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课程名称： 电工电子学实验 指导老师： 实验名称： 常用电子仪器的使用 实验报告
一、实验目的
1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。 2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。
二、主要仪器设备
1.XJ4318型双踪示波器。 2.DF2172B型交流电压表。 3.XJ1631数字函数信号发生器。
4.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源。 5.10kΩ电阻和0.01μF电容各一个。
三、实验内容
1.用示波器检测机内“校正信号”波形
首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示，即Y1(CH1)或Y2(CH2)，“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。开启电源开关后，调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。
将示波器的“校正信号”引入上面选定的Y通道(CH1或CH2)，将Y轴“输入耦合方式开关”置于“AC”或“DC”，调节X轴“扫描速率选择开关”(t/div或t/cm)和Y轴“轴入灵敏度开关(V/div或V/cm)”，并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置，使示波器显示屏上显示出约两个周期，垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。
从示波器显示屏的坐标刻度上读得X轴(水平)方向和Y轴(与X轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值)，填入表4-1，并计算出对应的实测值。
校正信号 幅度UP-P 频率f 标称值 0.2V 1000Hz 示波器测得的原始数据 4div 5div 表4-1
测量值 0.2V 1000Hz 0.05V/div 0.2ms/div 观察“Y轴输入灵敏度微调开关”和“X轴扫描速率微调开关”出在顺时针到底和逆时针到底两个极端位置时，屏幕读数与信号标称值的差异(标称值指的信号源输出所表示的数值)。体会测量时不将“微调”旋钮置于校正位置所造成的影响。 2.用示波器和交流毫伏表测量信号参数
(1)调节信号发生器的有关旋钮，使输出频率分别为200Hz、1kHz、5kHz、10kHz，有效值等于1V(用交流毫伏表测定)的正弦波，用示波器分别测量上述信号的频率，将测得的数据填入表4-2。
注意：用示波器测量信号参数时，被测信号在示波器上显示的波形大小要合适！
信号发生器 输出信号频率/kHz 0.2 1 5 10 示波器测得的原始数据 一周期的格数div 9.7 9.6 9.8 9.8 表4-2
示波器实测值 频率/kHz 0.206 1.042 5.102 10.204 4.85 0.96 0.196 0.098 扫描开关t/div的位置 周期/ms 0.5ms 0.1ms 20μs 10μs (2)调节信号发生器有关旋钮，使输出信号频率为1kHz、有效值分别为0.5V、1V、2V、3V、(用交流毫伏表测定)的正弦波，用示波器分别测量上述正弦波的峰-峰值UP-P(即正弦波正半周最高点与负半周最低点之间的值)，并根据测得的峰-峰值UP-P折算得到正弦波的有效值，将数据填入表4-3。
信号发生器 输出电压 (有效值)/V 0.5 1 2 3 示波器测得的原始数据 峰-峰值的 格数div 7.2 5.6 5.8 4.2 Y轴灵敏度开关 V/div的位置 0.2 0.5 1 2 表4-3
示波器实测值 峰-峰值 UP-P/V 1.44 2.8 5.8 8.4 有效值U/V (折算得到) 0.509 0.990 2.051 2.970 3.用示波器测量两信号的相位差
实验电路如图4-1所示。uS是信号发生器输出的频率为1kHz、有效值约为5V的正弦波，加于RC串联电路两端，设电阻R上的电压为uR，则uS与uR频率相同、相位不同，用示波器可测量uS与uR的相位差。
将uS和uR分别加到双踪示波器的两个输入端Y1(CH1)和Y2(CH2)，示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于“交替(ALT)”或“断续(CHOP)”挡，选择合适的X轴触发源，让触发信号取自uS(CH1)，调节“触发电平(LEVEL)”旋钮，调节Y1和Y2的“移位(POSITION)”和“输入灵敏开关”(V/div)以及微调旋钮，使在屏幕上显示出两个稳定的正弦波uS和uR，如图4-2所示。根据uS与uR波形在水平方向上的差距格数D，以及uS或uR波形一个周期的格数T，则可求得uS与uR两个波形的相位差：??360??D
T
图4-1 RC串联电路 图4-2 图4-1电路的波形
将图4-1电路测量结果记入表4-4。
一个周期的格数T 两波形在X轴方向的差距格数D 两波形的相位差φ 9.7 0.9 表4-4
33.4o 4.用示波器测量方波和三角波的参数
调节信号发生器的有关旋钮，使分别输出具有一定幅度(峰-峰值为几伏)和频率(几千赫)的方波和三角波，用示波器分别观察和测量，并记入表4-5。
示波器测得的峰-峰值数据 被测信号 波形 峰-峰值格数div 4 6 Y轴灵敏度V/div 0.5 0.5 表4-5
示波器测得的周期数据 周期格数div 4.8 9.8 扫描速率t/div 0.2ms 50μs 周期/ms 0.96 0.49 峰-峰值/V 2 3 方波 三角波 四、实验总结
1.整理实验数据和有关表格。
各实验数据计算结果已填入上述各表中，各表计算过程如下： 表4-1：
幅度UP-P测量值：4×0.05=0.2V 频率f测量值：1/(5×0.2/1000)=1000Hz
表4-2：
周期/ms=(一周期的格数div)×(扫描开关ms/div的位置) 包含单位换算 频率/kHz=1/(周期/ms)
表4-3：
峰-峰值UP-P/V=(峰-峰值的格数div)×(Y轴灵敏度开关V/div的位置)
有效值U/V=(峰-峰值UP-P/V) /2
表4-4：
两波形的相位差φ0.9/9.7×360=33.4 o 表4-5：
峰-峰值/V=(峰-峰值格数div)×(Y轴灵敏度V/div)
周期/ms=(周期格数div)×(扫描速率t/div) 包含单位换算
2
2.总结使用电子仪器尤其是双踪示波器的体会。
本次实验使用到的主要电子仪器是双踪示波器，是一种用途很广的电子测量仪器，在之前的大学物理的多个实验中已经有所接触。双踪示波器的优势在于，能够同时测量两种不同信号的波形，可将其同时显示进行对比和计算，为测量信号提供了很多便利。在使用双踪示波器的过程中，应注意在校正时将所有“微调”旋钮置于校正位置，才能达到正确的校正效果，否则会由于“微调”旋钮没有归位而造成后续的一系列测量的偏差。
除此之外，本次实验还用到了交流毫伏表和信号发生器。在使用交流毫伏表时，应注意所选量程的大小必须大于被测电压，否则很可能会损坏仪表。而在使用信号发生器时，需要注意的是开始不能把输出电压调得太高，以免对后续仪器造成损坏；还需注意的是，当输出电压大小不符合要求时，可以开关“20dB”和“40dB”的按钮，以放大或缩小输出值。
五、心得体会
本次实验为常用电子仪器的使用实验，通过实验，我们学习了双踪示波器、交流毫伏表以及信号发生器的使用，了解了常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。通过实践操作，我们在之前已有知识的基础上更加熟练地练习了示波器以及信号发生器的使用，同时与书本上的相关知识结合，体会了RC串联电路的原理及作用。
对于本次实验的误差而言，将各表测量值与实际值比较，可以看出相差并不多，绝大部分数据的误差
保持在2%以内，最大的误差也只有4%，可见使用示波器来测量波形参数还是比较准确的。存在的误差可能由多种因素引起，比如实验电路的影响、仪器内部因素、外界环境干扰等等。当然，也不能排除随机误差，可以通过进行多次平行实验来减小这种误差。
另外，本次实验实验操作步骤较为复杂，数据量也较多，所以实验时需要耐心仔细，在保证不出错的
情况下提高效率。遗憾的是，此次实验随学习了示波器大部分按钮的使用，但仍有少数按钮功能没有机会实践。