《電子測量實(shí)驗(yàn)》

指導(dǎo)書西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院2016.4實(shí)驗(yàn)一交流和直流電壓的測量一實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆帐静ㄆ骱偷皖l信號發(fā)生器的使用方法；掌握示波器觀察信號波形和測量直流電壓、交流電壓的方法；掌握示波器探頭的使用和示波器掃描法。二實(shí)驗(yàn)儀器TDS1型0數(shù)0字2示波器一臺；型低頻信號發(fā)生器兩臺（其中一臺可以用合成信號發(fā)生器替代）；型直流穩(wěn)壓電源一臺。三預(yù)習(xí)要求詳細(xì)閱讀有關(guān)低頻信號發(fā)生器和示波器的使用方法；詳細(xì)閱讀直流電壓、交流電壓的測量方法。四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟示波器測量直流電壓）將直流穩(wěn)壓電源的輸出信號作為示波器的（或）輸入信號，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出一定直流電壓；）示波器的耦合選擇開關(guān)置“接地”，調(diào)節(jié)示波器的位移，使水平基線與軸重合，此為零電平參考；）示波器的耦合選擇開關(guān)置“直流耦合”方式，掃描基線在方向移動，選擇合適的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)，使掃描基線出現(xiàn)在屏幕的有效范圍內(nèi)，在表1-中1記錄示波器上的電壓讀數(shù)和電壓波形。萬用表測量直流電壓1）把萬用表調(diào)到直流電壓檔，選擇合適的檔位2）把萬用表和直流穩(wěn)壓電源串聯(lián)，紅表筆接電源正極，黑表筆接電源負(fù)極；3）把直流電源電壓調(diào)節(jié)到表1-所1要求的電壓，觀察萬用表上電壓的讀數(shù)并記錄這個讀數(shù)。表1-1直流電壓的測量穩(wěn)壓電源指示電壓值（）示波器觀測電壓值萬用表測量電壓值正弦波電壓幅度、頻率的測量）將函數(shù)發(fā)生器的輸出接至示波器H2）調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使之輸出一定幅度、頻率的正弦信號；3）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，將測量數(shù)據(jù)填入表1-和2表表1-2正弦波電壓幅度的測量固定正弦波頻率為，調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器顯示電壓值示波器讀數(shù)（）表1-3正弦波電壓頻率的測量固定正弦波峰峰值為調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器顯示頻率值示波器讀數(shù)（）函數(shù)發(fā)生器的其他使用）使函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個信號n并畫出此信號的波形。）使函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率為幅度為，占空比為的方波，記錄此信號波形。5李沙育圖形的測量）調(diào)節(jié)合成信號發(fā)生器，使其通道產(chǎn)生一定幅度一定頻率的正弦波；）調(diào)節(jié)合成信號發(fā)生器，使其通道產(chǎn)生的正弦波幅度與相等，相位差為0頻率分別是通道信號頻率的一倍、兩倍、三倍關(guān)系，調(diào)節(jié)示波器，按下“顯示”按鈕，在“格式”選項中選“Y則示波器顯示李沙育圖形；3）觀察和記錄得到的李沙育圖形，并分析兩個信號的頻率關(guān)系，將測量結(jié)果填入表1-。4）調(diào)節(jié)合成信號發(fā)生器，使其通道產(chǎn)生一定幅度一定頻率的正弦波；）調(diào)節(jié)合成信號發(fā)生器，使其通道產(chǎn)生的正弦波頻率與相等，相位與通道信號相位只差分別是、、，調(diào)節(jié)示波器，按下“顯示”按鈕，在“格式”選項中選“Y則示波器顯示李沙育圖形；6）觀察和記錄得到的李沙育圖形，并分析兩個信號的相位關(guān)系，將測量結(jié)果填入表1-。4四實(shí)驗(yàn)報告要求1）整理測量數(shù)據(jù)和波形。2）分析在本實(shí)驗(yàn)測量直流電壓的過程中存在哪幾種誤差，如何避免或者減小這些誤差。3）示波器的耦合選擇開關(guān)置“直流耦合”方式時，能否測量出交流信號的峰-峰值？置“交流耦合”方式時，能否測量出復(fù)合信號（同時包含直流和交流信號）的瞬時值？4）實(shí)驗(yàn)所得的李薩宇圖像與理論上的是否一致，如果不一致，試分析原因。5）簡述李薩宇圖刑法測量頻率和時間間隔的原理。實(shí)驗(yàn)二普通調(diào)幅信號調(diào)幅系數(shù)的測量一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握示波器和合成信號發(fā)生器的使用方法；掌握普通調(diào)幅(M的原理；3學(xué)會用示波器測量調(diào)幅信號的調(diào)幅系數(shù)。二實(shí)驗(yàn)儀器型示波器一臺；合成信號發(fā)生器一臺。三實(shí)驗(yàn)原理普通調(diào)幅是用低頻信號去控制高頻正弦波(載波)的振幅，使其隨調(diào)制信號波形的變化而呈線性變化。設(shè)載波為u=Ucos3t，調(diào)制信號為u=UcosQt(Q口3),則普通調(diào)幅ccmcQQm信號為u(t)=(1+McosQt)?Ucos3tAMcmc其中M=k?L，0<M<1為調(diào)幅系數(shù)，k為比例系數(shù)。Ucm圖為u(t)、u(t)和u(t)的波形圖。從圖中并結(jié)合普通調(diào)幅QcAM普通調(diào)幅波形圖TOC\o"1-5"\h\z公式可以看出，調(diào)幅信號的振幅由直流分量U和交流分量kUcosQt相加而cmQm成，其中交流分量與調(diào)制信號成正比，或者說，普通調(diào)幅信號的包絡(luò)(信號振幅各峰值點(diǎn)的連接)完全反映了調(diào)制信號的變化。由圖2-可1知(1+McosQt)=Ucmmaxmax(1-McosQt)=Ucmmaxmin所以可求得調(diào)幅系數(shù)M為U-UM=—maxminX100%U+Umaxmin四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟)調(diào)節(jié)合成信號發(fā)生器，使其輸出調(diào)制頻率，載波頻率,調(diào)制系數(shù)2％0的調(diào)幅信號，其中調(diào)制方式采用內(nèi)調(diào)制；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)幅信號波形圖及有關(guān)數(shù)據(jù)填入表,并按公式計算調(diào)幅系數(shù)M；調(diào)整調(diào)幅系數(shù)分別為50％、80％，重復(fù)步驟2)，完成表2-；1表調(diào)幅系數(shù)的測量數(shù)據(jù)調(diào)幅系數(shù)0%0調(diào)幅信號波形UmaxUmin五實(shí)驗(yàn)報告要求整理好測量數(shù)據(jù)，完成表2-的1填寫并回答下列問題1）測量調(diào)幅信號波形時，能否使用數(shù)字示波器的自動設(shè)置按鈕，為什么？為顯示出調(diào)幅波形，示波器水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)（）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？當(dāng)調(diào)幅系數(shù)為％時，計算此時測量值M的絕對誤差和相對誤差實(shí)驗(yàn)三單調(diào)諧放大器幅頻特性的測量一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握單調(diào)諧放大電路的原理；掌握型掃頻圖示儀測量網(wǎng)絡(luò)幅頻特性的方法；二實(shí)驗(yàn)儀器型掃頻圖示儀一臺；高頻實(shí)驗(yàn)箱一臺；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注意事項；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)原理1單調(diào)諧放大器基本原理高頻小信號放大器電路是構(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。為使放大信號不失真，放大器必須工作在線性范圍內(nèi)。高頻小信號放大電路的基本類型是選頻放大電路，它主要由放大器與選頻回路兩部分構(gòu)成。本實(shí)驗(yàn)用三極管作為放大器件，諧振回路作為選頻器，原理圖如圖-在分析時，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量）測量原理掃頻儀是根據(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發(fā)生器、示波器、頻標(biāo)電路、檢波探頭、掃描發(fā)生器。圖3-為1掃頻儀的組成框圖。圖3-1掃頻儀組成框圖如圖所示，掃頻信號發(fā)生器在掃描電壓的作用下，產(chǎn)生一種輸出頻率隨時間在一定范圍內(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網(wǎng)路的輸入端。由于被測網(wǎng)絡(luò)對不同頻率的輸入信號的放大倍數(shù)不同，所以被測網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓不再維持等幅，其輸出信號的包絡(luò)將按被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性作相應(yīng)的變化。用包絡(luò)檢波器檢出輸出被測網(wǎng)絡(luò)信號的包絡(luò)，得到的包絡(luò)圖形就是被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線。把這個圖形信號加于示波器的軸通道，同時把掃描發(fā)生器產(chǎn)生的同步掃描電壓加到軸通道，根據(jù)波形顯示原理，此時在示波管上得到該被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線。五實(shí)驗(yàn)步驟型掃頻儀測量小信號放大器幅頻特性）接通電源，衰減置，選寬掃，頻標(biāo)方式選，把檢波器接到射頻輸出，再用電纜將檢出的信號送至輸入通道，調(diào)節(jié)移位與增益旋鈕，使圖形曲線在屏幕有效面積內(nèi)便于觀測，一旦調(diào)定，移位與增益旋鈕不可再動，此時的電平線作為電平線；）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，按下總電源開關(guān)，以及本實(shí)驗(yàn)單元電源開關(guān)；11100）將掃頻儀的輸出探頭接到電路的輸入端（），掃頻儀的檢波探頭接1101到電路的輸出端（），然后在放大器的射極和調(diào)諧回路中分別接入不同阻值1102的電阻，并通過調(diào)節(jié)調(diào)諧回路的磁芯（），使波形的頂峰出現(xiàn)在頻率為

處；)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電平線一致，此時的衰減讀數(shù)即為放大器的增益A(dB)；u)通過屏幕上的波形大致讀出放大器的帶寬BW(Hz)，并將放大器幅頻0.7特性曲線、增益及帶寬填及中心頻率記錄下來。型掃頻儀測量小信號放大器幅頻