电路分析实验报告(含实验数据)(3)

2019-01-07 15:31

3)测量外部输入信号频率:首先将被测信号由计数器输入端(4)输入,然后将外接输入(3)中EXT按键按下,由LED显示外测信号频率。

注意:被测信号的频率范围应在:1Hz—10MHz;被测信号电压幅度应在:100mV—15V范围内。当被测信号电压幅度大于15V时,需将外接输入衰减20dB(3)的-20dB按键按下,将被测信号衰减20dB。 4)输出TTL波形:需要输出波形为TTL时,应由TTL/CMOS输出端(6)输出。

5)改变输出波形的直流偏移量:直流偏置调节旋钮(11)具有两个功能,在不拉出的状态下,输出波形的直流电位为零。拉出此旋纽,可设定任何波形的直流工作点,顺时针方向为正,逆时针方向为负,输出波形的直流偏移:0—±10V。

6)实现外接输入电压控制输出频率:将控制信号(DC—1kHz)由VCF输入端(5)输入,改变控制信号的幅度(-5V—0V),就可以改变函数发生器输出频率。

5.注意事项

1)函数发生器面板上显示的输出频率,仅供参考。要精确测量输出频率,需要其它设备,比如示波器或者频率计。

2)输出频率的粗略读取,以显示值结合频率单位读取,与频率波段按键无关。比如显示12.9,频率单位灯“kHz”点亮,应读为12.9kHz,不需要观察是哪个频段按键被按下。 3)函数发生器作为信号源使用时,输出端不能被短接。

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1.4 YB4320F型示波器

1.示波器概述

示波器是一种应用于科研、生产实践和实验教学的综合性测量仪器。它可用来观察电信号的波形并定量测试被测波形的参数,如幅度、频率、相位和脉宽等。本节将简单介绍YB4320型双踪示波器的使用方法。

2.性能指标

尺寸重量 150×310×440(高×宽×深)8kg 用电电源 AC:220V±10% 带宽:DC~20MHz(-3db)

Y轴偏转系数:1mV/div-5V/div,1-2-5进制分12档,误差±5% 上升时间:5mV-5V/div 约17.5ns、1mV-2mV/div 约35ns 扫描线性误差:×1:±8%,扩展×10:±15%

电平锁定或交替触发:50Hz-20MHz 2div 外0.25V 阈值:TTL电平(负电平加亮) 波形:方波 幅度:2Vp-p±2% 频率:1KHz±2%

3、面板介绍

图1 VB4320F型示波器面板图

(1)电源开关:开关置“1”时,指示灯发绿光,经预热后,仪器即可正常工作。 (2)电源指示灯。

(3)光迹位移旋钮:调节光迹与水平刻度线平行。

(4)聚焦调节旋钮:调节轨迹清晰程度。一般调到中间就合适。

(5)辉度调节旋钮:顺时针方向转动亮度加强,反之减弱。一般调到中间就合适。 (6)(11)垂直灵敏度调节旋钮:用于选择垂直偏转灵敏度的调节。 (7)(12)交流/直流切换按钮:“交流AC”为放大器的输入端与信号连接由电容器来耦合;“直流DC”

为放大器的输入端与信号输入端直接耦合。 (8)(14)接地按钮:按下后相应通道接地。

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(9)通道1输入端:用于垂直方向的输入。在X—Y方式时输入端的信号成为X轴信号。 (13)通道2输入端:和通道1一样,但在X—Y方式时输入端的信号仍为Y轴信号。 (10)(15)微调:用以改变垂直放大器的增益,当“微调”旋钮顺时针旋至最大时,即处于校准位置,

增益最大。

(16) TIME/DIV:主扫描时间因数开关,扫描速率范围由0.1μs—0.5s/div按1—2—5进位分二十一档,可

根据被测信号频率的高低,选择适当的档级。 (17)接地。

(18)扫描微调旋钮:用于连续调节时基扫描速率,当该旋钮顺时针方向旋至最大位置,即处于“校准”状态。微调扫描的调节范围大于2.5倍。

(19)触发极性开关:弹起为上升沿触发,按下为下降沿触发。 (20)外输入插座:外部触发信号的输入。

(21)交替触发:在双踪交替显示时,触发信号来自于两个垂直通道,此方式可用于同时观察两路不相关信号。

(22)耦合方式选择按钮:用来选择AC、DC、TV和高频抑制。 (23)触发源选择开关:“CH1”为通道1信号为触发信号;“CH2”为通道2信号为触发信号;“电源触发”为电源为触发信号;“外接触发”为外输入端触发信号是外部信号,用于特殊信号的触发。 (24)X—Y控制键:按下此键,CH1为X轴输入端,CH2为Y轴输入端。 (25)触发方式开关:“自动”是在没有信号输入时,屏幕上仍然可以显示扫描基线;“常态”为有信号才能扫描,否则屏幕上无扫描线显示。

(26)电平锁定:无论信号如何变化,触发电平自动保持在最佳位置,无需人工调节。 (27)触发电平旋钮:用于调节被测信号在某选定电平触发。

(28)释抑:当信号波形复杂,用电平旋钮不能稳定触发时,可用“释抑”旋钮使波形稳定同步。

(29)水平位移旋钮:用以调节信号波形在水平方向的位置,顺时针方向转动,光点或信号波形向右移,

反之向左移。

(30)×5扩展:按下波形将水平扩展5倍。 (31)CH2反向:按下时CH2输出波形反向。 (32)(34)垂直移位旋钮:用以调节屏幕上光点或信号波形在垂直方向上的位置,顺时针方向转动,光

点或信号波形向上移,反之向下移。 (33)垂直方式工作开关:“CH1”为屏幕上仅显示CH1的信号;“CH2”为屏幕上仅显示CH2的信号;“双

踪”为以交替或断续方式,同时显示CH1和CH2的信号波形;“叠加”为显示CH1和CH2的信号波形的代数和。

(35)断续方式:CH1、CH2二个通道按断续方式工作,断续频率为250kHz。适用于显示较低频率信号波

形。

4、使用方法

第一步:按下电源(1),调节聚焦调节旋钮(4)及辉度调节旋钮(5),使显示的光迹稳定、清晰; 第二步:通道及波形选择。选择使用通道(如CH1,以下的步骤都是基于该通道),调节垂直方式工作开关

(33)至“CH1”,接入函数发生器,将两根电缆分别连到函数发生器的信号输出端和示波器的CH1输入端,并将黑色地端与黑色地端相连,红色信号端与红色信号端相连,产生所需的波形(如5V、1KHz的正弦波,参照函数发生器的使用方法);

第三步:选择触发方式。根据需要选择触发方式,通常可先置“自动”触发方式,触发方式开关(25)按

下。

第四步:选择触发源。当信号从CH1端输入时,属于单踪显示,触发源选择开关(23)应选“CH1”。 第五步:选择工作方式。根据需要选择工作方式,如选择“AC”,就弹起交流/直流切换按钮(7); 第六步:幅度调节。根据信号的幅度大小估计显示波形幅度(一般在5个方格左右),调节CH1垂直灵敏

度调节旋钮(6)及微调旋钮(10),例如:如果输入信号幅度为5V,则把垂直灵敏度调节旋钮(6)打到1V位置,表示显示屏中小方格的竖直边长代表1V,这样会得到上下峰值差为5个小方格的波形,若旋钮(6)打到2V位置,则得到上下峰值差为2.5个小方格的波形;

第七步:扫描时间调节(即频率调节)。根据信号的频率大小估计显示波形周期(一般在8个方格左右),

调节扫描时间因数开关(16)及微调旋钮(18),例如:如果输入信号频率是1KHz,对应周期是1ms,则把扫描时间因数开关(16)打到0.1ms,此时显示屏中小方格的水平边长代表0.1ms,这样会得到周期为10个方格的波形,若开关(16)打到0.2ms,则得到周期为5个小方格的波形;

第八步:调节光迹位移旋钮(3)和水平位移旋钮(29),使屏幕上显示的信号波形至适当的位置,调节触

发电平旋钮(27)使输出波形镇定,接入电路使用。

注意:这里只是举例说明CH1单踪显示时的示波器使用方法,由于示波器常用的显示方式有三种:单踪、双踪和叠加,单踪显示时有CH1和CH2显示方式,作CH2单踪显示的示波器使用方法与CH1基本相同;作

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双踪显示时,通常采用交替触发方式。 5、注意事项 (1) 输入端不应馈入超过技术参数所规定的电压; (2) 显示光点的辉度不宜过亮,以免损伤屏幕;

实验内容:

1, 在实验箱中任意选择三个电阻,分别用万用表测量其阻值,与理论值进行比较。 2, 用稳流源主从支路分别输出6伏特和12伏特的电压,用万用表配合完成。 3, 用函数信号发生器输出下列信号,并用示波器观察其波形。

a. 频率为1kHz, 5V, 方波; b. 频率为3kHz, 2V, 正弦波;

c. 频率为100Hz, 3V, 三角波,占空比20; d. 频率为 11kHz, 8V, 脉冲信号,占空比15;

4.测量正弦波信号 信号电压频率 100HZ 1000HZ 10KHZ 100KHZ 示波器测量值 周期(ms) 9.9 1.006 0.1 0.01 示波器测量值 频率(HZ) 100.02 998.0 9999.0 100000.0 信号电压毫伏表读数(v) 1 1 1 1 示波器测量值 峰峰值(v) 0.24 1.04 1.04 0.96 示波器测量值 有效值(v) 0.085 0.368 0.368 0.340 14

实验二 叠加原理

一、实验目的

1、学会使用直流稳压电源和万用表。 2、通过实验证明线性电路的叠加原理。

二、实验设备

1、双路直流稳压电源一台 2、指针万用表和数字万用表各一块 3、实验电路板一块

三、实验原理

由叠加原理,在线性电路中,有多个电源同时作用时,在电路的任何部分产生的电流或电压,等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。

为了验证叠加原理,实验电路如图1-1所示,当E1和E2同时作用时,在某一支路中所产生的电流I,应为E1单独作用在该支路中所产生的电流I?和E2单独作用在该支路中所产生的电流I??之和,即I=I?+I??。实验中可将电流表串联接入到所研究的支路中,分别测量出在E1和E2单独作用时,以及它们共

同作用时的电流值,加以验证叠加原理。

aI1 R1510? bR2510? I2 c1E1 12V S1 1?R3I3 1k? 2?S2 26V E2

图1-1叠加原理实验电路

四、实验内容及步骤

1、直流稳压电源和万用表的使用

参见本书的仪器仪表说明部分,掌握直流稳压电源和万用表的使用。 2、验证叠加原理

实验电路如图1-1所示,E1、E2由直流稳压电源供给。E1、E2两电源是否作用与电路,分别由开关S1、S2来控制。实验前先检查电路,调节两路稳压电源使E1?12V、E2?6V,进行以下测试,并将数据填入表1-1中。

(1)E1单独作用时(S1置“1”处,S2置“2'”处),测量各支路的电流。 (2)E2单独作用时(S1置“1?”处,S2置“2”处),测量各支路的电流。

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