电子技术_实验一.doc

武汉工程大学邮电与信息工程学院

论文题目 基于单片机设计电子音乐盒
学 号 6103160301
学生姓名 查 乔 乔
专业班级 电气自动化3班

年 月

一、 实验目的
1. 掌握电压源（直流稳压电源和函数信号发生器）的功能、技术指标、使用方法。
2. 掌握四位半数字万用表的功能、技术指标、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
（一） 直流稳压电源
1.直流稳压电源的主要技术性能：
（1） 具有三路完全独立的浮地输出：
固定5V输出的直流电压源，额定电流为2A；适合于TTL、CMOS电路所需的固定电源。
（2） 两路（主路CH1、从路CH2）可调式直流电源，两路均可工作再稳压、稳流工作方式；稳压值0~32V连续可调，稳流值0~2A连续可调。
（3） 组合（跟踪）工作方式：在组合（跟踪）工作方式下，可选择：
串联组合方式：通过调节主路输出电压，从路输出电压跟随主路变化；输出电压最高可达两路电压稳定值之和；
‚并联组合方式：通过调节主路输出电压，从路输出电压跟随主路变化；调节主路电流调节旋钮，从路输出电流跟踪主路输出电流；输出电流最高可达两路电流稳定值之和。
2. 使用方法：
（1） 开机前，将“电流调节旋钮”调到最大值，“电压调节旋钮”调到最小值。开机后再将“电压”旋钮调到需要的电压值。
（2） 当电源作为恒流源使用时，开机后接上所需负载，通过“电流调节”旋钮调至需要的稳流值。
（3） 当电源作为恒流源使用时，可任意设置“限流”保护点。方法是：开机后，先将“电压调节旋钮”调到最小值，然后短路输出“+、—”两端，通过“电流旋钮”调节，电流表显示值即为限流保护值。
（4） 组合（跟踪）工作方式：按下“跟踪”按键，通过选择串、并联按键选择跟踪方式，调节主路输出电压，则从路电压跟随主路变化，达到主、从路输出电压对称；在串联跟踪方式，主路（＋）和从路（－）最大可输出64V电压；在并联跟踪方式，最大输出电路可达4A。

（二） 数字函数信号发生器
1. 函数信号发生器的主要技术性能：
（1） 波形：正弦波、方波（矩形波）、三角波（锯齿波）和TTL信号。
（2） 占空比（对称性）：20%~80%连续可调。
（3） 输出信号幅度Vp-p（峰-峰值）：0~20V连续可调，三位LED显示输出信号峰-峰值，可叠加1~+10V的直流偏置电平，并具有固定20dB、40dB、（20+40）dB的输出衰减。
（4） 信号频率范围0.1Hz~2MHz。当占空比为50%时，频率档位及对应频率覆盖范围的关系为：频率覆盖范围=（0.1~1)×频率档级。
2. 使用方法：
（1） 打开电源开关，数码管亮，预热30秒后，仪器稳定工作。
（2） 输出函数信号：将“计数”键弹出，然后由波形选择的三个键选择输出波形：正弦、方波、三角波。若按下“占空比”按键，则输出波形的占空比在20%~80%内可调。
（3） 频率调整：当占空比为50%时，根据公式“输出频率=（0.1~1)×频率档级”选择频率档级，然后调节频率旋钮至所需频率，精确频率可调节频率微调旋钮。
（4） 输出幅度调整：若所需信号幅度较小，适当选择输出衰减（ATT）。调节输出幅度控制旋钮（AMPLITURE）到所需信号幅度。

（三） “四位半”数字万用表
1.“四位半”数字万用表比普通万用表性能更优，最主要的性能差别为：
（1） 交流电压、电流测量的频率范围为40Hz~10kHz左右，超出此频率范围，则误差增大。
（2） 不能测量电容、三极管的hFE（β）。
2. 使用注意事项：
（1） 当显示出现“0000”闪烁（过载）时，应立即将量程健切换至更高量程，使过载显示消失，避免仪器长时间过载而损坏，否则应立即拔出输入线，检查被选择的功能键是否出现错误或有其他故障（如输入电压过大或有内部故障等）。
（2） 测量电压时不应超过最大输入电压（直流1200V，交流750V）。
（3） 使用前检查：测电压时，红、黑表笔短接，显示为0，表示仪器正常。

三、 实验仪器
1. 直流稳压电源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

四、 实验内容
1. 直流电压测量：
采用“四位半”数字万用表测量直流稳压电源电压。
（1） 固定电源测量：用“四位半”数字表测量稳压电源的固定电压5V（2A），测量值填入表1。
表1 固定电源测量
“四位半”测量值（V）
5.042

（2） 可变电源测量：按表2调节稳压电源输出，并测量之。
表2 直流电压测量
主路表头指示值（V）
-8
12
“四位半”测量值（V）
-8.255V
11.942
说明：由于直流稳压电源坏了，所以只能测量面板上的固定电压。
（3） 正、负对称电源的连接及测量：按下稳定电源的组合（跟踪）按键，使其工作再串联跟踪模式（用一条导线将主路负极和从路正极相连），调整主路输出电压时，则从路跟踪变化。这样，即可将两路独立电源构成正、负对称电源。将“四位半”数字表的黑表笔（COM）接正、负对称电源的公共端（主路－或从路＋）。按表3调节稳定电源输出并测量之。
表3 正、负对称电源测量
主路表头指示值（V）
6
18
从路表头指示值（V）
6.204
18.429
“四位半”测量值（V）
6.240
18.525

2.正弦电压（有效值）的测量：
（1）函数信号发生器输出正弦波，信号频率fs=1kHz，同时用“四位半”数字表按表4进行测量。
注：测量交流信号一般测量仪器只能测量正弦信号，且测量值为有效值。
表4 正弦电压测量
fs
输出幅度
2V
200mV
1kHz
“四位半”测量
0.703V
70.61mV
100kHz
“四位半”测量
0.7485V
28.31mV
由于100kHz超过了“四位半”数字表的量程40Hz~10kHz左右，所以测量得到的只是一个随机值，没有任何意义。
‚输出幅度=测量值×2√2

3.含有直流成分的交流电压测量：
（1） 函数信号发生器输出正弦波，信号频率fs=100kHz，将“四位半”数字万用表接入信号发生器输出端，调整输出幅度，是数字万用表读数为1V(交流）。
（2） 调整函数信号发生器的“偏移”键，调节直流偏置，使数字万用表读数为2V（直流）。
（3） 经过上述设置后，我们得到一个含有直流成分的交流电压，此时如果按下数字万用表ACV+键，可以得到什么数字？
回答：2.224V，计算方式：√12+22=2.224

4. 函数信号发生器内阻（输出电阻）的测量：
连接电路，函数信号发生器设置fs=1kHz正弦波，用“四位半”数字表按表5测量并计算出R0值。当接上电阻时，数字表测量值为VOL；当未接上电阻时，数字表测量值为VO∞。
表5 信号源内阻测量
VO∞/V
VOL/V
RL/Ω
R=(VO∞/VOL－1)RL/Ω
2.224
1.1044
50.35
51.04
当未接入电阻时，VO∞近似等于E；接入电阻后，（RL/（RL+R））E=VOL，带入VO∞=E，即可得
R=(VO∞/VOL－1)RL。

五、 思考题
1. 用数字万用表测量正弦波电压，表头显示的是正弦电压的有效值，应选用ACV电压测量方式。
2. 不能用数字万用表测量三角波，斜波，锯齿波，因为数字万用表的设计原理使得它测量交流信号一般测量仪器只能测量正弦信号，且测量值为有效值。
3. 同时按下数字万用表ACV+键，即可测量含有直流电平的交流电压。

六、 心得体会
1、 使用测量仪器前一定要清楚其量程，并判断待测元件的待测值是否超过其量程。否则，就算没有损坏仪器，其测量结果也毫无意义。
2、数字万用表测量交流信号一般只能测量正弦信号，且测量值为有效值。
3、输出幅度一般指的是峰-峰值。
4、使用仪器前要弄清使用方法及注意事项。

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