廈門(mén)大學(xué)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)一電壓源與電壓測(cè)量?jī)x器

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí) 驗(yàn) 名 稱：電壓源與電壓測(cè)量?jī)x器系別： 班號(hào)： 實(shí)驗(yàn)組別： 實(shí) 驗(yàn) 者 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 日 期：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成日期：指導(dǎo)教師意見(jiàn)：一、實(shí)驗(yàn)原理(1) GPD-3303型直流穩(wěn)壓電源1 直流穩(wěn)壓電源的主要特點(diǎn)(1) 具有三路完全獨(dú)立的浮地輸出（CH1、CH2、FIXED）。固定電源可選擇2.5V、3.3V和5V，適合常用芯片所需固定電源（在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中需要用到這三個(gè)固定電源）。(2) 兩路(主路CH1鍵、從路CH2鍵）可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源，兩路均可工作在穩(wěn)壓（綠燈C.V.）、穩(wěn)流(紅燈C.C.)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)（在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中可變電

2、源測(cè)量需要用到其中一路，正、負(fù)對(duì)稱電源測(cè)量需要同時(shí)用到兩路）。(3) 兩路可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源課設(shè)置為組合（跟蹤）工作方式，在組合（跟蹤）工作方式下可選擇串聯(lián)組合方式（面板SER/INDEP鍵）和并聯(lián)組合方式（面板PARA/INDEP鍵）（在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的正、負(fù)對(duì)稱電源測(cè)量中要選擇串聯(lián)組合模式）。(4) 輸出保護(hù)功能：當(dāng)調(diào)節(jié)完成電壓、電流后，需通過(guò)按面板OUTPUT鍵才能將所調(diào)電壓、電流從輸出孔輸出。(5) 其他還有蜂鳴功能、四組常用電壓存儲(chǔ)功能、鎖定功能（使用面板LOCK鍵）等。2. 使用方法(1) 開(kāi)機(jī)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(kāi)機(jī)后再將“電壓”旋鈕調(diào)到需要

3、的電壓值。(2) 當(dāng)電源作為恒流源使用時(shí)，開(kāi)機(jī)后，通過(guò)“電流調(diào)節(jié)”旋鈕調(diào)至需要的穩(wěn)流值。(3) 當(dāng)電源作為穩(wěn)壓源使用時(shí)，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)電流旋鈕任意設(shè)置“限流”保護(hù)點(diǎn)。(4) 預(yù)熱時(shí)間：30秒。3. 注意事項(xiàng)（1） 避免端口輸出線短路；（2） 避免是電源出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象；（3） 避免輸出出現(xiàn)正、負(fù)極性接錯(cuò)。(2) RIGOL DG1022雙通道函數(shù)/任意波函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1. DG1022雙通道函數(shù)/任意波形發(fā)生器主要特點(diǎn)(1) 雙通道輸出，可實(shí)現(xiàn)通道耦合、通道復(fù)制；(2) 輸出五種基本波形（正弦波、方波、鋸齒波、脈沖波、白噪聲）并設(shè)置48種任意波形（本實(shí)驗(yàn)中只需用到正弦波）；(3) 可編輯輸出14-

4、bit，4k點(diǎn)的用戶自定義任意波形；(4) 100MSa/s采樣率等；2. 使用方法 (l)依次打開(kāi)信號(hào)發(fā)生器后面板、前面板上的電源開(kāi)關(guān)； (2) 按通道切換鍵，切換信號(hào)輸出通道（默認(rèn)為CHI） (3) 按波形選擇鍵，選擇需要的波形（在本實(shí)驗(yàn)中只需用到正弦波）； (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(pán)或方向鍵、旋鈕設(shè)置對(duì)應(yīng)的參數(shù)值后，選擇對(duì)應(yīng)的參數(shù)單位；(5)檢查菜單鍵中，其余未用到的參數(shù)設(shè)置鍵，是否有錯(cuò)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(duì)應(yīng)的通道使能鍵，使設(shè)置好的信號(hào)能夠從正確的端口輸出。3.

5、 注意事項(xiàng)(1) 避免端口輸出線短路；(2) 避免函數(shù)信號(hào)發(fā)生器出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象；(3) 避免輸出出現(xiàn)信號(hào)端和公共端接錯(cuò)。(3) GDM-8145型數(shù)字萬(wàn)用表1. GDM-8145型數(shù)字萬(wàn)用表的主要技術(shù)指標(biāo)GDM-8145型是4-1/2位Digital LED顯示的臺(tái)式數(shù)字電表，“四位半”數(shù)字萬(wàn)用表比普通萬(wàn)用表性能更優(yōu)，有“四位半”的數(shù)字顯示，即：當(dāng)被測(cè)數(shù)值以1開(kāi)頭，則顯示五位有效數(shù)字，當(dāng)被測(cè)數(shù)值以其它數(shù)字開(kāi)頭，則顯示四位有效數(shù)字。頻率響應(yīng)范圍：40Hz50Hz。（1） 交、直流電壓測(cè)量：可測(cè)量10mV1000V正弦交流信號(hào)或10V1200V直流信號(hào)。（2） 交、直流電流測(cè)量：可測(cè)量10

6、A20A直流信號(hào)。（3） 超量程顯示：被測(cè)值超出量程時(shí)，出現(xiàn)溢出顯示（四個(gè)0000）閃爍。（4） 此外還有TRUE RMS測(cè)量、電阻測(cè)量、PN結(jié)測(cè)量等。2. 注意事項(xiàng)（1） 根據(jù)所需測(cè)量參數(shù)合理選擇功能鍵，并按正確方法測(cè)量（電壓并接、電流串接）。（2） 在預(yù)先不知道被測(cè)信號(hào)幅度的情況下，應(yīng)先把量程鍵放在最高檔。（3） 當(dāng)顯示出現(xiàn)“0000”閃爍（過(guò)載）時(shí)，應(yīng)立即將量程切換至更高量程，使過(guò)載顯示消失，避免儀器長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載而損壞，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(cuò)誤或有其他故障（如輸入電壓過(guò)大或有內(nèi)部故障等）。（4） 測(cè)量電壓時(shí)不應(yīng)該超過(guò)最大輸出電壓（直流1200V，交流1000V）

7、。（5） 測(cè)量電流時(shí)，輸入線不要插錯(cuò)，不大于2A輸入線插在2A端子上，不大于20A插在20A端子上。（4） 多功能電路實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)介 1. 多功能實(shí)驗(yàn)箱含有交、直流電源：交、直流信號(hào)源；電位器組：邏輯電平開(kāi)關(guān)；單脈沖源；邏輯電平指示燈；七段共陰數(shù)碼管；帶8421譯碼器數(shù)碼管：喇叭和搭接電路用的多孔實(shí)驗(yàn)插座板； 2. 直流電源提供±5V、±12V和-8V三組輸出和9V獨(dú)立直流電源：交流電源提供12V輸出，當(dāng)接通主電源開(kāi)關(guān)時(shí)，所有電源均處于工作狀態(tài)（在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中需要用到±5V、±12V和-8V這三組電源）； 3. 交流信號(hào)源提供正

8、弦信號(hào)，其頻率、幅度均可調(diào)節(jié)； 4. 兩路直流信號(hào)源調(diào)節(jié)范圍：-1V+1V; 5. 兩塊多孔實(shí)驗(yàn)插座板（俗稱面包板），每塊由兩排64列彈性接觸簧片組成：每列簧片有5個(gè)插孔在電氣上是互連的，插孔之間及簧片之間均為雙列直插式集成電路的標(biāo)準(zhǔn)間距；因此。適合于插入各種雙列直插是標(biāo)準(zhǔn)集成電路，亦可插入引腳直徑為0.5-0.6mm的任何元器件；當(dāng)集成電路插入兩行簧片之間時(shí)，空余的插孔可供集成電路各引腳的輸入輸出或互聯(lián)。上下各兩排并行的插孔主要是供接入電源線及地線用的。每半排插孔25個(gè)孔之間相互連通，這對(duì)需要多電源供電的線路實(shí)驗(yàn)提供了很大的方便。本試驗(yàn)箱有兩塊128先多孔實(shí)驗(yàn)插座板。每塊

9、插座板金可插入8塊14腳或16腳雙列直插式組件。 6. 12位邏輯電平開(kāi)關(guān)、兩路單脈沖信號(hào)（A，B）輸出等。2、 實(shí)驗(yàn)儀器1. 直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái)2. 數(shù)字函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)3. 數(shù)字萬(wàn)用表 1臺(tái)4. 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1. 直流電壓測(cè)量采用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量直流電壓。測(cè)量方法：確定測(cè)量?jī)x器設(shè)置在直流電壓測(cè)量狀態(tài)；將測(cè)量?jī)x器（COM）與被測(cè)電源（COM）相連，則：測(cè)量筆接觸被測(cè)點(diǎn)即可測(cè)量該點(diǎn)的電壓。若已知被測(cè)電壓時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電壓大小，選擇合適量程，使測(cè)量數(shù)據(jù)達(dá)到最高精度；若未知被測(cè)電壓時(shí)，應(yīng)將測(cè)量?jī)x器設(shè)置成置于最大，

10、逐漸減小量程，讓測(cè)量數(shù)據(jù)有效數(shù)字最多。（1）固定電源測(cè)量：測(cè)量穩(wěn)壓電源的固定電壓2.5、3.3、5v，填入表1表1 直流穩(wěn)壓電源固定電壓測(cè)量調(diào)整電壓值2.5V3.3V5V數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值（V）2.5323.3505.082(2)固定電源測(cè)量：測(cè)量試驗(yàn)箱的的固定電壓±5、±12、-8v。填入表2表2 實(shí)驗(yàn)箱固定電源測(cè)量調(diào)整電壓值5V-5V12V-12V-8V數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值（V）5.049-5.05511.894-11.866-8.109(3)可變電源測(cè)量：按表三任意調(diào)節(jié)通道穩(wěn)定電源輸出并測(cè)量之。表3 可變電壓測(cè)量主路表頭指示值(V)6V12V18V數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值（V）6.

11、07012.06618.042（4）正負(fù)對(duì)稱電源測(cè)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(shí)，CH2路跟蹤變化：這樣，即可將兩路獨(dú)立電源構(gòu)成一個(gè)正負(fù)對(duì)稱電源。將數(shù)字萬(wàn)用表的黑表筆（COM）接正負(fù)對(duì)稱電源的公共端，紅表筆分別測(cè)量CH1正極和CH2負(fù)極，如圖1所示，按表4調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出并測(cè)量之。圖1表4 正、負(fù)對(duì)稱電源測(cè)量CH1路表頭調(diào)整值（V）6V12V18V數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值（V）6.07012.06718.045CH2路表頭調(diào)整值（V）6.012.018.0數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值（V）-6.083-12.107-18.0922. 正弦電壓（有效值）測(cè)量(1) 函數(shù)信號(hào)發(fā)

12、生器輸出正弦波，信號(hào)頻率fs=1khz，輸出幅度按下表調(diào)節(jié)，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量。 測(cè)量方法：確定測(cè)量?jī)x器設(shè)置在交流電壓測(cè)量狀態(tài)；其余同直流電壓測(cè)量方法。 注意：一般測(cè)量?jī)x器只能預(yù)測(cè)正弦信號(hào)，且測(cè)量值為有效值（RMS）；示波器測(cè)量的峰峰值（Vp-p）和有效值之間存在如下關(guān)系：表5 正弦電壓測(cè)量 fs輸出幅度（Vp-p）20V2V200mv數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值（V）7.0480.706071.00(mV)(2)將信號(hào)發(fā)生器頻率改為fS=100KHz表6 正弦電壓測(cè)量fs輸出幅度（Vp-p）20V2V200mv數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值（V）5.6980.692057.26(mV)3. 實(shí)驗(yàn)箱課調(diào)直流信號(hào)內(nèi)阻測(cè)量按

13、圖2搭接電路，可調(diào)直流信號(hào)調(diào)整為+1V，用數(shù)字電壓表按表7測(cè)量并計(jì)算Ro值；圖中當(dāng)K置“1”時(shí)，數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值為Vo；當(dāng)K置“2”時(shí)，數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值為VoL； 圖2表7 直流信號(hào)內(nèi)阻測(cè)量VO/VVOL/VRL/1.0340.8225113.14. 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器內(nèi)阻的測(cè)量按圖3搭接電路，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)置fs=1kHz正弦波，用數(shù)字萬(wàn)用表按表8測(cè)量：算出RO值；當(dāng)K置“1”時(shí)，數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量值為V0；當(dāng)K置“2”時(shí)，數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量VOL;圖3表8 信號(hào)源內(nèi)阻測(cè)量VO/VVOL/VRL/3.5681.7825151.111、 結(jié)果分析1. 由于GDM-8145型數(shù)字萬(wàn)用表的讀數(shù)精確，靈敏度高

14、，所以在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量直流穩(wěn)壓電源、實(shí)驗(yàn)箱固定電源和可變電源時(shí)，微小的變動(dòng)都會(huì)影響到測(cè)量的結(jié)果，因而萬(wàn)用表的測(cè)量值都和給定的數(shù)值存在小范圍的誤差。2. 對(duì)于第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，fs=1kHz時(shí)示波器測(cè)量的峰峰值（VP-P）和萬(wàn)用表測(cè)量出來(lái)的有效值在誤差范圍內(nèi)符合的關(guān)系；但當(dāng)fs為100kHz的時(shí)候，由于100kHz已經(jīng)超出了數(shù)字萬(wàn)用表的頻率范圍，當(dāng)使用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)，出現(xiàn)了錯(cuò)誤，得到的數(shù)據(jù)誤差很大。3. 對(duì)于第三個(gè)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)測(cè)量出的Vo、VOL和RL可由推導(dǎo)出的公式來(lái)計(jì)算直流信號(hào)內(nèi)阻。4. 對(duì)于第四個(gè)實(shí)驗(yàn)，設(shè)定正弦波峰峰值（Vp-p）為10V，根據(jù)測(cè)量出的Vo、VOL和RL可由推導(dǎo)出的公式來(lái)計(jì)算信號(hào)

15、源內(nèi)阻。四、簡(jiǎn)單體會(huì)1. 注意紅黑表筆的接法，不要接反2. 當(dāng)有多臺(tái)儀器同時(shí)使用時(shí)，應(yīng)將他們的COM端連在一起，統(tǒng)一接地。4. 在使用數(shù)字萬(wàn)用表時(shí)，應(yīng)該注意：（1） 根據(jù)所需測(cè)量參數(shù)合理選擇功能鍵。（2） 在預(yù)先不知道被測(cè)信號(hào)幅值時(shí)，應(yīng)將量程置于最高檔。當(dāng)顯示出現(xiàn)“0000”閃爍時(shí)，應(yīng)立即將量程切換至更高檔位，或者立即拔出輸入線，檢查被選擇的功能鍵是否出現(xiàn)錯(cuò)誤或有其它故障。5. 在使用各種儀器時(shí)應(yīng)提前預(yù)習(xí)好它的各種指標(biāo)，以免出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)二中信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)頻率超過(guò)數(shù)字萬(wàn)用表頻率范圍的情況。6. 做實(shí)驗(yàn)時(shí)要細(xì)心，不可以粗心大意，不然會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。5、 思考題1. 用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量正弦波，表頭顯示的是正弦電壓的什么值？應(yīng)選用何種電壓測(cè)量方式？答：表頭顯示的是正弦電壓的有效值。電壓測(cè)量方式：