0000”閃爍時，應(yīng)立即將量程切換至更高檔位，或者立即拔出輸入線，檢查被選擇的功能鍵是否出現(xiàn)錯誤或有其它故障。5. 在使用各種儀器時應(yīng)提前預(yù)習(xí)好它的各種指標(biāo)，以免出現(xiàn)實驗二中信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號頻率超過數(shù)字萬用表頻率范圍的情況。6. 做實驗時要細(xì)心，不可以粗心大意，不然會使實驗結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。5、 思考題1. 用數(shù)字萬用表測量正弦波，表頭顯示的是正弦電壓的什么值？應(yīng)選用何種電壓測量方式？答：表頭顯示的是正弦電壓的有效值。電壓測量方式：