电子测量实验指导书doc.docx

1、电子测量实验指导书doc实验一 电子测量与仪器认识实验一. 实验目的：1.熟悉以前用过的仪器，明确个仪器的功能；2.了解本学期要用到的仪器，了解其功能、开关旋钮的作用及名称；3.对仪器建立感性认识，明确学习目的。二. 实验预习：1.复习学过的有关内容，了解所用到的仪器及其功能；2.写好实验预习报告。3.查阅有关的词典，翻译下列单词（个别单词为缩写）：POWER、FUNCTION、FREQ（Frequency）、MULT(Multiple)、DUTY、INV(Invert)、OFFSET、ADJ(Adjust)、TTL、CMOS、AMPL(Amplitude)、OUTPUT、INPUT、VCF(

2、Voltage Control Frequency)、MAX(Maximum)、MIN(Minimum)三. 实验设备及器材：函数信号发生器、示波器、毫伏表、电桥、Q表、直流电源等各一台，测试线若干。四. 实验方法和步骤：1.熟悉实验室内所有仪器的结构外形；了解各开关旋钮的作用。2.熟悉函数信号发生器的功能及开关旋钮的名称及作用，通过面板符号标记了解其主要技术指标。3.将函数信号源与示波器相连，重复2的操作。4.将计数器与函数信号源相连，重复2的操作。5.将毫伏表与函数信号源相连，重复2的操作。6.通过老师介绍了解半导体特性图示仪、电桥、Q表等的功能及简单应用。7.对上述所有仪器进行分类（按功

3、能）。五. 实验报告要求：1.根据实验任务及步骤完成每部的实验任务；2.根据实验现象及测量结果，简要分析函数信号发生器各开关旋钮的作用是什么？再查阅有关的词典，比较理解预习报告中英语单词翻译的正误情况如何。3.回答思考题。 思考题：1.根据调节函数信号源的“TTL”、“CMOS”出现的现象分析二旋钮有什么区别？附实验预习报告及要求：1.按实验报告的格式写好实验报告草稿，以备进行实验纪录。2.结合理论学习，简要说明二题中所翻译单词的作用。3.写出函数信号发生器能够产生的波形有哪些？4.结合以前的实验，并参看课本有关内容熟悉函数信号发生器、示波器的使用。实验二、函数信号发生器的使用一. 实验目的：

4、1.进一步熟悉函数信号发生器的组成及工作原理；2.明确函数信号发生器各开关的作用，学会使用函数信号发生器；3.了解函数信号发生器的常用技术指标；4.初步了解示波器的使用。二. 实验预习：1.复习函数信号源的有关内容，预习示波器的有关内容；2.写好实验预习报告。3.查阅有关的词典，翻译下列单词：Power、Function、Freq（frequency） Mult(Multiple)、Duty、Inv(invert) 、Offse、Adj（Adjust） TTL(Transistor-Transistor Logic Circuit)、CMOS(Complementary MOS Integra

5、ted Circuit)、Ampl(Amplitude)、Output Input、VCF(Voltage Controlled FrequencyVCO，Voltage Controlled Osillator)、MAX(Maximum)、MIN(Minimum)三. 实验设备及器材：函数信号发生器、示波器、毫伏表、计数器各一台，测试线若干。四. 实验原理：函数信号发生器是一种多波形信号源，能够产生某些特定的周期性时间函数波形。可以产生正弦波、方波、三角波，通过调整波形的占空比等参数还可以产生锯齿波、矩形波（宽度和重复周期可调）、正负尖脉冲波等波形。函数信号发生器是利用波形变换电路将方波、正

6、弦波或三角波变换成为其它波形的。五. 实验方法和步骤：1.熟悉函数信号发生器、示波器面板上的开关旋钮，了解其作用；2.如右图所示连接仪器。3.调整函数信号发生器的开关旋钮，分别输出1KHz的正弦波、方波，调整示波器的开关旋钮分别显示出稳定的对应波形；调整函数信号发生器的各个开关旋钮，并适当调整示波器的开关旋钮，观察示波器上显示的波形有无变化？有什么变化？记录后加以说明；观察波形的同时，记录下毫伏表指示的数值，看看有无变化？4.调整信号发生器的开关旋钮，使之输出占空比为1：5的矩形波。5.利用计数器估测函数信号发生器输出1KHz正弦波的输出电压范围是多少？频率准确度是多少？（信号源输出端并接计数

7、器测量实际频率）六. 实验报告要求：1.根据实验任务及步骤完成每部的实验任务；2.根据实验现象及测量结果，简要分析函数信号发生器各开关旋钮的作用是什么？再查阅有关的词典，比较理解预习报告中英语单词翻译的正误情况如何。3.回答思考题。七. 思考题：1.利用计数器测量函数信号发生器输出频率时，发现计数器不能正确显示结果，试回答可能产生的原因是什么？附实验预习报告及要求：1.按实验报告的格式写好实验报告草稿，以备进行实验纪录。2.结合理论学习，简要说明二题中所翻译单词的作用。3.写出函数信号发生器能够产生的波形有哪些？4.结合以前的实验，并参看课本有关内容熟悉函数信号发生器、示波器的使用。实验三 电

8、子计数器的使用一. 实验目的：1.熟悉电子计数器的测量原理及其组成；2.明确电子计数器的测量项目；3.学会用电子计数器测量信号的频率、周期、累加计数、自检等。二. 实验预习：1.复习电子计数器有关内容，明确电子计数器的组成，理解掌握电子计数器的测量原理；2.翻阅词典，翻译下列单词：MULTIFUNCTION、COUNTER、OVFL(Overflow)、GATE、STBY(Standby)、RESET、TOT(Total)、PER(Period)、freq(Frequency)、CHK(Check)、MEASURE、AVERAGE、BASE、MODEL3.按要求写好实验预习报告。三. 实验设备

9、及器材：NFC-100型通用电子计数器、信号发生器、毫伏表、秒表、示波器（可选）各一台（块），测试线若干。四. 实验原理：通常使用的是通用电子计数器，它可以用来测量信号的频率、周期、累加计数及自检等。电子计数器主要由闸门、门控电路、被测信号处理通道、标准信号处理通道、计数显示等电路组成。测量原理是闸门开启时间与累计出脉冲个数的脉冲列所经历的时间相等。控制闸门开启时间的信号和用于产生计数脉冲的信号根据测量物理量的不同进行变换。五. 实验任务及步骤：1.熟悉电子计数器面板上的开关旋钮；2.进行自检，将电子计数器的输入与输出相连，按下自检按钮“CHK”，根据实验显示结果，验证下表是否正确闸门时间10

10、MHz显示结果（kHz）10ms10000.00.1s10000.001s10000.00010s（溢出指示灯亮）0000.00003.测量频率，调整信号发生器使之输出200KHz正弦波，并与电子计数器的输入端相接，利用电子计数器测量正弦波信号的频率，填写下表：闸门时间T显示结果（kHz）（取中间值）量化误差100%（N为不带小数点的显示数字）10ms.0.1s.1s.10s.4.测量周期，分别调整信号发生器使之输出200kHz正弦波和100Hz的方波，并与电子计数器的输入端相接，利用电子计数器测量信号的周期，填写下表：周期倍乘显示结果（us）正弦波方波1.10.100.1000.5.累加计数

11、，分别调整信号发生器输出10Hz大小合适的方波(通过测量频率的方法事先测量），用秒表或其它计时器计时30s，将测得的累加计数结果填入下表：信号结果（可以多次测量求平均）10Hz方波6.测量完毕，整理仪器、测试线。六. 注意事项：1.电子计数器测频、测周时等，被测信号一定不能太小，否则，由于计数器灵敏度的限制，而不能正确显示结果。2.填写上述表格时，由于显示结果位数的不同，结果位数不一定与已列出的相同。七. 实验报告要求*：1.根据实验任务及步骤，完成实验任务，记录数据，整理结果。2.根据实验现象，并结合仪器，复习电子计数器的测量原理及其组成。3.回答思考题。八. 思考题：1.根据实验结果，判断

12、说明电子计数器的显示位数（溢出位除外）是多少？2.闸门时间、周期倍乘的改变是怎样实现的？各自改变的是什么用途的信号？附实验预习报告及要求*：1. 按实验报告的格式写好实验报告，以备进行实验纪录。2. 试分析说明思考题之2。实验四 示波器认识实验一. 实验目的：1.初步了解示波器的使用，建立示波器感性认识；2.了解示波器各开关旋钮的名称及作用；3.熟悉示波器的使用及显示波形的调整。二. 实验预习：1.复习前面的实验，回顾示波器使用的方法*；2.复习有关的内容，并翻译下列英文单词：英文英文全写中文英文英文全写中文OSCILLOSCOPE同左POWER INDICATOR同左INTENSITY同左P

13、ROBE ADJUST同左FOCUS同左Z AXIS INPUT同左TRACE ROTATION同左INVERT同左VERTICAL同左VOLTS/DIVVolts/DivisionPOSITON同左VARIABLE同左CH1Channel1CALCalibrateCH2Channel1GND同左ALTAlternat或AlternatingDCDirect CurrentCHOP同左ACAlternating CurrentADD同左pkpeakHORIZONTAL同左READY同左LEVEL同左TRIGD同左SLOPE同左SEC/DIVSecond/DivisionSWEEP MODE同左

14、PULL同左AUTO同左TRIGGER SOURCE同左NORMNormalEXTExtraTRIGTRIGGERLINE同左SGLSINGLETVTelevition注意：在预习报告中列表时，给“中文”列预留较大的空间。3.预习课本有关内容，了解示波器的组成及其工作原理*；4.按要求写出实验预习报告*。三. 实验设备及器材：信号发生器、示波器、毫伏表各一台，测试线若干。四. 实验原理*：电子示波器主要用来测量电压、频率、相位差、周期等以及显示被测信号波形，其测量原理依据是示波管的线性偏转特性。示波器主要X、Y、Z通道等组成。示波管内的电子束同时受Y方向的被测信号和X方向的扫描锯齿波共同作用下

15、显示出被测信号的波形。五. 实验任务及步骤：1.如右图所示连接仪器。2.调整信号发生器输出频率为1kHz、大小为1V的正弦波。3.调整示波器使之显示的波形大小合适、波形稳定。4.依次改变示波器上的各个开关旋钮（如辉度、聚焦、水平移位、垂直移位、输入信号耦合方式、五种显示方式、触发信号源、扫描方式、触发电平、触发信号极性选择等）而其它的旋钮保持不变，注意观察显示的波形有无变化，并从中总结各个开关旋钮的作用。填表如下（注意：带有“”列应预留大的宽度）开关旋钮的名称调节出现的现象旋钮作用实现方法汉语英文辉度INTENSITY旋转聚焦FOCUS旋转垂直移位VERTICAL POSITON上下水平移位H

16、ORIZONTAL POSITION旋转触发电平LEVEL旋转触发扫描指示TRIGD点亮时触发极性SLOPE弹压CH2倒相INVERT弹压输入耦合方式接地GND压直流DC压交流AC压显示方式信道1CH1压信道2CH2压交替ALT压断续CHOP压叠加ADD压触发信号源信道1CH1压信道2CH2压电源LINE压外加EXIT压触发耦合方式标准NORM压视频TV压交流AC压直流DC压扫描方式标准NORM压自动AUTO压单次SGL压“X-Y”工作方式X-Y左旋到底探极衰减比11拨动101拨动轴线校正TRACER OTATION旋转标准信号输出PROBE ADJUST幅度(VP-P)频率(kHz)示波器型

17、号频宽（MHz）荧光屏有效尺寸（cm2）宽(cm)高(cm)ZiRi(M)Vmax(Vpk)Ci(PF)5.再次调出大小合适、波形稳定的波形，将偏转灵敏度细调旋钮置于校准位置，除了改变偏转灵敏度旋钮外，保持其它旋钮不变，分别记录下不同的偏转灵敏度时，显示波形的峰峰点间距离（格数）及毫伏表显示的数值,注意发现其中有什么规律？填表如下：(设探极衰减比为K1，K=1或K=10)偏转灵敏度Dy（V/div）峰峰点间距H(div)毫伏表示值U（V）是否满足等式6.5题中除了改变偏转因数旋钮外，保持其它旋钮不变，注意观察改变偏转因数旋钮对显示的波形有什么影响？7.再次调出大小合适、波形稳定的波形，将时基因

18、数细调旋钮置于校准位置，除了改变时基因数旋钮外，其它的旋钮保持不变，分别记录下不同的扫速时，显示波形一个周期所占的各数是多少?注意发现其中的规律是什么？填表如下：时基因数Dx(s/div)一个周期所占格数X(div)已知波形频率f(Hz)是否满足关系式8.7题中除了改变扫速细调旋钮外，保持其它旋钮不变，注意观察改变时基因数细调对波形有何影响？将使基因数旋钮(PULL5)拔出，注意看一下显示出的波形的宽度与未拔出时的关系是怎样的？9.实验完毕，整理仪器，填写实验记录单。六. 实验报告要求：1.根据实验任务及步骤完成每部的实验任务；2.根据实验现象及实验结果，认真总结分析，填写表格；3.回答思考题

19、。七. 思考题：1.如何实现两个信号相减的叠加显示？2.造成显示波形不稳定的原因有哪几个？（仅考虑示波器开关旋钮方面的原因）附实验预习报告及要求：1. 按实验报告的格式写好实验报告草稿，以备进行实验纪录。2. 根据理论预习，结合实验，分析造成波形不稳定的示波器开关旋钮方面的可能原因有哪些？3. 简要画出示波器的组成框图。实验五 示波器应用之一一. 实验目的：1. 进一步熟悉示波器的组成及其工作原理；2. 学会利用示波器测量交流信号的大小、周期（或频率）的应用；3. 进一步熟悉示波器的应用。二. 实验器材设备：2261型示波器、毫伏表、低频信号发生器、电子计数器各一台，测试线若干。三. 实验内容

20、与步骤：1. 将示波器探极、信号源输出、毫伏表输入的高低端分别并联（注意，选毫伏表量程最大）；2. 利用毫伏表、电子计数器观察着调整低频信号发生器，使之输出大小为1V、频率为1kHz的正弦波；3. 调整示波器使之显示波形的幅度、宽度合适便于观测，分别记录下显示出的正弦波正负峰点间的距离Hp-p(单位为cm)、偏转灵敏度S(单位为V/cm,注意将偏转灵敏度细调旋钮调至“校准”位置)各是多少？则峰峰值电压Vp-p=Hp-pS，存在如下关系：Hp-pS/2=U（U为毫伏表测出的正弦波电压），计算Hp-pS/2验证上式是否成立；4. 分别记录下荧光屏上显示出的正弦波的一个周期所占有的水平距离HT（单位

21、为cm）、选用的水平扫描速度VT(单位为s/cm,注意水平扫描速度细调旋钮放在“校准”位置)各是多少？则被测正弦波周期T=HTVT(被测正弦波信号频率f=1/T),计算HTVT验证上式是否成立；5. 将低频信号发生器的输出改变为1kHz、1V的方波，重复上述测量并验证对应计算式是否成立；6. 实验完毕，记录数据，整理仪器设备。四. 思考题1. 能够利用示波器测量直流电压吗？如果能，怎样测量呢？请写出其测量步骤。2. 已知在利用示波器测量被测信号的周期时的扫描速度旋钮的指示不准确，请问如何不借助其它仪器正确的测量出被测信号的周期？五. 实验报告要求：1. 按实验报告的格式填写好每步实验测量结果；

22、2. 回答思考题；3. 总结实验过程中出现的现象及规律，写出实验心得体会。4. 示波器为什么可以测量电压、周期？实验六 示波器应用之二一. 实验目的：1.进一步熟悉示波器的组成及其工作原理，熟悉示波器的操作使用。2.学会利用示波器测量相位差，观察李沙育波形、亮度调制现象等。3.学会利用示波器测量直流电压。二. 实验预习工作：1.复习前面的实验及所翻译的单词，回顾示波器使用的方法；2.复习有关示波器波形显示原理及示波器的应用部分的内容；3.按要求写出实验预习报告。三. 实验器材设备： 22621型示波器、毫伏表各一台（块），低频信号发生器两台，测试线若干。四. 实验原理：当电子示波器工作在“X-

23、Y”方式时，示波器X偏转板上所加的信号不再是扫描电压而是外加的X信号，该信号与Y信号是各自独立的，它们各自在X、Y偏转板间建立偏转电场对电子束共同作用而产生一个新的图形，例如，将两个同频正弦波加到示波器上时，得到的波形为椭圆、圆或直线，两个正弦波加到示波器得到的图形称为李沙育图形。五. 实验内容与步骤：（一）测量直流电压 1. 将示波器探极与直流电源相接。2. 利用万用表调整直流电源使之输出1V直流电压。3. 示波器输入耦合方式选为GND、扫描方式选为AUTO扫描、偏转因数微调置于“校准CAL”。4. 选DC输入耦合方式，确定出时基线相对于GND耦合时垂直方向上的变化方向及大小HY。5.计算直

24、流电压：偏转因数DYHYK（探极衰减比），看是否等于1V。（二）测量相位差1. 如图3所示连接示波器探极（注意两探极负极相接）。2. 调整信号源输出使之输出频率为1kHz的较大正弦波。3. 示波器垂直工作方式为ALT或CHOP（注意选择相位超前的信号为触发源），调整示波器有关开关旋钮得到两个稳定的正弦波。用扫描法测出两个信号的相位差。4. 改变时基因数使示波器工作于X-Y方式，可以得到一个稳定的椭圆，利用椭圆法测出两个信号的相位差，并与上步结果相比较，看是否相等。5. 按下4中CH2的INVERT，看椭圆的倾斜有什么变化，并计算结果（4、5步可以利用计算器进行计算）。6. 改变5中的时基因数利

25、用扫描法测出5中信号的相位差。7.改变被测信号为信号源输出总信号与电容两端的信号，即CH1的正负极分别接电阻上端和电容下端，CH2的正负极分别接电容的上下端。重复上述步骤。（三）观察李沙育图形两组的信号源合并分别输入示波器X、Y端，分别以其中的一个信号为准耐心调整另一信号的频率，看出现的波形与垂直线、水平线的切点数与其频率有什么关系？（由于两个信号相位差不固定，故显示的图形会产生晃动或旋转）（四）观察亮度调制现象将（三）中的一个信号通过同轴测试线接至示波器后面板的Z输入端（信号尽量大），调整示波器有关开关旋钮显示出另一个波形，改变第一个信号的频率观察显示波形的变化情况（亮暗线段构成波形，且因两

26、个信号相位差不固定而使线段移动）。（五）观察不消隐时，示波器实际显示的波形，分析扫描的实际过程调整有关开关旋钮调出一个波形后，调亮辉度旋钮，置时基因数于合适位置，有的即可显示出带有回扫线、休止线的波形。（六）实验完毕，记录数据，整理仪器设备，登记档案。六. 思考题：1. 如果回扫线和休止线不能被消隐，实际显示出的波形有什么现象？为什么会带有回扫线、休止线？试解释出现的现象。2. 直接测量直流电压时，为什么要将偏转因数微调置于校准位置？怎样测量含直流成分交流波形的大小？3. 为什么可以利用李沙育图形测量频率？谈一谈它的测量原理。七. 实验报告要求：1. 按实验报告的格式填写好每步实验测量结果；2

27、. 回答思考题；3. 总结实验过程中出现的现象及规律，写出实验心得体会。实验八 放大电路部分指标的测量一. 实验目的：1.进一步熟悉示波器、电压表、信号发生器等仪器的工作原理及使用方法；2.学会放大电路幅频特性曲线、频带宽度、输入信噪比等的测量。二. 实验预习：1.复习放大电路工作状态的测试调整方法；2.复习放大电路有关动态指标的定义。三. 实验设备及器材：直流稳压电源、示波器、信号发生器、毫伏表、万用表各一台（块），放大电路板一块，测试线若干。四. 实验原理：幅频特性曲线及频带宽度：放大电路对不同频率的输入信号的放大特性是不同的，该特性可以利用幅频特性曲线来表示；在幅频特性曲线中，电压增益是

28、中心频率时的增益的时所对应的频率的差为放大电路的频带宽度。输入信号比：放大电路输入信号中夹杂着干扰信号，为了描述其中干扰的大小，通常利用信噪比来描述，即信噪比，其中Us、Un分别为输入端的有用信号和噪声信号大小。五. 实验任务及步骤：1.如图5所示连接电路，调节信号发生器使之输出频率为1kHz的正弦波，利用示波器、万用表调整放大电路的动态工作点，使放大电路输出端得到最大的不失真电压（参见模拟电路中的实验）。稍微调小输入信号，并利用毫伏表测出该输入信号的大小Ui。2.利用毫伏表测出放大电路输出电压Uo，记录下此时信号发生器输出信号的频率fi.。3.逐渐改变信号发生器输出信号频率，并分别用毫伏表测出放大电路输出电压的大小，填下表：（表中频率可选用）Ui(mV)fi(Hz)1001502002503004