浙大版电工电子学实验报告04常用电子仪器的使用

实验报告

课程名称： 电工电子学实验 指导老师： 实验名称： 常用电子仪器的使用

一、实验目的

1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。

2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。

二、主要仪器设备

1.XJ4318型双踪示波器。

2.DF2172B 型交流电压表。

3.XJ1631数字函数信号发生器。

4.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源。

5.10k Ω电阻和0.01μF 电容各一个。

三、实验内容

1.用示波器检测机内“校正信号”波形

首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示，即Y 1(CH1)或Y 2(CH2)，“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。开启电源开关后，调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。 将示波器的“校正信号”引入上面选定的Y 通道(CH1或CH2)，将Y 轴“输入耦合方式开关”置于“AC ”或“DC ”，调节X 轴“扫描速率选择开关”(t/div 或t/cm)和Y 轴“轴入灵敏度开关(V/div 或V/cm)”，并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置，使示波器显示屏上显示出约两个周期，垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。

从示波器显示屏的坐标刻度上读得X 轴(水平)方向和Y 轴(与X 轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值)，填入表4-1，并计算出对应的实测值。

校正信号 标称值 示波器测得的原始数据 测量值

幅度U P-P 0.2V 4div 0.05V/div 0.2V 频率f

1000Hz

5div

0.2ms/div

1000Hz

表4-1

观察“Y 轴输入灵敏度微调开关”和“X 轴扫描速率微调开关”出在顺时针到底和逆时针到底两个极端位置时，屏幕读数与信号标称值的差异(标称值指的信号源输出所表示的数值)。体会测量时不将“微调”旋钮置于校正位置所造成的影响。 2.用示波器和交流毫伏表测量信号参数

(1)调节信号发生器的有关旋钮，使输出频率分别为200Hz 、1kHz 、5kHz 、10kHz ，有效值等于1V(用交流毫伏表测定)的正弦波，用示波器分别测量上述信号的频率，将测得的数据填入表4-2。

注意：用示波器测量信号参数时，被测信号在示波器上显示的波形大小要合适！

专业： 应用生物科学 姓名：

学号：__ _ 日期： 地点：

信号发生器 输出信号频率/kHz

示波器测得的原始数据

示波器实测值

一周期的格数div

扫描开关t/div 的位置 周期/ms

频率/kHz 0.2 9.7

0.5ms 4.85

0.206 1 9.6 0.1ms 0.96 1.042 5 9.8 20μs 0.196 5.102 10

9.8

10μs

0.098

10.204

表4-2

(2)调节信号发生器有关旋钮，使输出信号频率为1kHz 、有效值分别为0.5V 、1V 、2V 、3V 、(用

交流毫伏表测定)的正弦波，用示波器分别测量上述正弦波的峰-峰值U P-P (即正弦波正半周最高点与负半周最低点之间的值)，并根据测得的峰-峰值U P-P 折算得到正弦波的有效值，将数据填入表4-3。

信号发生器 输出电压 (有效值)/V

示波器测得的原始数据 示波器实测值 峰-峰值的 格数div

Y 轴灵敏度开关 V/div 的位置

峰-峰值 U P-P /V 有效值U/V (折算得到) 0.5 7.2 0.2 1.44 0.509 1 5.6 0.5 2.8 0.990 2 5.8 1 5.8 2.051 3

4.2

2

8.4

2.970

表4-3

3.用示波器测量两信号的相位差

实验电路如图4-1所示。u S 是信号发生器输出的频率为1kHz 、有效值约为5V 的正弦波，加于RC 串联电路两端，设电阻R 上的电压为u R ，则u S 与u R 频率相同、相位不同，用示波器可测量u S 与u R 的相位差。

将u S 和u R 分别加到双踪示波器的两个输入端Y 1(CH1)和Y 2(CH2)，示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于“交替(ALT)”或“断续(CHOP)”挡，选择合适的X 轴触发源，让触发信号取自u S (CH1)，调节“触发电平(LEVEL)”旋钮，调节Y1和Y2的“移位(POSITION)”和“输入灵敏开关”(V/div)以及微调旋钮，使在屏幕上显示出两个稳定的正弦波u S 和u R ，如图4-2所示。根据u S 与u R 波形在水平方向上的差距格数D ，以及u S 或u R 波形一个周期的格数T ，则可求得u S 与u R 两个波形的相位差：T

D ⨯︒=360φ

图4-1 RC 串联电路 图4-2 图4-1电路的波形

将图4-1电路测量结果记入表4-4。

一个周期的格数T 两波形在X轴方向的差距格数D 两波形的相位差φ

9.7 0.9 33.4º

表4-4

4.用示波器测量方波和三角波的参数

调节信号发生器的有关旋钮，使分别输出具有一定幅度(峰-峰值为几伏)和频率(几千赫)的方波和三角波，用示波器分别观察和测量，并记入表4-5。

被测信号波形

示波器测得的峰-峰值数据示波器测得的周期数据

峰-峰值

格数div

Y轴灵敏

度V/div

峰-峰值

/V

周期格数

div

扫描速率

t/div

周期/ms

方波 4 0.5 2 4.8 0.2ms 0.96 三角波 6 0.5 3 9.8 50μs 0.49

表4-5

四、实验总结

1.整理实验数据和有关表格。

各实验数据计算结果已填入上述各表中，各表计算过程如下：

表4-1：

幅度U P-P测量值：4×0.05=0.2V

频率f测量值：1/(5×0.2/1000)=1000Hz

表4-2：

周期/ms=(一周期的格数div)×(扫描开关ms/div的位置) 包含单位换算

频率/kHz=1/(周期/ms)

表4-3：

峰-峰值U P-P/V=(峰-峰值的格数div)×(Y轴灵敏度开关V/div的位置)

有效值U/V=(峰-峰值U P-P/V) /2

2

表4-4：

两波形的相位差φ0.9/9.7×360=33.4º

表4-5：

峰-峰值/V=(峰-峰值格数div)×(Y轴灵敏度V/div)

周期/ms=(周期格数div)×(扫描速率t/div) 包含单位换算

2.总结使用电子仪器尤其是双踪示波器的体会。

本次实验使用到的主要电子仪器是双踪示波器，是一种用途很广的电子测量仪器，在之前的大学物理的多个实验中已经有所接触。双踪示波器的优势在于，能够同时测量两种不同信号的波形，可将其同时显示进行对比和计算，为测量信号提供了很多便利。在使用双踪示波器的过程中，应注意在校正时将所有“微调”旋钮置于校正位置，才能达到正确的校正效果，否则会由于“微调”旋钮没有归位而造成后续的一系列测量的偏差。