《电子测量实验》指导书.docx
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《电子测量实验》指导书
《电子测量实验》
指导书
实验一交流和直流电压的测量
一实验目的
1掌握示波器和低频信号发生器的使用方法；
2掌握示波器观察信号波形和测量直流电压、交流电压的方法；
3掌握示波器探头的使用和示波器X-Y扫描法。
二实验仪器
TDS1002型数字示波器一台；
DF1641B1型低频信号发生器两台（其中一台可以用合成信号发生器替代）；
YB1713型直流稳压电源一台。
三预习要求
1详细阅读有关低频信号发生器和示波器的使用方法；
2详细阅读直流电压、交流电压的测量方法。
四实验内容和步骤
1直流电压的测量
1）将直流稳压电源的输出信号作为示波器的CH1（或CH2）输入信号，调节稳压电源输出一定直流电压；
2）示波器的耦合选择开关置“接地”，调节示波器的y位移，使水平基线与x轴重合，此为零电平参考；
3）示波器的耦合选择开关置“直流耦合”方式，扫描基线在y方向移动，选择合适的垂直偏转因数，使扫描基线出现在屏幕的有效范围内，在表2-1中记录示波器上的电压读数和电压波形。
表2-1直流电压的测量
稳压电源指示电压值（V）
5
10
15
20
25
示波器观测电压值（V）
示波器观测电压波形
2正弦波电压幅度、频率的测量
1）将函数发生器的输出接至示波器CH1；
2）调节函数发生器，使之输出一定幅度、频率的正弦信号；
3）按观察正弦信号的方法设置和调节示波器各功能旋钮，使屏幕上显示稳定的正弦波形；
4）记录示波器上显示波形的电压值和频率值，将测量数据填入表2-2和表2-3。
表2-2正弦波电压幅度的测量
固定正弦波频率为1kHz，调节函数发生器显示电压值（V）
0.0015
0.015
0.15
1.5
15
示波器读数（V）
表2-3正弦波电压频率的测量
固定正弦波峰-峰值为1V,调节函数发生器显示频率值（Hz）
20
200
2000
20000
200000
2000000
示波器读数（Hz）
3李沙育图形的测量
1）调节函数发生器，使其产生一定幅度一定频率的正弦波；
2）示波器两个通道分别接入频率关系为一倍、两倍、三倍关系的正弦波信号，调节示波器，使每个通道显示的信号幅度大致相同，按下“显示”按钮，在“格式”选项中选“XY”，则示波器显示李沙育图形；
3）观察和记录得到的李沙育图形，并分析两个信号的相位关系，将测量结果填入表2-4。
表2-4李沙育图形的测量
两通道信号频率关系（倍数）
两通道信号波形
李沙育图形
1倍
通道1信号波形：
通道2信号波形：
2倍
通道1信号波形：
通道2信号波形：
3倍
通道1信号波形：
通道2信号波形：
五实验报告要求
整理好测量数据，完成表2-1、表2-2、表2-3、表2-4的填写。
六习题
示波器的耦合选择开关置“直流耦合”方式时，能否测量出交流信号的峰-峰值？
置“交流耦合”方式时，能否测量出复合信号（同时包含直流和交流信号）的瞬时值？
实验二普通调幅信号调幅系数的测量
一实验目的
1掌握示波器和合成信号发生器的使用方法；
2掌握普通调幅（AM）的原理；
3学会用示波器测量调幅信号的调幅系数。
二实验仪器
TDS1002型示波器一台；
EE1461合成信号发生器一台。
三预习要求
1详细阅读有关合成信号发生器和示波器的使用方法及注意事项；
2详细阅读有关普通调幅（AM）的原理及用示波器测量调幅系数的方法。
四实验内容和步骤
1普通调幅（AM）原理
普通调幅是用低频信号去控制高频正弦波（载波）的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈线性变化。
设载波为
，调制信号为
，则普通调幅信号为
其中
，
为调幅系数，
为比例系数。
图3-1为
、
和
的波形图。
从图中并结合普通调幅
图2-1普通调幅（AM）波形图
公式可以看出，调幅信号的振幅由直流分量
和交流分量
相加而成，其中交流分量与调制信号成正比，或者说，普通调幅信号的包络（信号振幅各峰值点的连接）完全反映了调制信号的变化。
图3-2为普通调幅信号的产生原理图。
图2-2普通调幅信号产生原理图
2调幅系数的测量
1）测量原理
由图3-1可知
所以可求得调幅系数
为
2）测量步骤
a调节合成信号发生器，使其输出调制频率1000Hz，载波频率10MHz，调制系数20％的调幅信号，其中调制方式采用内调制；
b调节示波器的垂直偏转灵敏度、水平偏转灵敏度及示波器显示出调幅波形，将调幅信号波形图及有关数据填入表3-1，并按公式计算调幅系数
；
c调整调幅系数分别为50％、80％，重复步骤b，完成表2-1；
五实验报告要求
整理好测量数据，完成表2-1的填写。
六习题
1测量调幅信号波形时，能否使用数字示波器的自动设置按钮，为什么？
2为显示出调幅波形，示波器水平偏转因数（t/div）应调为多大，为什么？
3为使调幅波形显示稳定，示波器触发电平应设为多大，为什么？
表2-1调幅系数的测量数据
调幅系数
20％
50％
80％
调幅信号波形
V/div
t/div
4表3-1中，当调幅系数为50％时，计算此时测量值
的绝对误差和相对误差。
实验三单调谐放大器幅频特性的测量
一实验目的
1掌握单调谐放大电路的原理；
2掌握BT-300A型扫频图示仪测量网络幅频特性的方法；
二实验仪器
BT-300A型扫频图示仪一台；
高频实验箱一台；
三预习要求
1详细阅读有关扫频图示仪的使用方法及注意事项；
2详细阅读有关单调谐放大电路的原理。
四实验内容和步骤
1单调谐放大器基本原理
高频小信号放大器电路是构成无线电设备的主要电路，它的作用是放大信道中的高频小信号。
为使放大信号不失真，放大器必须工作在线性范围内。
高频小信号放大电路的基本类型是选频放大电路，它主要由放大器与选频回路两部分构成。
本实验用三极管作为放大器件，LC谐振回路作为选频器，原理图如图4-1。
在分析时，主要用如下参数衡量电路的技术指标：
中心频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带和选择性。
2单调谐放大器幅频特性的测量
1）测量原理
图3-1单调谐放大器电路原理图
扫频仪是根据扫频法原理制成的示波器，它可以直接显示各种有源和无源网络及电子设备的频率特性。
扫频仪包括扫频信号发生器、示波器、频标电路、检波探头、扫描发生器。
图4-2为扫频仪的组成框图。
图3-2扫频仪组成框图
如图所示，扫频信号发生器在扫描电压的作用下，产生一种输出频率随时间在一定范围内变化而幅度恒定的正弦波电压，并把这种频率连续变化的电压加到被测网路的输入端。
由于被测网络对不同频率的输入信号的放大倍数不同，所以被测网络的输出电压不再维持等幅，其输出信号的包络将按被测网络的幅频特性作相应的变化。
用包络检波器检出输出被测网络信号的包络，得到的包络图形就是被测网络的幅频特性曲线。
把这个图形信号加于示波器的Y轴通道，同时把扫描发生器产生的同步扫描电压加到X轴通道，根据波形显示原理，此时在示波管上得到该被测网络的幅频特性曲线。
2）测量步骤
a接通电源，衰减置0dB，选宽扫，频标方式选100，把检波器接到射频输出，再用电缆将检出的信号送至Y输入通道，调节Y移位与Y增益旋钮，使图形曲线在屏幕有效面积内便于观测，一旦调定，Y移位与Y增益旋钮不可再动，此时的电平线作为0dB电平线；
b在实验箱上找到本次实验所用的单元电路，接通电源，按下+12V总电源开关K1，以及本实验单元电源开关K1100；
c将扫频仪的输出探头接到电路的输入端（TP1101），扫频仪的检波探头接到电路的输出端（TP1102），然后在放大器的射极和调谐回路中按实验要求分别接入不同阻值的电阻。
d调节“粗衰减”与“细衰减”旋钮，使屏幕上波形波峰的高度与0dB电平线一致，此时的衰减读数即为放大器的增益
；
e通过屏幕上的波形大致读出放大器的带宽
，并将放大器幅频特性曲线、增益及带宽填入表3-1；
表3-1放大器幅频特性数据
射极电阻
与
回路电阻
幅频特性曲线
K1101～1-2
K1102～1-2
K1101～2-3
K1102～1-2
K1101～4-5
K1102～1-2
五实验报告要求
整理好测量数据，完成表3-1的填写。
六习题
试分析单调谐放大回路中的射极电阻
对放大器的增益、带宽及中心频率各有何影响？
为什么？
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