1、实验三 常用电子仪器的使用练习一、实验目的1了解 Multisim 中虚拟示波器、虚拟函数信号发生器与虚拟交流毫伏表的主要性能和使用方法。2初步掌握用双通道虚拟示波器观察信号波形及测量信号参数的方法。二、实验原理Multisim 虚拟实验提供了很多仪器仪表，如万用表、函数发生器、功率表、示波器、波特图仪、频率计等。在电子技术实验中大都使用双踪示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、万用表来完成电子电路的静态和动态工作情况的测量。根据测量参数的不同：如直流、交流电压、电流、频率、相位等等，实验中要对各种电子仪器仪表进行综合使用。首先要搞清楚各种电子仪器仪表的主要性能、基本技术指标、正确使用方法。在使
2、用过程中，要以连线简洁、调节顺手、观察读数方便等为原则，进行合理布局。图 1 是各仪器与被测对象之间的连接图，为防止外界电磁场和工频干扰，示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的引线通常使用屏蔽线或专用电缆线，这种线的外层金属编织线为屏蔽层，与仪器的公共接地端连接在一起。测量时，各仪器的公共接地端（黑夹子）应连在一起，如图 1 中所示，此种连接方法称共地连接。直流电源的接线用普通导线。图 1 实验仪器与被测实验电路的连接图1、示波器的使用（1）用虚拟双通道示波器测量信号电压、周期和频率如图 2 所示，交流电源参数为有效值：15V ，频率：50Hz，采用双通道示波器的 A 通道测量交流电源参数。双通
3、道交流毫伏表函数发生器直流稳压源被测实验电路示波器红黑红黑UCC图 2 包含直流分量的电路测量仿真开始后，双击示波器图标，可以看到如图 3 所示的示波器测试结果。调整Timebase，可以调整每一个对应的时间，可以将波形拉长或缩短，此处我们显示两个波形，时间轴的 Scale 设为 5ms/Div；调整 ChanelA 下方的 Scale 可以调整波形的横向标尺，拉长或缩短波形，一般情况下，调整标尺，使示波区域能够现实两个周期的波形。图 3 包含直流分量的信号波形测量将红色和蓝色的标线在图中移动，尽量使其处于信号的峰值和谷值处，即半个周期处，则可以直接显示出电压的峰值约为 21.212V，半个周
4、期 的时间为 9.949ms。所以，可以计T算输入信号电压的周期与频率为：周期： ms89.14.2T频率： Hz26.50189.3Tf可见，峰值电压为 ；谷值电压为 ；峰谷值之差 为V.UV213.6UU。42.U所以可以计算其中的直流分量 为：0.5-21交流分量的峰、谷值电压分别为；V18.U。25（2）相位的测量两同频率的被测信号分别送入通道 A 和 B，电路图如图 4 所示。图 4 测量相位差的电路图仿真结果见图 5、图 6。由图 5 可以周期 T 为 20.026ms；由图 6 可知曲线 B 落后曲线A 。则二波形的相位差为： 4.209msttT36图 5 示波器测量周期图 6
5、：示波器测量相位差除基本函数信号发生器之外，Multisim8 还提供了安捷伦（Agilent）函数发生器和泰克（Tektronix）函数发生器，同学们可以自行学习。2、函数信号发生器函数信号发生器是用来产生正弦波、方波和三角波信号的仪器，对于三角波和方波可以设置其占空比（Duty cycle）大小，对偏置电压的设置（Offset）可将正弦波、方波和三角波叠加到设置的偏置电压上输出。其图标和面板如图 7 所示。图 7 基本函数信号发生器图标和面板除基本函数信号发生器之外，Multisim8 还提供了安捷伦（Agilent）函数发生器和泰克（Tektronix）函数发生器，同学们可以自行学习。3
6、、交流毫伏表交流毫伏表主要用于测量正弦交流电压的有效值，在 Multisim 中没有单独的交流毫伏表，通过双击电压表图标，更改其中的参数，则可以将电压表设为交流表或者直流表，如图 7 所示。且电压表不在仪器仪表列表中，在“指示”模块中。图 7 虚拟毫伏表使用时需要注意电压表内阻值的设置，当需要测量的电路电阻值很大时，可以通过调高电压表内阻值来提高测量精度；但是当被测量电路的电阻值不是很大时，调高电压表内阻值可能会带来软件运行的错误。三、预习要求1. 阅读“Multisim 使用指南”中的“示波器、函数信号发生器”及“电压表”的使用说明，熟悉仪器面板各调节钮的作用。2. 正弦波信号的有效值与峰峰
7、值的关系为： 。正弦波信号电压的有效值 U=1V，则峰值 UP-P= V。3. 正弦波信号的有效值用 表测量，峰峰值用 测量。4. 改变波形在屛幕上显示的幅度，要调节 ；改变波形在屛幕上显示的周期个数，要调节 。5. Multisim 基本函数信号发生器有哪几种基本输出波形？频率在多少范围内可调？信号峰峰值最大是多少？折合多大的有效值？ 6. 交流毫伏表是用来测正弦波电压还是非正弦电压？工作频率范围是多少？可否测直流电压？四、实验内容1测量正弦波的幅值和频率（1）测频率（周期）调节函数发生器，输出频率分别为 200Hz、5kHz、10kHz、100kHz，用交流毫伏表测得有效值均为 1.414
8、V 的正弦波，用示波器测量上述信号并记入表 1，并给出 5KHz 信号的周期、频率测量过程图片以及必要的计算过程：表 1 频率测量光标测量值正弦波信号频率 周期 频率200 Hz5kHz100kHz（2）测峰峰值调节函数发生器，输出频率为 1kHz，输出幅值分别为 5mV、200mV、2V 的正弦波，用示波器测量上述信号并记入表 2。表 2 峰峰值测量正弦波信号有效值峰峰值格数（div）垂直灵敏度(V/div) 光标测量峰峰值(mv)或(v)计算有效值(v)5mV200mV2V2、测量同频率信号的相位差被测电路为 RC 移相电路，实验电路如图 8 所示。函数信号发生器输出频率为100Hz、幅值为 10V，偏置电压为 0 的正弦波，经 RC 移相电路可获得频率相同而相位不同的正弦信号，用示波器测出这两个信号的相位差，并记入表 3。图 8 RC 移相电路表 3 RC 移相电路测量结果一个周期长度 两波形 X 轴差距长度（ms）光标测得相位差m= （ms）n= （ms ） o五、实验总结1、总结测量信号的有效值、峰峰值、频率、相位差所用的仪器和方法。2、完成预习报告中的第“2、3、4、5、6”题。
