电子电路实验一 实验报告.docx

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电子电路实验一实验报告

实验一常用电子仪器的使用

实验报告

一、实验原理

1、电子示波器使用方法总结

（1）波形位置与几何尺寸调节：

调整波形对应通道的垂直控制按钮，使波形尽量处于示波器屏幕中心的位置，以获得较好的测量线性。

旋转Vertical旋钮，尽可能使其波形的幅度占示波器屏幕的一半以上，以提高电压幅度测量的精度。

正确调整Horiztal旋钮，以便能够在示波器屏幕上看到一个或几个完整的波形周期，波形不要过密，以保证波形周期的测量精度。

或者选按AutoScale（自动调整）键，可省略上述步骤。

（2）耦合方式设置：

点击波形对应的数字，选择耦合菜单，旋转PushtoSelect旋钮以切换耦合方式，按压旋钮以选择。

（3）改变触发电平：

旋转TriggerLevel旋钮以改变触发电平，使波形稳定为止。

（4）正确使用示波器探头：

在使用探头进行测量时，是选择“×10”档，还是选择“×1”档，要根据被测电路与被测信号的具体情况而定。

如被测点是高阻节点，或被测信号频率较高，则应选择“×10”档进行测量，否则会使测量产生较大的误差。

如果被测点为低阻节点，信号频率较低，应选择“×1”档进行测量。

当然，信号幅度过小时亦应选择“×1”档以提高精度。

2、函数信号发生器使用方法总结

（1）选择波形：

按下Waveform按钮，根据波形需求选择“正弦波”、“方形波”或其他波形，选择“返回”。

（2）设置频率与幅度：

通过按相应的菜单软键选择频率或幅度选项，旋转调节按钮或输入数字并选择单位设置频率/幅度。

（3）检查与设置直流偏置：

即调节信号输出的直流分量，使得输出信号上移或下移。

（4）设置占空比：

根据需求，调节方波的占空比，即平均脉宽与重复周期的比值。

（5）检查波形：

将相应通道与示波器连接，按下Output键，观察波形。

二、实验数据整理

1、示波器和函数信号发生器的应用

观察示波器的校准信号。

观测示波器上Demo2信号。

正确接入该信号，分别用自动定标方式和手动调节方式稳定该信号的波形。

分别用光标测量和自动测量方式测量Demo2的峰-峰值及频率，并将波形以8位BMP格式保存到U盘。

测量方法

峰-峰值

频率

自动

2.51V

1.0011kHz

手动（光标）

2.46V

1.0000kHz

用示波器测量函数信号发生器输出的正弦交流电压的幅度、周期（频率）。

调节函数信号发生器，使之输出幅度为1Vpp（峰值，下同），频率为10kHz的正弦交流电压。

记录示波器测得的峰-峰度、有效值、周期和频率。

峰-峰值

有效值

周期

频率

1.01V

352.26mV

100.06μs

9.9936kHz

测量不同频率下两正弦交流电压vi和v0的相位差。

输入电压是幅度为2Vpp，频率分别为10kHz和20kHz的正弦交流电压，分别测量输入电压和输出电压的有效值以及它们之间的相位差。

频率

输入电压vi

输出电压v0

相位差

10kHz

700.7mV

552.7mV

35.3°

20kHz

697.4mV

381.2mV

56.2°

测量函数信号发生器输出的方波幅度、频率、占空比。

调节函数信号发生器，使幅度显示为2.5Vpp，频率显示为1kHz，DutyCyc显示值分别为50%、99.9%和0.1%。

用示波器测量方波信号的幅度、周期、频率、占空比和最大电平、最小电平值。

DutyCyc

幅度

周期

频率

占空比

最大电平

最小电平

50.0%

2.45V

1.0000ms

1.0000kHz

50.0%

1.26V

-1.23V

99.9%

2.49V

999.96μs

1.0000kHz

99.9%

1.31V

-1.23V

0.1%

2.39V

1.0000ms

1.0000kHz

0.1%

1.23V

-1.25V

测量脉冲波形的上升沿和下降沿。

是幅度为1Vp，频率为5KHz的方波脉冲，记录示波器测得的

的波形及其上升时间

、下降时间

。

上升时间tr

下降时间tf

VI

60ns

60ns

VO

26.60μs

23.70μs

研究示波器探头“×1”、“×10”档对测量结果的影响。

输入信号

是幅度为1Vp，频率分别为100kHz、400kHz的正弦信号。

分别用示波器探头的“×1”、“×10”档测量输出电压

，总结示波器输入电容的影响和示波器探头的用途。

频率

档位

输出电压

100kHz

×1

170.30mV

×10

167.07mV

400kHz

×1

144.47mV

×10

167.95mV

示波器测量直流电压

在电路中输入加12V的直流电压。

用示波器分别测量输入、输出电压值。

输入电压

输出电压

11.86V

5.82V

注：

记录的电压值为有效值。

2、二端口网路参数的测量

测量下列参数：

（1）测量图1.2电路的输入电阻（频率为1kHz）。

（2）测量图1.2电路的输出电阻（频率为1kHz）。

（3）测量图1.2电路电压“增益”的幅频特性，确定fL、fH之值。

输入电阻

输出电阻

fL

fH

4987.5Ω

5068.5Ω

30.5Hz

14.5kHz

f

30.5Hz

30Hz

20Hz

10Hz

输入电压/mV

25.16

24.95

19.68

11.26

f

40Hz

50Hz

60Hz

70Hz

输入电压/mV

28.11

30.09

31.33

32.15

f

80Hz

90Hz

100Hz

11kHz

输入电压/mV

32.75

33.18

33.48

28.74

f

12kHz

13kHz

14kHz

14.5kHz

输入电压/mV

27.62

26.67

25.63

25.14

注：

记录的电压值为有效值，最大值点没有记录在上表。

得到的曲线如下图（横轴采用对数坐标）：

3、测量三极管9011的β值

用示波器测量三极管9011的β值，并记录。

Y1

Y2

ΔY

β=ΔY*200

2.756V

1.831V

0.925V

185

三、总结测量方法

1、自动测量

调节好所测波形后，按下Meas键，在测量菜单中选择“类型”，旋转PushtoSelect旋钮并选择某一单项，可在测量菜单中显示该项的即时值；选择“所有快照”，可得所有数据在这一时刻的值。

2、光标测量峰-峰值（幅度）

点击Meas键，按Cursors键并选择Y1，旋转Measure区的旋钮以上下移动Y1轴至波形的顶端，同样，移动Y2轴至波形底端，则峰-峰值即为Y1的值减Y2的值。

3、光标测量周期（频率）

波形稳定后，点击Meas键，按Cursors键并选择X1，旋转Measure区的旋钮以左右移动X1轴至波形与某条水平格栅线的交点处，再移动X2轴至波形与同一条格栅线的另一交点，使得两轴之间恰好为波形的一个周期，则波形周期为|X2-X1|，频率取周期倒数。

4、光标测量相位差

先将两通道的零基准线调到示波器的中心，通过垂直微调将两信号幅度调得基本一样，再将X1移至其中一个波形与水平栅格线的交点，X2移至另一波形的交点，在两交点处波形相位相等条件下距离应取最小值，则波形相位差为φ=360*|X1-X2|/T，T为波形周期。

5、输入、输出电阻的测量

在频率比较低的时候，可不考虑电抗元件的作用，故可用输入电阻代替输入阻抗。

在被测的输入回路中串联一个已知电阻R1，分别测量电阻R1两端对地的电压Vi与V’i，则输入电阻为：

若求得的Ri阻值与R1相近，则取求得的值；否则，将R1换为阻值更接近求得的Ri的电阻，再次测量直到求得的Ri阻值与R1相近。

类似地，可用输出电阻代替输出阻抗。

要测输出电阻Ro，先测量电路的开路输出电压Vo，然后接入合适的负载电阻RL，测量输出电压VoL，则输出电阻

同样地，若求得的Ro阻值与RL相近，则取求得的值；否则，将RL换为阻值更接近求得的Ro的电阻，再次测量直到求得的Ro阻值与RL相近。

6、增益、幅频特性的测量

电压增益Av定义为输出电压Vo与输入电压Vi的比值，分别测量输入电压和输出电压的大小即可计算出电压增益。

由于所测电路频带较宽，可选10kHz以下，1kHz以上的某频率测量输出电压有效值的最大值AVm。

计算得到

，逐渐减小输入信号的频率，使得输出电压有效值约为

，记录此时的频率fL；逐渐增大输入信号的频率，使得输出电压有效值约为

，记录此时的频率fH。

至此已得到频带的宽度，要得到幅频特性曲线，须在频率fL、fH附近多测几个点，以及在转折处多测几个点，而在输出电压有效值基本不变的范围测一两个点，就能得到较好的幅频特性曲线。

四、注意事项

1、正确使用示波器探头。

若被测点为高阻节点，或被测信号频率较高，则应选择“

10”档进行测量；若被测点为低阻节点，或被测信号频率较低，则应选择“

1”档进行测量。

若信号幅度较小时，应选用“

1”档进行测量。

若所测电路参数位置，建议先用“

10”档测量，再考虑用哪个档位测量比较准确。

2、测量时若波形不稳定，应先调节触发电平使波形稳定再测量；若波形曲线过粗，可通过旋转聚焦旋钮使其变细，以提高测量精度。

3、接线时，先用探头的黑色夹子接地；拆线时，接地夹子最后拆下。

4、幅频特性的测量中，注意输入信号频率不能超过示波器的额定频率；输入电压也不能超过其额定电压。

5、在线路接好后，再把函数信号发生器的Output打开。

五、思考题

3、示波器的Y轴输入什么时候用交流耦合，什么时候用直流耦合？

用示波器测量带有直流分量的信号时要注意什么问题？

答：

当输入信号为交流信号（可包含直流信号）时，用交流耦合；当输入信号为直流信号时，用直流耦合。

测量带有直流分量的信号时，要通过旋转PushtoZero旋钮把波形调至屏幕中间，同时也要注意信号的最值不超过示波器的额定电压/电流值。

7、在测量电容的输入电阻时，信号源与电路之间串联的电阻大小应如何选择？

为什么？

答：

越接近所测的输入电阻阻值越精确；当串联的电阻与所测电阻相差较大时，它们分得的电压也相差较大，这使得测量的误差变大，准确性降低。

8、在测量电路的输出电阻时，输出端接入的负载电阻一般如何选择？

为什么？

如果被测电阻的输出电阻极小，按上述原则选用负载电阻可以吗？

为什么？

答：

应选用与输出电阻阻值相近的负载电阻；当等效输出电阻与负载电阻的分压相近时，测量的误差较小；不能，因为如果输入电阻极小，则选电阻同样小的负载电阻时，回路电流会很大，有可能烧坏元器件，故不一定要按上述原则选用负载电阻。

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