电子测量实验报告.docx
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电子测量实验报告
电子测量实验报告
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电子测量实验报告
实验一模拟示波器的波形参数测量
1．实验目的
通过示波器的波形参数测量，进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。
1．熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值，有效值及其直流分量。
2．熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。
3．熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。
2.实验设备
1．示波器SS-7802A1台
2．信号发生器1台
3．电阻、电容等
3．实验步骤和内容
1.测量和记录1Khz的三角波信号的峰峰值及直流分量
峰峰值Vpp：
10.10v
直流分量：
8.3mv
2.测量和记录三角波经阻容移相后的信号Vo的峰峰值及直流分量
峰峰值Vpp：
5.92v
直流分量：
0.620v
3.测量和记录1Khz的三角波的周期和频率
周期：
T=10.08ms
频率：
f=1.0517kHZ
4.用单综方式测量和记录三角波Vi、输出Vo两信号间的相位差
F=1KHZ
峰峰值相差时间：
0.225ms，周期：
0.965ms，相位差：
85.64°
5.用双踪方式测量和记录三角波Vi、输出vo两信号间的相位差
F=1khz
峰峰值相差时间：
0.226ms，周期0.981ms，相位差82.93°
6.信号频率改为100HZ，重复上述步骤1-5.
1.
峰峰值：
10.02v
直流分量8.9mv
2.
三角波：
峰峰值：
10.02v。
直流分量8.9mv
阻容移象：
峰峰值：
0.755。
直流分量：
10.2mv
3.
周期T：
10.11ms
频率f：
100.02HZ
4.
峰值相差时间：
1.894ms。
周期10.11ms。
相位差67.44°
5.
峰值相差时间：
1.774ms。
周期10.11ms。
相位差63.169°
讨论
1．测量相位差时，你认为双踪、单踪测量哪种方式更准确？
为什么？
答：
单踪测量会更准确。
双踪测量本身存在一定的系统误差。
2．你认为在实验过程中双踪示波器的扫描是工作在交替还是断续方式？
为什么？
答：
依频率而定，信号频率高时，是交替方式；信号频率低时，是断续方式。
3．对于同一组移相电路，1kHz和100Hz三角波经过移相变换后，其相位、幅值有何不同？
为什么？
答：
由分压公式可知，阻容移相后1kHz的相位变化更大，幅值更小。
实验二数字示波器的波形参数测量和分析
一实验目的
1．了解数字示波器基本结构和工作原理，掌握使用数字示波器的基本方法。
2．学会使用数字示波器观测电信号波形和电压幅值以及频率等。
3．学会使用光标测量、自动测量、波形存贮、波形分析等功能。
二实验设备
1．数字示波器TDS2012B1台
2．信号发生器1台
三实验步骤和结果
1.信号发生器输出频率约为1KHZ的正弦波信号，用CH1进行观测
（1）光标测量功能测量和记录信号的峰峰值，直流分量，周期和上升时间
峰峰值Vpp：
1.00v
直流分量：
512mv
周期T：
1.002ms
上升时间：
288.4us
（2）自动测量功能测量和记录信号的峰峰值，直流分量，周期和上升时间
峰峰值Vpp：
1.02v
直流分量：
501mv
周期T：
1.002ms
上升时间：
290.3us
（3）用傅里叶变换功能分析信号，记录该频谱图
2.示波器的校准信号接入CH2，重复上述步骤
（1）-（3）。
（1）光标测量功能测量和记录信号的峰峰值，直流分量，周期和上升时间
峰峰值Vpp：
992mv
直流分量503mv
周期T;1.00ms
上升时间290.3us
（2）自动测量功能测量和记录信号的峰峰值，直流分量，周期和上升时间
峰峰值Vpp：
1.01v
直流分量498mv
周期T;998.7us
上升时间292.4us
3.关闭CH1通道显示，调出步骤1（4）已存储的信号波形，与现有信号同时显示，记录显示波形
四讨论
1．两信号的频谱有什么明显差异？
为什么？
答：
频谱图的最大值位置不一样，因为输入信号有差别，有经傅里叶变换后，就差生了差异。
2．实验中两通道波形同时显示时，是否有波形不稳定情况？
为什么？
答：
有可能波形不稳，因为触发不合适。
实验三图示仪的使用及晶体管特性参数测量
一实验目的
通过图示仪对晶体管参数的测量使用，加强对图示仪的波形显示原理的掌握，熟悉图示仪的使用方法。
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。
二实验设备
1.图示仪BJ48141台
2.二极管、稳压二极管、晶体管9012、9013
三实验步骤
1.测量和记录二极管的导通特性曲线。
2.测量和记录稳压二极管的正向、反向特性曲线。
3.测量和记录晶体管9012的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。
4.测量和记录晶体管9013的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。
1.测量和记录二极管的导通特性曲线
2.测量和记录稳压二极管的正向、反向特性曲线。
3.测量和记录晶体管9012的特性曲线，计算Vces、vceo、iceo、hfe。
Vces=0.17v。
Vceo=40v。
Iceo=0.1mA。
Hfe=235
4测量和记录晶体管9013的特性曲线，计算Vces、vceo、iceo、hfe
Vces=0.13v。
Vceo=40v。
Iceo=0。
Hfe=180
四讨论
1.测量二极管、稳压二极管的特性曲线时，如何注意Rc及扫描电压的档位？
答：
RC应该调至适当的档位，保护被测电阻。
测量正向特性时应将RC适当调大，使扫描的电流小于稳压管的最大电流，以免烧坏器件。
扫描电压应调至“0”处，待实验开始后逐渐增大，但应小于器件的最大电压。
2.测量晶体管的特性曲线时，为什么增加级数时，屏幕上的波形为什么会闪动？
请你计算扫描一簇曲线所用的时间？
答：
增加簇数，n增大，Ts=n*Tc，则Ts增大，阶梯波发生器开关速度低，重新产生增大后的阶梯信号会出现闪动。
3.如何进行阶梯波的调零？
答：
以PNP型三级管为例，显示部分中间按钮按F，调零起始位置在右上角，级数选择“1”，按下测量板上的“零电流”，调整Vce=10V，松开“零电流”，应使第一条线与Iceo重合。
实验四数字化测量仪的使用
一实验目的
通过数字化测量仪的使用，进一步巩固加强对数值化测量原理的掌握，不同数值化测量的误差分析及影响因素。
1.学会用数字化测量仪测量信号的周期和频率。
2.学会分析数字化测量的误差来源。
3.掌握如何减少测量误差的措施。
二实验设备
1.数字频率计GFC-8010H1台
2.信号发生器1台
三实验步骤和结果
测量方法（khz）
测周方法（ms）
档位
0.01s
0.1s
1s
10s
×1
×10
×100
×1000
100Hz
99.964
99.977
99.981
9.9x10-4
9.9x10-5
1Khz
9965.94
9971.45
9971.887
9.94x10-7
9.94x10-9
10khz
99447.5
9971.45
9971.887
9.99x10-9
9.99x10-10
四讨论
1.通过以上实验数据，请你分析该测量系统的误差来源，以及减少测量误差的措施和方法。
答：
在测频时，相对误差由量化误差和标准频率误差两部分组成。
当频率一定，闸门时间越长，测量准确度越高；当闸门时间一定是，频率越高，测量准确度越高。
解决方法有①选择准确性高、稳定性高的晶振作为时标信号发生器；②在不使计数器产生溢出的情况下加大分频器的分频系数，扩大主门的开启时间；③对于随机的计数误差可提高信噪比或调小通道增益来减小误差。
（2）在测周时，误差有量化误差、转换误差、标准频率误差。
当频率一定，闸门时间越长，测量准确度越高；当闸门时间一定时，频率越小，测量准确度越高。
解决方法有①采用多周期测量；②选用小时标；③测量过程中尽可能提高信噪比。
2.为什么在减小输入信号的幅值到一定程度时，测量数值相差会突然增大？
答：
在减小输入信号的幅值到一定程度时，测量无法满足计数器要求的触发电平，所以相位差会突然增大。
心得体会
实验心得体会通过本次的实验，我对整个电子测量课程的应用和相关仪器的认知有了更深层次的理解。
课上学的很多东西，只有在试验中亲自的体会应用，才能最终的融会贯通。
在示波器波形参数测量中，通过分别使用单踪和双踪方式测量相关物理量的方法，让我对整个示波器的使用有了更深的认识，本来在做实验之前，示波器在自己心中一直是个很低端的东西，做完实验之后开始惊叹示波器的功能了。
在示波器的调试过程中，我们两个人也遇见了诸多的问题，最终在自己的查找尝试和助教的帮助下，理解和解决了其中的问题。
图示仪的使用及晶体管特性参数测量的实验更是困难重重，因为晶体管图示仪以前根本没有接触过，只停留在课堂上书面的了解。
即使之前对所使用的图示仪做了充分的预习，在实验中还是不免有些手忙脚乱，调试波形时也经常找不到规律，所以浪费了大量的时间。
在助教的帮助下，我们调试出其中一种波形并按相关的方法举一反三，最终完成了整个的实验，对图示仪的操作也有了自己的理解和认识。
数值化测量仪的使用是相对比较简单的实验，通过信号发生器和数字频率计的组合，通过测频和测周两种方法来记录不同频率测量方法下所得频率的误差大小。
这是两种常用的测量频率的方法，通过这次试验，我对在选择测频和测周方法上也有了更准确的把握。
总之，在老师和助教的帮助下，这次试验让人感到收获良多，不仅加深了对课本知识的理解，而且提高了自己的实验技能，为以后的科研之路奠定了扎实的基础！
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