電子測量技術(shù)實驗指導(dǎo)書2

實驗二示波器特殊測量方法實驗?zāi)康撵柟虜?shù)字示波器的使用方法掌握雙蹤示波器的使用方法學(xué)會測量矩形波上升時間和下降時間的方法了解示波器的X—Y法應(yīng)用掌握測量相位差的二種方法實驗儀器和器材1.雙蹤示波器 2.函數(shù)信號發(fā)生器 3.CBB22-50V-104電容4.CBB22-50V-103電容5.RT14-1KQ電阻6.RT14-10KQ電阻7.測控電路實驗箱預(yù)習(xí)內(nèi)容用示波器測量重復(fù)脈沖的方法，以及脈沖上升時間和下降時間的定義。示波器的相位測量方法（雙蹤測量法）示波器的X—Y法（橢圓法）測量相位差實驗內(nèi)容及步驟用示波器測量脈沖信號的上升時間、下降時間和脈沖寬度。1） 用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生頻率為20kHz的矩形波脈沖信號。2） 按圖1連接電阻和電容，組成一個低通網(wǎng)絡(luò)。1KFromGeneratorO 1 I f OTo0呂匚ill□呂匚口戸已圖1低通濾波電路3） 因為函數(shù)信號發(fā)生器輸出的脈沖信號上升時間較小，不易測量，所以把脈沖信號通過低通網(wǎng)絡(luò)后送到示波器測量，以加大脈沖信號的上升時間，便以測量。4） 調(diào)節(jié)示波器X軸的偏轉(zhuǎn)因素選擇開關(guān)，盡量使屏幕上突出顯示脈沖的上升沿部分或下降沿部分。并配合使用X軸位移旋鈕，使對應(yīng)上升沿10%（或下降沿90%）高度處的測量點對齊X軸的某個刻度線，然后讀出對應(yīng)上升沿90%（或下降沿10%）高度處另一測量點到上一測量點的相對時間值。該相對時間值便是所測脈沖的上升時間（或下降時間）。讀數(shù)等于刻度個數(shù)乘上X軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)。5） 注意以上操作只有在X軸細調(diào)（Variable）旋鈕順時針旋到底后讀數(shù)才是正確的。6） ①脈沖幅度Um：脈沖波從底部到頂部之間的數(shù)值。②脈沖寬度：一般指脈沖前、后沿分別等于0.5Um時相應(yīng)的時間間隔。③脈沖上升時間tr：脈

沖波從0.1Um上升到0.9Um所經(jīng)歷的時間。④脈沖下降時間tf：脈沖波從0.9Um下降到O.lUm所經(jīng)歷的時間。⑤脈沖的占空系數(shù)￡：脈沖寬度t與脈沖周期T的比值稱為占空系數(shù)或空度比。測量并計算脈沖的上述參數(shù)。幅度Um寬度上升時間tr下降時間tf占空系數(shù)￡2.用雙蹤法測量兩個信號的相位差1） 先用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率為20KHz的幅度為1V的正弦信號。2） 再按圖2連接電阻和電容，組成一個阻容延遲網(wǎng)絡(luò)。信號發(fā)生器輸出信號一路直接作為信號1送入示波器CH1通道，另一路通過阻容延遲網(wǎng)絡(luò)后作為信號2送入示波器CH2通道。由于信號2通過延遲網(wǎng)絡(luò)，所以信號2比信號1在時間上要延遲，兩個信號之間存在著相位差。FromGenerratorToOscilloscopeFromGenerratorToOscilloscope圖2阻容延遲網(wǎng)絡(luò)3）用示波器測量頻率相同的兩個信號之間的相位差示波器置交替工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)X軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開關(guān)（也稱X軸掃描速度選擇開關(guān)），對20KHz的信號頻率，可置于10卩S/Div檔,調(diào)節(jié)觸發(fā)電平（Trigger）旋鈕，使顯示的兩個波形穩(wěn)定。分別調(diào)節(jié)CH1和CH2兩個Y軸位移旋鈕，使兩個波形的掃描時基線重合，在屏幕上可看到一前一后兩個正弦波。測量信號周期T,并測量兩個信號之間的時間延遲量△T。按下式計算兩個信號的相位差爐。（P=360X△T/T4）把屏幕顯示的波形和測量結(jié)果記錄下來。思考一下：在上述測量過程中,X軸細調(diào)（Variable）旋鈕是否一定要按測量要求順時針旋到底？如放在任意位置，對測量結(jié)果是否有影響？為什么？5）再用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率為15KHz的幅度為800mV的正弦信號重新測量一次。20KHz15KHzT：T：△T：△T：相位差P：相位差P：3.示波器的X—Y應(yīng)用和橢圓法測量相位差1） 示波器的X—Y應(yīng)用，是指兩個信號分別從X通道和Y通道送入示波器，示波器內(nèi)部X振蕩器不用，靠外接被測量信號之一來驅(qū)動電子束作水平方向的掃描。所以此時光跡在水平方向的掃描反映了接在X通道的被測量信號的規(guī)律。而屏幕上顯示的光跡圖形和兩個被測信號的參數(shù)都有關(guān)。示波器的X—Y法可應(yīng)用于相位差的測量，這就是橢圓法測量相位差。2） 先把輝度旋鈕調(diào)小，使得剛能看到光跡，然后把X偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開關(guān)（X掃速開關(guān)）置于X-Y檔。此時屏幕上只有一個亮點。注意此時不能把輝度開大,以免能量集中灼傷熒光屏。調(diào)節(jié)Y軸位移和X軸位移旋鈕，使光點在屏幕中央刻度線原點。3） 按照上述步驟2產(chǎn)生同頻率的兩個信號，分別送到X輸入插口和Y輸入插口（選CH1或CH2都可）。示波器Y軸工作模式開關(guān)從交替工作模式改為相應(yīng)的CH1或CH2。4） 分別調(diào)節(jié)Y軸增益旋鈕（Variable）和X軸細調(diào)旋鈕（Variable）,使兩個信號的幅度相同，此時屏幕上將顯示一個斜橢圓。5） 測量橢圓交Y軸的交點高度h1和橢圓最高點的高度h2。兩個信號的相位差爐按照下式計算： （P=sin-ih/h1220KHz15KHzh:1h:1h:2h:26）把屏幕顯示的圖形和測量結(jié)果記錄下來，比較一下兩種方法的測量結(jié)果是否相同？如有誤差，則分析誤差原因，你認(rèn)為哪種測量方法準(zhǔn)度（Accuracy）較高？哪種方法精度（Prisitio