電子測量技術(shù)與儀器實訓(xùn)指導(dǎo)書

《電子測量技術(shù)與儀器》

實訓(xùn)指導(dǎo)書

目錄

實訓(xùn)任務(wù)一測量數(shù)據(jù)處理實訓(xùn)

實訓(xùn)任務(wù)二常用電子儀器的使用

實訓(xùn)任務(wù)三低頻信號發(fā)生器的使用

實訓(xùn)任務(wù)四直流非線性電阻特性的測試

實訓(xùn)任務(wù)五示波器測量各種周期波形

實訓(xùn)任務(wù)六通用電子計數(shù)器的校準(zhǔn)、測試及誤差分析

實訓(xùn)任務(wù)七交流電壓的測量

實訓(xùn)任務(wù)八直流、交流電壓的測量

實訓(xùn)任務(wù)九直流穩(wěn)壓電源的輸出指示準(zhǔn)確度和紋波系數(shù)的測量

實訓(xùn)任務(wù)十普通調(diào)幅信號調(diào)幅系數(shù)的測量

實訓(xùn)任務(wù)十一單調(diào)諧放大器幅頻特性的測量

實訓(xùn)任務(wù)十二頻譜分析儀的使用操作

實訓(xùn)任務(wù)十三邏輯分析儀的使用操作

實訓(xùn)任務(wù)十四用示波器測量電壓

實訓(xùn)任務(wù)十五用示波器測量電流

實訓(xùn)任務(wù)十六用示波器測量信號的時間

實訓(xùn)任務(wù)十七用圖形測量信號頻率

實訓(xùn)任務(wù)十八用示波器測量移相電路的相位差

實訓(xùn)任務(wù)十九存儲示波器的使用

實訓(xùn)任務(wù)二十交流信號的基本測量

實訓(xùn)任務(wù)二十一頻率特性測試儀

實訓(xùn)任務(wù)二十二失真度測量儀的基本使用

實訓(xùn)任務(wù)二十三函數(shù)信號發(fā)生器的使用

實訓(xùn)任務(wù)二十四阻抗測量訓(xùn)練

實訓(xùn)任務(wù)二十五頻率計的使用

實訓(xùn)任務(wù)二十六頻率合成信號源使用

實訓(xùn)任務(wù)二十七掃頻儀的使用及有源濾波器性能測試

實訓(xùn)任務(wù)二十八簡易數(shù)顯頻率計的設(shè)計

實訓(xùn)任務(wù)二十九計算機(jī)聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

實訓(xùn)任務(wù)三十函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計與調(diào)測

實訓(xùn)任務(wù)三十一非電量電測方法-溫度測量及標(biāo)定

實訓(xùn)任務(wù)三十二各種交流表電壓的測量

實訓(xùn)任務(wù)三十三示波器的應(yīng)用

實訓(xùn)任務(wù)三十四電子計數(shù)器測量

實訓(xùn)任務(wù)三十五頻譜儀測量

實訓(xùn)任務(wù)三十六構(gòu)建信號采集與分析系統(tǒng)

實訓(xùn)任務(wù)三十七虛擬儀器

實訓(xùn)一創(chuàng)建和編輯VI

實訓(xùn)二創(chuàng)建和調(diào)用SubVI

實訓(xùn)三循環(huán)和圖表

實訓(xùn)四數(shù)組和圖形

編者寄語:

電子測量技術(shù)與儀器實訓(xùn)要求

1、電子測量技術(shù)與儀器實訓(xùn)以培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)為首要目的，力求通過

實訓(xùn)過程塑造規(guī)范的操作習(xí)慣；實訓(xùn)過程中要充分發(fā)揮自己的主體作用，不斷探

索，提倡創(chuàng)新和理論聯(lián)系實際。

2、實訓(xùn)前應(yīng)當(dāng)充分地預(yù)習(xí)教材及實訓(xùn)指導(dǎo)書的有關(guān)部分，了解實訓(xùn)的原理、

方法和所用儀器的使用注意事項，明確實訓(xùn)內(nèi)容及操作流程，在此基礎(chǔ)上寫出預(yù)

習(xí)報告。

3、預(yù)習(xí)報告的內(nèi)容包括：題目、目的、器材、原理（公式和原理圖）、方

法和步驟、數(shù)據(jù)記錄表格等。

4、進(jìn)行實訓(xùn)時應(yīng)遵守實訓(xùn)室的規(guī)章制度，仔細(xì)操作、觀察，認(rèn)真思考，將

所測數(shù)據(jù)填入己設(shè)計好的預(yù)習(xí)報告的表格中；應(yīng)主動總結(jié)和分析實訓(xùn)中出現(xiàn)的問

題，積極探索產(chǎn)生問題的原因和解決問題的方法，并在實訓(xùn)總結(jié)中說明主要過程

及結(jié)論。

5、實訓(xùn)完后，應(yīng)寫出實訓(xùn)報告（可將預(yù)習(xí)報告作為正式報告的一部分，另

外增加數(shù)據(jù)處理、誤差分析和實訓(xùn)總結(jié)就可以）。

實訓(xùn)任務(wù)一測量數(shù)據(jù)處理實訓(xùn)

一、實訓(xùn)目的

1、了解測量誤差的數(shù)據(jù)處理方法；

2、熟悉測量結(jié)果與被測量真值的差別；

3、對測量結(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

二、實訓(xùn)內(nèi)容

1、有效數(shù)字的正確表示；

2、測量數(shù)據(jù)的舍入規(guī)則；

3、有效數(shù)字的運算法則。

三、實訓(xùn)要求：測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理

測量結(jié)果既可能表現(xiàn)為一定的數(shù)字，也可能表現(xiàn)為一條曲線或顯示出某種圖

形。以數(shù)字表示的測量結(jié)果包含數(shù)值（大小和符號）以及相應(yīng)的單位兩部分，例

如1.5mA、1k等。有時為了說明測量結(jié)果的可信度，在表示測量結(jié)果時，還

必須同時注明其測量誤差數(shù)值或范圍，如4.5±0.1V、2.30±0.01mA。為滿足

測量要求，需要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的有效位取舍，有時還需要進(jìn)行運算。因此,

什么是有效數(shù)字，如何進(jìn)行數(shù)字的舍入以及有效數(shù)字的運算法則都是我們必須要

掌握的內(nèi)容。

測量獲得大量數(shù)據(jù)后，如何處理這些數(shù)據(jù)以減小誤差并得出最佳的數(shù)據(jù)結(jié)

論，這是測量工作中最后的也是最重要的一項任務(wù)。數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)整理、計

算和分析等工作，有時還要把數(shù)據(jù)制成表格或圖形，最后歸納出經(jīng)驗公式。

（1）有效數(shù)字的正確表示

①由于測量過程中不可避免存在誤差，同時，計算時還經(jīng)常用到、&等

無理數(shù)，它們只能取近似值，所以最終數(shù)據(jù)總是近似的。測量結(jié)果的位數(shù)不必太

多，也不宜太少，應(yīng)取得適當(dāng)，這就提出了有效數(shù)字的問題。

②有效數(shù)字是那些能夠正確反映測量準(zhǔn)確度的數(shù)字，是指從一個數(shù)據(jù)左起

第一個非零數(shù)字開始，直到最右邊的一個數(shù)字（包括“0”在內(nèi)）。有效數(shù)字的最

末一位是近似數(shù)字，它可以是測量中估計讀出的近似數(shù)字，也可以是按規(guī)定修正

后的近似數(shù)字。

③有效數(shù)字的位數(shù)是根據(jù)所使用的測量儀器的準(zhǔn)確度來確定的。例如，已

知某儀器測量誤差為±0.005V,電壓測量值為3.851V,則應(yīng)取3.85V,即取

3位有效數(shù)字。通常作測量記錄時，每一個數(shù)據(jù)只能最末一位數(shù)字是估計讀數(shù)，

而其他各位數(shù)字都必須是準(zhǔn)確可靠的。

④數(shù)字“0”在數(shù)據(jù)中可能是有效數(shù)字，也可能不是有效數(shù)字。例如0.03080

MHz,前面的兩個“0”不是有效數(shù)字，中間及末尾的“0”都是有效數(shù)字。若換

成另一單位，變換為30.80kHz,前面的“0”就不起作用了。數(shù)字末尾的“0”

很重要。例如，30.8的有效數(shù)字為3位，表示測量結(jié)果精確到十分位；30.80

的有效數(shù)字為4位，表示測量結(jié)果精確到百分位。

（2）測量數(shù)據(jù)的舍入規(guī)則

由于測量數(shù)據(jù)是近似值，在計算中為了保留規(guī)定的位數(shù)，需要對多余的位數(shù)

進(jìn)行舍入處理。當(dāng)需要n位有效數(shù)字時，對超過n位的數(shù)字就要根據(jù)舍入規(guī)則進(jìn)

行處理。采用的規(guī)則是：

①當(dāng)保留n位有效數(shù)字，若后面的數(shù)字小于第n位單位數(shù)字的一半就舍掉。

②當(dāng)保留n位有效數(shù)字，若后面的數(shù)字大于第n位單位數(shù)字的一半，則第

n位數(shù)字進(jìn)1。

③當(dāng)保留n位有效數(shù)字，若后面的數(shù)字恰為第n位單位數(shù)字的一半，則第

n位數(shù)字為偶數(shù)或零時就舍掉后面的數(shù)字，若第n位數(shù)字為奇數(shù)，則第n位數(shù)字

加1。即若第n+1位為5,后面為零，則看第n位的奇偶性，奇則入，偶則舍。

以上的舍入規(guī)則可簡單地概括為：小于5舍，大于5入，等于5時取偶數(shù)。

練習(xí)，將下列數(shù)字保留3位：

10.644fl0.6（因為4V5）

10.66470.7（因為6>5）

10.651—10.7（因為5后非0）

10.650-*10.6（因為6是偶數(shù)，5舍）

10.550—10.6（因為5是奇數(shù)，5入）

（3）有效數(shù)字的運算法則

在測量中，經(jīng)常需要測量幾個數(shù)據(jù)，經(jīng)過加、減、乘、除、乘方和開方等運

算后，才得到欲求的結(jié)果。為保證運算過程中的簡便和準(zhǔn)確，參與運算數(shù)據(jù)的有

效數(shù)字位數(shù)的保留，原則上取決于參加運算的各數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確度最差的那一項。

①力口、減運算

根據(jù)準(zhǔn)確度最差的一項，即以小數(shù)位數(shù)最少的為準(zhǔn)，其余數(shù)據(jù)多取一位，最

后結(jié)果小數(shù)位數(shù)保留仍以小數(shù)位數(shù)最少的為準(zhǔn)。不過，當(dāng)兩數(shù)相減時，若兩數(shù)相

差不多，有效數(shù)字的位數(shù)對結(jié)果的影響可能十分嚴(yán)重，就應(yīng)該盡量多取幾位有效

數(shù)字。

②乘、除、乘方、開方運算

有效數(shù)字的取舍取決于其中有效數(shù)字最少的一項，而與小數(shù)點無關(guān)。最后結(jié)

果的有效數(shù)字，應(yīng)不超過參加運算的數(shù)據(jù)中最少的有效數(shù)字。需要注意的是，在

乘方運算中，當(dāng)?shù)讛?shù)遠(yuǎn)大于1或遠(yuǎn)小于1時，指數(shù)很小的變化都會使結(jié)果相差很

多，對于這種情況，指數(shù)應(yīng)盡可能多保留幾位有效數(shù)字。

③對數(shù)運算

對數(shù)運算時，原數(shù)為幾位有效數(shù)字，取對數(shù)后仍取幾位有效數(shù)字。

四、數(shù)據(jù)分析及評價

類別檢測項目評分標(biāo)準(zhǔn)分值

任務(wù)測量誤差的表示方法理解并掌握測量誤差的表示方法20

知識測量誤差的分類和測舉例說明測量誤差的分類，并能對

10

內(nèi)容量結(jié)果的評價測量結(jié)果進(jìn)行正確的評價

測量數(shù)據(jù)的一般處理理解有效數(shù)字的含義，掌握取舍法

20

方法則，正確運算和取舍有效數(shù)字

結(jié)合具體實訓(xùn)內(nèi)容及要求，會計算

常用測量誤差的表示

絕對誤差和相對誤差，能比較測量20

和計算

準(zhǔn)確度的高低

任務(wù)能按要求對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行運算及

測量數(shù)據(jù)的處理20

操作有效位的舍入

技能安全用電、按章操作，遵守實訓(xùn)管

安全規(guī)范操作5

理制度

按企業(yè)管理體系要求，進(jìn)行現(xiàn)場管

現(xiàn)場管理5

理

實訓(xùn)任務(wù)二常用電子儀器的使用

一、實訓(xùn)目的

1、熟悉信號發(fā)生器、示波器等常用電子儀器的主要技術(shù)性能和使用方法；

2、了解示波器校準(zhǔn)的基本方法；

3、掌握上升沿和下降沿的測量方法，利用示波器對波形的前沿和后沿、幅

度、脈寬及周期進(jìn)行測量，測量示波器校準(zhǔn)信號波形的幅值、脈寬和周期。

二、實訓(xùn)內(nèi)容

1、示波器的調(diào)整

(1)不接外信號，進(jìn)入非X-Y方式；

(2)調(diào)整掃描信號的位置和清晰度；

(3)設(shè)置示波器工作方式。

2、示波器的定標(biāo)和波形電壓、周期的測量

(1)把Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)和掃描時間偏轉(zhuǎn)因數(shù)旋鈕都放在“校準(zhǔn)”位置(指示燈

“VAR”熄滅)；

(2)把校準(zhǔn)信號輸出端接到Y(jié)軸輸入插座；

(3)把信號發(fā)生器的正弦電壓接到Y(jié)軸輸入端，用示波器測量正弦電壓的幅

值和周期，并和信號發(fā)生器上顯示的頻率值比較；

(4)選擇不同幅值和頻率的5種正弦波，重復(fù)步驟(3),記下測量結(jié)果；

(5)觀察三角波、方波和鋸齒波的波形，(1)至(4)的步驟，保存三角波、

方波和鋸齒波信號的圖形。

3、李莎如圖形的觀測

(1)把信號發(fā)生器50Hz輸出信號接到X通道，而Y通道接入可調(diào)正弦信號;

(2)分別調(diào)節(jié)兩個通道讓他們能夠正常顯示波形

(3)切換到X-Y模式，調(diào)整兩個通道的偏轉(zhuǎn)因子，使圖形正常顯示；

(4)調(diào)節(jié)Y信號的頻率，觀測不同頻率。

三、實訓(xùn)步驟

1、了解信號發(fā)生器的性能與使用方法：

用信號發(fā)生器輸出高頻信號，用示波器觀察高頻信號發(fā)生器的正弦波輸出和

調(diào)幅波輸出，觀察改變調(diào)制度時波形的變化。

2、熟悉觸發(fā)器正負(fù)極性及觸發(fā)電平的功能：

用高頻信號源輸出正弦波，用示波器進(jìn)行觀察。當(dāng)示波器上出現(xiàn)清晰的波形

后，適當(dāng)將波形右移，使波形的起始端出現(xiàn)在屏幕上。改變觸發(fā)極性，即將觸發(fā)

極性鈕拉出或推入，觀察波形的變化。再轉(zhuǎn)動觸發(fā)電平旋鈕，觀察波形變化。

3、測試偏轉(zhuǎn)靈敏度：

使信號源輸出正弦波信號，頻率為lOOKHz,調(diào)節(jié)輸出幅度，使之為0.5V。

示波器探頭置于XI檔，偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開關(guān)置于0.2V/cm,微調(diào)鈕置于“校準(zhǔn)”

(CAL)o將信號源輸出接入示波器，從熒光屏上讀出信號幅度的格數(shù)，記錄在表

2-1中，計算出偏轉(zhuǎn)因數(shù)，與選擇開關(guān)指示值(0.2V/cm)比較。

將信號幅度改為0.IV,示波器偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開關(guān)置于50mv/cm,重復(fù)上面的

測量。

4、測試掃描速度：

示波器的掃描速度開關(guān)置于0.2ms,掃描微調(diào)置于校正(CAL),輸入函數(shù)發(fā)

生器的IKHz方波。測出一個信號周期T所占的水平格數(shù)，則可算出掃描速度=T/

格數(shù)，與掃描速度選擇開關(guān)指示值(0.2ms)相比較，計算出相對誤差。記錄在表

2-2中。

將輸入信號改為2KHz,掃描速度選擇開關(guān)置于0.1ms,重復(fù)上面的測量。

5、測試通頻帶：

信號源產(chǎn)生正弦信號輸入到示波器中，測量輸出幅度。改變正弦波頻率，保

持有效值始終為0.5V,記錄下不同頻率時，示波器熒光屏上的幅度值。注意在

頻率上升到高端，熒光屏上信號幅度下降時，應(yīng)適當(dāng)多讀一些數(shù)據(jù)。將讀得數(shù)據(jù)

記入表2-3中，并在方格紙上畫出頻率特性曲線。

6、用外同步方式和內(nèi)同步方式觀察移位寄存器的輸出波形:

表2T偏轉(zhuǎn)因數(shù)測量數(shù)據(jù)

輸入正弦信號測得偏轉(zhuǎn)因數(shù)

顯示幅度選擇開關(guān)指

相對誤差

有效值—(格數(shù))=嗔/格數(shù)示偏轉(zhuǎn)因數(shù)

0.5V

0.IV

表2-2掃描速度數(shù)據(jù)表

輸入信號測得T所占測得掃描速度選擇開關(guān)指

相對誤差

頻率周期水平格數(shù)=7/格數(shù)示掃描速度

1K

2K

表2-3通頻帶測量數(shù)據(jù)表

頻率f

顯示幅度匕^

四、實訓(xùn)報告

1、實訓(xùn)數(shù)據(jù)填入表格，用通頻帶的測量數(shù)據(jù)在方格紙上畫出頻率特性曲線。

2、將外同步測量時的幾種波形畫出，對此作出分析。

實訓(xùn)任務(wù)三低頻信號發(fā)生器的使用

一、實訓(xùn)目的

1、掌握低頻信號發(fā)生器的基本使用方法。

2、利用低頻信號發(fā)生器進(jìn)行實際測量。

二、實訓(xùn)器材

1、XD—22A型低頻信號發(fā)生器。

2、DA—16型電子電壓表。

3、500型萬用表。

三、實訓(xùn)內(nèi)容及步驟

1、XD—22A型低頻信號發(fā)生器的基本使用。

（1）將XD-22A型低頻信號發(fā)生器的輸出端與DA-16型電子電壓表的輸

入端相連。再調(diào)節(jié)輸出頻率分別為50Hz,100Hz、1kHz、100kHz、500kHz

（以上均為正弦波），同時用DA-16型電子電壓表的輸入端相連。

（2）將XD—22A型低頻信號發(fā)生器的輸出衰減開關(guān)置于“0dB”處，并調(diào)

節(jié)輸出細(xì)調(diào)旋鈕，使指示電表的表針指到6V（實際過程中）。

（3）再把XD-22A型低頻信號發(fā)生器的衰減開關(guān)置于10dB、20dB、30dB、

40dB、50dB、60dB、70dB、80dB、90dBo重復(fù)上面的測試過程，填寫表

3-1中o

表3-1XD-22A型低頻信號發(fā)生器的基本使用

衰減分貝值

102030405060708090

/dB

XD—22A輸

出6V/衰減

倍數(shù)/V

DA50Hz

-

100Hz

16

型

電1kHz

子100

電kHz

壓

表

讀500kHz

數(shù)

2、利用XD-22A型低頻信號發(fā)生器測試500型萬用表交流5V擋的頻率特

性。

將XD-22A型低頻信號發(fā)生器、500型萬用表和DA-16型電子電壓表按圖

3-1所示的方法連接好。

(1)將500型萬用表置于交流5V擋。

(2)將XD—22A型低頻信號發(fā)生器的衰減開關(guān)置于“0dB”處，調(diào)節(jié)輸出

旋鈕，使之維持5V輸出，并用DA—16型電子電壓表監(jiān)測。

(3)調(diào)節(jié)XD—22A型低頻信號發(fā)生器的輸出頻率，如表3-2所示，同時讀

出500型萬用表的讀數(shù)。

表3-2輸出頻率

50100500151050100500

輸入信號頻率

HzHzHzkHzkHzkHzkHzkHzkHz

交流5V擋讀數(shù)

(4)以500型萬用表的交流電壓讀數(shù)為縱軸，以XD—22A型低頻信號發(fā)生

器的輸出頻率為橫軸，做出500型萬用表的5V交流擋的頻率特性曲線，如圖

3-2所示。

圖3T連接方法圖3-2頻率特性曲線

四、實訓(xùn)報告

1、實訓(xùn)數(shù)據(jù)填入表格，用通頻帶的測量數(shù)據(jù)在方格紙上畫出頻率特性曲線。

2、將外同步測量時的幾種波形畫出，對此作出分析。

實訓(xùn)任務(wù)四直流非線性電阻特性的測試

一、實訓(xùn)目的

1、學(xué)會測量儀器的使用方法；

2、了解一般二極管和穩(wěn)壓二極管的伏安特性；

3、學(xué)會伏安特性的逐點測試法；

4、學(xué)會面包板的使用方法。

二、實訓(xùn)儀器

1、數(shù)字示波器

2、萬用表

三、實訓(xùn)任務(wù)

測量電阻R=820Q、二極管2CP型和穩(wěn)壓二極管2CW型串聯(lián)電路的伏安特

性及各個元件的伏安特性。

電路如圖4-1所示。改變電源電壓E的大小，測出相應(yīng)的電流I、串聯(lián)支路

的總電壓U和各個元件的電壓UR、U2CP、U2CW,列表記錄。

圖4T實訓(xùn)電路

四、注意事項

1、電源電壓不要超過30V。

2、測電流I時，電壓表不能同時接在電路中。

五、預(yù)習(xí)要求

1、復(fù)習(xí)萬用表的工作原理。

2、復(fù)習(xí)二極管和穩(wěn)壓二極管的有關(guān)理論知識。

3、自擬實訓(xùn)步驟和數(shù)據(jù)表格。

六、報告要求

1、整理實訓(xùn)數(shù)據(jù)。

2、用坐標(biāo)紙畫出串聯(lián)電路和各個元件伏安特性曲線（畫在同一坐標(biāo)平面內(nèi)）。

3、分析本實訓(xùn)中電壓表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響。

4、列出實訓(xùn)步驟。

5、實訓(xùn)心得體會。

七、思考題

1、為什么測量電流時電壓表不能同時接在電路中？

2、假如本實訓(xùn)所用穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值為5V,要求取十個測試點，請問該

如何選取這十個測試點？均勻取點嗎？若是不均勻取點，在電源電壓E為多少

伏附近應(yīng)多取測試點？

3、如何用萬用表判斷二極管和穩(wěn)壓二極管的好、壞和正、負(fù)極？

4、如果將電阻R的值增大10倍，或減為原值的十分之一，會得到什么樣

的測試結(jié)果？

實訓(xùn)任務(wù)五示波器測量各種周期波形

一、實訓(xùn)內(nèi)容：

1、參照儀器使用說明書，對照實物認(rèn)識示波器的基本組成結(jié)構(gòu)及顯示波形

的工作原理；

2、熟練掌握使用示波器進(jìn)行電壓和電流的幅度、頻率、時間、相位等電量

參數(shù)的測量；

3、學(xué)習(xí)示波器的校準(zhǔn)及主要性能指標(biāo)的檢驗；

4、利用示波器進(jìn)行波形參數(shù)測量，測量正弦信號的幅值、頻率、周期、相

位及脈沖信號的上升時間等；

5、重點掌握用示波器測量周期波形的峰值及周期的方法、步驟；

6、了解頻率特性儀的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)及使用要領(lǐng)。

二、實訓(xùn)儀器：

1、雙蹤示波器

2、XD22型低頻信號發(fā)生器

3、寬頻帶信號發(fā)生器

4、VHF頻率特性儀

三、實訓(xùn)步驟及要求

1、閱讀儀器使用說明書，熟悉示波器、信號發(fā)生器和頻率特性儀的主要性

能指標(biāo)，了解其主要用途。

2、按照操作方法，識記示波器面板上旋鈕的使用，理解示波器面板上一些

重要旋鈕的作用。（重要旋鈕如Y通道靈敏度、時基因數(shù)、聚焦、Y位移、X位

移、尋跡、穩(wěn)定度、輝度）分別調(diào)節(jié)Y通道靈敏度、時基因數(shù)、聚焦、Y位移、

X位移、尋跡、穩(wěn)定度、亮度旋鈕，觀察對波形的影響。

3、按照操作方法，識記信號發(fā)生器面板上旋鈕的使用，理解信號發(fā)生器面

板上一些重要旋鈕（如頻率調(diào)節(jié)、脈寬調(diào)節(jié)）的作用。

4、選擇適當(dāng)檔位測量示波器探極校準(zhǔn)信號波形、參數(shù)，并記錄實訓(xùn)數(shù)據(jù)。

5、調(diào)節(jié)低頻信號發(fā)生器輸出IV,20KHZ正弦波，用示波器采用不同時基

因數(shù)、掃描因數(shù)，多次測量正弦信號的幅值、頻率、周期，記錄測量數(shù)據(jù)，得出

測量結(jié)果，并分析對比量程選擇對測量結(jié)果的影響。

6、調(diào)節(jié)低頻信號發(fā)生器輸出20KHz矩形脈沖波，用示波器采用不同時基因

數(shù)、掃描因數(shù)，多次測量信號的幅度、頻率、周期、脈沖寬度、上升時間、下降

時間、占空系數(shù)，觀察有無過沖、平頂降落現(xiàn)象，記錄測量數(shù)據(jù)，得出測量結(jié)果,

并分析對比量程選擇對測量結(jié)果的影響。

7、調(diào)節(jié)寬頻帶信號發(fā)生器輸出10MHz正弦波，用示波器采用不同時基因數(shù)、

掃描因數(shù)，多次測量正弦信號的幅值、頻率、周期，記錄測量數(shù)據(jù)，得出測量結(jié)

果，并分析對比量程選擇對測量結(jié)果的影響。

8、檢查頻率特性儀輸出掃頻信號的頻偏、頻率范圍、寄生調(diào)幅系數(shù)是否符

合其性能指標(biāo)要求。

四、實訓(xùn)報告要求

1、整理實訓(xùn)數(shù)據(jù)。

2、列出實訓(xùn)步驟

3、實訓(xùn)心得體會。

實訓(xùn)任務(wù)六通用電子計數(shù)器的校準(zhǔn)、測試及誤差分析

一、實訓(xùn)內(nèi)容：

1、結(jié)合實際，認(rèn)識電子計數(shù)法測量頻率、周期、時間間隔的基本原理和方

法；

2、了解計數(shù)器的校準(zhǔn)及主要性能指標(biāo)的檢驗；

3、利用計數(shù)器測量脈沖信號的頻率、周期；

4、分析對比利用計數(shù)器與使用示波器測量頻率的方法、步驟及測量結(jié)果。

二、實訓(xùn)儀器：

多功能計數(shù)器

低頻信號發(fā)生器

三、實訓(xùn)步驟及要求

1.閱讀儀器使用說明書，熟悉計數(shù)器的主要性能指標(biāo)，了解其主要用途。

2.按照操作方法，識記計數(shù)器面板上旋鈕的使用方法，理解計數(shù)器面板上

一些重要旋鈕的作用。

3.調(diào)節(jié)低頻信號發(fā)生器輸出100KHZ（或1MHz）矩形脈沖波，在閘門時間

最小時、居中時、最大時分別測量信號的頻率，記錄測量數(shù)據(jù)、得出測量結(jié)果，

并計算、分析、比較各種測量方法產(chǎn)生的相對誤差。

四、實訓(xùn)報告要求

1、整理實訓(xùn)數(shù)據(jù)。

2、列出實訓(xùn)步驟

3、實訓(xùn)心得體會。

電子測量技術(shù)與儀器實訓(xùn)指導(dǎo)書

實訓(xùn)任務(wù)七交流電壓的測量

一、實訓(xùn)目的

了解交流電壓測量的基本原理，分析幾種典型電壓波形對不同檢波特性電壓

表的響應(yīng)，以及它們之間的換算關(guān)系，并對測量結(jié)果做誤差分析。

二、實訓(xùn)設(shè)備

1.數(shù)字示波器

2..信號發(fā)生器

三、實訓(xùn)原理

設(shè)被測交流電壓的瞬時值為u(t),則：

全波平均值h=

有效值u=

波形因素

波峰因素Kp旦

PU

由于被測交流電壓大多數(shù)是正弦電壓，而且人們通常只希望測量其有效值，

故除非特別說明，交流電壓表都是以正弦波為測量對象，并按有效值定度，即表

頭示值是被測電壓為正弦電壓時的有效值。測量非正弦電壓時，電壓表的讀數(shù)a

必須通過波形因素或波峰因素?fù)Q算才能得到測量結(jié)果：

對均值電壓表

對峰值電壓表Up=Kpa

對有效值電壓表

四、實訓(xùn)步驟

1、被測電壓波形對測量結(jié)果的影響。

(1)等讀數(shù)測量：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出頻率為150KHZ,按下正弦波、三角

波、或方波按鈕，將分別得到這三種波形輸出。

a.測量正弦、三角和方波輸出，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的幅度調(diào)節(jié)旋鈕，使超高

頻毫伏表(YB2174)對不同電壓波形讀數(shù)都相同。例如：al=a2=a3

記錄讀數(shù)，用示波器觀察三種波形并畫出三種波形圖，在圖上標(biāo)明被測電

壓的峰值,將讀數(shù)填入表7-1中。

b.測量三種電壓波形，方法同上。

c.根據(jù)三種特性電壓表的測量結(jié)果(讀數(shù))，分別計算出被測電壓的平均值、

峰值和有效值填入表7T,并對測量結(jié)果進(jìn)行分析說明。

電子測量技術(shù)與儀器指導(dǎo)書

表7T電壓測量記錄表

電壓表類型讀數(shù)

波型正弦三角方波

讀數(shù)a1a2a3

計算

示波器讀數(shù)

U

（2）等幅度測量

a.調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，使輸出頻率為20KHZ,輸出幅度為IV（用示波器監(jiān)

視）。分別輸出正弦波、三角波和方波，測量各輸出波形，記錄讀數(shù)并填入表7-2

中O

b.用示波器測量三種波形的有效值，方法同上。

C.根據(jù)測量結(jié)果，計算被測電壓的有效值，填入表7-2,并進(jìn)行分析說明。

表7-2電壓測量記錄表

波形正弦三角方波

示波器讀數(shù)（有效值）a3

叫換算為有效值U

a,換算為有效值U

五、實訓(xùn)報告要求

1、整理實訓(xùn)數(shù)據(jù)并填表

2、列出實訓(xùn)步驟

3、實訓(xùn)心得體會

六、思考題

1、在等幅度測量中，用峰值電壓表測量三種波形時，讀數(shù)相同嗎？為什么？

用均值電壓表測量時，讀數(shù)相同嗎？為什么？

2、在實際測量中，對于各種非正弦信號電壓，如何得到其有效值電壓？

3、什么是波形誤差？如何消除這項測量誤差？

電子測量技術(shù)與儀器指導(dǎo)書

實訓(xùn)任務(wù)八直流、交流電壓的測量

一、實訓(xùn)目的

1、掌握示波器和低頻信號發(fā)生器的使用方法；

2、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；

3、掌握示波器探頭的使用和示波器X-Y掃描法。

二、實訓(xùn)儀器

1、TDS1002型示波器

2、低頻信號發(fā)生器

3、直流穩(wěn)壓電源

4、高頻實訓(xùn)箱

5、萬用表

三、預(yù)習(xí)要求

1、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；

2、詳細(xì)閱讀直流電壓、交流電壓的測量方法。

四、實訓(xùn)內(nèi)容和步驟

1、直流電壓的測量

(1)將直流穩(wěn)壓電源的輸出信號作為示波器的CH1(或CH2)輸入信號，

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“DC”，掃描基線在y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)；

(4)將掃描基線移動的格數(shù)、垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)和穩(wěn)壓電源指示電壓值填入表

8-1中。

表8-1直流電壓的測量

垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)/V.div」

掃描線位移格數(shù)/格(div)

觀測電壓值/V

穩(wěn)壓電源指示電壓值/V

2、正弦波電壓幅度、周期的測量

(1)測量時儀器的連接如圖8T所示，將函數(shù)發(fā)生器的輸出接至示波器CH1

(或CH2)和萬用表的輸入端；

(2)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(使T、UP-P

為整數(shù)格數(shù)時讀數(shù)較為方便)；

(3)按觀察正弦信號的方法設(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)適當(dāng)選擇萬用表的量程，測量輸入信號電壓，記錄電壓讀數(shù)，將測量數(shù)

據(jù)填入表8-2中。

電子測量技術(shù)與儀器指導(dǎo)書

圖8-1正弦波的測量電路

表8-2正弦波電壓、周期的測量

示波器窗口顯示值/kHz萬用表的讀數(shù)/V

峰-峰值Ur-r格數(shù)/divUm（振幅）/V

觀計

測垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)/V.divT算U（有效值）/V

數(shù)每周期格數(shù)/div結(jié)T（周期）/ms

據(jù)果

掃描因數(shù)/ms.div”f（頻率）/kHz

3、電路網(wǎng)絡(luò)輸入輸出特性的測量

（1）對示波器探頭進(jìn)行補(bǔ)償；

（2）找到本次實訓(xùn)所用的單元電路（小信號調(diào)諧放大電路），接通電源，按

下+12V總電源開關(guān)K1,以及本實訓(xùn)單元電源開關(guān)K1100；

（3）調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器，使其分別輸出頻率為1MHz和2MHz,峰-峰值

為1伏的正弦波，并將輸出接至電路的輸入端（TP1101）；

（4）將示波器探頭分別接到電路的輸入和輸出端，調(diào)節(jié)示波器使屏幕上出現(xiàn)

輸入、輸出波形，并填寫表8-3中；

（5）將示波器調(diào)節(jié)到X-Y工作方式，使示波器顯示出一個李沙育圖形，并

填寫表8-3中。

表8-3電路網(wǎng)絡(luò)輸入輸出特性測量

輸入波形頻率（MHz）電路輸入輸出波形李沙育圖形

1

2

五、實訓(xùn)報告要求

整理好測量數(shù)據(jù)，完成表8-1、表8-2、表8-3的填寫。

六、習(xí)題

示波器的耦合選擇開關(guān)置“DC”位置時，能否測量出交流信號的峰-峰值？

置“AC”位置時，能否測量出復(fù)合信號的瞬時值？

電子測量技術(shù)與儀器指導(dǎo)書

實訓(xùn)任務(wù)九直流穩(wěn)壓電源的輸出指示準(zhǔn)確度和紋波系數(shù)的測量

一、實訓(xùn)目的

1、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)的測量方法。

二、實訓(xùn)儀器

1、毫伏表

2、直流穩(wěn)壓電源

3、電容、導(dǎo)線若干

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注意事項。

四、實訓(xùn)內(nèi)容和步驟

1、直流穩(wěn)壓電源的輸出指示準(zhǔn)確度的測量

(1)測量原理

輸出指示準(zhǔn)確度是直流穩(wěn)壓電源的一個技術(shù)指標(biāo)，一般用百分?jǐn)?shù)表示。萬用

表的讀數(shù)即測量值直流穩(wěn)壓電源的輸出刻度指示值為〃2,則輸出指示準(zhǔn)確

度A如下：

0J

4——^xlOO%

(2)實訓(xùn)步驟

a將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(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)穩(wěn)壓電源輸出，讀取電源

電壓指示值和萬用表讀數(shù)，并計入表7T中；

c更換萬用表為適當(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，分別讀取電源電壓指示值和萬用表的讀數(shù)，并計入表9-1；

d重復(fù)步驟c；

e按公式計算每次測量的指示準(zhǔn)確度A,最后計算4的平均值；

f按上述步驟，測試電源輸出指示八，萬用表讀數(shù)人，并計算電源輸出指

示準(zhǔn)確度，完成表9-2。

表9T電壓輸出:F旨示準(zhǔn)確度的測害

電源輸出指示值萬用表讀數(shù)UiA〃平均值

電子測量技術(shù)與儀器指導(dǎo)書

表9-2電流輸出，上旨示準(zhǔn)確度的測量

A=|4-A|/A

電源輸出指示值A(chǔ)萬用表讀數(shù)乙4平均值

2、直流穩(wěn)壓電源紋波系數(shù)的測量

(1)測量原理

紋波系數(shù)是反映直流穩(wěn)壓電源輸出中交流成分大小的物理量,若用a,心分

別表示直流穩(wěn)壓電源輸出的總電壓、交流電壓，則紋波系數(shù)定義為：

y=u)U\

紋波系數(shù)越小，說明直流輸出的特性越好。

(2)實訓(xùn)步驟

a按圖7T所示連接測量電路；

圖9T直流穩(wěn)壓電源紋波系數(shù)的測量電路

b將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)逆時針調(diào)節(jié)到較小位置，毫伏表的量程

也置于適當(dāng)?shù)臋n位；

c接通毫伏表及直流穩(wěn)壓電源的電源開關(guān)，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出，讀取電源

電壓指示值和毫伏表讀數(shù)，計入表9-3中；

d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，分

別讀取電源電壓指示值和毫伏表的讀數(shù)，計入表9-3中；

表9-3直流穩(wěn)壓電源紋波系數(shù)的測量

穩(wěn)壓電源輸出總電壓Ui穩(wěn)壓電源輸出交流電壓。2y=u)U\y平均值

e重復(fù)步驟d；

f按公式計算每次測量的紋波系數(shù)7,最后計算/的平均值。

五、實訓(xùn)報告要求

整理好測量數(shù)據(jù)，完成表9-1,9-2,9-3的填寫。

電子測量技術(shù)與儀器指導(dǎo)書

實訓(xùn)任務(wù)十普通調(diào)幅信號調(diào)幅系數(shù)的測量

一、實訓(xùn)目的

1、掌握示波器和合成信號發(fā)生器的使用方法；

2、掌握普通調(diào)幅（AM）的原理；

3、學(xué)會用示波器測量調(diào)幅信號的調(diào)幅系數(shù)。

二、實訓(xùn)儀器

1、示波器

2、合成信號發(fā)生器

三、預(yù)習(xí)要求

1、詳細(xì)閱讀有關(guān)合成信號發(fā)生器和示波器的使用方法及注意事項；

2、詳細(xì)閱讀有關(guān)普通調(diào)幅（AM）的原理及用示波器測量調(diào)幅系數(shù)的方法。

四、實訓(xùn)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)載波為人=a?cos0j,調(diào)制信號為%=Ud”cosQf（。,①口,則普通調(diào)幅

信號為uAM(Z)=(l+McosQ/)-Ucmcosa>ct

M=匕媼

其中,0<M〈l為調(diào)幅系數(shù)，左為比例系數(shù)。

圖8-1為小⑴、“?）和⑺的波形圖。從圖10為中并結(jié)合普通調(diào)幅。

圖10T普通調(diào)幅（AM）波形圖

公式可以看出，調(diào)幅信號的振幅由直流分量“。"和交流分量“Ud'CosO相加

而成，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

幅各峰值點的連接）完全反映了調(diào)制信號的變化。圖10-2為普通調(diào)幅信號的產(chǎn)

電子測量技術(shù)與儀器指導(dǎo)書

生原理圖。

5。）

直流電平

圖10-2普通調(diào)幅信號產(chǎn)生原理圖

2、調(diào)幅系數(shù)的測量

(1)測量原理

由圖8-1可知

4(1+McosQ%=%匕,,<1一〃cosc，）|1mx=U.

u-U-

M=35——SHS-xlOO%

所以可求得調(diào)幅系數(shù)M為

(2)測量步驟

a調(diào)節(jié)合成信號發(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，其中調(diào)制方式采用內(nèi)調(diào)制；

b按下CH1垂直顯示方式，調(diào)節(jié)示波器“V/div"、“t/div”旋鈕到適當(dāng)?shù)臄?shù)

值，使示波器顯示出調(diào)幅波形，將調(diào)幅信號波形圖及有關(guān)數(shù)據(jù)填入表8T中，并

按公式計算調(diào)幅系數(shù)M；

c調(diào)整調(diào)幅系數(shù)分別為50%、80%,重復(fù)步驟b,完成表8T；

五、實訓(xùn)報告要求

整理好測量數(shù)據(jù)，完成表10-1的填寫。

六、習(xí)題

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)(t/div)應(yīng)調(diào)為多大，為什么？

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？

表10T調(diào)幅系數(shù)的測量數(shù)據(jù)

調(diào)幅系數(shù)20%50%80%

調(diào)幅信號波形

V/div

t/div

“max

umi.n

M

表10-1中，當(dāng)調(diào)幅系數(shù)為50%時，計算此時測量值用絕對誤差和相對誤差。

電子測量技術(shù)與儀器指導(dǎo)書

實訓(xùn)任務(wù)十一單調(diào)諧放大器幅頻特性的測量

一、實訓(xùn)目的

1、掌握單調(diào)諧放大電路的原理；

2、掌握掃頻圖示儀測量網(wǎng)絡(luò)幅頻特性的方法。

二、實訓(xùn)儀器

1、BT-300A型掃頻圖示儀

2、高頻實訓(xùn)箱

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、實訓(xùn)內(nèi)容和步驟

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。本實訓(xùn)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11T。

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

(1)測量原理

12V

圖1卜1單調(diào)諧放大器電路原理圖

電子測量技術(shù)與儀器指導(dǎo)書

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11-2為掃頻儀的組成框圖。

S11-2石蕨板畫面宸回

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Y軸通道，同時把

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，此時在示

波管上得到該被測網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性曲線。

(2)測量步驟

a接通電源，衰減置OdB,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，一旦調(diào)定，Y移位與Y增益旋鈕不可再

動，此時的電平線作為OdB電平線；

b在實訓(xùn)箱上找到本次實訓(xùn)所用的單元電路，接通電源，按下+12V總電源

開關(guān)K1,以及本實訓(xùn)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，并通過調(diào)節(jié)調(diào)諧回路的磁芯(T1101),使波形的頂峰出現(xiàn)在頻率為

6.5MHz處；

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OdB電

平線一致，此時的衰減讀數(shù)即為放大器的增益4SB)；

e通過屏幕上的波形大致讀出放大器的帶寬8MKHz),并將放大器幅頻特

性曲線、增益及帶寬填入表11T中；

表11-1放大器幅頻特性數(shù)據(jù)

射極電阻

與幅頻特性曲線A(dB)叫7(Hz)

回路電阻

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Knoi?1-2

K1102?1-2

Kuoi?2-3

K1102?1-2

Kuoi~4-5

Kii02~l-2

五、實訓(xùn)報告要求

整理好測量數(shù)據(jù)，完成表11-1的填寫。

六、習(xí)題

試分析單調(diào)諧放大回路中的射極電阻尺對放大器的增益、帶寬及中心頻率

各有何影響？為什么？

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實訓(xùn)任務(wù)十二頻譜分析儀的使用操作

一、實訓(xùn)目的

1、了解頻譜分析儀的工作原理和性能；

2、掌握用頻譜分析儀測量信號頻譜的方法。

二、實訓(xùn)儀器

1、頻譜分析儀

2、合成信號發(fā)生器

3、函數(shù)發(fā)生器

三、預(yù)習(xí)要求

1、預(yù)習(xí)頻譜分析儀的工作原理；

2、預(yù)習(xí)三角波，正弦波，方波的頻譜結(jié)構(gòu)；

3、預(yù)習(xí)普通調(diào)幅波的頻譜結(jié)構(gòu)。

四、實訓(xùn)內(nèi)容和步驟

1、頻譜儀的功能介紹

HM5010最低能測到2.24uv,即是-lOOdBm。一般示波器在Imv,頻率計要

在20mv以上，跟頻譜儀比相差10000倍。如用頻率計測頻率時，有的頻率點測

量很難，有的頻率點測最不準(zhǔn)，頻率數(shù)字顯示不穩(wěn)定，甚至測不出來。這主要足

頻率計靈敏度問題，即信號低于20mv頻率計就無能為力了，如用示波器測量時，

信號5%失真示波器看不出來，在頻譜儀上萬分之一的失真都能看出來。

但需注意的是，頻譜儀測量的是高頻信號，其高靈敏度也就決定了，要注意

被測信號的幅度范圍，以免損壞高頻頭，在2.24uv-lV之間，超過其范圍應(yīng)另加

相應(yīng)的衰減器。

頻譜分析儀頻率范圍在0.15?lOOOMHz(lG),產(chǎn)品。

頻譜分析儀可同時測量多種(理論上是無數(shù)個)頻率及幅度，Y軸表示幅度，

X軸表示頻率，因此能直觀的對信號的組成進(jìn)行頻率幅度和信號比較，這種多對

比件的測量，示波器和頻率計是無法完成的。

2、HM5010頻譜分析儀面版功能介紹

(1)聚焦旋鈕(FOCJS)：用于光點銳度調(diào)節(jié)。

(2)亮度調(diào)節(jié)旋鈕(1NTENS)：用于光點亮暗調(diào)節(jié)。

(3)電源開關(guān)(POWER)：被按下后，頻譜分析儀開始工作。

(4)軌跡旋鈕(TR)：即使有磁性(鍍膜合金)屏蔽，地球磁場對水平掃描線的

影響仍不可能避免。通過軌跡旋鈕內(nèi)裝的一個電位器來調(diào)整軌跡；使水平掃描線

與水平刻度線基本對齊。

(5)標(biāo)記按鈕(ONOFF)：當(dāng)標(biāo)記按鈕置于OFF(斷)位置時，中心頻率(CF)指示

器發(fā)亮，此時顯示器讀出的是中心頻率，當(dāng)此開關(guān)在0N(通)位置時，標(biāo)記(MK)

指示器發(fā)亮，此時顯示器讀出的是標(biāo)記頻率，該標(biāo)記在屏幕上是一個尖峰。

(6)標(biāo)記旋鈕(MARKER)：用于調(diào)節(jié)標(biāo)記頻率。

(7)LED指標(biāo)燈：閃亮?xí)r表示幅度值不正確。這是由于掃頻寬度和中頻濾波

器設(shè)置不當(dāng)而造成幅度降低所致。這種情況可能出現(xiàn)在掃頻范圍過大時(相對于

中頻帶寬(20kHz),或視頻濾波器帶寬(4kHz)),若要正確測量，可以不用視頻濾

波器或者減小掃頻寬度。

(8)中心頻率粗/細(xì)調(diào)(CENTFERQ和FINE兩個旋鈕)：兩旋鈕均用于調(diào)節(jié)中

心頻率。中心頻率是指顯示在屏幕水平中心處的頻率。

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(9)中頻帶寬選擇(400kHz、20kHz)：選在20kHz帶寬時,噪聲電平降低,選

擇性提高，能分隔開頻率更近的譜線。此時，若掃頻寬度過寬，則由于需要更長

的掃描時間，從而造成信號過渡過程中信號幅度降低，使測量不正確。此時''校

準(zhǔn)失效”LED發(fā)亮即表明這一點。

(10)視頻濾波器選擇(VIDEOFILTER)：可用來降低屏幕上的噪聲，它使得正

常情況下，平均噪聲電平剛好高出其信號(小信號)譜線，以便于觀察。該濾波器

帶寬是4kHz。

(11)Y移位調(diào)節(jié)(Y-POS):調(diào)節(jié)射速垂直方向移動。

(12)BNC5011輸入端口(INPUT5011)：在不用輸入衰減時，不允許超出的

最大允許輸入電壓為+25V(DC)和十10dBm(AC)。當(dāng)加上40dB最大輸入衰減時，

最大輸入電壓為+20dBm。

(13)衰減器按鈕：輸入衰減器包括有4個10dB衰減器，在信號進(jìn)入第一混

頻器之前，利用衰減器按鈕可降低信號幅度。按鍵壓下時衰減器接人。

在連接任何信號到輸入端之前，先選擇設(shè)置為最高衰減量(4xl0dB)和最高

可用頻寬(掃頻寬度100MHz/格)，若此時將中心頻率調(diào)在500MHz,則在最大可

測和顯示頻率范圍內(nèi)檢測出任意譜線。當(dāng)衰減減小時，基線向上移動，則可指出

在最大可顯示頻率范圍(例如1200MHz)之外信號幅度有溢出。

(14)掃頻寬度選擇按鍵(SCANWIDTH)：用來調(diào)節(jié)水平軸的每格掃頻寬度。用

u按鍵來增加每格頻寬，用t按鍵來減少每格頻寬。轉(zhuǎn)換是1-2—5步級，從

100kHz/格-100MHz/格。此掃頻寬度以MHz/格顯示出，它代表水平線每格刻

度。中心頻率是指水平軸心垂直刻線處的頻率。假如中心頻率和掃頻寬度設(shè)置正

確，X軸有10分格的長度，則當(dāng)掃頻寬度低于100MHz時，只有全頻率范圍的一

部分可被顯示。當(dāng)掃頻寬度設(shè)在100MHz/格位置，中心頻率設(shè)在500MHz時，顯

示頻率以每格100MHz擴(kuò)展到右邊,最右是1000MHz(500MHz+5x100MHz)。同樣,

中心向左邊則頻率減低。此情況下，左邊的刻線代表0Hz。這時，可以看到一條

特別的譜線，即，“0頻率”。這是由于第一本地振蕩器頻率通過了第一中頻而產(chǎn)

生的。當(dāng)中心頻率相對于掃頻寬度較低時有此現(xiàn)象。

“0頻率”的幅度對每臺頻譜儀是不一樣的。它不能作參考電平來使用。顯

示在“0頻率”點左邊的那些譜線被稱為鏡頻。在“0掃頻”模式時，頻譜儀工

作就像是一臺可選擇(中頻)帶寬的接收機(jī)，此時頻率的選擇是通過“中心頻率”

旋鈕來實現(xiàn)的。通過中頻濾波器的頻譜線產(chǎn)生一個電平顯示。

所選的掃頻寬度/格值由設(shè)置按鍵上方的LED顯示出來。

(15)水平位置旋鈕(X-POS)：水平位置調(diào)整旋鈕。

(16)水平幅度調(diào)整旋鈕(X-AMPL):水平幅度調(diào)整旋鈕。

水平位置及水平幅度調(diào)節(jié)僅僅在儀器校準(zhǔn)時才用。在正常使用下一般無須調(diào)

節(jié)。當(dāng)需要對它們實施調(diào)節(jié)時，則需要用一臺很精確的射頻振蕩器配合使用。

(17)耳機(jī)插孔(PHONE)：阻抗大于16n的耳機(jī)或揚聲器可以連到耳機(jī)插孔。

當(dāng)頻譜儀對某一個譜線調(diào)諧好時，可能有的音頻會被解調(diào)出來。

(18)音量調(diào)節(jié)(VOL)：調(diào)節(jié)耳機(jī)輸出的音量。

(19)頻率顯示屏：在頻譜分析儀上有一個頻率顯示屏，顯示頻標(biāo)所在位置的

頻率值。

五、測量方法

1、用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生幅度為5伏，頻率為2MHz的正弦波，輸入到示波器，

調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器使信號不失真，記錄此時的信號波形。

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2、把5V、2MHz的正弦波接入頻譜分析儀的輸入端，調(diào)節(jié)頻譜分析儀的中心

頻率，掃描寬度，帶寬，衰減等旋紐使顯示的譜線清晰為止，記錄此