電測與計量實驗報告

1、實驗一 模擬示波器的波形參數(shù)測量一 實驗目的通過示波器的波形參數(shù)測量，進一步鞏固加強示波器的波形顯示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。1 熟練掌握用示波器測量電壓信號峰峰值，有效值及其直流分量。2 熟練掌握用示波器測量電壓信號周期及頻率。3 熟練掌握用示波器在單蹤方式和雙蹤方式下測量兩信號的相位差。二 實驗設備1 示波器SS-7802A 1臺2 信號發(fā)生器 1臺3 電阻、電容等三 實驗步驟1 測量和記錄1kHz的三角波信號的峰峰值及直流分量；2 測量和記錄三角波經(jīng)阻容移相(下圖)后的信號Vo的峰峰值及直流分量；3 測量和記錄1kHz的三角波的周期及頻率；4 用單蹤方式測量和記錄三角波Vi、輸出

2、Vo兩信號間的相位差；5 用雙蹤方式測量和記錄三角波Vi、輸出Vo兩信號間的相位差。6 信號頻率改為100Hz，重復上述步驟15。四 討論1 測量相位差時，你認為雙蹤、單蹤測量哪種方式更準確？為什么？雙蹤、單蹤選擇的觸發(fā)源、觸發(fā)方式和觸發(fā)電平不同，所以會有一定的差異，其中單蹤測量更準確，因為雙蹤測量通道為兩個通道，本身存在一定的系統(tǒng)誤差。主要操作為：將三角波作為外觸發(fā)輸入，同時將其接入CH1，調(diào)整掃描時間、觸發(fā)電平、耦合方式使波形穩(wěn)定掃描之后保持不變，將其中一個光標移動到三角波的峰值出，然后將濾波后的V0接入CH1將另一個光標找到對應正弦波的峰值，即可測得相位差t。2 你認為在實驗過程中雙蹤示

3、波器的掃描是工作在交替還是斷續(xù)方式？為什么？交替掃描ALT是非實時的工作狀態(tài)，開關(guān)轉(zhuǎn)換速度較低，測量低頻信號時，會有閃動出現(xiàn)。斷續(xù)掃描CHOP，開關(guān)轉(zhuǎn)換速度高，無閃動現(xiàn)象，但中間可能會霧狀圖像，需要消隱。因此，在測量1kHz時工作在交替方式，測量100Hz時工作在斷續(xù)方式。3 對于同一組移相電路，1kHz和100Hz三角波經(jīng)過移相變換后，其相位、幅值有何不同？為什么？阻容移相后1kHz的幅值衰減較大，直流阻隔分量較小，相位移動變大；反之，100Hz的幅值衰減較小，直流阻隔分量較大，相位移動變小。五 實驗數(shù)據(jù)頻率/波形峰峰值(V)直流分量(mV)頻率f周期T1kHz三角波Vi1.735231.0

4、07kHz0.988ms正弦波V00.86022100Hz三角波Vi1.73522.1101.2Hz9.96ms正弦波V01.12011.1頻率相位差單蹤t雙蹤t單蹤()雙蹤()1kHz0.22ms0.300ms80.2109.3100Hz2.10ms1.95ms75.970.5t/T*360部分實驗圖片：Figure 1雙蹤方式測相位差Figure 2測直流分量Figure 3單蹤方式測相位差六 實驗操作部分要點測量直流分量：1） 將CH1接入信號三角波（1kHz）2） 示波器耦合接地，調(diào)整到中間位置3）選擇AC，將三角波調(diào)整到屏幕中央，使波形合適，將其中一條光標置于波谷4）選擇DC，將另一

5、條光標置于此時波谷處，從而測得直流分量記錄雙蹤方式測量兩信號相位差：1） 將三角波和正弦波分別接入CH1和CH22） 選擇CH1作為觸發(fā)源，調(diào)整觸發(fā)電平，觸發(fā)極性3） 將三角波零點調(diào)到屏幕中心線上，調(diào)整使兩信號電壓零線對齊，用光標記錄兩個峰值之間的距離。單蹤方式測相位差：一定用外觸發(fā)，詳細見討論1實驗二 數(shù)字示波器的波形參數(shù)測量和分析一 實驗目的1 了解數(shù)字示波器基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握使用數(shù)字示波器的基本方法。2 學會使用數(shù)字示波器觀測電信號波形和電壓幅值以及頻率等。3 學會使用光標測量、自動測量、波形存貯、波形分析等功能。二 實驗設備1 數(shù)字示波器TDS2012B 1臺2 信號發(fā)生器 1臺

6、三 實驗步驟1 信號發(fā)生器輸出頻率約1kHz的正弦波信號， 用CH1進行觀測(1) 光標測量功能測量和記錄信號的峰峰值、直流分量、周期和上升時間；(2) 自動測量功能測量和記錄信號的峰峰值、直流分量、周期和上升時間；(3) 用傅里葉變換（FFT）功能分析信號，記錄該頻譜圖；(4) 存貯信號波形。2 示波器的校準信號接入CH2，重復上述步驟（1）（3）。3 關(guān)閉CH1通道顯示，調(diào)出步驟1(4)已存貯的信號波形，與現(xiàn)有信號同時顯示，記錄顯示波形。四 討論1 兩信號的頻譜有什么明顯差異？為什么？正弦波的頻譜有一個帶寬很窄的峰值，校準信號方波由于上升沿較陡，因此頻譜含有大量高次諧波，而正弦信號的諧波分

7、量不如方波豐富。原因是因為傅里葉變換最終以正弦形式表示。2 實驗中兩通道波形同時顯示時，是否有波形不穩(wěn)定情況？為什么？存在波形不穩(wěn)定的情況，因為一般示波器只有一個X觸發(fā)源。觸發(fā)條件是一樣的，頻率如果差距很大則不能同時穩(wěn)定顯示。五 實驗數(shù)據(jù)信號測量方式峰-峰值直流分量周期上升時間正弦波CH1光標10.2V186mV1.000ms291.9us自動10.1V209mV999.5us283.7us校準信號CH2光標48.8V23.2V976us1.0us自動51.2V24.5V978.5us669.7ns部分實驗圖片：Figure 4 正弦波傅立葉頻譜Figure 5方波傅立葉頻譜Figure 6

8、自動測量實驗三 圖示儀的使用及晶體管特性參數(shù)測量一 實驗目的通過圖示儀對晶體管參數(shù)的測量使用，加強對圖示儀的波形顯示原理的掌握，熟悉圖示儀的使用方法。1. 學會用圖示儀測量晶體三極管的特性參數(shù)。2. 學會用圖示儀測量二極管的特性參數(shù)。3. 學會用圖示儀測量穩(wěn)壓二極管的特性參數(shù)。二 實驗設備1. 圖示儀BJ4814 1臺2. 二極管、穩(wěn)壓二極管、晶體管9012、9013三 實驗步驟1. 測量和記錄二極管的導通特性曲線。2. 測量和記錄穩(wěn)壓二極管的正向、反向特性曲線。3. 測量和記錄晶體管9012的特性曲線，計算Vces、Vceo、Iceo、hfe。4. 測量和記錄晶體管9013的特性曲線，計算V

9、ces、Vceo、Iceo、hfe。四 討論1. 測量二極管、穩(wěn)壓二極管的特性曲線時，如何注意Rc及掃描電壓的檔位？Rc應該調(diào)至適當?shù)臋n位，稍大一些防止電流過大燒壞器件，一般不能低于10k。掃描電壓選擇10V檔位，并先調(diào)至“0”處，待實驗開始后逐漸增大，若調(diào)至最大之后仍沒有拐點出現(xiàn)，應將電壓選到50V檔，再重復上述操作，但始終保持小于器件的最大電壓。2. 測量晶體管的特性曲線時，為什么增加級數(shù)時，屏幕上的波形為什么會閃動？請你計算掃描一簇曲線所用的時間？因為Ts=nTc，增加簇數(shù)使n增大，Ts增大，圖示儀掃描所花費時間變長即階梯波發(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就會出現(xiàn)閃動

10、。每個階梯波的時間為5ms，來回一次掃描為10ms，掃描10級為一簇，則需要0.1s。3. 如何進行階梯波的調(diào)零？將階梯信號的級數(shù)置為1最左位置。按下測量板上零電流，即基極開路IB0，松開零電流后，和第一條線特性曲線和加了階梯波之后的Iceo重合。五 實驗原理1. 二極管特性曲線2. 穩(wěn)壓管特性曲線3. 三極管特性曲線六 實驗數(shù)據(jù)1. 穩(wěn)壓二極管Vce2V4.3格8.6V2. 二極管Vce0.13格0.3V3. 9013(NPN) Vces=0.1V Vceo=55V Iceo=20uA hfe=0.8mA/5uA=1604. 9012(PNP) Vces=0.2V Vceo=50V Iceo

11、=10uA hfe=501.4/2uA35實驗四 數(shù)字化測量儀的使用一 實驗目的通過數(shù)字化測量儀的使用，進一步鞏固加強對數(shù)值化測量原理的掌握，不同數(shù)值化測量的誤差分析及影響因素。1. 學會用數(shù)字化測量儀測量信號的周期和頻率。2. 學會分析數(shù)字化測量的誤差來源。3. 掌握如何減少測量誤差的措施。二 實驗設備1. 數(shù)字頻率計 GFC-8010H 1臺2. 信號發(fā)生器 1臺三 實驗步驟分別用測頻、測周的方法測量100Hz、1kHz、10kHz的方波，將測量數(shù)據(jù)添入下表。檔位測頻方法（kHz） 測周方法（ms）0.1s1s10s0.1 110100Hz100.71100.01299.970810.00

12、9610.0032710.0031641kHz1.000051.0016521.00008181.000961.0000081.00012110kHz10.010010.0067110.004861100.067us100.0742us100.09867us四 討論1. 通過以上實驗數(shù)據(jù)，請你分析該測量系統(tǒng)的誤差來源，以及減少測量誤差的措施和方法。測頻誤差來源：1.量化誤差2.時基誤差措施方法：1.選擇準確性高、穩(wěn)定性高的晶振作為時標信號發(fā)生器2.儀器事先預熱，以保證足夠時基的指標3.在不使計數(shù)器產(chǎn)生溢出的情況下加大分頻器的分頻系數(shù)，適當延長閘門的開啟時間T，以加大計數(shù)值N。測周誤差來源：1.計數(shù)誤差2.