清华大学电子工程系：电子仪器的使用与电网络参数的测量

清华大学电子工程系

实验报告

姓名：卢小祝

班级：无11

学号：2011011204

名称：电子仪器的使用与电网络参数的测量

教室：903

日期：2012-03-21

2012-03-28

一．实验预习

1.正弦信号波形的参数

2.矩形脉冲的波形参数

要研究一个信号，首先就应知道它有哪些参数？我们需要了解它的什么?或者说是我们要知道什么才能描述它？这是一个实在的问题。

幅度Vm

周期T

有效值 Vrms=

Vm/

频率f=1/T

脉冲幅度Vm 平均脉宽Tw 重复周期T 上升时间Tr 下降时间Tf 占空比D=Tw/T 顶部倾斜ΔVm

3.熟悉了输入输出电阻的测量方法，并掌握了电压增益及其幅频特性的基本情况，有助于在实验中对操作比较熟悉。

二．实验目的

1.了解数字存储示波器(DSOX2012A）、函数信号发生器(EE1642C1)、直流稳

压电源(DH1718E_4)的基本原理和技术指标；

2.熟悉示波器的正确调整方法,掌握用示波器观察和测量电量的方法；

3.掌握函数信号发生器的正确调整方法，了解各个旋钮或按钮的物理功能；

4.（最关键）结合常用电子仪器的使用，学习二端口网络的参数测量；

三．实验方案及电路图

1.RC网络（实验电路图）

2.实验内容（方案设计）

实验一:基本练习

(1)对示波器的基本使用，认识示波器：

观察示波器的校准信号，通过对波形的调节等操作熟悉示波器水平控制、垂直控制等基本方法；

(2)用示波器测量函数信号发生器输出的正弦交流电压的幅度、周期和频率：

✧熟悉函数信号发生器的输出调节与控制，认识各个按钮的物理功能；

✧通过对输入信号的测量，进一步熟悉示波器的操作。学习如何设置被测

量参数，如何对光标进行控制，及如何使用示波器的FFT功能来查看谱

线等操作方法

(3)将正弦信号加至实验电路（RC网络），观察Vi和Vo在不同频率下两者之间的相位差变化：

对输入电压要求为1Vp (即2Vp-p)，调整信号频率（取100Hz、10KHz和20KHz三种情况），分别记录并比较输入波形和输出波形两者之间的幅度和相位差。通过这些操作，锻炼了我们使用仪器的能力，增强了我们动手做试验的能力；

(4)对函数信号发生器的使用：

✧使用波形选择按钮、频率调节按钮和幅度调节等按钮，使之产生一个低

电平为1V，幅度为5V，频率为100Hz，占空比为80%的矩形波；

✧保持其他不变，只改变波形，观察处于“正弦波“、”三角波“时，输

出波形的变化；

(5)测量脉冲波形的上升沿及下降沿：

✧输入控制: 幅度1Vp、低电平0V、频率5KHz、方波

✧用示波器观察并记录Vi与Vo的波形，Vo的上升时间Tr和下降时间Tf，

这个过程我觉得应注意光标位置，理解示波器的测量；

⏹实验二(重点)：二端口网络参数的测量

(1)电路为上图RC网络，输入信号频率为1KHz、幅度为1Vp;

(2)测量：输入电阻Ri、输出电阻Ro、电压增益Av、电压增益的幅频特性并确

定Fl和Fh；

(3)该方案设计考察到了输入电阻、输出电阻、电压增益及其幅频特性的测量方

法，可以锻炼我们对面包板的使用能力及如何有效搭接电路能力，同时又进一步将示波器用于实用，体现了示波器的功能，有助于我们深刻理解和认识示波器在电子实验中的最基本但又不可少的重要作用；

四.实验记录及数据分析

1.实验记录：

实验一部分

⏹示波器校准波形

⏹用示波器测函数信号发生器输出的正弦信号的相关参数

其经FFT产生的谱线图

⏹不同频率下波形比较

10KHz

此时紫色的

为其谱线图⏹控制输出特定方波，之后变三角波和正弦波

⏹测量脉冲波形上升沿及下降沿

实验二部分

⏹输入内阻

⏹输出电阻

✧开路输出电压

✧接入R后

⏹电压增益（f=1KHz）

⏹求电路电压增益的幅频特性

✧找Fl（下限）

找Fh（上限）

1.33

得到的幅频特性大致曲线

2.原始数据记录

1.37

Am=0,955

Fl=25.37Hz

Fh=8.9142KHz

3.数据分析及整理，得到我们所求

在上图中也有表示，我每组多测量几组值，然后平均法处理，减小误差得到结果如下：

五．实验中遇到的问题

1. 在第一次观察校准波形时，我发觉就一上一下两根线，当我设定测量值时，它显示为无边沿。由于是第一次使用，真搞不懂为何这样；后来发现，原来我的触发类型为“边沿”，由于没显示完一个完整波，所以找不到标准，于是出现那样的结果；

2. 关于二端口网络测量部分，我发觉当我调整输入频率时，并没想到让幅度改变，但示波器上的数据让我惊讶：但我频率增大，幅度“自觉”地减小了，为什么呢？

我试着去思考为什么？但最终还是不太明白，我猜想这是由于电路结构影响的。在之后的操作中就不得不同时关注两个数据的变化，确保输入电压不被改变，这样才能减小实验误差。

3. 就是在函数信号发生器的调解中，为何就不能调到某些数呢？比如在测量电压增益的幅频特性时，我需要的是1.35V的数据，但就是调不出，于是我只好用1.33和1.37来模拟近似，然后去均值。不过我觉得这是仪器的问题，而且在实际中可能这是无法避免的。于是我们赢该更多的去思考如何去减小误差，而不是抱怨。

六.关于思考题