電工電子實驗I第3次交流參數(shù)測量-2

周期信號的參數(shù)DG1022雙通道函數(shù)/任意波形發(fā)生器DS5022數(shù)字存儲示波器實驗內(nèi)容修改《電工電子實驗B》第三次課1一、周期信號的參數(shù)時間參數(shù)周期T頻率f=1/T占空比θ

=τ/(T-τ)=τ/T

×100%τTT-τt通常將占空比為50%的矩形波稱為方波。將占空比小于50%的矩形波稱為脈沖波。2周期信號的參數(shù)電壓參數(shù)正峰值UP負峰值U-P峰峰值UPP平均值U平均值亦稱作直流分量UPU-PUPPTVt3周期信號的參數(shù)對稱于橫坐標的正弦波最大值Um=UP瞬時值u(t)有效值UVtUm=UP4周期信號的參數(shù)直流偏置將一個周期信號疊加一個直流電壓的過程稱為直流偏置。直流偏置的結(jié)果是使周期信號在坐標系中上移或下移。直流偏置的結(jié)果改變了周期信號的平均值0.8VVVV1.8V-0.2V1V-1Vttt+5（一）主要功能雙通道輸出，可實現(xiàn)通道耦合，通道復(fù)制；可編輯輸出14-bit、4k點用戶自定義任意波形；輸出頻率特性：正弦波：1μHz到20MHz方波：1μHz到5MHz鋸齒波：1μHz到150kHz脈沖波：500μHz到3MHz白噪聲：5MHz帶寬(-3dB)任意波形：1μHz到5MHz輸出幅度范圍：2mVPP～10VPP（50Ω）4mVPP～20VPP（高阻）二、DG1022雙通道函數(shù)/任意波形發(fā)生器6主要功能輸出各種調(diào)制波形：調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（FM）、調(diào)相（PM）、二進制頻移鍵控（FSK）、線性和對數(shù)掃描（Sweep）及脈沖串（Burst）模式；測量功能：頻率、周期、占空比、正/負脈沖寬度。測量頻率范圍：100mHz～200MHz支持即插即用USB存儲設(shè)備，并可通過USB存儲設(shè)備存儲、讀取波形配置參數(shù)及用戶自定義任意波形。7（二）前面板

8（三）后面板9（四）3種用戶界面顯示模式可通過前面板左側(cè)的View按鍵切換：單通道常規(guī)模式、通道圖形模式、雙通道常規(guī)模式。單通道常規(guī)顯示模式

103種用戶界面顯示模式單通道圖形顯示模式

113種用戶界面顯示模式雙通道常規(guī)顯示模式

12（五）波形設(shè)置

在操作面板左側(cè)下方有一系列帶有波形顯示的按鍵，可分別選擇：正弦波、方波、鋸齒波、脈沖波、噪聲波、任意波輸出。還有兩個常用按鍵：通道選擇和視圖切換鍵。

13（六）輸出控制前面板右側(cè)有兩個按鍵，用于通道輸出、頻率計輸入的控制。

啟用或禁用前面板的輸出連接器輸出信號

在頻率計模式下，CH2對應(yīng)的Output連接器作為頻率計的信號輸入端。

14（七）調(diào)制/掃描/脈沖串設(shè)置

前面板右側(cè)上方有三個按鍵，分別用于調(diào)制、掃描及脈沖串的設(shè)置。這三個功能只適用于通道1

可輸出經(jīng)過調(diào)制的波形。并可以通過改變類型、內(nèi)調(diào)制/外調(diào)制、深度、頻率、調(diào)制波等參數(shù)對正弦波、方波、鋸齒波或任意波形產(chǎn)生掃頻信號

產(chǎn)生正弦波、方波、鋸齒波、脈沖波或任意波形的脈沖串波形輸出

15（八）數(shù)字輸入的使用

前面板上有兩組按鍵，分別是左右方向鍵和旋鈕、數(shù)字鍵盤

左右方向鍵，用于數(shù)值不同數(shù)位的切換；旋鈕，用于改變波形參數(shù)的某一數(shù)位數(shù)值的大小，旋鈕的輸入范圍是0～9，旋鈕順時針旋一格，數(shù)值增1。

數(shù)字鍵盤，用于波形參數(shù)值的設(shè)置，直接改變參數(shù)值的大小

16（九）存儲和調(diào)出/輔助系統(tǒng)功能/幫助功能

在操作面板上有三個按鍵，分別用于存儲和調(diào)出、輔助系統(tǒng)功能及幫助功能的設(shè)置

存儲或調(diào)出波形數(shù)據(jù)和配置信息

設(shè)置同步輸出開/關(guān)、輸出參數(shù)、通道耦合、通道復(fù)制、頻率計測量；查看接口設(shè)置、系統(tǒng)設(shè)置信息；執(zhí)行儀器自檢和校準操作

查看幫助信息列表

要獲得任何按鍵或菜單按鍵的幫助信息，按下并按住該鍵2~3秒，可顯示相關(guān)幫助信息

17（十）使用實例一：輸出正弦波

輸出一個頻率為20kHz，幅值為2.5VPP，偏移量為500mVDC，初始相位為10°的正弦波形。操作步驟：1.設(shè)置頻率值(1)按Sine

→

按頻率/周期軟鍵切換，軟鍵菜單頻率反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“20”，選擇單位“kHz”，設(shè)置頻率為20kHZ。18使用實例一：輸出正弦波2.設(shè)置幅度值(1)按幅值/高電平軟鍵切換，軟鍵菜單幅值反色顯示。(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“2.5”，選擇單位“VPP”，設(shè)置幅值為2.5VPP。3.設(shè)置偏移量(1)按偏移/低電平軟鍵切換，軟鍵菜單偏移反色顯示。(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“500”，選擇單位“mVDC”，設(shè)置偏移量為500mVDC。19使用實例一：輸出正弦波4.設(shè)置相位(1)按相位軟鍵使其反色顯示。(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“10”，選擇單位“°”，設(shè)置初始相位為10°。上述設(shè)置完成后，按

View

鍵切換為圖形顯示模式，信號發(fā)生器輸出下圖所示正弦波。20（十一）使用實例二：輸出方波輸出一個頻率為1MHz，幅值為2.0VPP，偏移量為10mVDC，占空比為30％，初始相位為45°的方波。操作步驟：1.設(shè)置頻率值(1)按Square

→

頻率/周期軟鍵切換，軟鍵菜單頻率反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“1”，選擇單位“MHz”，設(shè)置頻率為1MHz。21使用實例二：輸出方波2.設(shè)置幅度值(1)按幅值/高電平軟鍵切換，軟鍵菜單幅值反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“2”，選擇單位“VPP”，設(shè)置幅值為2VPP。3.設(shè)置偏移量(1)按偏移/低電平軟鍵切換，軟鍵菜單偏移反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“10”，選擇單位“mVDC”，設(shè)置偏移量為10mVDC。22使用實例二：輸出方波4.設(shè)置占空比(1)按占空比軟鍵菜單占空比反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“30”，選擇單位“%”，設(shè)置占空比為30%。5.設(shè)置相位(1)按相位軟鍵使其反色顯示。(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“45”，選擇單位“°”，設(shè)置初始相位為45°。23使用實例二：輸出方波上述設(shè)置完成后，按View

鍵切換為圖形顯示模式，信號發(fā)生器輸出如下圖所示方波24（十二）使用實例三：輸出脈沖波輸出一個頻率為5kHz，幅值為50mVPP，偏移量為5mVDC，脈寬為20μs（占空比為10％），延時為200μs的脈沖波形。操作步驟：1.設(shè)置頻率值(1)按Pulse

→

按頻率/周期軟鍵切換，軟鍵菜單頻率反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“5”，選擇單位“kHz”，設(shè)置頻率為5kHz。25使用實例三：輸出脈沖波2.設(shè)置幅度值(1)按幅值/高電平軟鍵切換，軟鍵菜單幅值反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“50”，選擇單位“mVPP”，設(shè)置幅值為50mVPP。3.設(shè)置偏移量(1)按偏移/低電平軟鍵切換，軟鍵菜單偏移反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“5”，選擇單位“mVDC”，設(shè)置偏移量為5mVDC。26使用實例三：輸出脈沖波4.設(shè)置脈寬（占空比）(1)按脈寬（占空比

），軟鍵菜單脈寬（占空比）反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“20”（“10”），設(shè)置脈寬為20μs（占空比為10％），選擇單位“μs”（“％”）。5.設(shè)置延時(1)按延時，軟鍵菜單延時反色顯示；(2)使用數(shù)字鍵盤輸入“200”，選擇單位“μs”，設(shè)置延時為200μs。27使用實例三：輸出脈沖波上述設(shè)置完成后，按View

鍵切換為圖形顯示模式，信號發(fā)生器輸出下圖所示脈沖波28三、DS5022數(shù)字存儲示波器示波器的作用是將不可見的電信號以圖形的方式顯現(xiàn)出來并可測量、讀取相關(guān)的電壓和時間參數(shù)。常用的示波器有兩類：模擬（陰極射線管）示波器：實時跟隨被測信號的變化，由電子束在熒光屏上運動，描繪出被測信號波形。數(shù)字式存儲示波器：對被測信號進行采樣，變成數(shù)字信號后在液晶屏上以點（離散的采樣點）或矢量（采樣點間有連線）方式描繪出被測信號波形。29面板操作鍵分布圖

30顯示界面說明圖31波形顯示的自動設(shè)置

使用自動設(shè)置：1．將被測信號連接到信號輸入通道。2．按下AUTO按鈕。示波器將自動設(shè)置垂直，水平和觸發(fā)控制。如需要，可手工調(diào)整這些控制使波形顯示達到最佳。32垂直控制區(qū)（VERTICAL）

垂直移位旋鈕垂直POSITION旋鈕控制信號的垂直顯示位置。當轉(zhuǎn)動垂直POSITION旋鈕時，指示通道地（GROUND）的標識跟隨波形而上下移動。33轉(zhuǎn)動垂直SCALE旋鈕改變“Volt/div（伏/格）”垂直檔位，波形窗口下方的狀態(tài)欄中對應(yīng)通道的檔位顯示發(fā)生了相應(yīng)的變化。通過按下垂直SCALE旋鈕作為設(shè)置輸入通道的粗調(diào)/細調(diào)狀態(tài)的快捷鍵。

“Volt/div（伏/格）”垂直檔位

34通道切換鍵按CH1、CH2、MATH、REF，屏幕顯示對應(yīng)通道的操作菜單、標志、波形和檔位狀態(tài)信息。按OFF按鍵關(guān)閉當前選擇的通道。OFF按鍵具備關(guān)閉菜單的功能。當菜單未隱藏時，按OFF按鍵可快速關(guān)閉菜單。如果在按CH1、CH2后立即按OFF，則同時關(guān)閉菜單和相應(yīng)通道。35水平控制區(qū)（HORIZONTAL）

轉(zhuǎn)動水平SCALE旋鈕改變“S/div（秒/格）”水平檔位，狀態(tài)欄對應(yīng)通道的檔位顯示發(fā)生了相應(yīng)的變化。以1－2－5的形式步進。Delayed（延遲掃描）快捷鍵：按下水平SCALE旋鈕可以切換到延遲掃描狀態(tài)，在延遲掃描狀態(tài)可達到10ps/div*。36水平移位旋鈕使用水平POSITION旋鈕調(diào)整信號在波形窗口的水平位置。轉(zhuǎn)動水平POSITION旋鈕時，可以觀察到波形隨旋鈕而水平移動。

37水平MENU按鈕按MENU按鈕，顯示TIME菜單。在此菜單下，可以開啟/關(guān)閉延遲掃描或切換Y－T、X－Y顯示模式。此外，還可以設(shè)置水平POSITION旋鈕的觸發(fā)位移或觸發(fā)釋抑模式。觸發(fā)位移：指實際觸發(fā)點相對于存儲器中點的位置。轉(zhuǎn)動水平POSITION旋鈕，可水平移動觸發(fā)點。觸發(fā)釋抑：指重新啟動觸發(fā)電路的時間間隔。轉(zhuǎn)動水平POSITION旋鈕，可設(shè)置觸發(fā)釋抑時間。

38觸發(fā)控制區(qū)（TRIGGER）

使用LEVEL旋鈕改變觸發(fā)電平設(shè)置。轉(zhuǎn)動LEVEL旋鈕，可以發(fā)現(xiàn)屏幕上出現(xiàn)一條桔紅色（單色液晶系列為黑色）的觸發(fā)線以及觸發(fā)標志，隨旋鈕轉(zhuǎn)動而上下移動。停止轉(zhuǎn)動旋鈕，觸發(fā)線和觸發(fā)標志在5秒后消失。在移動觸發(fā)線的同時，可以觀察到在屏幕上觸發(fā)電平的數(shù)值或百分比顯示發(fā)生了變化。（在觸發(fā)耦合為交流或低頻抑制時，觸發(fā)電平以百分比顯示）39觸發(fā)操作菜單

使用MENU調(diào)出觸發(fā)操作菜單，改變觸發(fā)的設(shè)置?？赏ㄟ^顯示屏上菜單選擇相應(yīng)操作：邊沿觸發(fā)。信源選擇。邊沿類型。觸發(fā)方式。耦合。注：改變前三項的設(shè)置會導(dǎo)致屏幕右上角狀態(tài)欄的變化。40中點觸發(fā)和強制觸發(fā)按50%按鈕，設(shè)定觸發(fā)電平在觸發(fā)信號幅值的垂直中點。

按FORCE按鈕，強制產(chǎn)生一觸發(fā)信號，主要應(yīng)用于觸發(fā)方式中的“普通”和“單次”模式。

41主菜單按鍵光標測量自動測量系統(tǒng)功能設(shè)置顯示設(shè)置采樣設(shè)置存儲設(shè)置42主菜單-系統(tǒng)功能設(shè)置（表1）使用UTILITY按鈕彈出輔助系統(tǒng)功能設(shè)置菜單。43主菜單-系統(tǒng)功能設(shè)置（表2）44主菜單-自動測量按MEASURE自動測量功能鍵，系統(tǒng)顯示自動測量操作菜單。本示波器具有20種自動測量功能：峰峰值、最大值、最小值、頂端值、底端值、幅值、平均值、均方根值、過沖、預(yù)沖共10種電壓測量頻率、周期、上升時間、下降時間、正占空比、負占空比、延遲1→

2（上升沿）、延遲1→

2（下降沿沿）、正脈寬、負脈寬的測量，共10種時間測量。45主菜單-自動測量-主頁46自動測量電壓參數(shù)定義47主菜單-自動測量-電壓測量分頁一

48主菜單-自動測量-電壓測量分頁二49主菜單-自動測量-電壓測量分頁三50自動測量時間參數(shù)定義51主菜單-自動測量-時間測量分頁一52主菜單-自動測量-時間測量分頁二53主菜單-自動測量-時間測量分頁三54主菜單-光標測量主菜單控制區(qū)的CURSOR為光標測量功能按鍵。光標測量分為3種模式：1．手動：兩個電壓（或時間）光標成對出現(xiàn)，可手動調(diào)整光標的間距。顯示的讀數(shù)即為測量的電壓或時間值。需首先選定所要測量的波形。2．追蹤：水平與垂直光標交叉構(gòu)成十字光標，并自動定位在波形上。旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的移位旋鈕可以調(diào)整十字光標在波形上的位置。示波器同時顯示光標點的坐標值。3．自動測量：首先選擇需自動測量的參數(shù)，在自動測量模式下，系統(tǒng)顯示光標對應(yīng)的電壓或時間參數(shù)值。系統(tǒng)根據(jù)信號的變化，自動調(diào)整光標位置，并計算相應(yīng)的參數(shù)值。

55主菜單-光標測量-手動方式

操作步驟如下：①．選擇手動測量模式，操作順序為：CURSOR→光標模式→手動。②．選擇被測信號通道：根據(jù)被測信號的輸入通道不同，選擇CH1或CH2。操作順序為：信源選擇→

CH1或CH2或MATH。注：當測量MATH的垂直通道時，數(shù)值的顯示以“d”（格）為單位。③．選擇光標類型：根據(jù)需要測量的參數(shù)分別選擇電壓或時間光標。按鍵操作順序為：光標類型→電壓或時間。56光標自動測量模式顯示當前自動測量參數(shù)所應(yīng)用的光標。若沒有在MEASURE菜單下選擇任何的自動測量參數(shù)，將沒有光標顯示。本示波器可以自動移動光標測量MEASURE菜單下的所有20種參數(shù)。主菜單-光標測量-自動測量方式57主菜單-光標測量-手動方式④．移位旋鈕移動光標定位在待測波形待測位置⑤．獲得測量數(shù)值：（時間以屏幕水平中心位置為基準，電壓以通道接地點為基準）顯示光標1或2位置的電壓或時間值顯示光標1、2的水平間距（△X）：即兩光標間的時間值。顯示光標1、2水平間距的倒數(shù)（1/△X）。顯示光標1、2的垂直間距（△Y）：即兩光標間的電壓值。注：當光標功能菜單隱藏或顯示其它功能菜單時，測量數(shù)值自動顯示于屏幕右上角。

58主菜單-光標測量-追蹤方式光標追蹤測量方式是在被測波形上顯示十字光標，通過移動光標的水平位置，光標自動在波形上定位，并顯示當前定位點的水平、垂直坐標和兩光標間水平、垂直的增量。其中，水平坐標以時間值顯示，垂直坐標以電壓值顯示。59主菜單-光標測量-追蹤方式操作步驟如下：①．選擇光標追蹤測量模式，按鍵操作順序為：CURSOR→

光標模式→追蹤。②．選擇光標A、B的信源：根據(jù)被測信號的輸入通道不同，選擇CH1或CH2。若不希望顯示此光標，則選擇無光標。③．移動光標在波形上的水平位置注意：只有光標追蹤菜單顯示時，才能水平移動光標。在其它菜單狀態(tài)下，十字光標在當前窗口的水平位置不會改變，垂直光標可能因為波形的瞬時變化而上下擺動。

60主菜單-光標測量-追蹤方式④．獲得測量數(shù)值：（時間以屏幕水平中心位置為基準，電壓以通道接地點為基準）顯示光標1或2位置的電壓或時間值顯示光標1、2的水平間距（△X）：即兩光標間的時間值（以“秒”為單位）。顯示光標1、2水平間距的倒數(shù)（1/△X）。顯示光標1、2的垂直間距（△Y）：即兩光標間的電壓值（以“伏”為單位）。注：當光標功能菜單隱藏或顯示其它功能菜單時，測量數(shù)值自動顯示于屏幕右上角。

61設(shè)置垂直系統(tǒng)-CH1、CH2通道的設(shè)置每個通道有獨立的垂直菜單可單獨設(shè)置。按CH1或CH2功能按鍵，系統(tǒng)顯示該通道的操作菜單，說明見下表：62設(shè)置垂直系統(tǒng)-CH1、CH2通道的設(shè)置63設(shè)置垂直系統(tǒng)-CH1、CH2通道的設(shè)置1．設(shè)置通道耦合：以CH1通道為例，被測信號是一含有直流偏置的正弦信號。按CH1→耦合→交流，設(shè)置為交流耦合方式。被測信號含有的直流分量被阻隔。波形顯示如下圖所示。64設(shè)置垂直系統(tǒng)-CH1、CH2通道的設(shè)置按CH1→耦合→直流，設(shè)置為直流耦合方式。被測信號含有的直流分量和交流分量都可以通過。波形顯示如下圖所示。

65設(shè)置垂直系統(tǒng)-CH1、CH2通道的設(shè)置按CH1→耦合→接地，設(shè)置為接地方式。被測信號含有的直流分量和交流分量都被阻隔。波形顯示如下所示。66設(shè)置垂直系統(tǒng)-CH1、CH2通道的設(shè)置2．設(shè)置通道帶寬限制：以CH1通道為例，被測信號是一含有高頻振蕩的脈沖信號。按CH1→帶寬限制→關(guān)閉，設(shè)置帶寬限制為關(guān)閉狀態(tài)。被測信號含有的高頻分量可以通過。波形顯示如下圖所示。67設(shè)置垂直系統(tǒng)-CH1、CH2通道的設(shè)置按CH1→帶寬限制→打開，設(shè)置帶寬限制為打開狀態(tài)。被測信號含有的大于20MHz的高頻分量被阻隔。波形顯示如下圖所示。68設(shè)置垂直系統(tǒng)-CH1、CH2通道的設(shè)置3．數(shù)字濾波：按CH1→數(shù)字濾波，系統(tǒng)顯示FILTER數(shù)字濾波功能菜單，旋轉(zhuǎn)水平POSITION設(shè)置頻率上限和下限，設(shè)定濾除頻率范圍。濾波前、后的顯示效果如下69設(shè)置垂直系統(tǒng)-CH1、CH2通道的設(shè)置數(shù)字濾波功能菜單70設(shè)置垂直系統(tǒng)-數(shù)學(xué)運算（MATH）

數(shù)學(xué)運算（MATH）功能是顯示CH1、CH2通道波形相加、相減、相乘、相除以及FFT運算的結(jié)果。數(shù)學(xué)運算的結(jié)果同樣可以通過柵格或游標進行測量。運算波形的幅度可以通過垂直SCALE旋鈕調(diào)整。幅度以百分比的形式顯示，在屏幕左下角顯示。幅度的范圍從0.1％至1000％以1－2－5的方式步進。71設(shè)置觸發(fā)系統(tǒng)

觸發(fā)決定了示波器何時開始采集數(shù)據(jù)和顯示波形。一旦觸發(fā)被正確設(shè)定，它可以將不穩(wěn)定的顯示轉(zhuǎn)換成有穩(wěn)定的波形。示波器在開始采集數(shù)據(jù)時，先收集足夠的數(shù)據(jù)用來在觸發(fā)點的左方畫出波形。示波器在等待觸發(fā)條件發(fā)生的同時連續(xù)地采集數(shù)據(jù)。當檢測到觸發(fā)后，示波器連續(xù)地采集足夠的數(shù)據(jù)以在