姓　　名：xxxxxxx      

               学    号：xxxxxxxxxxx   

班    级：电气xxxxx班

               组    员：xxxxxxxxxxx   

               指导教师：xxxxxxxx     

               实验日期：xxxxxxxxxxxx 

实验一  示波器波形参数测量

一 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。

二 实验设备

1.信号发生器, 示波器

2.电阻、电容等

三 实验步骤

1．测量1kHZ的三角波信号的峰峰值及其直流分量。

2．测量1kHZ的三角波经下图阻容移相平波后的信号的峰峰值及其直流分量。

    3．测量1kHZ的三角波的周期及频率。

    4．用单踪方式测量三角波、两信号间的相位差。

    5．用双踪方式测量三角波、两信号间的相位差。

6．信号改为100HZ，重复上述步骤1~5。

四 实验数据

1.本实验所用RC移相平波电路中，

2.1kHz三角波测量结果数据记录表

（1）幅值

解：由于输出信号幅值基本保持不变，下面以幅值衰减倍数作为变量进行比较：

    输入信号为1kHz三角波时，

幅值衰减倍数    

    输入信号为100Hz三角波时，

幅值衰减倍数        

 该移相平波电路对100Hz三角波的衰减较小，推广到一般，RC移相平波电路对低频信号的衰减较小

（2）直流分量：

解：由于输出信号直流分量基本保持不变，可直接对输出信号的直流分量

     进行比较，

输入信号为1kHz三角波时，

输入信号为100Hz三角波时，

该移相平波电路对三角波的直流分量的阻隔作用近乎没有。推广到一般，RC移相平波电路对信号的直流分量没有阻隔作用。

（3）相位差：°    

解：输入信号为1kHz三角波时，

采用单踪方式：

采用双踪方式：

输入信号为100Hz三角波时，

采用单踪方式：

采用双踪方式：

单踪方式较双踪方式准确

比较两项的相位差可知，该移相平波电路对1kHz三角波的移相作用较明显，推广到一般，RC移相平波电路对高频信号的移相作用较大

五 实验结论

1.RC移相平波电路对于100Hz三角波信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于1kHz三角波信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。

推广到一般，RC移相平波电路对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。

2.对于示波器测量，单踪方式较双踪方式更为准确，且适用范围较广，因为双踪方式不可用于不相干信号的测量，否则会导致波形不稳定。

六 实验问题讨论

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？

解：单踪测量更准确。

选用双踪方式时，使用两个输入通道，双踪方式的扫描分为交替方式（ALT）和断续方式（CHOP）两种，均会产生更大系统误差，因而导致

双踪工作方式的准确度略低于单踪工作方式。

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？

解：当输入信号为1kHz三角波时，示波器工作在交替方式；

当输入信号为100Hz三角波时，示波器工作在断续方式；

交替扫描方式为非实时扫描，开关速度低，适用于高频信号，而断续、扫描方式为实时扫描，开关速度高，适用于低频信号。

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

解：对于同一组移相电路，输入信号形式相同但频率不同时，会产生不同输出信号。下面先进行理论分析： 

根据基尔霍夫定律，得：

解之，得：

代入输入信号（三角波）

其中， 为三角波斜率，正比于三角波的频率

解常微分方程，得：

明显与三角波频率f有关。

不同频率的信号将产生不同的输出信号：RC移相平波电路对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。

在实验中，实验现象与理论分析相恰。

因此，考虑到实际应用，使用RC电路进行隔直作用时，输入信号的频率尽量低。

七 实验总结

1.用示波器进行测量时，可采用光标测量。具体操作方法如下：

（1）按选择功能：

       ：光标水平放置，进行电压测量；

       ：光标垂直放置，进行时间测量；

       OFF：光标消失，退出光标测量功能。

   （2）按TCK/C2选择跟踪基线：C1，C2，C1和C2。

   （3）调节FUNCTION，以调整光标位置，其中，当选定C1和C2进行跟踪时，两光标保持间距不变进行位置移动。

   （4）在屏幕下方读出所测数据（）

2. 单踪方式与双踪方式：

（1）进行测量时，触发信号应接外触发（待测信号），以免波形不稳；

（2） 对于示波器，单踪方式较双踪方式更为准确，且适用范围较广，因为双踪方式不可用于不相干信号的测量，否则会导致波形不稳定。但双踪方式在比较时更为直观

（3） 由以上分析可知：进行相位差的测量时，单踪方式的测量误差比双踪方式略小。其原因主要在于示波器在两种工作状态下的工作方式有所不同：双踪方式的扫描分为交替方式（ALT）和断续方式（CHOP）两种，均会造成微小误差，因而导致双踪工作方式的准确度略低于单踪工作方式。另外，交替扫描方式适用于高频信号，而断续扫描方式适用于低频信号。

3.  RC移相平波电路:

对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；

对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。

因此，考虑到实际应用，使用RC电路进行隔直作用时，输入信号的频率

尽量低

实验二  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

2.二极管、稳压二极管、晶体管9012、9013

三 实验步骤

1.测量二极管的导通特性曲线。

2.测量稳压二极管的正向、反向特性曲线。

3.测量晶体管9012的特性曲线，计算、、、。

4.测量晶体管9013的特性曲线，计算、、、。

四 实验数据

1.晶体管9013的特性曲线（9013为NPN型三极管）

图一                                        图二

横轴表示集电极电压，一格表示2V, 纵轴表示集电极电流，一格表示2mA

下面从输出特性曲线上能够查出、、、这四个主要参数:

(1) 时的即为。由图一可知，当时，集电极电流基本为零。

(2) 饱和压降  。集电极电流(饱和)时对应的即为饱和压降。

由图一可以读出。

（3）电流放大倍数

     理式

读图一知，基极所加阶梯电流,集电极电流变化,                   

。

（4）反向击穿电压

按下零电流，即,适当的选择限流电阻,适当的选择电压档位和极性，逐渐增加扫描电压，观测电流的变化，当发生电流突变时的拐点位置，即为击穿电压。

 由下图可知：此时横轴一格表示　，

。

2.晶体管9012特性曲线 （9012为PNP型三极管）

图三                               图四

由图三知，横轴一格表示2V，纵轴一格表示2mA，，

,,

由图四知，此时横轴一格表示10V，

五 实验问题讨论

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？

解：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？

解：增加簇数，使n增大，由知， 要增大，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？

解：以PNP型三级管为例，显示部分中间按钮按下，调零起始位置在右上角，级数选择“1”，最“左”位置。按下测量板上的“零电流”，调整Vce=10V，此时为，松开零电流，应使第一条线与重合，即阶梯调零旋钮。

实验三  数值化测量仪的使用

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.信号发生器

2.数字频率计

三 实验步骤

分别用测频、测周的方法测量100Hz、1kHz、100Hz的方波，将测量数据添入下表。

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。

解：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：＝－，称为标准频率误差。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，频率越高，测量准确度越高。

解决方法：

A：选择准确性高、稳定性高的晶振作为时标信号发生器。

B: 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。

C：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。

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：

A：采用多周期测量。

B：选用小时标。

C：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？

解：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。下载本文