实验一电压源与电压测量仪器.docx
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实验一电压源与电压测量仪器
实
验
报
告
实验名称：
电压源与电压测量仪器
系别：
电子科学系班号：
2班组别：
23
实验者姓名:
江东华学号：
19720132203337
实验日期：
2014年10月14日
实验报告完成日期：
2014年10月17日
9.0
一、 实验目的
1. 掌握直流稳压电源的功能、技术指标和使用方法；
2．掌握任意波函数信号发生器的功能、技术指标和使用方法；
2. 掌握四位半数字万用表的功能、技术指标和使用方法；
3. 学会正确选用电压表测量直流、交流电压。
二、实验原理
（一）GDP-3303型直流稳压电源
直流稳压电源的主要特点
（1）具有三路完全独立的浮地输出。
（CH1、CH2、FIXED）
（2）两路（主路ch1键、从路ch2键）可调式直流稳压电源，两路均可工作在稳压、稳流工作方式，稳压值为0~32v连续可调，稳流为0~3.2A连续可调
（3）两路可调式直流稳压电源课设置为组合工作方式，在组合工作方式下可选择串联组合方式和并联组合方式。
（4）四组常用电压存储功能
（5）锁定功能
（6）输出保护功能
（7）蜂鸣功能
使用方法
1．开机前，将“电流调节旋钮”调到最大值，“电压调节旋钮”调到最小值。
开机后再将“电压”旋钮调到需要的电压值。
2.当电源作为恒流源使用时，开机后，通过“电流调节”旋钮调至需要的稳流值。
3.当电源作为稳压源使用时，可根据需要调节电流旋钮任意设置“限流”保护点。
4.预热时间：
30秒。
注意事项
1.避免端口输出线短路；
2.避免使电源出现过载现象；
3.避免输出出现正、负极性接错。
（二）RIGOL DG1022双通道函数/任意波函数信号发生器
主要特点
（1）双通道输出，可实现通道耦合、通道复制
（2）输出五种基本波形并设置48种任意波形
（3）可编辑输出14-bit，4k点的用户自定义任意波形
（4）100msa/s采样率
使用方法
1．依次打开信号发生器后面板、前面板上的电源开关；
2．接通道切换键，切换信号输出通道（默认为CH1）；
3．按波形选择键，选择需要的波形；
4．依次在菜单键上按相应的参数设置键，用数字键盘或方向键、旋钮设置对应的参数后，选择对应的参数单位；
5．检查菜单键中，其余未用到的参数设置键，是否有错误的设置值或者前次设置而本次不需要的设置值；
6．根据步骤2中选择的通道，按下对应的通道使能键，使设置好的信号能够从正确的端口输出；
注意事项：
1.避免端口输出线短路；
2.避免使函数信号发生器出现过载现象；
3.避免输出出现信号端和公共端接错。
（三）GDM-8145型数字万用表
（1）交、直流电压测量
（2）交、直流电流测量
（3）TRUERMS测量
（4）电阻测量
使用方法
（1）交、直流电压测量
1.功能开关选择V键入，根据交、直流选择AC（键入）、DC（不键入）；
2.黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Ω插孔；
3.选择合适量程，量程值应大于被测值，否则出现溢出显示；
4.测试笔并接在被测负载两端。
（2）交、直流电流测量
1.功能开关选择mA键入，根据交、直流选择AC（键入）、DC（不键入）；
2.黑表笔插入COM插孔，红表笔插入mA或20mA插孔；
3.选择合适量程，量程值应大于被测值，否则出现溢出显示；
4.测试笔串接在被测负载两端。
5.不能测试电压，否则，仪器会被烧坏。
（3）电阻测量
1．功能开关置于Ω档；
2．黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Ω插孔；
3．选择合适量程，量程值应大于被测值，否则出现溢出显示；
4．测试笔并接在被测电阻两端。
5.检测在线电阻时，一定要关掉被测电路中的电源并从电路断开。
（4）PN结测试
1．功能键和量程键键入；
2．黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/Ω插孔（红笔为内置电源的正极）。
PN结正偏时，数码管显示PN结正向压降；PN结反偏时，数码管显示超量程。
注意事项
1根据所需测量参数合理选择功能键，并按正确方法测量（电压并接、电流串接）。
2在预先不知道被测信号幅度的情况下，应先把量程键放在最高档。
3测量电压时不应超过最大输入电压（直流1200V，交流1000V）。
4测量电流时，输入线不要插错，不大于2A，输入线插在2A端子上。
不大于20A插在20A端子上。
5.当显示出现“0000”闪烁（过载）时，应立即将量程键切换至更高的量程，使过载显示消失，避免仪器长时间过载而损害，否则应立即拔出输入线，检查被选择的功能键是否出现错误或有其他故障（如输入电压过大或有内部故障等）。
（四）多功能电路实验箱
三、实验仪器
1、直流稳压电源
2、数字函数信号发生器
3、数字万用表
4、电子技术综合实验箱
四、实验内容及数据测量
1.直流电压测量
采用数字万用表测量直流电压。
测量方法：
确定测量仪器设置在直流电压测量状态；将测量仪器（COM）与被测电源（COM）端相联接，则：
测量笔接触被测点即可测量该点的电压。
若已知被测电压时，应根据被测电压的大小，选择合适的量程，使测量数据达到最高精度；若未知被测电压时，应将测量仪器量程置于最大，然后逐渐减小量程，让测量数据有效数字最多。
（1）固定电源测量：
测量稳压电源的固定电压2.5V,3.3V,5V；将测量值填入表1
表1：
直流稳压电源固定电压测量
调整电压值
2.5V
3.3V
5V
数字万用表测量值（V）
2.581
3.281
4.971
（2）固定电流测量：
测量实验箱的固定电压±5V,±12V,-8V；将测量值填入表2；
表2：
实验箱固定电源测量
调整电压值
5V
-5V
12V
-12V
-8V
数字万用表测量值（V）
4.932
-4,.979
11.773
-11.871
-8.341
（3）可变电源测量：
按表3调节任意通道稳压电源输出，并测量之。
表3：
可变电压测量
主路表头指示值（V）
6V
12V
18V
数字万用表测量值（V）
5.971
11.965
17.991
（4）正负对称电源测量：
GPD-3303型直流稳压电源工作在串联组合模式，调整CH1电压时，CH2路跟踪变化：
这样，即可将两路独立电源构成一个正负对称电源。
将数字万用表的黑表笔（COM）接正负对称电源的公共端，红表笔分别测量CH1正极和CH2负极，如下图所示，按表4调节稳压电源输出并测量之。
表4：
正，负对称电源测量
CH1路表头调整值（V）
6V
12V
18V
数字万用表测量值（V）
6.077
12.075
18.005
CH2路表头指示值（V）
6.0
12.0
17.9
数字万用表测量值（V）
-6.083
-12.086
-18.016
2.正弦电压（有效值）的测量：
（1）函数信号发生器输出正弦波，信号频率fs=1khz，输出幅度按下表调节，用数字万用表测量
表5：
正弦电压测量：
Fs
输出幅度（Vp-p）
20V
2V
200mV
数字万用表测量值（V）
7.104
0.7081
70.73
（2）将信号发生器频率改为fS=100KHz
表6：
正弦电压测量：
Fs
输出幅度（Vp-p）
20V
2V
200mV
数字万用表测量值（V）
5.714
0.6903
57.17
3.实验箱可调直流信号内阻测量
按下图搭接电路，可调直流信号调整为+1V，用数字万用表按表7测量并计算出Ro值：
图中k置“1”时，数字万用表测量值为VO∞：
k置“2”时，数字万用表测量值为VOL：
表7：
直流信号内阻测量
VO∞（V）
VOL（V）
RL（Ω）
（Ω）
0.9929
0.8450
50.38
8.82
按下图搭接电路，函数信号发生器设置fs=1kHz正弦波，用数字万用表按表8测量：
算出RO值；当K置“1”时，数字万用表测量值为V0∞；当K置“2”时，数字万用表测量VOL;
表8：
信号源内阻测量
VO∞（V）
VOL（V）
RL（Ω）
（Ω）
0.7071
0.3845
50.38
42.27
五、误差分析
1、由于GDM-8145型数字万用表的读数更精确，灵敏度更高，所以无论在测量固定电源还是可变电压时，微小的变动都会影响到测量的结果，因而万用表的测量值都和给定的数值存在小范围的误差。
2、计算信号源内阻时出现误差，很有可能是测量的时候接触不良引起误差，也有可能在计算是对有效数字进行取舍是出现了误差。
3、针对实验五，示波器测量的峰峰值VP-P和万用表测量出来的有效值之间存在VRMS=VP-P/2，但因仪器误差和测量误差，造成结果并不严格遵守这一规律。
六、思考题
1、用数字万用表测量正弦波，表头显示的是正弦电压的有效值。
电压测量方式：
确定测量仪器设置在交流电压测量状态，若已知被测电压，应根据被测电压大小，选择合适量程；若未知被测电压，应将测量仪器量程至于最大，逐渐减小量程。
2、不能用数字万用表测量三角波、方波、斜波、锯齿波，因为一般测量仪器只能测量正弦信号，其他信号应用示波器测量。
七、小结
1、一定要做好课前预习，不然做起实验，费力又费时
2、测量时，一定要正确选择量程，若预先不能知道所测数值的大概，就要从大到小选择量程。
超程时，要立即选择大量程，避免烧坏测量仪器。
3、注意红黑表笔和电源正负极的连接。
在正，负对称电源测量时，注意测量CH1时红黑表笔接电源红黑两端口，但测CH2时，红黑表笔接电源黑红两端。
4、测量表5数据时，要注意量程的选择和更换。
而当信号发生器频率为fS=100KHz，测量值不准确，只需取其中一组数据即可。
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