電測與計量 實(shí)驗(yàn)報告

PAGEPAGE1PAGE1Bjtu(學(xué)習(xí)靠自己!)電氣工程學(xué)院電測與計量實(shí)驗(yàn)報告學(xué)號：10291149同組人：——指導(dǎo)教師：秦芳

電測與計量實(shí)驗(yàn)成績評定表姓名學(xué)號10291149實(shí)驗(yàn)名稱：示波器波形參數(shù)測量圖示儀的使用及晶體管特性參數(shù)的測量數(shù)字化測量儀的使用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收或提問記錄：成績評定依據(jù)：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告及方案設(shè)計情況（30％）：實(shí)驗(yàn)考勤情況（15％）：實(shí)驗(yàn)操作情況（30％）：實(shí)驗(yàn)總結(jié)報告與答辯情況（25％）：最終評定成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日示波器波形參數(shù)測量（實(shí)驗(yàn)一）實(shí)驗(yàn)報告姓名：**學(xué)號：10291149指導(dǎo)教師：**實(shí)驗(yàn)臺號：2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）了解示波器的結(jié)構(gòu)、掌握波形顯示的基本原理、掃描及同步的概念。2）了解電子示波器的分類及主要技術(shù)性能指標(biāo)、掌握通用示波器的基本組成及各部分的作用。3）了解各種信號發(fā)生器如正弦信號發(fā)生器、低頻信號發(fā)生器、超低頻信號發(fā)生器、函數(shù)信號發(fā)生器等的工作原理和性能指標(biāo)以及信號選擇。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)在時域信號測量中，電子示波器無疑是最具代表性的典型測量儀器。我們不僅可以從示波器上觀察任意信號電壓的波形，也可以讀出電壓信號的幅度、頻率及相位等參數(shù)。電子示波器是利用隨電信號的變化而偏轉(zhuǎn)的電子束不斷轟擊熒光屏而顯示波形的，如果在示波管的X偏轉(zhuǎn)板（水平偏轉(zhuǎn)板）上加一隨時間作線性變化的時基信號，在Y偏轉(zhuǎn)板（垂直偏轉(zhuǎn)板）加上要觀測的電信號，示波器的熒光屏上便能顯示出所要觀測的電信號的時間波形。一般說來，為了得到更加理想的波形圖，Y偏轉(zhuǎn)板上所加的待觀測信號的周期與X偏轉(zhuǎn)板上所加的掃描鋸齒電壓的周期是相同的，或者是整數(shù)倍的。測量時只要選擇不同的觸發(fā)電平和極性，掃描便可穩(wěn)定在待觀測信號的某一相應(yīng)相位點(diǎn)開始，從而使顯示波形穩(wěn)定、清晰。在現(xiàn)代電子示波器中，人們通常為了便于同時觀測兩個信號（如比較兩個信號的相位關(guān)系），采用了雙蹤顯示的辦法，即在熒光屏上可以同時有兩條光跡出現(xiàn)，這樣，兩個待測的信號便可同時顯示在熒光屏上，雙蹤顯示時，有交替、斷續(xù)兩種工作方式。交替、斷續(xù)工作時，掃描電壓均為一種，只是把顯示時間進(jìn)行了相應(yīng)的劃分而已。由于雙蹤顯示時兩個通道都有信號輸入，因此還可以工作于疊加方式，這時是將兩個信號逐點(diǎn)相加起來后送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板的。這種工作方式可模擬諧波疊加，波形失真等問題。同時，如果改變其中一個的極性，也可以實(shí)現(xiàn)相減的顯示功能。這相當(dāng)于兩個函數(shù)的相加減。示波器除了用于觀測信號的時間波形外，還可將兩個相同或不同的信號分別加于垂直和水平系統(tǒng)，以觀測兩信號在平面上正交疊加所組成的圖形，如李沙育圖形，它可用于觀測兩個信號之間的幅度、相位和頻率關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備示波器，信號發(fā)生器，電阻、電容四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．測量1kHz的三角波信號的峰峰值及其直流分量。2．測量1kHz的三角波經(jīng)下圖阻容移相平波后的信號Vo的峰峰值及其直流分量。3．測量1kHz的三角波的周期及頻率。4．用單蹤方式測量三角波Vi、輸出Vo兩信號間的相位差。5．用雙蹤方式測量三角波Vi、輸出Vo兩信號間的相位差。6．信號改為10Hz，重復(fù)上述步驟1~5。五、實(shí)驗(yàn)步驟一）、使用前示波器前的調(diào)亮、聚焦和校正1）首先打開示波器電源后，將示波器的兩個通道耦合方式置為地，然后通過調(diào)節(jié)示波器的輝度按鈕來改變熒光屏亮點(diǎn)的輝度，調(diào)節(jié)聚焦按鈕和輔助聚焦按鈕使電子束具有較細(xì)的截面，在熒光屏上顯示出清晰的聚焦很好的波形曲線。2）其次分別對示波器兩個通道進(jìn)行調(diào)零，調(diào)節(jié)示波器的CH1的“位移”旋鈕及CH2的“位移”旋鈕，分別將通道1的掃描線及通道2的掃描線調(diào)至中心位置，以便更好的觀察波形。3）調(diào)節(jié)“掃描微調(diào)”旋鈕至校準(zhǔn)位，將校準(zhǔn)信號接入通道1，觀測顯示是否正確。4）按下“CH2”按鈕，顯示通道2的掃描線，調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕至鎖定位置。二）、測量1kHz、100Hz三角波，正弦信號峰峰值及直流分量。1）示波器預(yù)熱，將CH1接入信號三角波（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，測量峰峰值并記錄。將其中一條測量線置于峰值處，另一條測量線置于波谷處；4）選擇DC，測得直流分量記錄；5）正弦波測量的方法同三角波一致。三）、測量1kHZ的三角波周期、頻率。1）將其中一條豎測量線置于峰值處，另一條豎測量線置于下一個波峰處，讀出時間差即是周期；2）1）中測量出來的周期倒數(shù)就是頻率。四）、單蹤方式測量兩信號相位差。1）選擇外觸發(fā)‘EXT’，觸發(fā)源用1kHz三角波，，觸發(fā)電平為‘0’，觸發(fā)極性為‘+’；2）CH1中接入三角波，調(diào)整波形使上升0點(diǎn)在屏幕中央，記錄周期格數(shù)；3）在CH1上接入經(jīng)阻容移相后的正弦波，X增益、移位旋鈕均不可調(diào)，調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，使0點(diǎn)明顯，記錄從屏幕中心到0點(diǎn)的格數(shù)。五）、雙蹤方式測量兩信號相位差。1）將三角波和正弦波分別接入CH1和CH2；2）選擇CH1作為觸發(fā)源，觸發(fā)電平‘0’，觸發(fā)急性為‘+’；3）將三角波零點(diǎn)調(diào)到屏幕中心線上，調(diào)整使兩信號電壓零線對齊，記錄兩個零點(diǎn)之間的格數(shù)，和每個波形周期的格數(shù)。六）、信號改為100Hz，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。1）將信號發(fā)生器的頻率改為100Hz；2）重復(fù)上述步驟一到五。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析一）、測量1kHz、100Hz三角波以及經(jīng)阻容移相后的正弦信號峰峰值及直流分量。頻率/波形峰-峰值(V)直流分量(V)實(shí)際測量頻率1kHz三角波15.325.1001.0225kHz正弦波1.1355.060100Hz三角波9.9455.015100.85Hz正弦波0.7455.025部分實(shí)驗(yàn)截圖：二）、測量1KHZ的三角波的周期及頻率。周期頻率100Hz9.965ms100.35Hz1kHz0.985ms1.0152kHz部分實(shí)驗(yàn)截圖：三）、用單蹤方式測量兩信號間的相位差。頻率峰值相差時間周期相位差1kHz0.225ms0.965ms85.64?100Hz1.865ms9.985ms66.45?四）、用雙蹤方式測量兩信號間的相位差。頻率峰值相差時間周期相位差1kHz0.226ms0.960ms87.46?100Hz1.868ms9.885ms67.56?七、思考題1）調(diào)整信號發(fā)生器的直流偏移電壓，當(dāng)偏置過大時，為什么產(chǎn)生波形失真？是示波器的原因還是信號發(fā)生器的問題？答：直流偏置超出了信號發(fā)生器輸出幅度范圍，會發(fā)生削波現(xiàn)象，是信號發(fā)生器的原因。2）測量相位差時，你認(rèn)為雙蹤、單蹤測量哪種方式更準(zhǔn)確？為什么？答：單蹤測量會更準(zhǔn)確。雙蹤測量本身存在一定的系統(tǒng)誤差。3）你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)過程中，雙蹤示波器的掃描是工作在交替、還是斷續(xù)方式？為什么？答：信號頻率高時，是交替方式；信號頻率低時，是斷續(xù)方式。4）對于同一組移相電路，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？答：由分壓公式可知，阻容移相后1kHz的相位變化更大，幅值更小。圖示儀的使用及晶體管特性參數(shù)測量（實(shí)驗(yàn)二）實(shí)驗(yàn)報告姓名：**學(xué)號：10291149指導(dǎo)教師：**一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）學(xué)會用圖示儀測量晶體三極管的特性參數(shù)。2）學(xué)會用圖示儀測量二極管的特性參數(shù)。3）學(xué)會用圖示儀測量穩(wěn)壓二極管的特性參數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(1)“峰值電壓范圍”開關(guān)和“峰值電壓％”旋鈕“峰值電壓范圍’’是5個擋位的按鍵開關(guān)?！胺逯惦妷海ァ笔沁B續(xù)可調(diào)的旋鈕，它們的共同作用是用來控制“集電極掃描電壓”的大小。不管“峰值電壓范圍”置于哪一擋，都必須在開始時將“峰值電壓％”置于0位，然后逐漸地增大到一定值。(2)“電流／度”旋鈕開關(guān)“電流／度”旋鈕開關(guān)是具有4種偏轉(zhuǎn)作用共22擋的旋鈕開關(guān)，用來選擇圖示儀Y軸所代表的變量及其倍率。在測試小功率晶體管的輸出特性曲線時，該旋鈕置Ic的有關(guān)擋。測量輸入特性時，該旋鈕置“基極電流或基極源電壓”擋。(3)“電壓／度”旋鈕開關(guān)“電壓／度”旋鈕開關(guān)是具有4種偏轉(zhuǎn)作用共17擋的旋鈕開關(guān)，用來選擇圖示儀x軸所代表的變量及其倍率。在測試小功率晶體管的輸出特性曲線時，該旋鈕置VCE的有關(guān)擋。測量輸入特性曲線時，該旋鈕置VBE的有關(guān)擋。(4)“基極階梯信號”旋鈕此旋鈕給基極加上周期性變化的電流信號。每兩級階梯信號的差值由“階梯選擇毫安／級”來選擇。一般選10μA。階梯信號每一級的毫安值的大小，反映了圖示儀上所顯示的輸出特性曲線的疏密程度。(5)“功耗限制電阻”旋鈕“功耗限制電阻”相當(dāng)于晶體管放大器中的集電極電阻，它串聯(lián)在被測晶體管的集電極與集電極掃描電壓源之間，用來調(diào)節(jié)流過晶體管的電流，從而限制被測管的功耗。測試功率管時，一般選該電阻值為1kΩ。使用儀器時應(yīng)注意的事項(xiàng)：1)注意選擇好掃描和階梯信號的極性，以適應(yīng)不同管型和測試項(xiàng)目的需要。2)對被測管的主要直流參數(shù)應(yīng)有一個大概的了解和估計，特別要了解被測管的集電極最大允許耗散功率、最大允許電流和擊穿電壓。3）一般情況下，應(yīng)先將峰值電壓調(diào)至零，更改掃描電壓范圍時，也應(yīng)先將峰值電壓調(diào)至零。選擇一定的功耗電阻，測試反向特性時，功耗電阻要選大一些，同時將X、Y偏轉(zhuǎn)開關(guān)置于合適擋位。4)在進(jìn)行Icm的測試時，一般采用單簇為宜，以免損壞被測管。三、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備晶體管9012、9013、二極管、穩(wěn)壓二極管以及圖示儀四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）測量二極管的導(dǎo)通特性曲線。2）測量穩(wěn)壓二極管的正反性特性曲線。3）測量晶體管9012的特性曲線，計算Vces、Vceo、Iceo、hfe。4）測量晶體管9013的特性曲線，計算Vces、Vceo、Iceo、hfe。5）測量電容、MOSFET、SCR等電力電子器件的擊穿特性。思考題1）測量二極管、穩(wěn)壓二極管的特性曲線時，如何注意Rc及掃描電壓的檔位？答：觀察圖形時曲線突然上升或下降時，所用的Rc及掃描電壓檔位便是適當(dāng)?shù)摹?）測量晶體管的特性曲線時，為什么增加簇數(shù)時，屏幕上的波形為什么會閃動？請你計算掃描一簇曲線所用的時間？答：增加蔟數(shù)，圖示儀掃描所有蔟所花費(fèi)時間變長，視覺暫留就導(dǎo)致我們看到的波形閃動3）如何進(jìn)行階梯波的調(diào)零？答：顯示部分中間按下，調(diào)整起始位置在右上角，級數(shù)選一，最左位置。按下測量板上零電流I=0，松開零電流，使第一條線與Iceo重合，即階梯調(diào)節(jié)旋鈕。

數(shù)字化測量儀的使用（實(shí)驗(yàn)三）實(shí)驗(yàn)報告姓名：****學(xué)號：10291149指導(dǎo)教師：**一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）用數(shù)字化測量儀測量信號的周期和頻率。2）分析數(shù)字化測量的誤差來源。3）如何減少測量誤差的措施。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)1)在0~40℃的環(huán)境溫度下使用該計數(shù)器。保證儀器周圍環(huán)境的通風(fēng)。不要將儀器放在高溫設(shè)備的頂上。2)選擇交流電源100V，120V，220V，或230V±10%。3)若儀器在特別嘈雜的環(huán)境中使用,在電源里加入噪聲濾波器。4)測量低頻時,按下低通濾波器開關(guān)，可以削弱高頻成分，以防止可能出現(xiàn)錯誤觸發(fā)。5)不要讓水滲進(jìn)儀器，不要劇烈振動儀器。三、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備信號發(fā)生器、數(shù)字頻率計四、實(shí)驗(yàn)步驟將信號發(fā)生器置于30Vpp檔，衰減置20dB，壓入偏置電壓開關(guān)，分別用測頻、測周的方法測量100Hz、1kHz、10kHz的方波，將測量數(shù)據(jù)添入下表。測頻方法（Hz）測周方法（ms）檔位0.1s1s10s110100Hz100.00642100.0128100.00469.99889.99921kHz1.0004