北京交通大学电测实验报告范文.docx

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北京交通大学电测实验报告范文

电气工程学院

电子测量技术实验报告

姓　　名：

　　　　张梦婷　　　

学号：

指导教师：

姜学东

实验日期：

11月21日

示波器波形参数实验报告

姓名：

张梦婷学号指导教师：

姜学东

一、实验目的

通过实验预习与实验操作，熟悉示波器的每个旋钮功能与用法，巩固在课堂上所学到的知识，能对示波器进行简单的操作，主要目的为以下三个：

1.熟练掌握使用用示波器测量电压信号峰峰值和直流分量。

2.熟练掌握使用示波器测量电压信号周期及频率。

3.熟练掌握使用示波器，通过单踪方式与双踪方式测量两个波形相位差。

二、实验预习

1.首先复习教材和ppt第三章示波测试和测量技术的相关内容，复习示波测试的基本原理。

2.阅读SS—7802A/7804示波器操作手册

A.首先查看示波器操作手册中的注意事项，以免操作不慎造成仪器损坏。

B.了解示波器的控制部分、连接器和指示灯，掌握示波器的操作区域与显示屏区域的划分，知道示波器操作区域每个旋钮与按键的具体功能。

C.仔细阅读操作手册中基本操作章节，熟悉各个功能的操作方法，由其与实验直接相关的操作，对实验做好准备。

3.由于实验需要将三角波通过RC网络变化成正弦波，因此设计如下电路图：

三、实验仪器与设备

1.示波器SS—7802A（20MHZ）

20MHz的双通道示波器，具备光标读出、频率测量功能。

●包括如下五个操作

♦水平控制区

ØPOSITION：

调节屏幕上信号水平方向位移。

ØTIME/DIV：

选择扫描速度。

左右旋转时，调节选择扫描速度，其数值在屏幕显示。

当按压此旋钮，再左右旋转，可作扫描微调。

ØMAG×10：

扫描放大。

按下“MAG×10”键，扫描速度提高10倍，波形将基于中心位置被放大。

ØSWEEPMODE：

扫描方式选择。

“AUTO”为自动扫描方式。

“NORM”为正常扫描方式。

“SGL/RST”为单次扫描，每按一次此按键，选择一次单次触发。

♦垂直控制区

ØCH1、CH2：

通道1（CHl）和通道2（CH2）的垂直输入端，当连接测试线后，红色夹子为信号输入端，黑色夹子为地端。

观察单路信号时，可任取二通道之一。

在XY方式时，CHl作X轴输入端，CH1、CH2作Y轴输入端。

VOLTS/DIV：

垂直电压分度调节及微调旋钮。

左右旋转此旋钮，可选择每格电压值，电压范围为2mV／格至5V／格，若按压此旋钮，再左右旋转，可作垂直电压分度微调。

ØPOSITION：

调节屏幕信号垂直方向位移。

垂直偏转系统显示方式选择。

按“CH1”或“CH2”选择显示CH1或CH2通道的信号，再按一次所选中的通道号，可取消显示信号。

当所有通道都未选中，示波器自动显示CH1通道信号。

“ADD”为求和方式。

按下“ADD”可显示两通道波形和（CH1+CH2），选择此方式时，“INV”为通道2反向方式。

按下“INV”键，CH2通道波形反相，若此时“ADD”也按下，可显示两通道波形差（CH1-CH2）。

Ø垂直偏转系统显示模式选择：

当双踪或多踪显示时需要选择显示模式。

ALT（交替）：

两个或多个信号交替显示，此模式适合观测高频信号。

CHOP（断续）：

两个或多个信号以约555KHz的频率切换。

此模式适合观测低频信号。

灯亮时为CHOP显示方式。

Ø输入耦合开关：

选择被测信号馈至垂直放大器输入端的耦合方式。

DC（直流耦合）：

输入信号所有成分直接加到垂直放大器的输入端。

AC（交流耦合）：

耦合交流分量，隔离输入信号的直流分量。

GND：

输入信号从垂直放大器的输入端断开且输入端接地，提供一条零电平基线，当进行直流测量时，该基线位置可用做基准。

♦触发及扫描控制区

ØSOURCE：

触发源选择。

每按一下，选择一种触发源。

“CH1”：

用输入到CH1的信号作触发源。

“CH2”：

用输入到CH2的信号作触发源。

“LINE”：

用示波器的交流供电电源作触发源。

“EXT”：

用外触发信号作触发源。

“VERT”：

用小序号通道的信号作触发源。

ØCOUPL：

选择触发耦合模式。

ØAC（交流）：

阻去触发信号中的直流成分。

DC（直流）：

信号所有成分都可通过。

HFREJ（高频抑制）：

衰减高频（10KHz以上）成分。

LFREJ（低频抑制）：

衰减信号中的低频（10KHz以下）成分。

ØTV：

视频触发模式。

可选择相对于NTSC和PAL（SECAM）的TV信号触发系统。

按“TV”键，可选择BOTH、ODD、EVEN和TV-H触发模式，

ØSLOPE：

触发极性选择。

按“SLOPE”键，可选择“+，-”极性，在屏幕显示区（5）处显示。

ØTRIGLEVEL：

触发电平调节。

触触发信号产生时，“TRIG′D”灯亮，此时，所观察的信号频率被示波器自动测出。

ØHOLDOFF：

释抑时间调节。

此功能用于观测复杂的脉冲串信号，当触发出现不稳定时，通过调节释抑时间来获得稳定波形。

♦功能选择及控制区

ØCURSORS：

光标测量用光标测量电压差（ΔV）和时间、频率差值（Δt、1/Δt），使用方法如下：

（a）按“ΔV-Δt-OFF”键，选择ΔV测量、Δt测量或OFF（关闭测量）。

当选择ΔV时，屏幕显示两条水平测量光标，当选Δt时，屏幕显示两条竖直测量光标。

（b）压按“FUNCTION”旋钮，粗调光标位置，左右旋转“FUNCTION”旋钮，进行细调。

（c）ΔV测量：

按“ΔV-Δt-OFF”键，以选择ΔV测量方式，此时屏幕下方显示ΔV1=…，ΔV2=…。

按“TCK/C2”键，可选择光标序号，每按一次“TCK/C2”键，按如下顺序改变：

C1（光标1）→C2（光标2）→TCK（光标跟踪）→C1（光标1）

并在屏幕显示区（23）处显示“f：

V-C1（或C2、TRACK）”。

所选光标在左边出现“━”高亮标记时，用“FUNCTION”旋钮进行移动，当（23）处显示“f：

V-TRACK（光标跟踪方式）”，两条光标都可移动。

将光标移到被测波形两个测量点，屏幕下方显示的ΔV数值即为被测电压。

ΔV1为CH1信号的测量值，ΔV2为CH2信号的测量值。

Δt测量可参考ΔV测量方法。

ØHORIZDISPLAY：

水平显示选择。

按“A”键选择A模式。

按“X-Y”键，选择X-Y模式。

“X-Y”模式是指CH1作为X轴，CH1、CH2、ADD中一个作为Y轴显示，此模式适用于观测磁滞曲线，李萨如图形等。

♦整体控制区

ØPOWER：

电源开关。

ØINTEN：

扫描轨迹辉度调节。

顺时针旋转，扫迹亮度增加。

ØREADOUT：

屏幕显示文字辉度调节。

顺时针旋转，文字亮度增加。

ØFOCUS：

轨迹聚焦调节。

ØCAL：

校准信号输出端口。

输出f=lKHz，V峰-峰=0.6V方波校准电压信号。

Ø┻：

接地端子

●显示屏分成如下三个区域

♦触发及扫描信息显示区

Ø位于显示屏的左上角，依次显示扫描速度、触发源、触发极性、触发耦合方式、触发电平。

♦波形显示区

Ø位于显示屏中部，显示得到的波形。

♦信号源状态、测量结果显示区

Ø左下角为ΔV或Δt的测量结果、CH1、灵敏度、耦合、相加、CH、反相、灵敏度。

Ø右下角为测量频率、水平放大。

Ø右上角为释抑时间、功能模式。

2.信号发生器MOTECHFG—506A

規格：

 FG-513/FG-506函數波產生器規格表 

輸出波形

三角波、正弦波、方波、脈波、非對稱性弦波、非對稱性三角波、TTL信號及掃頻（斜波、對數波）

頻率範圍

2Hz～13MHz（FG-513,八檔）頻率由LCD直接讀出2Hz～６MHz（FG-506,七檔）

頻率精確度

±0.01％讀值

分辨率

4位數

輸出幅度

±10Vp（無載），±5Vp（50Ω負載）

輸出衰減

0dB、20dB及40dB

輸出阻抗

50Ω±2％

方波

上升/下降時間<25ns在最大輸出條件下過激失真<10%ofP-P在最大輸出條件下（50Ω負載）

三角波線性誤差

99%至100KHz

正弦波失真度

<1%當f<100KHz時,<30dB當100KHz25db當f>2MHz

同步輸出（TTL脈波）

輸入阻抗50Ω,頻率範圍:

2MHz～24MHz（FG-513）2Hz～12MHz（FG-506）

對稱度/占空比

10%～90%至1MHz

直流位置及直流輸出

±10Vp於空載時,±5Vp於50Ω負載

掃頻（線性/對數）

掃描寬度:

Max100:

1掃描速度：

0.2Hz～100Hz（5Sec～10mSec）

VCG特性

輸入阻抗：

10KΩ　　輸入準位：

0～10V電壓輸入，最大頻率變化率100：

1

TrigIn（TTL脈波）

信號脈行寬度：

50nS（最小），重複比率：

5MHz（最大）

保護特性

輸出短路保護，輸入電壓保護，≦20Vpeak

頻頻計

頻率範圍

5Hz～100MHz

頻率周期

0.2Sec～10nSec

分辨率

61/2位數

時基頻率的穩定度

10MHz±10PPM（0℃～50℃）

輸入頻率振幅衰減

X1,X20兩檔

靈敏度

50mVrms正弦波到50MHz,100mVrms正弦波到100MHz

一般特性

工作電源

AC115V/220v50/60Hz

操作環境

溫度0℃～40℃，相對濕度：

低於80％

儲存溫度

-20℃～70℃

外型尺寸

8.6cm高×22cm寬×30cm長

重量

3.5公斤

附件

說明書、電源線、合格證、同軸測試線

●输出信号操作区,在本次实验中，主要用到的按钮为下面五个

♦输出信号函数选择按钮

♦信号频率选择按钮

♦辅助功能选择按钮

♦左移光标按钮、右移光标按钮

●旋钮操作区，在本次实验总，主要用到的旋钮为下面四个

♦输出信号幅度调节旋钮

♦直流分量调节旋钮

♦频率粗调旋钮

♦频率细条旋钮

四、实验内容

1．测量1kHZ的三角波信号的峰峰值及其直流分量。

2．测量1kHZ的三角波经下图阻容移相平波后的信号的峰峰值及其直流分量。

3．测量1kHZ的三角波的周期及频率。

4．用单踪方式测量三角波、两信号间的相位差。

5．用双踪方式测量三角波、两信号间的相位差。

6．信号改为100HZ，重复上述步骤1~5

五、实验步骤

（一）1kHz三角波信号的峰峰值、直流分量、周期和频率的测量

1.打开示波器电源。

2.利用示波器的标准信号检查示波器的状态：

将CH1通道的耦合方式选择GND，通过调节CH1通道的竖直位移旋钮，使显示的地电位与实际的地电位线重合。

再选择示波器的触发源为CH1，耦合方式为直流耦合，将示波器CAL除接入CH1通道的好表笔，黑表笔接地，调节扫描速度与电压灵敏度大小，则可观察到下面的图形

说明示波器工作正常。

3.打开信号发生器电源，按下mode（第一排第一个）按钮，面板上显示输出信号函数的类型，通过按左、右光标，使面板上显示TRIANGLE（三角波），再按下信号发生器的频率周期按钮，通过按左、右光标，使信号发生器面板上的频率范围为200Hz——2KHz，再旋转信号发生器的频率粗调旋钮，使信号发生器面板上的频率接近1KHz,再旋转信号发生器的频率细调旋钮，通过上面的操作，使信号发生器输出1Khz的三角波。

将信号发生器的输出端的红、黑接头接到示波器的CH1通道的红黑接头，将信号发生器的输出幅度旋钮调到适当的位置，调节Y控制区，只选通CH1的测量，AC耦合；垂直通道灵敏度适当选小一些，以便始终能观察到波形；调节触发控制区，选择CH2触发，选择正极性触发；协同调节触发电平、垂直控制，以便在屏幕上得到垂直方向最大化的全景波形；调节水平控制区，使波形在水平方向显示1.5~2个周期；将波形的0电压基线调节到屏幕中心的水平网格上，最终得到如下图所示的波形。

4.测三角波的峰峰值：

按下ΔＶ－Δｔ－ＯＦＦ按钮，则出现了两条水平光标，按下ＴＣＫ／Ｃ２，将一条光标移动到三角波的波谷位置，再按下ＴＣＫ／Ｃ２，将另一条光标移动到三角波波峰的位置，得到下面的画面

从中读出ΔＶ１＝1.036Ｖ，所以三角波的峰峰值为1.036Ｖ。

6.测三角波的直流分量：

按下ＣＨ１通道的ＤＣ／ＡＣ按钮，先选择交流耦合方式，

按下ΔＶ－Δｔ－ＯＦＦ按钮，将一条光标移动到三角波的波谷位置，再按下ＣＨ１通道的ＤＣ／ＡＣ按钮，选择为直流耦合方式，此时波形会向上平移，平移的幅度就为直流分量的大小，因此移动另外一条光标，使其在现在波形的波谷位置，从示波器上可以看出直流分量为0Ｖ。

7.选通CH1通道，AC耦合；调节水平控制区，使波形在水平方向上显示1.5—2个周期，按下ΔＶ－Δｔ－ＯＦＦ按钮，调节光标，两个光标分别过相邻周期的波峰位置，如下图所示

从示波器上可以读出三角波的周期为0.978ms，频率为1.022KHZ。

（二）1kHz三角波经阻容移相后的信号VO峰峰值、直流分量、周期和频率的测量

1.按下图连接电路

用万用表测得所用电阻为20KΩ,电容为1000pf

2.将示波器的CH2通道的红表笔接入上图中的A点，黑表笔接地，调节Y控制区，只选通CH2的测量，AC耦合；垂直通道灵敏度适当选小一些，以便始终能观察到波形；调节触发控制区，选择CH2触发，正负极性均可；协同调节触发电平、垂直控制，以便在屏幕上得到垂直方向最大化的全景波形；调节水平控制区，使波形在水平方向显示1.5~2个周期；将波形的0电压基线调节到屏幕中心的水平网格上，最终得到如下图所示的波形。

4.测量VO波峰峰值：

按下ΔＶ－Δｔ－ＯＦＦ按钮，则出现了两条水平光标，按下ＴＣＫ／Ｃ２，将一条光标移动到Vo的波谷位置，再按下ＴＣＫ／Ｃ２，将另一条光标移动到Vo的位置，得到下面的画面

从图中可以看出峰峰值为119.6mV。

5.测量Vo的直流分量：

按下ＣＨ１通道的ＤＣ／ＡＣ按钮，先选择交流耦合（AC）方式，按下ΔＶ－Δｔ－ＯＦＦ按钮，将一条光标移动到Vo的波谷位置，再按下ＣＨ2通道的ＤＣ／ＡＣ按钮，选择为直流耦合（DC）方式，此时波形会向上平移，平移的幅度就为直流分量的大小，因此移动另外一条光标，使其在平移后正弦波波形的波谷位置，从图中可以看出直流分量为0V

（三）、用单踪方式测量三角波、VO两信号之间的相位差

1.将示波器的EXT测试端口的红表笔与电路图中的C点相连，黑表笔与B相连，将CH2通道的红表笔与C点相连，黑表笔与B相连

2.调节Y控制区，只选通CH2的测量，AC耦合；垂直通道灵敏度适当选小一些，以便始终能观察到波形；

3.调节触发控制区，选择外触发方式（EXT触发），选择正极性触发；

4.协同调节触发电平、垂直控制，以便在屏幕上得到垂直方向最大化的全景波形；

5.调节水平控制区，使波形在水平方向显示1个左右周期；

6.将波形的0电压基线调节到屏幕中心的水平网格上，最终得到如下图所示的波形。

7.按下ΔＶ－Δｔ－ＯＦＦ按钮，在屏幕上出现两条竖直光标，让其中一条经过三角波的零点位置，记为A点，如下图所示：

8.保持EXT测试端口的红表笔与图中的C相连，黑表笔与B相连，将CH2通道的红表笔改接到A点。

9.保持触发控制区、水平控制区状态不变，适当调整垂直增益（垂直位移不要调节），得到下图所示波形；

10.将另一条竖直光标移到Vo的下降边零点位置，记为B点，并获得A、B两点之间的时间信息为Δt=-0.142ms，通过前面测量的周期数据，换算出相位差为50.91°

（四）、用双踪方式测量三角波、VO两信号之间的相位差

1.将示波器的EXT通道和CH1通道的红表笔都与电路图中的C相连，黑表笔与B相连，将CH2通道的红表笔与电路图中的A相连，黑表笔与电路图中的B相连。

2.调节Y控制区，同时选通CH1、CH2的测量，AC耦合；垂直通道灵敏度适当选小一些，以便始终能观察到波形；

3.调节触发控制区，选择CH1触发，正极性触发；

4.协同调节触发电平、垂直控制，以便在屏幕上得到垂直方向最大化的全景波形；

5.调节水平控制区，使波形显示1个—2个周期；

6.将波形的0电压基线调节到屏幕中心的水平网格上，最终得到如下图所示的波形。

7.在屏幕上用光标分别标记三角波与Vo的零点位置A点和B点，Δt=-0.142ms，根据前面测量的周期数据，换算出相位差为51.53°。

（五）、100Hz三角波信号的相关测量

改变信号发生器的输出及直流偏置，得到100Hz的三角波，重复以上

（一）~（四）步，依次得到了以下几个图示的波形。

测量100Hz三角波峰峰值图

测量100Hz三角波周期、频率图

阻容移向后的波形图

单踪测量相位差图

单踪测量相位差图

双踪测量相位差图

此组实验的测量数据见实验六。

六、实验数据及分析

1．1kHZ的三角波信号的峰峰值Vpp=1.036V，其直流分量=0V。

2．1kHZ的三角波经阻容移相平波后的信号的峰峰值Vpp=119.6V，其直流分量=0V。

3．1kHZ的三角波的周期T=0.978ms，频率f=1.022kHz。

4．用单踪方式测量三角波、两信号间的相位差。

5．用双踪方式测量三角波、两信号间的相位差。

6．信号改为100HZ，重复上述步骤1~5

【注】本实验所用RC移相平波电路中，R=20KΩ，C=1000PF

2数值处理与分析

（1）信号输出幅值分析

当输入信号为1KHz的三角波，用幅值衰减倍数A表示阻容移向平波信号Vo与输入信号Vi之间关系为幅值衰减倍数当输入信号为1KHz的三角波，用幅值衰减倍数A表示阻容移向平波信号Vo与输入信Vi之间关系为幅值衰减倍数从1Khz的衰减倍数和100Hz的衰减倍数中可以看出，该移向平移电路对100Hz的三角波信号衰减倍数更小。

（2）直流分量分析

当输入信号为1KHz的三角波，三角波直流分量VDC为0V

当输入信号为100Hz的三角波，三角波直流分量VDC为0V

直流分量基本不变

（3）相位差分析

（1）当输入信号为1KHz的三角波时，采用单踪方式测得的相位差为：

采用双踪方式测得的相位差为：

（2）当输入信号为100Hz的三角波时采用单踪方式测得的相位差为：

采用双踪方式测得的相位差为：

通过实验结果可知，输入100Hz比输入1KHz的相位差小。

所以移向电路对频率高的信号移向更明显。

八、结论与体会

结论:

1.RC移向平移电路对低频、高频信号的影响

对于低频信号，幅值衰减小，相位移动小。

对于高频信号，幅值衰减大，相位移动大。

2.测量两个信号的相位差时，单踪测量比双踪测量更准确，但双踪测量更简单，且更直观，应该根据不同场合与精度要求选择测量方式。

体会：

1.通过这次示波器实验，我认识到只有通过良好的预习，才能对实验做好充分的准备，才能解决实验过程中所遇到的问题。

2.在做实验的过程中，应该按照实验步骤，符合实验操作规范，当在实验过程中遇到问题，应该分析产生问题的原因，思考并查阅相关资料，主动解决。

3．对工科学生来说，能正确与熟练使用测量仪器非常重要，在以后的学习生活中，要多动手实践。

实验二图示仪的使用及晶体管特性参数测量

一、实验目的

通过图示仪学会对晶体管的各项参数进行测量，对图示仪波形显示的原理有更深的认、识，进一步熟悉图示仪的使用方法。

在此实验中，主要完成三个实验目的：

1.学会用图示仪测量晶体三极管的特性参数。

2.学会用图示仪测量二极管的特性参数。

3.学会用图示仪测量稳压二极管的特性参数。

二、实验预习

1.复习教材与PPT中与图示仪相关的内容，掌握图示仪的原理。

2.上网收集有关图示仪的资料，看产品说明书。

3.阅读实验要求，设计好实验步骤，提前做好准备。

三、实验设备

1.晶体管图示仪BJ4814

BJ4814型半导体管特性图示仪是测量半导体器件直流及低频参数的专用仪器,它通过示波管屏幕及标尺刻度,准确的反映器件的特性曲线,其信息量之大是其它类型直流测试设备达不到的,亦显示出图示仪的独特优势,因此它是半导体器件生产厂家及整机研制部门进行半导体器件的研制,性能改善,电路设计,器件的合理应用等工作必不可少的理想测试设备。

主要技术指标：

X轴系统：

●工作方式:

分集电极电压（Vc）,基极电压（Vb）,二极管电压（Vd）和阶梯信号四类

●位移范围:

大于10度

●集电极电压偏转因数:

20mV/度～20V/度，1-2-5序共10挡，误差≤±3%

●基极电压偏转因数:

20mV/度～1V/度，1-2-5序共6挡，误差≤±3%

●二极管电压偏转因数:

100V/度～500V/度.，1-2-5序共3挡，误差≤±3%

●阶梯信号偏转因数:

1阶/度，误差≤±5%

Y轴系统

●工作方式:

分集电极流（Ic）,和阶梯信号两类

●位移范围:

大于10度

●集电极电流偏转因数:

1uA/度～2A/度.1-2-5序共20挡误差≤±3%

●阶梯信号偏转因数:

1阶/度误差≤±5%

阶梯信号源

●工作方式:

分恒压源和恒流源两类

●极性:

正或负

●阶梯电流源:

1mA～200mA/阶1-2-5序共17挡误差≤±5%

●阶梯电压源:

20mV/度～1V/度1-2-5序共6挡误差≤±5%（源内阻100Ω）

●级/族:

1-10连续步进

集电极扫描电源

●额定电压范围及容量:

0～20V20A

0～200V0.5A

0～5000V0.002A

●极性:

正或负

●方式:

0-20v范围（Y轴0.001~5mA/度）100Hz

0-20v范围（Y轴10~50mA/度）500Hz

0-20v范围（Y轴0.1~0.5A/度）100Hz间歇（8mS）扫描

0-20v范围（Y轴1~2A/度）50Hz间歇（18m）扫描

0-200v范围（Y轴0.001~5mA/度）100Hz

0-200v范围（Y轴0.01~0.5A）100Hz间歇（8mS）扫描

0-5000v范围直流2.2.5

显示屏

示波管型号:

13SJ38J

有效工作面:

75mm×75mm（标尺）

分度:

1度（X）=7.5mm1度（Y）=7.5mm

2.二极管

3.稳压二极管

4.晶体管9013

5.晶体管9012

四、实验内容

1．测量二极管的导通特性曲线。

2．测量稳压二极管的正向、反向特性曲线。

3．测量晶体管9015的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。

4．测量晶体管9013的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。

五实验数据及分析

1.晶体管9015特性曲线图

【9015为NPN型三极管】

晶体管9015的特性曲线

将晶体管放置在图示仪的指定区域，打开图示仪电源开关，分别调节阶梯信号源，X轴系统，Y轴系统，然后得到上图所示的图形，其中图示仪的横轴代表集电极电压Vce（2V/格），纵轴表示集电极电流（2mA/格）

从上图中可以得到晶体管的4个主要参数：

1Iceo：

由上图可以得到，当基极电流Ib=0时，集电极电流Ic约等于0，所以Iceo为0

2