1、实验一 常用电子仪器的使用实验报告一、 实验原理1、电子示波器使用方法总结(1)波形位置与几何尺寸调节：调整波形对应通道的垂直控制按钮，使波形尽量处于示波器屏幕中心的位置，以获得较好的测量线性。旋转 Vertical 旋钮，尽可能使其波形的幅度占示波器屏幕的一半以上，以提高电压幅度测量的精度。正确调整 Horiztal 旋钮，以便能够在示波器屏幕上看到一个或几个完整的波形周期，波形不要过密，以保证波形周期的测量精度。或者选按 Auto Scale（自动调整）键，可省略上述步骤。(2)耦合方式设置：点击波形对应的数字，选择耦合菜单，旋转 Push to Select 旋钮以切换耦合方式，按压旋钮
2、以选择。(3)改变触发电平：旋转 Trigger Level 旋钮以改变触发电平，使波形稳定为止。(4)正确使用示波器探头：在使用探头进行测量时，是选择“10”档，还是选择“1”档，要根据被测电路与被测信号的具体情况而定。如被测点是高阻节点，或被测信号频率较高，则应选择“10”档进行测量，否则会使测量产生较大的误差。如果被测点为低阻节点，信号频率较低，应选择“1”档进行测量。当然，信号幅度过小时亦应选择“1”档以提高精度。2、函数信号发生器使用方法总结(1)选择波形：按下 Waveform 按钮，根据波形需求选择“正弦波” 、 “方形波”或其他波形，选择“返回” 。(2)设置频率与幅度：通过按
3、相应的菜单软键选择频率或幅度选项，旋转调节按钮或输入数字并选择单位设置频率/幅度。(3)检查与设置直流偏置：即调节信号输出的直流分量，使得输出信号上移或下移。(4)设置占空比：根据需求，调节方波的占空比，即平均脉宽与重复周期的比值。(5)检查波形：将相应通道与示波器连接，按下 Output 键，观察波形。二、 实验数据整理1、示波器和函数信号发生器的应用观察示波器的校准信号。 1观测示波器上 Demo 2 信号。正确接入该信号，分别用自动定标方式和手动调节方式稳定该信号的波形。分别用光标测量和自动测量方式测量 Demo 2 的峰-峰值及频率，并将波形以 8 位 BMP 格式保存到 U 盘。测量
4、方法 峰-峰值 频率自动 2.51V 1.0011kHz手动（光标） 2.46V 1.0000kHz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（频率） 。 2调节函数信号发生器，使之输出幅度为 1Vpp（峰值，下同） ，频率为 10kHz 的正弦交流电压。记录示波器测得的峰- 峰度、有效值、周期和频率。峰 -峰值 有效值 周期 频率1.01V 352.26mV 100.06s 9.9936kHz测量不同频率下两正弦交流电压 vi 和 v0 的相位差。 3输入电压是幅度为 2Vpp，频率分别为 10kHz 和 20kHz 的正弦交流电压，分别测量输入电压和输出电压的有效值以及它们之
5、间的相位差。频率 输入电压 vi 输出电压 v0 相位差10kHz 700.7mV 552.7mV 35.320kHz 697.4mV 381.2mV 56.2测量函数信号发生器输出的方波幅度、频率、占空比。 4调节函数信号发生器，使幅度显示为 2.5Vpp，频率显示为 1kHz，Duty Cyc 显示值分别为 50%、 99.9%和 0.1% 。用示波器测量方波信号的幅度、周期、频率、占空比和最大电平、最小电平值。Duty Cyc 幅度 周期 频率 占空比 最大电平 最小电平50.0% 2.45V 1.0000ms 1.0000kHz 50.0% 1.26V -1.23V99.9% 2.49
6、V 999.96s 1.0000kHz 99.9% 1.31V -1.23V0.1% 2.39V 1.0000ms 1.0000kHz 0.1% 1.23V -1.25V测量脉冲波形的上升沿和下降沿。 5是幅度为 1 Vp，频率为 5KHz 的方波脉冲，记录示波器测得的 的波形及其上1 1与 0升时间 、下降时间 。 上升时间 tr 下降时间 tfVI 60ns 60nsVO 26.60s 23.70s研究示波器探头“1” 、 “10”档对测量结果的影响。 6输入信号 是幅度为 1Vp，频率分别为 100kHz、400kHz 的正弦信号。分别用示波器1探头的“1” 、 “10”档测量输出电压
7、，总结示波器输入电容的影响和示波器探头的用0途。频率 档位 输出电压 01 170.30mV100kHz10 167.07mV1 144.47mV400kHz10 167.95mV示波器测量直流电压 7在电路中输入加 12V 的直流电压。用示波器分别测量输入、输出电压值。输入电压 输出电压11.86V 5.82V注：记录的电压值为有效值。2、二端口网路参数的测量测量下列参数：（1）测量图 1.2 电路的输入电阻（频率为 1kHz） 。（2）测量图 1.2 电路的输出电阻（频率为 1kHz） 。（3）测量图 1.2 电路电压“增益”的幅频特性，确定 f L 、f H 之值。输入电阻 输出电阻 f
8、L fH4987.5 5068.5 30.5Hz 14.5kHzf 30.5Hz 30Hz 20Hz 10Hz输入电压/mV 25.16 24.95 19.68 11.26f 40Hz 50Hz 60Hz 70Hz输入电压/mV 28.11 30.09 31.33 32.15f 80Hz 90Hz 100Hz 11kHz输入电压/mV 32.75 33.18 33.48 28.74f 12kHz 13kHz 14kHz 14.5kHz输入电压/mV 27.62 26.67 25.63 25.14注：记录的电压值为有效值，最大值点没有记录在上表。得到的曲线如下图（横轴采用对数坐标）：3、测量三极
9、管 9011 的 值用示波器测量三极管 9011 的 值，并记录。Y1 Y2 Y =Y*2002.756V 1.831V 0.925V 1850 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 160000510152025303540幅 频 特 性 曲 线HzmV三、 总结测量方法1、 自动测量调节好所测波形后，按下 Meas 键，在测量菜单中选择“ 类型” ，旋转 Push to Select 旋钮并选择某一单项，可在测量菜单中显示该项的即时值；选择“所有快照” ，可得所有数据在这一时刻的值。2、 光标测量峰-峰值（幅度）点击 Meas 键，按 Cursors
10、键并选择 Y1，旋转 Measure 区的旋钮以上下移动 Y1 轴至波形的顶端，同样，移动 Y2 轴至波形底端，则峰 -峰值即为 Y1 的值减 Y2 的值。3、 光标测量周期（频率）波形稳定后，点击 Meas 键，按 Cursors 键并选择 X1，旋转 Measure 区的旋钮以左右移动X1 轴至波形与某条水平格栅线的交点处，再移动 X2 轴至波形与同一条格栅线的另一交点，使得两轴之间恰好为波形的一个周期，则波形周期为|X2-X1|，频率取周期倒数。4、 光标测量相位差先将两通道的零基准线调到示波器的中心，通过垂直微调将两信号幅度调得基本一样，再将 X1 移至其中一个波形与水平栅格线的交点，
11、 X2 移至另一波形的交点，在两交点处波形相位相等条件下距离应取最小值，则波形相位差为 =360*|X1-X2|/T ，T 为波形周期。5、 输入、输出电阻的测量在频率比较低的时候，可不考虑电抗元件的作用，故可用输入电阻代替输入阻抗。在被测的输入回路中串联一个已知电阻 R1，分别测量电阻 R1 两端对地的电压 Vi 与 Vi，则输入电阻为：=| |1若求得的 Ri 阻值与 R1 相近，则取求得的值；否则，将 R1 换为阻值更接近求得的 Ri 的电阻，再次测量直到求得的 Ri 阻值与 R1 相近。类似地，可用输出电阻代替输出阻抗。要测输出电阻 Ro，先测量电路的开路输出电压 Vo，然后接入合适的
12、负载电阻 RL，测量输出电压 VoL，则输出电阻=(1)同样地，若求得的 Ro 阻值与 RL 相近，则取求得的值；否则，将 RL 换为阻值更接近求得的 Ro 的电阻，再次测量直到求得的 Ro 阻值与 RL 相近。6、增益、幅频特性的测量电压增益 Av 定义为输出电压 Vo 与输入电压 Vi 的比值，分别测量输入电压和输出电压的大小即可计算出电压增益。由于所测电路频带较宽，可选 10kHz 以下，1kHz 以上的某频率测量输出电压有效值的最大值 AVm。计算得到 ，逐渐减小输入信号的频率，使得输出电压有效值约为/2，记录此时的频率 fL；逐渐增大输入信号的频率，使得输出电压有效值约为/2，记录此
13、时的频率 fH。至此已得到频带的宽度，要得到幅频特性曲线，须在频率/2fL、fH 附近多测几个点，以及在转折处多测几个点，而在输出电压有效值基本不变的范围测一两个点，就能得到较好的幅频特性曲线。四、注意事项1、正确使用示波器探头。若被测点为高阻节点，或被测信号频率较高，则应选择“ 10”档进行测量；若被测点为低阻节点，或被测信号频率较低，则应选择“ 1”档 进行测量。若信号幅度较小时，应选用“ 1”档进行测量。若所测电路参数位置，建议先用“ 10”档测量，再考虑用哪个档位测量比较准确。2、测量时若波形不稳定，应先调节触发电平使波形稳定再测量；若波形曲线过粗，可通过旋转聚焦旋钮使其变细，以提高测
14、量精度。3、接线时，先用探头的黑色夹子接地；拆线时，接地夹子最后拆下。4、幅频特性的测量中，注意输入信号频率不能超过示波器的额定频率；输入电压也不能超过其额定电压。5、在线路接好后，再把函数信号发生器的 Output 打开。五、思考题3、示波器的 Y 轴输入什么时候用交流耦合，什么时候用直流耦合？用示波器测量带有直流分量的信号时要注意什么问题？答：当输入信号为交流信号（可包含直流信号）时，用交流耦合；当输入信号为直流信号时，用直流耦合。测量带有直流分量的信号时，要通过旋转 Push to Zero 旋钮把波形调至屏幕中间，同时也要注意信号的最值不超过示波器的额定电压/电流值。7、在测量电容的输入电阻时，信号源与电路之间串联的电阻大小应如何选择？为什么？答：越接近所测的输入电阻阻值越精确；当串联的电阻与所测电阻相差较大时，它们分得的电压也相差较大，这使得测量的误差变大，准确性降低。8、在测量电路的输出电阻时，输出端接入的负载电阻一般如何选择？为什么？如果被测电阻的输出电阻极小，按上述原则选用负载电阻可以吗？为什么？答：应选用与输出电阻阻值相近的负载电阻；当等效输出电阻与负载电阻的分压相近时，测量的误差较小；不能，因为如果输入电阻极小，则选电阻同样小的负载电阻时，回路电流会很大，有可能烧坏元器件，故不一定要按上述原则选用负载电阻。
