電測(cè)與計(jì)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一 模擬示波器的波形參數(shù)測(cè)量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^示波器的波形參數(shù)測(cè)量，進(jìn)一步鞏固加強(qiáng)示波器的波形顯示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。1 熟練掌握用示波器測(cè)量電壓信號(hào)峰峰值，有效值及其直流分量。2 熟練掌握用示波器測(cè)量電壓信號(hào)周期及頻率。3 熟練掌握用示波器在單蹤方式和雙蹤方式下測(cè)量兩信號(hào)的相位差。二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 示波器SS-7802A 1臺(tái)2 信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)3 電阻、電容等三 實(shí)驗(yàn)步驟1 測(cè)量和記錄1kHz的三角波信號(hào)的峰峰值及直流分量；2 測(cè)量和記錄三角波經(jīng)阻容移相(下圖)后的信號(hào)Vo的峰峰值及直流分量；3 測(cè)量和記錄1kHz的三角波的周期及頻率；4 用單蹤方式測(cè)量和記錄三角波Vi、輸出

2、Vo兩信號(hào)間的相位差；5 用雙蹤方式測(cè)量和記錄三角波Vi、輸出Vo兩信號(hào)間的相位差。6 信號(hào)頻率改為100Hz，重復(fù)上述步驟15。四 討論1 測(cè)量相位差時(shí)，你認(rèn)為雙蹤、單蹤測(cè)量哪種方式更準(zhǔn)確？為什么？雙蹤、單蹤選擇的觸發(fā)源、觸發(fā)方式和觸發(fā)電平不同，所以會(huì)有一定的差異，其中單蹤測(cè)量更準(zhǔn)確，因?yàn)殡p蹤測(cè)量通道為兩個(gè)通道，本身存在一定的系統(tǒng)誤差。主要操作為：將三角波作為外觸發(fā)輸入，同時(shí)將其接入CH1，調(diào)整掃描時(shí)間、觸發(fā)電平、耦合方式使波形穩(wěn)定掃描之后保持不變，將其中一個(gè)光標(biāo)移動(dòng)到三角波的峰值出，然后將濾波后的V0接入CH1將另一個(gè)光標(biāo)找到對(duì)應(yīng)正弦波的峰值，即可測(cè)得相位差t。2 你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)過程中雙蹤示

3、波器的掃描是工作在交替還是斷續(xù)方式？為什么？交替掃描ALT是非實(shí)時(shí)的工作狀態(tài)，開關(guān)轉(zhuǎn)換速度較低，測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)，會(huì)有閃動(dòng)出現(xiàn)。斷續(xù)掃描CHOP，開關(guān)轉(zhuǎn)換速度高，無閃動(dòng)現(xiàn)象，但中間可能會(huì)霧狀圖像，需要消隱。因此，在測(cè)量1kHz時(shí)工作在交替方式，測(cè)量100Hz時(shí)工作在斷續(xù)方式。3 對(duì)于同一組移相電路，1kHz和100Hz三角波經(jīng)過移相變換后，其相位、幅值有何不同？為什么？阻容移相后1kHz的幅值衰減較大，直流阻隔分量較小，相位移動(dòng)變大；反之，100Hz的幅值衰減較小，直流阻隔分量較大，相位移動(dòng)變小。五 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)頻率/波形峰峰值(V)直流分量(mV)頻率f周期T1kHz三角波Vi1.735231.0

4、07kHz0.988ms正弦波V00.86022100Hz三角波Vi1.73522.1101.2Hz9.96ms正弦波V01.12011.1頻率相位差單蹤t雙蹤t單蹤()雙蹤()1kHz0.22ms0.300ms80.2109.3100Hz2.10ms1.95ms75.970.5t/T*360部分實(shí)驗(yàn)圖片：Figure 1雙蹤方式測(cè)相位差Figure 2測(cè)直流分量Figure 3單蹤方式測(cè)相位差六 實(shí)驗(yàn)操作部分要點(diǎn)測(cè)量直流分量：1） 將CH1接入信號(hào)三角波（1kHz）2） 示波器耦合接地，調(diào)整到中間位置3）選擇AC，將三角波調(diào)整到屏幕中央，使波形合適，將其中一條光標(biāo)置于波谷4）選擇DC，將另一

5、條光標(biāo)置于此時(shí)波谷處，從而測(cè)得直流分量記錄雙蹤方式測(cè)量兩信號(hào)相位差：1） 將三角波和正弦波分別接入CH1和CH22） 選擇CH1作為觸發(fā)源，調(diào)整觸發(fā)電平，觸發(fā)極性3） 將三角波零點(diǎn)調(diào)到屏幕中心線上，調(diào)整使兩信號(hào)電壓零線對(duì)齊，用光標(biāo)記錄兩個(gè)峰值之間的距離。單蹤方式測(cè)相位差：一定用外觸發(fā)，詳細(xì)見討論1實(shí)驗(yàn)二 數(shù)字示波器的波形參數(shù)測(cè)量和分析一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解數(shù)字示波器基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握使用數(shù)字示波器的基本方法。2 學(xué)會(huì)使用數(shù)字示波器觀測(cè)電信號(hào)波形和電壓幅值以及頻率等。3 學(xué)會(huì)使用光標(biāo)測(cè)量、自動(dòng)測(cè)量、波形存貯、波形分析等功能。二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 數(shù)字示波器TDS2012B 1臺(tái)2 信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)

6、三 實(shí)驗(yàn)步驟1 信號(hào)發(fā)生器輸出頻率約1kHz的正弦波信號(hào)， 用CH1進(jìn)行觀測(cè)(1) 光標(biāo)測(cè)量功能測(cè)量和記錄信號(hào)的峰峰值、直流分量、周期和上升時(shí)間；(2) 自動(dòng)測(cè)量功能測(cè)量和記錄信號(hào)的峰峰值、直流分量、周期和上升時(shí)間；(3) 用傅里葉變換（FFT）功能分析信號(hào)，記錄該頻譜圖；(4) 存貯信號(hào)波形。2 示波器的校準(zhǔn)信號(hào)接入CH2，重復(fù)上述步驟（1）（3）。3 關(guān)閉CH1通道顯示，調(diào)出步驟1(4)已存貯的信號(hào)波形，與現(xiàn)有信號(hào)同時(shí)顯示，記錄顯示波形。四 討論1 兩信號(hào)的頻譜有什么明顯差異？為什么？正弦波的頻譜有一個(gè)帶寬很窄的峰值，校準(zhǔn)信號(hào)方波由于上升沿較陡，因此頻譜含有大量高次諧波，而正弦信號(hào)的諧波分

7、量不如方波豐富。原因是因?yàn)楦道锶~變換最終以正弦形式表示。2 實(shí)驗(yàn)中兩通道波形同時(shí)顯示時(shí)，是否有波形不穩(wěn)定情況？為什么？存在波形不穩(wěn)定的情況，因?yàn)橐话闶静ㄆ髦挥幸粋€(gè)X觸發(fā)源。觸發(fā)條件是一樣的，頻率如果差距很大則不能同時(shí)穩(wěn)定顯示。五 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信號(hào)測(cè)量方式峰-峰值直流分量周期上升時(shí)間正弦波CH1光標(biāo)10.2V186mV1.000ms291.9us自動(dòng)10.1V209mV999.5us283.7us校準(zhǔn)信號(hào)CH2光標(biāo)48.8V23.2V976us1.0us自動(dòng)51.2V24.5V978.5us669.7ns部分實(shí)驗(yàn)圖片：Figure 4 正弦波傅立葉頻譜Figure 5方波傅立葉頻譜Figure 6

8、自動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)三 圖示儀的使用及晶體管特性參數(shù)測(cè)量一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^圖示儀對(duì)晶體管參數(shù)的測(cè)量使用，加強(qiáng)對(duì)圖示儀的波形顯示原理的掌握，熟悉圖示儀的使用方法。1. 學(xué)會(huì)用圖示儀測(cè)量晶體三極管的特性參數(shù)。2. 學(xué)會(huì)用圖示儀測(cè)量二極管的特性參數(shù)。3. 學(xué)會(huì)用圖示儀測(cè)量穩(wěn)壓二極管的特性參數(shù)。二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 圖示儀BJ4814 1臺(tái)2. 二極管、穩(wěn)壓二極管、晶體管9012、9013三 實(shí)驗(yàn)步驟1. 測(cè)量和記錄二極管的導(dǎo)通特性曲線。2. 測(cè)量和記錄穩(wěn)壓二極管的正向、反向特性曲線。3. 測(cè)量和記錄晶體管9012的特性曲線，計(jì)算Vces、Vceo、Iceo、hfe。4. 測(cè)量和記錄晶體管9013的特性曲線，計(jì)算V

9、ces、Vceo、Iceo、hfe。四 討論1. 測(cè)量二極管、穩(wěn)壓二極管的特性曲線時(shí)，如何注意Rc及掃描電壓的檔位？Rc應(yīng)該調(diào)至適當(dāng)?shù)臋n位，稍大一些防止電流過大燒壞器件，一般不能低于10k。掃描電壓選擇10V檔位，并先調(diào)至“0”處，待實(shí)驗(yàn)開始后逐漸增大，若調(diào)至最大之后仍沒有拐點(diǎn)出現(xiàn)，應(yīng)將電壓選到50V檔，再重復(fù)上述操作，但始終保持小于器件的最大電壓。2. 測(cè)量晶體管的特性曲線時(shí)，為什么增加級(jí)數(shù)時(shí)，屏幕上的波形為什么會(huì)閃動(dòng)？請(qǐng)你計(jì)算掃描一簇曲線所用的時(shí)間？因?yàn)門s=nTc，增加簇?cái)?shù)使n增大，Ts增大，圖示儀掃描所花費(fèi)時(shí)間變長即階梯波發(fā)生器開關(guān)速度降低，眼睛觀察重新產(chǎn)生增大后的階梯信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)閃動(dòng)

10、。每個(gè)階梯波的時(shí)間為5ms，來回一次掃描為10ms，掃描10級(jí)為一簇，則需要0.1s。3. 如何進(jìn)行階梯波的調(diào)零？將階梯信號(hào)的級(jí)數(shù)置為1最左位置。按下測(cè)量板上零電流，即基極開路IB0，松開零電流后，和第一條線特性曲線和加了階梯波之后的Iceo重合。五 實(shí)驗(yàn)原理1. 二極管特性曲線2. 穩(wěn)壓管特性曲線3. 三極管特性曲線六 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1. 穩(wěn)壓二極管Vce2V4.3格8.6V2. 二極管Vce0.13格0.3V3. 9013(NPN) Vces=0.1V Vceo=55V Iceo=20uA hfe=0.8mA/5uA=1604. 9012(PNP) Vces=0.2V Vceo=50V Iceo

11、=10uA hfe=501.4/2uA35實(shí)驗(yàn)四 數(shù)字化測(cè)量儀的使用一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^數(shù)字化測(cè)量儀的使用，進(jìn)一步鞏固加強(qiáng)對(duì)數(shù)值化測(cè)量原理的掌握，不同數(shù)值化測(cè)量的誤差分析及影響因素。1. 學(xué)會(huì)用數(shù)字化測(cè)量儀測(cè)量信號(hào)的周期和頻率。2. 學(xué)會(huì)分析數(shù)字化測(cè)量的誤差來源。3. 掌握如何減少測(cè)量誤差的措施。二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 數(shù)字頻率計(jì) GFC-8010H 1臺(tái)2. 信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)三 實(shí)驗(yàn)步驟分別用測(cè)頻、測(cè)周的方法測(cè)量100Hz、1kHz、10kHz的方波，將測(cè)量數(shù)據(jù)添入下表。檔位測(cè)頻方法（kHz） 測(cè)周方法（ms）0.1s1s10s0.1 110100Hz100.71100.01299.970810.00

12、9610.0032710.0031641kHz1.000051.0016521.00008181.000961.0000081.00012110kHz10.010010.0067110.004861100.067us100.0742us100.09867us四 討論1. 通過以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你分析該測(cè)量系統(tǒng)的誤差來源，以及減少測(cè)量誤差的措施和方法。測(cè)頻誤差來源：1.量化誤差2.時(shí)基誤差措施方法：1.選擇準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性高的晶振作為時(shí)標(biāo)信號(hào)發(fā)生器2.儀器事先預(yù)熱，以保證足夠時(shí)基的指標(biāo)3.在不使計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出的情況下加大分頻器的分頻系數(shù)，適當(dāng)延長閘門的開啟時(shí)間T，以加大計(jì)數(shù)值N。測(cè)周誤差來源：1.計(jì)數(shù)誤差2.