实验一 常用仪器使用.docx

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实验一常用仪器使用

实验一常用仪器的使用

一、实验目的

（1）了解双踪示波器、函数信号发生器、数字万用表的原理框图和主要技术指标。

（2）掌握用双踪示波器测量信号的幅度、频率和相位。

（3）掌握万用表的正确使用方法。

二、实验仪器

（1）双踪示波器;

（2）低频信号发生器；

（3）数字式（或指针式）万用表。

三、实验原理

在电子技术实验里，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，最常用的电子仪器有：

示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表、数字式（或指针式）万用表等。

它们之间的连接方式如下图所示。

静态偏置

输入信号输出信号

静态测量

图1-1电子技术实验中测量仪器、仪表连接框图

示波器：

用来观察电路中各点的波形，以监视电路是否正常工作，同时还用于测量波形的周期、幅度、相位差及观察电路的特性曲线等。

函数信号发生器：

为电路提供各种频率和幅度的输入信号。

直流稳压电源：

为电路提供电源。

数字式（或指针式）万用表：

用于测量电路的静态工作点和直流信号的值等。

四、实验内容及步骤：

熟悉仪器（仪器使用简单步骤见附录）

1.学会正确使用函数信号发生器

2.学会正确使用数字示波器

3.熟悉并学会使用数字式万用表

4.熟悉模拟电路实验箱

五、实验步骤

1、使用函数信号发生器输出频率的调节方法

（1）使用Sine按键，波形图标变为正弦信号，并在状态区左侧出现“Sine”字样。

按Sine→频率/周期→频率，设置频率参数值。

配合面上的“频率调节”旋钮可使信号发生器输出频率在1HZ~10MHZ的范围改变。

屏幕中显示的频率为上电时的默认值，或者是预先选定的频率。

在更改参数时，如果当前频率值对于新波形是有效的，则继续使用当前值。

若要设置波形周期，则再次按频率/周期软键，以切换到周期软键（当前选项为反色显示）。

使用数字键盘，输入所需的频率值。

直接输入所选参数值，然后选择频率所需单位，按下对应于所需单位的软键。

也可以使用左右键选择需要修改的参数值的数位，使用旋钮改变该数位值的大小。

（2）根据手册通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、相位，可以得到不同参数值的正弦波。

2、双踪示波器的使用

（1）使用前的检查与校准

（2）交流信号电压幅值的测量

使低频信号发生器信号频率为1kHz、信号幅度为5V，适当选择示波器灵敏度选择开关“V/div”的位置，使示波器屏上能观察到完整、稳定的正弦波，则此时上纵向坐标表示每格的电压伏特数，根据被测波形在纵向高度所占格数便可读出电压的数值，置于表1-1中要求的位置并测出其结果记入表中。

表1-1

函数信号发生器输出电压

100mV

500mV

5V

20V（或者最大值）

示波器垂直档位（V/div）

峰峰波形高度（格）

峰峰电压值（v）（计算）

电压有效值（V）

示波器峰峰电压值读数（MEASURE）

分析误差：

注意：

若使用10：

1探头电缆时，应将探头本身的衰减量考虑进去。

（3）交流信号频率值的测量

将示波器扫描速率中的“微调”置于校准位置，在预先校正好的条件下，此时扫描速率开关“t/div”的刻度值表示屏幕横向坐标每格所表示的时间值。

根据被测信号波形在横向所占的格数直接读出信号的周期，若要测量频率只需将被测的周期求倒数即为频率值。

按表1-5所示频率，由信号发生器输出信号，用示波器测出其周期，再计算频率，并将所测结果与已知频率比较。

表1-2

函数信号发生器输出信号频率

100Hz

1KHz

10KHz

1MHz

示波器水平档位（t/div）

一个周期占有的水平格数（格）

信号频率（计算）

示波器读数（MEASURE命令）

分析误差：

扩展内容（选做）

（4）除上述方法外，还可用李沙育图来测定信号的频率，其仪器的连线如图1-30（a）所示。

图1-30图形测量频率原理及连接图

图中信号发生器（Ⅱ）作为未知频率fy的信号，从示波器“CH1”输入端输入，信号发生器（Ι）作为已知频率fx的信号，用电缆从X（外接）插座输入，这时扫描率开关应置于X（外接）挡。

调节信号发生器Ι的频率fx与fy之间成一定倍数关系时，屏幕上就能显示李沙育图形，由该图形及fx的读数即可定出被测信号的频率fy。

六、实验报告要求

1、认真记录数据并填写相应表格；

2、分析测量结果与理论的误差，讨论其产生原因；

3、回答思考题。

七、实验报告和思考题

使用示波器时若要达到如下要求应调节哪些旋钮和开关？

i.水平移动波形位置；；

ii.垂直移动波形位置；

iii.改变单个波形周期显示个数，即面板中显示周期数量多少变化；

iv.让两路波形中心线CH1和CH2中心重合；

v.改变波形的高度；

附录：

（函数信号发生器和双踪示波器部分功能简介）

1.DG1022双通道函数/任意波形发生器的使用

前面板总览

DG1022向用户提供简单而功能明晰的前面板，如图所示，前面板上包括各种功能按键、旋钮及菜单软键，您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。

图1-2前面板

后面板总览

图1-3后面板

初步了解用户界面

DG1022双通道函数/任意波形发生器提供了3种界面显示模式：

单通道常规模式、单通道图形模式及双通道常规模式。

这3种显示模式可通过前面板左侧的View按键切换。

用户可通过CH1和CH2来切换活动通道，以便于设定每通道的参数及观察、比较波形。

图1-4单通道常规显示模式

图1-5单通道图形显示模式

图1-6双通道图形显示模式

初步了解波形设置

如下图1-7所示，在操作面板左侧下方有一系列带有波形显示的按键，它们分别是：

正弦波、方波、锯齿波、脉冲波、噪声波、任意波，此外还有两个常用按键：

通道选择和视图切换键。

下面的练习将引导您逐步熟悉这些按键的设置。

本章以下对波形选择的说明均在常规显示模式下进行。

图1-7按键选择

1、使用Sine按键，波形图标变为正弦信号，并在状态区左侧出现“Sine”字样。

DG1022可输出频率从1μHz到20MHz的正弦波形。

通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、相位，可以得到不同参数值的正弦波。

图1-8正弦波常规显示界面

图1-7所示正弦波使用系统默认参数：

频率为1kHz，幅值为5.0VPP，偏移量为0VDC，初始相位为0°。

2、使用Square按键，波形图标变为方波信号，并在状态区左侧出现“Square”字样。

DG1022可输出频率从1μHz到5MHz并具有可变占空比的方波。

通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、占空比、相位，可以得到不同参数值的方波。

图1-9方波常规显示界面

图1-8所示方波使用系统默认参数：

频率为1kHz，幅值为5.0VPP，偏移量为0VDC，占空比为50％，初始相位为0°。

3、同理使用Ramp按键，波形图标变为锯齿波信号，并在状态区左侧出现“Ramp”字样。

使用Pulse按键，波形图标变为脉冲波信号，并在状态区左侧出现“Pulse”字样。

使用Noise按键，波形图标变为噪声信号，并在状态区左侧出现“Noise”字样。

DG1022可输出带宽为5MHz的噪声。

4、使用CH1\CH2键切换通道，当前选中的通道可以进行参数设置。

在常规和图形模式下均可以进行通道切换，以便用户观察和比较两通道中的波形。

5、使用View键切换视图，使波形显示在单通道常规模式、单通道图形模式、双通道常规模式之间切换。

此外，当仪器处于远程模式，按下该键可以切换到本地模式。

初步了解输出设置

如下图1-9所示，在前面板右侧有两个按键，用于通道输出、频率计输入的控制。

下面的说明将引导您逐步熟悉这些功能。

图1-10通道输出、频率计输入

图1-11通道输出控制

1、使用Output按键，启用或禁用前面板的输出连接器输出信号。

已按下Output键的通道显示“ON”且键灯被点亮。

2、在频率计模式下，CH2对应的Output连接器作为频率计的信号输入端，CH2自动关闭，禁用输出。

初步了解数字输入的使用

如下图1-12所示，在前面板上有两组按键，分别是左右方向键和旋钮、数字键盘。

下面的说明将逐渐引导您熟悉数字输入功能的使用。

图1-12前面板的数字输入

方向键用于切换数值的数位、任意波文件/设置文件的存储位置。

旋钮●改变数值大小。

在0~9范围内改变某一数值大小时，顺时针转一格加1，逆时针转一格减1。

●用于切换内建波形种类、任意波文件/设置文件的存储位置、文件名输入字符，

数字键盘直接输入需要的数值，改变参数大小。

设置正弦波

使用Sine按键，常规显示模式下，在屏幕下方显示正弦波的操作菜单，左上角显示当前波形名称。

通过使用正弦波的操作菜单，对正弦波的输出波形参数进行设置。

设置正弦波的参数主要包括：

频率/周期，幅值/高电平，偏移/低电平，相位。

通过改变这些参数，得到不同的正弦波。

如图1-13示，在操作菜单中，选中频率，光标位于参数显示区的频率参数位置，用户可在此位置通过数字键盘、方向键或旋钮对正弦波的频率值进行修改。

图1-13正弦波参数值设置显示界面

表1-1Sine波形的菜单说明

设置输出频率/周期

1.按Sine→频率/周期→频率，设置频率参数值。

屏幕中显示的频率为上电时的默认值，或者是预先选定的频率。

在更改参数时，如果当前频率值对于新波形是有效的，则继续使用当前值。

若要设置波形周期，则再次按频率/周期软键，以切换到周期软键（当前选项为反色显示）。

2.输入所需的频率值。

使用数字键盘，直接输入所选参数值，然后选择频率所需单位，按下对应于所需单位的软键。

也可以使用左右键选择需要修改的参数值的数位，使用旋钮改变该数位值的大小。

图1-14

●当使用数字键盘输入数值时，使用方向键的左键退位，删除前一位的输入，修改输入的数值。

●当使用旋钮输入数值时，使用方向键选择需要修改的位数，使其反色显示，然后转动旋钮，修改此位数字，获得所需要的数值。

设置输出幅值

1.按Sine→幅值/高电平→幅值，设置幅值参数值。

屏幕显示的幅值为上电时的默认值，或者是预先选定的幅值。

在更改参数时，如果当前幅值对于新波形是有效的，则继续使用当前值。

若要使用高电平和低电平设置幅值，再次按幅值/高电平或者偏移/低电平软键，以切换到高电平和低电平软键（当前选项为反色显示）。

2.输入所需的幅值。

使用数字键盘或旋钮，输入所选参数值，然后选择幅值所需单位，按下对应于所需单位的软键。

图1-15

设置偏移电压

设置起始相位

……

设置方波……

详细设置参考：

DG1022双通道函数/任意波形发生器用户手册.pdf

2.RIGOLDS5000系列数字存储示波器的使用

DS5000的前面板和用户界面

图1-16DS5000面板操作说明图

图1-17DS5000显示界面说明图

请按照如下步骤接入信号：

1．用示波器探头将信号接入通道1（CH1）：

将探头上的开关设定为10X（图1-18），并将示波器探头与通道1连接。

将探头连接器上的插槽对准CH1同轴电缆插接件（BNC）上的插口并插入，后向右旋转以拧紧探头。

2.示波器需要输入探头衰减系数。

此衰减系数改变仪器的垂直档位比