湘潭大学电子测量实验-实验2 波形观察与电压测量.doc

电子测量实验报告

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内容：
实验二 波形观察与电压测量

实验二 波形观察与电压测量
一、实验目的
1 了解示波器的结构和工作原理，掌握示波器的使用方法；
2 学会用示波器观察电信号的波形，并测量其电压大小；
3学会用示波器观察电路输出信号波形有无失真；
4 学会“逐点法”研究幅频特性。
二、实验内容
1波形观察——示波器面板各旋钮的使用操作；
2用示波器测量信号幅度；
3测量放大电路电压放大倍数；
4放大电路幅频特性研究。
三、实验仪器及器材
1 示波器 1台
2 信号发生器 1台
3 实验箱 1台
4功率放大电路实验板 1块
四、数字存储示波器简介（以TDS1002型为例）
1 概述
2 面板结构

3

2.1 显示区
2.2 信息区域
2.3 使用菜单系统
2.3 垂直控制
2.4 水平控制
2.5 触发控制
2.7 菜单和控制按钮
3 应用示例

3.1 使用“自动设置”
3.2 自动测量：
3.3 测量两个信号

五．实验步骤
1 波形观察——示波器面板各旋钮的使用操作
用信号发生器输出正弦信号作为被测信号，按表2-1进行实验。
2、示波器测量信号参数
2.1 读波形高度测幅度
用信号发生器输出1kHz、Vp-p为10mV—1V的正弦波加到示波器，适当调节示波器各旋钮，读取波形峰峰高度，填表2-2，并以信号源指示的幅度为准，计算测量的相对误差。
2.2正弦波形参数测量
用信号发生器输出100Hz、Vp-p为20mV的正弦波加到示波器，适当调节示波器各旋钮或选项，使示波器直接显示信号频率、平均值、峰峰值、有效值，填表2-3。
2.3 矩形脉冲参数测量
观测实验箱上固定频率输出端Q15的信号峰峰值、上升时间、下降时间、正脉冲宽度、负脉冲宽度等参数，填表2-4。
2.4 观测实验箱上单脉冲输出。
3、测量集成功放放大倍数
实验板集成功放电路接+5V电源，用信号发生器输出频率为1kHz的正弦波加到放大器。用示波器同时观察放大电路输入信号和输出信号波形。适当调节示波器各旋钮，使波形清晰。在输出波形无失真情况下读取输入信号和输出信号的波形高度，填表2-5，计算集成功放电路电压放大倍数。
4、集成功放电路幅频特性研究
（1）用信号发生器输出频率为1kHz的正弦波加到集成功放电路，用示波器同时观察放大电路输入信号和输出信号波形。调节信号发生器输出信号幅度，使集成功放电路的输出信号幅度（V）。
（2）保持放大电路输入信号幅度不变，改变频率，按表2-6测量并记录。
（3）保持放大电路输入信号幅度不变，改变频率，使输出电压下降至中频1kHz时输出信号幅度的0.707倍，测出上限截止频率和下限截止频率。
（4）在坐标中描点作出幅频特性曲线。
六、实验报告要求
1 根据实验3-1，说明示波器观察波形的操作步骤。
答：将信号通过探头输入示波器，按下自动设置基本上能够看到完整的波形，如果不能看到可以检查探头上的衰减是否正确，还可以调节旋钮“伏特/格”和“秒/格”让波形更明显。

2 根据实验3-2，说明示波器测量信号幅度的方法，如何减小测量误差？
答：选取合适的精度，这样才能有利于读数，还要避免人为的误差，这具体表现在示波器的使用调整是否正确，由于面板的坐标格和示波管的图形有一段距离，容易有视觉读数误差。另外在测量是最好将波形拉开些，观察的周期数少些，这样将有利于减少读数误差，等等。

3 说明“逐点法”测量幅频特性的原理。
答：通过不断改变输入信号的频率，从示波器上读出V的值，直到找出上下截至频率，最后根据数据作幅频特性曲线图

4 回答思考题。
（1）答：示波器显示被测信号的波形的原理：如果在示波器的YCH1或YCH2端口加上正弦波，在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与正弦电压的变化周期相等时，则在荧光屏上将显示出完整周期的正弦波形。如果在示波器的YCH1、YCH2端口同时加上正弦波，在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波，则在荧光屏上将得到两个正弦波。

（2）答：旋钮“伏特/格”和“秒/格”的作用：伏特/格(VOLTS／DIV)：通道和均通道各有一个电压衰减旋钮，用于改变示波器显示屏上直角坐标中y轴(y轴也可以称为“电压轴”)每 格的电压幅值。扫描速度(TIME／D丨V)：扫描速度也称为扫描时间或扫描频率。扫描速度用于改变X轴(时间轴)每格的时间长度，其作用是使被显示的信号频率和锯齿波发生器的锯齿波频率成整倍数的关系(即同步)，只有这样，我们才能在荧光屏上观察到稳定和完整的信号波形。通常应使荧光屏 上显示数个完整的波形轨迹为好。当显示的波形不稳定时，即被显示的信号频率与锯齿波频率不同步，自然需要调节扫描速度。扫描速度的确 定，需要根据被测信号频率及希望在荧光屏上观察几个完整的波形轨迹来确定。
（3）答：按下“测量”按钮，查看“测量”菜单。按下顶部中间的选项按钮，显示“测量3” 菜单。按下“类型”选项按钮，选择峰—峰值。值读数将显示测量结果及更新信息。按下返回选项按钮。
（4）答：利用“逐点法”测量幅频特性的原理：在相同条件下，按一定次序改变频率后，
测出相应的幅值，利用测出的数据画出相应的幅频特性。用示波器分别测出频率跟电压值。方法：按下“测量”按钮，查看“测量”菜单。按下顶部的选项按钮，显示“测量1” 菜单。按下“类型”选项按钮，选择频率。值读数将显示测量结果及更新信息。按下返回选项按钮。按下“测量”按钮，查看“测量”菜单。按下顶部中间的选项按钮，显示“测量3” 菜单。按下“类型”选项按钮，选择峰—峰值。值读数将显示测量结果及更新信息。按下返回选项按钮。
七、实验心得体会
通过本次实验，我了解了示波器的结构和工作原理，掌握了示波器的基本使用方法；学会了用示波器观察电信号的波形，并测量其电压大小；学会了用示波器观察电路输出信号波形有无失真；学会了“逐点法”研究幅频特性。对实验中遇到的问题，能自己先思考，经思考之后自己还是能解决绝大部分问题，自己解决不了的再请教老师，总的来说通过这次实验还是学到了很多有实际用处的东西，受益匪浅。