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1、?電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)?指導(dǎo)書%大學(xué)信息工程學(xué)院2022.0910實(shí)驗(yàn)一 直流穩(wěn)壓電源的輸出指示準(zhǔn)確度和紋波系數(shù)的測(cè)量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握萬用表和直流穩(wěn)壓電源的使用方法;2 掌握直流穩(wěn)壓電源輸出指示準(zhǔn)確度和紋波系數(shù)的測(cè)量方法。二 實(shí)驗(yàn)儀器YB1719型直流穩(wěn)壓電源一臺(tái);TDS 1002型數(shù)字示波器一臺(tái);萬用表一個(gè)。三 預(yù)習(xí)要求詳細(xì)閱讀有關(guān)萬用表和直流穩(wěn)壓電源的使用方法及考前須知。四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1 直流穩(wěn)壓電源的輸出指示準(zhǔn)確度的測(cè)量1 測(cè)量原理輸出指示準(zhǔn)確度是直流穩(wěn)壓電源的一個(gè)技術(shù)指標(biāo),一般用百分?jǐn)?shù)表示。萬用表的讀數(shù)即測(cè)量值,直流穩(wěn)壓電源的輸出刻度指示值為,那么輸出指示準(zhǔn)確度如下:2 實(shí)驗(yàn)步驟a 將
2、直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)節(jié)到較小位置,萬用表的量程也置于適當(dāng)?shù)臋n位;b 接通萬用表及直流穩(wěn)壓電源的電源開關(guān),調(diào)節(jié)萬用表為適當(dāng)量程,從小到大調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕,即調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓,分別讀取電源電壓指示值和萬用表的讀數(shù),并計(jì)入表1-1;c 按公式計(jì)算每次測(cè)量的指示準(zhǔn)確度,最后計(jì)算的平均值;d 按上述步驟,測(cè)試電流輸出指示值,萬用表讀數(shù),并計(jì)算電流輸出指示準(zhǔn)確度及其平均值,完成表1-2。表1-1 電壓輸出指示準(zhǔn)確度的測(cè)量電壓輸出指示值萬用表讀數(shù)平均值表1-2 電流輸出指示準(zhǔn)確度的測(cè)量電流輸出指示值萬用表讀數(shù)平均值2 直流穩(wěn)壓電源紋波系數(shù)的測(cè)量1) 測(cè)量原理紋波系數(shù)是反映
3、直流穩(wěn)壓電源輸出中交流成分大小的物理量,紋波系數(shù)定義為:其中,表示直流穩(wěn)壓電源輸出紋波電壓的峰-峰值,為直流穩(wěn)壓電源輸出電壓的最大額定值。紋波系數(shù)越小,說明直流穩(wěn)壓電源直流輸出的特性越好。2) 實(shí)驗(yàn)步驟a 將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)到較小位置;b 翻開直流穩(wěn)壓電源和示波器的電源開關(guān),示波器的耦合方式置為“交流耦合方式; c 將直流穩(wěn)壓電源的正極和負(fù)極分別與示波器的探頭和地端相接觸,調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓為最大額定值,調(diào)節(jié)示波器使穩(wěn)壓電源的輸出紋波能比擬清晰地顯示在屏幕中間,觀察紋波波形并記錄其波形和峰-峰值,計(jì)入表1-3;d 按公式計(jì)算紋波系數(shù)。表1-3 直流穩(wěn)壓電源紋波系
4、數(shù)的測(cè)量穩(wěn)壓電源輸出電壓的最大額定值穩(wěn)壓電源輸出紋波電壓紋波波形五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理好測(cè)量數(shù)據(jù),完成表1-1,1-2,1-3的填寫。六 習(xí)題說明直流電源紋波電壓的產(chǎn)生原因,并列舉幾種紋波電壓的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)二 交流和直流電壓的測(cè)量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握示波器和低頻信號(hào)發(fā)生器的使用方法;2 掌握示波器觀察信號(hào)波形和測(cè)量直流電壓、交流電壓的方法;3 掌握示波器探頭的使用和示波器X-Y掃描法。二 實(shí)驗(yàn)儀器TDS 1002型數(shù)字示波器一臺(tái);DF1641B1型低頻信號(hào)發(fā)生器兩臺(tái)其中一臺(tái)可以用合成信號(hào)發(fā)生器替代;YB1713型直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)。三 預(yù)習(xí)要求1 詳細(xì)閱讀有關(guān)低頻信號(hào)發(fā)生器和示波器的使用方法;2
5、 詳細(xì)閱讀直流電壓、交流電壓的測(cè)量方法。四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1 直流電壓的測(cè)量1將直流穩(wěn)壓電源的輸出信號(hào)作為示波器的CH1或CH2輸入信號(hào),調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出一定直流電壓;2示波器的耦合選擇開關(guān)置“接地,調(diào)節(jié)示波器的y位移,使水平基線與x軸重合,此為零電平參考;3示波器的耦合選擇開關(guān)置“直流耦合方式,掃描基線在y方向移動(dòng),選擇適宜的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù),使掃描基線出現(xiàn)在屏幕的有效范圍內(nèi),在表2-1中記錄示波器上的電壓讀數(shù)和電壓波形。表2-1 直流電壓的測(cè)量穩(wěn)壓電源指示電壓值V510152025示波器觀測(cè)電壓值 (V)示波器觀測(cè)電壓波形2 正弦波電壓幅度、頻率的測(cè)量1將函數(shù)發(fā)生器的輸出接至示波器CH1;2調(diào)
6、節(jié)函數(shù)發(fā)生器,使之輸出一定幅度、頻率的正弦信號(hào);3按觀察正弦信號(hào)的方法設(shè)置和調(diào)節(jié)示波器各功能旋鈕,使屏幕上顯示穩(wěn)定的正弦波形;4記錄示波器上顯示波形的電壓值和頻率值,將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表2-2和表2-3。表2-2 正弦波電壓幅度的測(cè)量固定正弦波頻率為1kHz,調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器顯示電壓值(V)0.00150.0150.151.515示波器讀數(shù)V表2-3 正弦波電壓頻率的測(cè)量固定正弦波峰-峰值為1V,調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器顯示頻率值(Hz)202002000200002000002000000示波器讀數(shù)Hz3 李沙育圖形的測(cè)量1調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器,使其產(chǎn)生一定幅度一定頻率的正弦波;2示波器兩個(gè)通道分別接入頻率關(guān)系為
7、一倍、兩倍、三倍關(guān)系的正弦波信號(hào),調(diào)節(jié)示波器,使每個(gè)通道顯示的信號(hào)幅度大致相同,按下“顯示按鈕,在“格式選項(xiàng)中選“XY,那么示波器顯示李沙育圖形; 3觀察和記錄得到的李沙育圖形,并分析兩個(gè)信號(hào)的相位關(guān)系,將測(cè)量結(jié)果填入表2-4。表2-4 李沙育圖形的測(cè)量?jī)赏ǖ佬盘?hào)頻率關(guān)系倍數(shù)兩通道信號(hào)波形李沙育圖形1倍通道1信號(hào)波形:通道2信號(hào)波形:2倍通道1信號(hào)波形:通道2信號(hào)波形:3倍通道1信號(hào)波形:通道2信號(hào)波形:五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理好測(cè)量數(shù)據(jù),完成表2-1、表2-2、表2-3、表2-4的填寫。六 習(xí)題示波器的耦合選擇開關(guān)置“直流耦合方式時(shí),能否測(cè)量出交流信號(hào)的峰-峰值?置“交流耦合方式時(shí),能否測(cè)量出復(fù)
8、合信號(hào)同時(shí)包含直流和交流信號(hào)的瞬時(shí)值?實(shí)驗(yàn)三 普通調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握示波器和合成信號(hào)發(fā)生器的使用方法;2 掌握普通調(diào)幅AM的原理;3 學(xué)會(huì)用示波器測(cè)量調(diào)幅信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)。二 實(shí)驗(yàn)儀器TDS1002型示波器一臺(tái);EE1461合成信號(hào)發(fā)生器一臺(tái)。三 預(yù)習(xí)要求1 詳細(xì)閱讀有關(guān)合成信號(hào)發(fā)生器和示波器的使用方法及考前須知;2 詳細(xì)閱讀有關(guān)普通調(diào)幅AM的原理及用示波器測(cè)量調(diào)幅系數(shù)的方法。四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1 普通調(diào)幅AM原理普通調(diào)幅是用低頻信號(hào)去控制高頻正弦波載波的振幅,使其隨調(diào)制信號(hào)波形的變化而呈線性變化。設(shè)載波為,調(diào)制信號(hào)為,那么普通調(diào)幅信號(hào)為其中,為調(diào)幅系數(shù),為比例系數(shù)。圖3
9、-1為、和的波形圖。從圖中并結(jié)合普通調(diào)幅圖3-1 普通調(diào)幅(AM)波形圖公式可以看出,調(diào)幅信號(hào)的振幅由直流分量和交流分量相加而成,其中交流分量與調(diào)制信號(hào)成正比,或者說,普通調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)信號(hào)振幅各峰值點(diǎn)的連接完全反映了調(diào)制信號(hào)的變化。圖3-2為普通調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生原理圖。圖3-2 普通調(diào)幅信號(hào)產(chǎn)生原理圖2 調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量1) 測(cè)量原理由圖3-1可知所以可求得調(diào)幅系數(shù)為2) 測(cè)量步驟a 調(diào)節(jié)合成信號(hào)發(fā)生器,使其輸出調(diào)制頻率1000Hz,載波頻率10MHz,調(diào)制系數(shù)20的調(diào)幅信號(hào),其中調(diào)制方式采用內(nèi)調(diào)制;b 調(diào)節(jié)示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度、水平偏轉(zhuǎn)靈敏度及示波器顯示出調(diào)幅波形,將調(diào)幅信號(hào)波形圖及有關(guān)數(shù)據(jù)
10、填入表3-1,并按公式計(jì)算調(diào)幅系數(shù); c 調(diào)整調(diào)幅系數(shù)分別為50、80,重復(fù)步驟b,完成表3-1;五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理好測(cè)量數(shù)據(jù),完成表3-1的填寫,完成習(xí)題內(nèi)容。六 習(xí)題1 測(cè)量調(diào)幅信號(hào)波形時(shí),能否使用數(shù)字示波器的自動(dòng)設(shè)置按鈕,為什么?2 為顯示出調(diào)幅波形,示波器水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)t/div應(yīng)調(diào)為多大,為什么?3 為使調(diào)幅波形顯示穩(wěn)定,示波器觸發(fā)電平應(yīng)設(shè)為多大,為什么?4 表3-1中,當(dāng)調(diào)幅系數(shù)為50時(shí),計(jì)算此時(shí)測(cè)量值的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。表3-1 調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)幅系數(shù)205080調(diào)幅信號(hào)波形V/divt/div實(shí)驗(yàn)四 單調(diào)諧放大器幅頻特性的測(cè)量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握單調(diào)諧放大電路的原理;2
11、掌握BT-300A型掃頻圖示儀測(cè)量網(wǎng)絡(luò)幅頻特性的方法;二 實(shí)驗(yàn)儀器BT-300A型掃頻圖示儀一臺(tái);高頻實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái);三 預(yù)習(xí)要求1 詳細(xì)閱讀有關(guān)掃頻圖示儀的使用方法及考前須知;2 詳細(xì)閱讀有關(guān)單調(diào)諧放大電路的原理。四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1 單調(diào)諧放大器根本原理高頻小信號(hào)放大器電路是構(gòu)成無線電設(shè)備的主要電路,它的作用是放大信道中的高頻小信號(hào)。為使放大信號(hào)不失真,放大器必須工作在線性范圍內(nèi)。高頻小信號(hào)放大電路的根本類型是選頻放大電路,它主要由放大器與選頻回路兩局部構(gòu)成。本實(shí)驗(yàn)用三極管作為放大器件,LC諧振回路作為選頻器,原理圖如圖4-1。在分析時(shí),主要用如下參數(shù)衡量電路的技術(shù)指標(biāo):中心頻率、增益、噪聲系
12、數(shù)、靈敏度、通頻帶和選擇性。2 單調(diào)諧放大器幅頻特性的測(cè)量1 測(cè)量原理圖4-1 單調(diào)諧放大器電路原理圖掃頻儀是根據(jù)掃頻法原理制成的示波器,它可以直接顯示各種有源和無源網(wǎng)絡(luò)及電子設(shè)備的頻率特性。掃頻儀包括掃頻信號(hào)發(fā)生器、示波器、頻標(biāo)電路、檢波探頭、掃描發(fā)生器。圖4-2為掃頻儀的組成框圖。圖4-2 掃頻儀組成框圖如圖4-3所示,掃頻信號(hào)發(fā)生器在掃描電壓的作用下,產(chǎn)生一種輸出頻率隨時(shí)間在一定范圍內(nèi)變化而幅度恒定的正弦波電壓,并把這種頻率連續(xù)變化的電壓加到被測(cè)網(wǎng)路的輸入端。由于被測(cè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)的放大倍數(shù)不同,所以被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓不再維持等幅,其輸出信號(hào)的包絡(luò)將按被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性作相應(yīng)的
13、變化。用包絡(luò)檢波器檢出輸出被測(cè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的包絡(luò),得到的包絡(luò)圖形就是被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線。把這個(gè)圖形信號(hào)加于示波器的Y軸通道,同時(shí)把掃描發(fā)生器產(chǎn)生的同步掃描電壓加到X軸通道,根據(jù)波形顯示原理,此時(shí)在示波管上得到該被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線。2 測(cè)量步驟a 接通電源,衰減置0dB,選寬掃,頻標(biāo)方式選100,把檢波器接到射頻輸出,再用電纜將檢出的信號(hào)送至Y輸入通道,調(diào)節(jié)Y移位與Y增益旋鈕,使圖形曲線在屏幕有效面積內(nèi)便于觀測(cè),一旦調(diào)定,Y移位與Y增益旋鈕不可再動(dòng),此時(shí)的電平線作為0dB電平線;b 在實(shí)驗(yàn)箱上找到本次實(shí)驗(yàn)所用的單元電路,接通電源,按下+12V總電源開關(guān)K1,以及本實(shí)驗(yàn)單元電源開關(guān)K1100; c 將掃頻儀的輸出探頭接到電路的輸入端TP1101,掃頻儀的檢波探頭接到電路的輸出端TP1102,然后在放大器的射極和調(diào)諧回路中分別接入不同阻值的電阻。d 調(diào)節(jié)“粗衰減與“細(xì)衰減旋鈕,使屏幕上波形波峰的高度與0dB電平線一致,此時(shí)的衰減讀數(shù)即為
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