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：電子科學系班號：2班組別：23實驗者姓名：江東華學號：19720132203337實驗日期：2014年10月14日實驗報告完成日期：2014年10月17日9.0實驗?zāi)康?. 掌握直流穩(wěn)壓電源的功能、技術(shù)指標和使用方法；2.掌握任意波函數(shù)信號發(fā)生器的功能、技術(shù)指標和使用方法；2. 掌握四位半數(shù)字萬用表的功能、技術(shù)指標和使用方法；3. 學會正確選用電壓表測量直流、交流電壓。二、實驗原理(一) GDP-3303 型直流穩(wěn)壓電源直流穩(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)(2) 兩路(主路 chi 鍵、從路 ch2

2、 鍵)可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源，兩路均可 工作在穩(wěn)壓、穩(wěn)流工作方式，穩(wěn)壓值為 032v 連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)流為 03.2A 連續(xù)可調(diào)(3) 兩路可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源課設(shè)置為組合工作方式，在組合工作方式下可選擇串聯(lián)組合方式和并聯(lián)組合方式。(4) 四組常用電壓存儲功能(5) 鎖定功能(6) 輸出保護功能(7) 蜂鳴功能使用方法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)到需要的電壓值2.當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. 避免使電源出現(xiàn)過載現(xiàn)象；3. 避免輸出出現(xiàn)正、負極性接錯。(二) RIGOL DG102 雙通道函數(shù)/任意波函數(shù)信號發(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) 輸出五種基本波形并設(shè)置 48 種任意波形可編輯輸出 14-bit，4k 點的用戶自定義任意波形(4)100msa/s 采樣率使用方法1. 依次打開信號發(fā)生器后面板、前面板上的電源開關(guān)；2.接通道切換鍵，切換信號輸出通道(默認為CH)3. 按波形選擇鍵，選擇需要的波形；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)后，選擇對應(yīng)的參數(shù)單位；5.檢

4、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；注意事項：1. 避免端口輸出線短路；2. 避免使函數(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。（三）GDM-814 型數(shù)字萬用表（1） 交、直流電壓測量（2） 交、直流電流測量（3） TRUE RM 測量（4） 電阻測量使用方法（1） 交、直流電壓測量1. 功能開關(guān)選擇 V 鍵入，根據(jù)交、直流選擇 A（鍵入）、D（不鍵入）；2. 黑表筆插入 COMB孔，紅表筆插入 V/Q插孔；3. 選擇合適量程，量

5、程值應(yīng)大于被測值，否則出現(xiàn)溢出顯示；4. 測試筆并接在被測負載兩端。（2） 交、直流電流測量1. 功能開關(guān)選擇 mA 鍵入，根據(jù)交、直流選擇 AC （鍵入）、DC（不鍵入）；2. 黑表筆插入 COM孔，紅表筆插入 mA 或 20mA 插孔；3.選擇合適量程，量程值應(yīng)大于被測值，否則出現(xiàn)溢出顯示;4. 測試筆串接在被測負載兩端。5. 不能測試電壓，否則，儀器會被燒壞。（3） 電阻測量1 功能開關(guān)置于Q檔；2 .黑表筆插入 COMB孔，紅表筆插入 V/Q插孔；3. 選擇合適量程，量程值應(yīng)大于被測值，否則出現(xiàn)溢出顯示；4. 測試筆并接在被測電阻兩端。5. 檢測在線電阻時，一定要關(guān)掉被測電路中的電源并

6、從電路斷開。（4） PN 結(jié)測試1. 功能鍵和量程鍵鍵入；2. 黑表筆插入 COM 插孔，紅表筆插入 V/Q插孔（紅筆為內(nèi)置電源的 正極）。PN 結(jié)正偏時，數(shù)碼管顯示 PN 結(jié)正向壓降；PN 結(jié)反偏時， 數(shù)碼管顯示超量程。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 測量電壓時不應(yīng)超過最大輸入電壓（直流 1200V,交流 1000V）。4 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。5.當顯示出現(xiàn)“ 0000”閃爍（過載）時，應(yīng)

7、立即將量程鍵切換至更高 的量程，使過載顯示消失，避免儀器長時間過載而損害，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）。（四）多功能電路實驗箱三、實驗儀器1、直流穩(wěn)壓電源2、數(shù)字函數(shù)信號發(fā)生器3、數(shù)字萬用表4、電子技術(shù)綜合實驗箱四、實驗內(nèi)容及數(shù)據(jù)測量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 端相聯(lián)接，貝心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)被測電壓的大小，選擇合適的量 程，使測量數(shù)據(jù)達到最高精度；若未知被測電壓時，應(yīng)將測量儀器

8、量 程置于最大，然后逐漸減小量程，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 2.5V,3.3V,5V ;將測 量值填入表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）2.5813.2814.971（2）固定電流測量：測量實驗箱的固定電壓士 5V, 2V,-8V;將測量 值填入表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）4.932-4,.97911.773-11.871-8.341（3）可變電源測量：按表 3 調(diào)節(jié)任意通道穩(wěn)壓電源輸出，并測量之表 3:可變電壓測量主路表頭指示值（V

9、）6V12V18V數(shù)字萬用表測量值（V）5.97111.96517.991（4）正負對稱電源測量：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)成一個正負對稱電源。將數(shù)字萬用表的黑表筆（COM 接正負對稱電源的公共端，紅表筆分別測量 CH1 正極和 CH2 負極，如下圖所示, 按表 4 調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出并測量之。表 4:正，負對稱電源測量CH1CH2CH1 路表頭調(diào)整值（V）6V12V18V數(shù)字萬用表測量值（V）6.07712.07518.005CH2 路表頭指示值（V）6.012.017.9數(shù)字萬用表測量值（V）-

10、6.083-12.086-18.0162.正弦電壓（有效值）的測量：（1）函數(shù)信號發(fā)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）7.1040.708170.73（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）5.7140.690357.173.實驗箱可調(diào)直流信號內(nèi)阻測量按下圖搭接電路，可調(diào)直流信號調(diào)整為 +1V,用數(shù)字萬用表按表 7 測量并計算出 Ro 值：圖中 k 置“ 1”時，數(shù)字萬用

11、表測量值為 V Ox：k 置“2”時，數(shù)字萬用表測量值為 VOL表 7:直流信號內(nèi)阻測量V 3 (V)VOL (V)RL(Q)VbL(Q)0.99290.845050.388.82按下圖搭接電路，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 R0 值；當 K 置“1”時，數(shù)字萬用表測量值為 VX;當 K 置“2”時，數(shù)字萬用表測量 VOL;表 8:信號源內(nèi)阻測量V 3 (V)VOL (V)RL(Q)VbL(Q)0.70710.384550.3842.27五、誤差分析1、由于 GDM-814 型數(shù)字萬用表的讀數(shù)更精確，靈敏度更高，所以無論在測量固定電源還是可變電

12、壓時，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、計算信號源內(nèi)阻時出現(xiàn)誤差，很有可能是測量的時候接觸不良引起誤差，也有可能在計算是對有效數(shù)字進行取舍是出現(xiàn)了誤差。3、針對實驗五，示波器測量的峰峰值 VP-P 和萬用表測量出來的有效 值之間存在VRMS二VP-P/2、2，但因儀器誤差和測量誤差，造成結(jié)果 并不嚴格遵守這一規(guī)律。六、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有效值。電 壓測量方式：確定測量儀器設(shè)置在交流電壓測量狀態(tài)， 若已知被測電 壓，應(yīng)根據(jù)被測電壓大小，選擇合適量程；若未知被測電壓，應(yīng)將測 量儀器量程至于最大，逐漸減小量程。2、不能用數(shù)字萬用表測量三角波、方波、斜波、鋸齒波，因為一般 測量儀器只能測量正弦信號，其他信號應(yīng)用示波器測量。七、小結(jié)1、一定要做好課前預(yù)習，不然做起實驗，費力又費時2、測量時，一定要正