实验一 电压源与电压测量仪器实验报告

实验一电压源与电压测量仪器实验报告

一、实验目的：

1、掌握电压源（直流稳定电源和函数信号发生器）的功能、技术指标和使用方法；

2、掌握四位半数字万用表及低频毫伏表的功能、技术指标和使用方法；

3、学会正确选用电压表测量直流、交流电压，及含有直流电平的交流电压。

二、实验原理以及仪器介绍

所需仪器

1、直流稳定电源 1台

2、数字函数信号发生器 1台

3、“四位半”数字多用表 1台

4、交流毫伏表 1台

(一).设置信号发生器各项参数

考虑如下信号表达式子：

()

Y B A wtφ

=+Φ+

在该式子中，A：信号的幅值、B为信号的直流分量、

(**)

Φ表示信号的形式、ω表

示信号的频率，φ

表示信号的相位角。若不考虑信号的相位角，则式可以简化为：

()

Y B A wt

=+Φ

若信号没有叠加直流分量，则B为0；

从上式可以发现，若需要简单的产生某一信号，只需要确定该信号的波形的形状（函数形式）、幅值、和频率（周期）即可。下图（a）、（b）、（c）画的是一个完整周期的波形。对比下图（a）和图（b），可以注意到，图（a）的正半周期和负半周期大小是一致的，图（b）信号

的周期和图（a）一致，但是图（b）的正半周期和负半周期大小是不一致的，这是因为图（a）和图（b）的信号各自占空比都不一样，占空比为正半周与周期的比值。对比图（c）和图（a）、图（b）的信号，则可以注意到，图（a）、图（b）的信号是关于0电平线对称的，图（c）的信号，其中轴相对0电平线有向上平移；这是因为，图（c）的交流信号，相对图（a）和图（b）的信号，叠加了一个直流分量。通过对以上图形的对比，可以得到这么一个结论：当需要生成一个信号的时候，只需要根据信号的波形形状、频率、幅度、占空比、直流分量（偏移）等相关参数逐一进行设置，即可得到我们需要的信号输出；当然，设置好正确的信号后，要使信号能够正确输出，根据信号发生器的不同型号，可能还需要进行相关的输出设置。

(二) RIGOL DG10XX 型数字函数信号发生器简介及其使用方法

DG10xx系列双通道函数/任意波形发生器使用直接数字合成（DDS）技术，可生成稳定、精确、纯净和低失真的正弦信号。该型信号发生器为用户提供了操作简单而功能明了的的前面板、人性化的键盘布局及丰富的接口、直观的图形用户操作界面。

1. DG10xx系列双通道函数/任意波形发生器特点

DG10xx系列双通道函数/任意波形发生器具有如下特点：

。DDS直接数字合成技术，得到精确、稳定和低失真的输出信号；

。双通道输出，可以实现通道耦合、通道复制；

。输出5种基本波形，内置48种任意波形；

。可编辑输出14-bit，4k点的用户自定义任意波形；

。100MSa/s采样率

。频率特性：

正弦波1uHz - 20MHz；

方波1uHz – 5MHz；

锯齿波1uHz – 150KHz；

脉冲波500uHz – 3MHz；

白噪声5MHz带宽（-3dB）；

任意波形1uHz – 5MHz

。幅度范围2mVp-p -10Vp-p （50Ω）4mVp-p -20Vp-p （高阻）

。高精度、宽频带频率计：

测量功能：频率、周期、占空比和正/负脉冲宽度

频率范围：100mHz – 200MHz （单通道）

。丰富的调制功能，输出各种调制波形：调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）、二进制频移键控（FSK）、线性和对数扫描（Sweep）及脉冲串（Burst）模式；

。丰富的输入输出：外接调制源，外接基准10MHz时钟源，外触发输入、波形输出和数字同步信号输出。

此为，还有一些辅助功能，具体的可参看使用书册（可从服务器下载获得说明书）。

2 DG10xx系列双通道函数/任意波形发生器前面板及用户界面介绍

图*** 信号发生器前面板

上图为信号发生器的前面板，先根据信号发生的流程，对前面板的各功能区作如下简要说明；

1.电源开关：控制电源的开、关。

2.

1

2

CH

CH

通道切换键：切换活动通道，以便于设定每通道的参数及观察、比较波形

3.波形选择：选择信号发生器生成的信号的形状；

4、菜单键：根据选择的波形，按照LCD上显示的菜单，对各项参数进行设置；

5、数字键盘：输入数字，改变数参数的大小；

6、方向键：用于切换数值的权位、任意波文件/设置文件的存储位置；

7、旋钮：改变数值大小，在0-9内，顺时针转一格数字加1，逆时针转一格数字减1；切换内建波形的种类，任意波形文件/设置文件的存储位置、文件名输入符号；

8、模式/功能键：实现存储和调出、辅助系统功能、帮助功能，具体的用法见使用说明书；

9、L CD显示模式：DG10xx系列双通道函数/任意波形发生器提供了三种界面显示模式：单通道常规模式、单通道图形模式及双通道常规模式，这三种模式可以通过前面板左侧的View 视图切换键切换。下图为三种界面模式：

图***** 信号发生器显示模式

以上为信号发生器简单的介绍，进一步的了解该型信号发生器的功能及其使用方法，请参考《用户手册》。

3、DG10xx系列双通道函数/任意波形发生器使用方法：

在使用信号发生器之前，应该掌握信号发生器的基本使用方法和要产生的信号的各种参数，以避免因仪器不熟或者不了解待发生信号的参数而得不到我们想要的输出信号。下面