实验12典型电信号的观察与测量
实验十二 典型电信号的观察与测量
一、实验目的
1. 熟悉低频信号发生器、脉冲信号发生器各旋钮、开关的作用及其使用方法。
2. 初步掌握用示波器观察电信号波形， 定量测出正弦信号和脉冲信号的波形参数。
3. 初步掌握示波器、信号发生器的使用。
二、实验说明
1. 正弦交流信号和方波脉冲信号是常用的电激励信号，可分别由低频信号发生器和脉冲信号发生器提供。正弦信号的波形参数是幅值Um、周期T（或频率f）和初相；脉冲信号的波形参数是幅值Um、周期T及脉宽tk。
2. 电子示波器是一种信号图形观测仪器， 可测出电信号的波形参数。从荧光屏的Y轴刻度尺并结合其量程分档选择开关（Y轴输入电压灵敏度V/div分档选择开关）读得电信号的幅值；从荧光屏的X 轴刻度尺并结合其量程分档（时间扫描速度T/div分档）选择开关，读得电信号的周期、脉宽、相位差等参数。为了完成对各种不同波形、不同要求的观察和测量，它还有一些其它的调节和控制旋钮，希望在实验中加以摸索和掌握。
一台双踪示波器可以同时观察和测量两个信号的波形和参数。
三、实验设备
四、实验内容
1. 双踪示波器的自检
将示波器面板部分的“标准信号”插口，通过示波器专用同轴电缆接至双踪示波器的Y轴输入插口YA或YB端，然后开启示波器电源，指示灯亮。稍后，协调地调节示波器面板上的“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等旋钮，使在荧光屏的中心部分显示出线条细而清晰、亮度适中的方波波形；通过选择幅度和扫描速度，并将它们的微调旋钮旋至“校准”位置，从荧光屏上读出该“标准信号”的幅值与频率，并与标称值（1V，1KHz）作比较，如相差较大， 请指导老师给予校准。
2. 正弦波信号的观测
(1) 将示波器的幅度和扫描速度微调旋钮旋至“校准”位置。
(2) 通过电缆线，将信号发生器的正弦波输出口与示波器的YA插座相连。
(3) 接通信号发生器的电源，选择正弦波输出。通过相应调节，使输出频率分别为50Hz，1.5KHz和20KHz（由频率计读出）；再使输出幅值分别为有效值0.1V，1V， 3V（由交流毫伏表读得）。调节示波器Y轴和X轴灵敏度至合适的位置，从荧光屏上读得幅值及周期，记入表中。
3. 方波脉冲信号的观察和测定
(1) 将电缆插头换接在脉冲信号的输出插口上，选择信号源为方波输出。
(2) 调节方波的输出幅度为 3. 0VP－P（用示波器测定），分别观测100Hz，3KHz和30KHz方波信号的波形参数。
(3) 使信号频率保持在3KHz，选择不同的幅度及脉宽，观测波形参数的变化。
五、实验注意事项
1. 示波器的辉度不要过亮。
2. 调节仪器旋钮时，动作不要过快、过猛。
3. 调节示波器时，要注意触发开关和电平调节旋钮的配合使用， 以使显示的波形稳定。
4. 作定量测定时，“t/div” 和“V/div” 的微调旋钮应旋置“标准”位置。
5. 为防止外界干扰， 信号发生器的接地端与示波器的接地端要相连（称共地）。
6. 不同品牌的示波器,各旋钮、功能的标注不尽相同,实验前请详细阅读所用示波器的说明书。
7.实验前应认真阅读信号发生器的使用说明书。
六、预习思考题
1. 示波器面板上“t/div” 和“V/div”的含义是什么?
2. 观察本机“标准信号”时， 要在荧光屏上得到两个周期的稳定波形， 而幅度要求为五格， 试问Y轴电压灵敏度应置于哪一档位置？“t/div”又应置于哪一档位置？
3. 应用双踪示波器观察到如图12-1所示的两个波形，YA和YB 轴的“V/div”的指示均为0.5V，“t/div” 指示为20μS， 试写出这两个波形信号的波形参数。
七、实验报告
1. 整理实验中显示的各种波形，
绘制有代表性的波形。
2. 总结实验中所用仪器的使用
方法及观测电信号的方法。
3. 如用示波器观察正弦信号时，
荧光屏上出现图12-2所示的几种情
况时， 试说明测试系统中哪些旋钮
的位置不对？应如何调节？
4. 心得体会及其它。
图 12-1
图 12-2
第二篇：电测与计量 实验报告
Bjtu(学习靠自己!)
电气工程学院
电测与计量 实验报告
学 号： 10291149
同 组 人： ——
指导教师： 秦芳
电测与计量 实验成绩评定表
指导教师签字：
年 月 日
示波器波形参数测量（实验一） 实验报告
姓名：** 学号：10291149 指导教师： ** 实验台号：2
一、实验目的
1）了解示波器的结构、掌握波形显示的基本原理、扫描及同步的概念。
2）了解电子示波器的分类及主要技术性能指标、掌握通用示波器的基本组成及各部分的作用。
3）了解各种信号发生器如正弦信号发生器、低频信号发生器、超低频信号发生器、函数信号发生器等的工作原理和性能指标以及信号选择。
二、实验预习
在时域信号测量中，电子示波器无疑是最具代表性的典型测量仪器。我们不仅可以从示波器上观察任意信号电压的波形，也可以读出电压信号的幅度、频率及相位等参数。
电子示波器是利用随电信号的变化而偏转的电子束不断轰击荧光屏而显示波形的，如果在示波管的X偏转板（水平偏转板）上加一随时间作线性变化的时基信号，在Y偏转板（垂直偏转板）加上要观测的电信号，示波器的荧光屏上便能显示出所要观测的电信号的时间波形。
一般说来，为了得到更加理想的波形图，Y偏转板上所加的待观测信号的周期与X偏转板上所加的扫描锯齿电压的周期是相同的，或者是整数倍的。测量时只要选择不同的触发电平和极性，扫描便可稳定在待观测信号的某一相应相位点开始，从而使显示波形稳定、清晰。
在现代电子示波器中，人们通常为了便于同时观测两个信号（如比较两个信号的相位关系），采用了双踪显示的办法，即在荧光屏上可以同时有两条光迹出现，这样，两个待测的信号便可同时显示在荧光屏上，双踪显示时，有交替、断续两种工作方式。交替、断续工作时，扫描电压均为一种，只是把显示时间进行了相应的划分而已。
由于双踪显示时两个通道都有信号输入，因此还可以工作于叠加方式，这时是将两个信号逐点相加起来后送到Y偏转板的。这种工作方式可模拟谐波叠加，波形失真等问题。同时，如果改变其中一个的极性，也可以实现相减的显示功能。这相当于两个函数的相加减。
示波器除了用于观测信号的时间波形外，还可将两个相同或不同的信号分别加于垂直和水平系统，以观测两信号在
平面上正交叠加所组成的图形，如李沙育图形，它可用于观测两个信号之间的幅度、相位和频率关系。
三、实验仪器与设备
示波器，信号发生器，电阻、电容
四、实验内容
1． 测量1kHz的三角波信号的峰峰值及其直流分量。
2． 测量1kHz的三角波经下图阻容移相平波后的信号Vo的峰峰值及其直流分量。
3． 测量1kHz的三角波的周期及频率。
4． 用单踪方式测量三角波Vi、输出Vo两信号间的相位差。
5． 用双踪方式测量三角波Vi、输出Vo两信号间的相位差。
6． 信号改为10Hz，重复上述步骤1~5。
五、实验步骤
一）、使用前示波器前的调亮、聚焦和校正
1） 首先打开示波器电源后，将示波器的两个通道耦合方式置为地，然后通过调节示波器的辉度按钮来改变荧光屏亮点的辉度，调节聚焦按钮和辅助聚焦按钮使电子束具有较细的截面，在荧光屏上显示出清晰的聚焦很好的波形曲线。
2）其次分别对示波器两个通道进行调零，调节示波器的CH1的“位移”旋钮及CH2的“位移”旋钮，分别将通道1的扫描线及通道2的扫描线调至中心位置，以便更好的观察波形。
3）调节“扫描微调”旋钮至校准位，将校准信号接入通道1，观测显示是否正确。
4）按下“CH2”按钮，显示通道2的扫描线，调节“触发电平”旋钮至锁定位置。
二）、测量1kHz、100Hz三角波，正弦信号峰峰值及直流分量。
1）示波器预热，将CH1接入信号三角波（1kHz）；
2）示波器耦合接地，调整到中间位置；
3）选择AC，将三角波调整到屏幕中央，使波形合适，测量峰峰值并记录。将其中一条测量线置于峰值处，另一条测量线置于波谷处；
4）选择DC，测得直流分量记录；
5）正弦波测量的方法同三角波一致。
三）、测量1kHZ的三角波周期、频率。
1）将其中一条竖测量线置于峰值处，另一条竖测量线置于下一个波峰处，读出时间差即是周期；
2）1）中测量出来的周期倒数就是频率。
四）、单踪方式测量两信号相位差。
1）选择外触发‘EXT’，触发源用1kHz三角波，，触发电平为‘0’，触发极性为‘+’；
2）CH1中接入三角波，调整波形使上升0点在屏幕中央，记录周期格数；
3）在CH1上接入经阻容移相后的正弦波，X增益、移位旋钮均不可调，调节灵敏度旋钮，使0点明显，记录从屏幕中心到0点的格数。
五）、双踪方式测量两信号相位差。
1）将三角波和正弦波分别接入CH1和CH2；
2）选择CH1作为触发源，触发电平‘0’，触发急性为‘+’；
3）将三角波零点调到屏幕中心线上，调整使两信号电压零线对齐，记录两个零点之间的格数，和每个波形周期的格数。
六）、信号改为100Hz，重复上述实验。
1）将信号发生器的频率改为100Hz；
2）重复上述步骤一到五。
六、实验数据及分析
一）、测量1kHz、100Hz三角波以及经阻容移相后的正弦信号峰峰值及直流分量。
部分实验截图：
二）、测量1KHZ的三角波的周期及频率。
部分实验截图：
三）、用单踪方式测量两信号间的相位差。
四）、用双踪方式测量两信号间的相位差。
七、思考题
1）调整信号发生器的直流偏移电压，当偏置过大时，为什么产生波形失真？
是示波器的原因还是信号发生器的问题？
答：直流偏置超出了信号发生器输出幅度范围，会发生削波现象，是信号发生器的原因。
2）测量相位差时，你认为双踪、单踪测量哪种方式更准确？为什么？
答：单踪测量会更准确。双踪测量本身存在一定的系统误差。
3）你认为在实验过程中，双踪示波器的扫描是工作在交替、还是断续方式？
为什么？
答： 信号频率高时，是交替方式；信号频率低时，是断续方式。
4）对于同一组移相电路，1KHZ和100HZ三角波经过移相变换后，其相位、
幅值有何不同？为什么？
答 ： 由分压公式可知，阻容移相后1kHz的相位变化更大，幅值更小。
图示仪的使用及晶体管特性参数测量（实验二）实验报告
姓名：** 学号：10291149 指导教师： **
一、实验目的
1）学会用图示仪测量晶体三极管的特性参数。
2）学会用图示仪测量二极管的特性参数。
3）学会用图示仪测量稳压二极管的特性参数。
二、实验预习
(1)“峰值电压范围”开关和“峰值电压％”旋钮
“峰值电压范围’’是5个挡位的按键开关。“峰值电压％”是连续可调的旋钮，它们的共同作用是用来控制“集电极扫描电压”的大小。不管“峰值电压范围”置于哪一挡，都必须在开始时将“峰值电压％”置于0位，然后逐渐地增大到一定值。
(2)“电流／度”旋钮开关
“电流／度”旋钮开关是具有4种偏转作用共22挡的旋钮开关，用来选择图示仪Y轴所代表的变量及其倍率。在测试小功率晶体管的输出特性曲线时，该旋钮置Ic的有关挡。测量输入特性时，该旋钮置“基极电流或基极源电压”挡。
(3)“电压／度”旋钮开关
“电压／度”旋钮开关是具有4种偏转作用共17挡的旋钮开关，用来选择图示仪x轴所代表的变量及其倍率。在测试小功率晶体管的输出特性曲线时，该旋钮置VCE的有关挡。测量输入特性曲线时，该旋钮置VBE的有关挡。
(4)“基极阶梯信号”旋钮
此旋钮给基极加上周期性变化的电流信号。每两级阶梯信号的差值由“阶梯选择毫安／级”来选择。一般选10μA。阶梯信号每一级的毫安值的大小，反映了图示仪上所显示的输出特性曲线的疏密程度。
(5)“功耗限制电阻”旋钮
“功耗限制电阻”相当于晶体管放大器中的集电极电阻，它串联在被测晶体管的集电极与集电极扫描电压源之间，用来调节流过晶体管的电流，从而限制被测管的功耗。测试功率管时，一般选该电阻值为1kΩ。
使用仪器时应注意的事项：
1)注意选择好扫描和阶梯信号的极性，以适应不同管型和测试项目的需要。
2)对被测管的主要直流参数应有一个大概的了解和估计，特别要了解被测管的集电极最大允许耗散功率、最大允许电流和击穿电压。
3）一般情况下，应先将峰值电压调至零，更改扫描电压范围时，也应先将峰值电压调至零。选择一定的功耗电阻，测试反向特性时，功耗电阻要选大一些，同时将X、Y偏转开关置于合适挡位。
4)在进行Icm的测试时，一般采用单簇为宜，以免损坏被测管。
三、实验仪器与设备
晶体管9012、9013、二极管、稳压二极管以及图示仪
四、实验内容
1）测量二极管的导通特性曲线。
2）测量稳压二极管的正反性特性曲线。
3）测量晶体管9012的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。
4）测量晶体管9013的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。
5）测量电容、MOSFET、SCR等电力电子器件的击穿特性。
五、思考题
1）测量二极管、稳压二极管的特性曲线时，如何注意Rc及扫描电压的档位？
答：观察图形时曲线突然上升或下降时，所用的Rc及扫描电压档位便是适当的。
2）测量晶体管的特性曲线时，为什么增加簇数时，屏幕上的波形为什么会闪动？请你计算扫描一簇曲线所用的时间？
答：增加蔟数，图示仪扫描所有蔟所花费时间变长，视觉暂留就导致我们看到的波形闪动
3）如何进行阶梯波的调零？
答：显示部分中间按下，调整起始位置在右上角，级数选一，最左位置。按下测量板上零电流I=0，松开零电流，使第一条线与Iceo重合，即阶梯调节旋钮。
数字化测量仪的使用（实验三） 实验报告
姓名：** ** 学号：10291149 指导教师： **
一、实验目的
1）用数字化测量仪测量信号的周期和频率。
2）分析数字化测量的误差来源。
3）如何减少测量误差的措施。
二、实验预习
1) 在 0~40℃的环境温度下使用该计数器。保证仪器周围环境的通风。不要将仪器放在高温设备的顶上。
2) 选择交流电源100V，120V，220V，或230V±10%。
3) 若仪器在特别嘈杂的环境中使用,在电源里加入噪声滤波器。
4) 测量低频时,按下低通滤波器开关，可以削弱高频成分，以防止可能出现错误触发。
5) 不要让水渗进仪器，不要剧烈振动仪器。
三、实验仪器与设备
信号发生器、数字频率计
四、实验步骤
将信号发生器置于30Vpp档，衰减置20dB，压入偏置电压开关，分别用测频、测周的方法测量100Hz、1kHz、10kHz的方波，将测量数据添入下表。
五、思考题
1） 以上实验数据，请你分析该测量系统的误差来源，以及减少测量误差的措施和方法。
答：误差来源为：测周时的标准（晶振）频率误差；测量时的+-1误差
误差减少措施方法为：测周：增大晶振频率；测频：增大测量时基信号周期
2）在减小输入信号的幅值到一定程度时，测量相位差会突然增大？
答：输入信号幅值减小到一定程度时，仪器所引起的杂波信号与输入信号相比相差不大，使信号波形发生很到改变，测量产生很大差距。