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1、电子测量实验指导书齐鲁理工学院目录实验一 常用仪器的面板结构与使用1实验二 函数信号发生器的使用7实验三 模拟示波器的使用10实验四 数字存储示波器的使用13实验五 示波器测量相位差21实验六 万用表测量电压26实验七 二极管单向导电性测试及整流电路应用29实验八 电桥法测阻抗33实验一 常用仪器的面板结构与使用一、实验目的：1.了解电子技术实验系统的基本组成；2.了解双踪示波器、函数发生器、晶体管毫伏表的工作原理、主要技术指标。二、实验原理：1.基本电子技术实验系统2. 示波器（示波器面板） 用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。 除观测电流的
2、波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。3.函数发生器 函数发生器又称为信号源，它是为电子测量提供符合一定技术要求的仪器。可以产生不同波形、频率和幅度的信号。 用来测试放大器的放大倍数、频率特性以及元器件的参数等等，还可以用来校准仪表以及为各种电路提供交流电压。4.晶体管毫伏表 毫伏表是一种交流电压表，常用的毫伏表是晶体管毫伏表，具有灵敏度高，测量频率范围宽以及输入阻抗高等特点。 毫伏表刻度是正弦有效值刻度。对于非正弦信号电压有效值，如三角波、方波电压，读数要作修正。5.数字万用表 万用表以测量电压、电流、和电阻三大参数为主。 根据测试结果的
3、显示方式的不同，可分为模拟式和数字式两大类。最大显示值为+1999，自动显示0和极性。过载时显示1。6.直流稳压电源 直流稳压电源是提供直流电流的电源设备，在电网电压或负载变化时，能使输出电压保持稳定不变。 工作原理一般是先用变压器将市电电源供给的有效值220V、频率为50Hz的交流电压变换为所需幅度的交流电压 ，然后用整流电路把交流电压变为直流脉动电压，再经滤波电路使直流脉动电压平滑，最后再通过直流稳压电路输出稳定的电压。三、实验设备与器材：函数信号发生器、模拟双踪示波器、数字双综示波器、数字万用表、直流稳压电源各一台。四、实验内容：1.了解并熟悉各种常见测量仪器的组成、结构和工作原理。（1
4、）示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等。示波器由显示电路、Y轴放大电路、X轴放大电路、扫描同步电路、电源供给电路等几个基本部分构成。其面板装置按其位置和功能通常可划分为3大部分：显示、
5、垂直（Y轴）、水平（X轴）。（2）函数发生器是一种多波形的信号源。它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形。有的函数发生器还具有调制的功能，可以进行调幅、调频、调相、脉宽调制和VCO控制。信号发生器用来产生频率为20Hz200kHz的正弦信号（低频）。除具有电压输出外，有的还有功率输出。所以用途十分广泛，可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带，也可用作高频信号发生器的外调制信号源。另外，在校准电子电压表时，它可提供交流信号电压。（3）万用表是一种带有整流器的、可以测量交、直流电流、电压及电阻等多种电学参量的磁电式仪表。对于每一种电学量,一般都有几个量
6、程。又称多用电表或简称多用表。万用表是由磁电系电流表(表头),测量电路和选择开关等组成的。通过选择开关的变换,可方便地对多种电学参量进行测量。其电路计算的主要依据是闭合电路欧姆定律。（4）万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。2.熟悉面板操作，掌握调试方法，填写下面表1、表2的数据、波形。表1 示波器校准信号测试信号相关参数测试数据波形图校准信号垂直偏转灵敏度（v/div)位置波形的峰峰高度（HY格）峰峰电压（Upp）扫描速度（t/div）一个周期的宽度（HX格）信号周期T信号频率f表2 函数发生器输出幅度和频率的调节 信号波形图（f=1kHz，Upp=3.0v) 正弦波三角波方
7、波五、注意事项：1.观测示波器的校准信号，垂直输入耦合方式置于DC档。2.调试及测试电压要注意直流和交流，交流值要注意峰峰值和有效值。实验二 函数信号发生器的使用一、实验目的1.熟悉掌握函数发生器各个操作部件的功能；2.实验验证各个功能的实现过程；3.用示波器观察各种输出信号。二、实验原理使用一个激发装置(即信号源)来激励一个系统，以便观察、分析它对激励信号的反映如何，这是电子测试技术的标准实验之一。例如，在设计制造飞机时，需先了解机体及其有关设备在各种气流、雷击、雨水、温变干扰下的反映情况；在发展冶炼技术时，需了解炉内物态随炉温变化的动态过程；在分析一个电子线路时，常需了解输出信号与输入信号
8、频率及振幅之间的关系。这样，在进行上述过程的硬件或软件的模拟实验时就需要人为地产生各种模仿的信号。系统在这些模仿的信号的激励下产生各种反应，因此，称它们为激励信号。产生这些信号的仪器设备称为信号源。信号源包括函数信号发生器、脉冲信号发生器、音频信号发生器以及扫描频率发生器等多种设备，用于各种的工程测试。基本的函数发生器提供正弦波、方波和三角波，频率范围在1Hz到约50MHz之间。图1显示的是一个包含两个运算放大器的基本函数发生器。器件A1是一个积分器，它提供一个三角波输出信号，它所产生的三角波信号通过正弦波形成电路而产生正弦波信号输出。器件A2是一个电压比较器，它产生一个方波信号。大多数普通价
9、格的函数发生器都以一些单片式集成电路(IC)为基础，并能提供正弦波、方波和三角波。三、实验设备与器材：函数信号发生器、双踪示波器各一台、数字万用表一块。四、实验内容1.正弦信号的示波器测量和万用表测量按要求将数据填入表1中正弦信号发生器，使其输出频率为1KHz，峰峰值为2V的正弦信号，用示波器观察此信号，记录其实际周期值，并通过观察示波器显示屏上显示的被测信号波形，调节Vpp=2mV，用万用表测量其有效值V有效，并做记录。图2.1 用示波器进行周期测量 图2.2 用示波器进行幅度峰峰值测量 周期的波形测量：周期T=T格*扫描档位ms/格；如果T包含3格完整周期，周期T=（T格*扫描档位ms/格
10、）/3，可以减少视在误差。 幅度测量（峰峰值）：Vpp=B格*Y轴档位mV/格表1输入正弦波示波器测周期T示波器测Vpp万用表测有效值频率1KHz峰峰值为2V求算术平均值2.用示波器测量脉冲信号按要求将数据填入表2中（1）调节函数信号发生器，使其输出周期为0.1ms，峰峰值为2V，占空比为50%，不含直流成分的矩形波信号，用示波器观测此信号，记录其实际频率值，并记录示波器显示屏上的被测信号波形。（2）调节函数信号发生器，使其输出周期为0.1ms，峰峰值为2V，占空比为50%，含1V直流成分的矩形波信号，用示波器观测此信号，记录其实际频率值，并记录示波器显示屏上的被测信号波形。表2输入信号（方波
11、）实测频率实测周期实测峰值波形T=0.1ms，Vpp=2V，不含直流成分算术平均值T=0.1ms，Vpp=2V，含1V直流成分算术平均值五、实验报告要求1.从误差的分类上分析，本实验可能存在的误差有哪几种？2.用示波器测量交流信号的周期和大小时，如何才能保证其测量精度？实验三 模拟示波器的使用一、实验目的1.熟悉模拟示波器的工作原理；2.掌握模拟示波器调节旋钮的使用；3.初步掌握用示波器Y轴及轴X偏转灵敏度的测定。二、实验原理我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。普通的电压表是在其刻度盘移动的指针或数字显示来给出信号电压的测量度数。而示波器则不同，示波器具有屏幕，它能在屏幕上以图形
12、的方式显示信号电压的随时间的变化，即波形。示波器能把非常抽象的，眼睛看不到的电过程，变换成具体的看得见的图像。因此，使用示波器测量电压和电流时，可在显示被测电压或电流幅值的同时，还可显示波形、频率、相位。这是其它电压测量仪表，如电压表等无法做到的。一般电压表的读数与被测电压波形有关，而用示波器测量时，其精度可不受被测电压和电流波形形状的影响。另外，示波器的响应速度极快，也没有指针式仪表所具有的惯性。但是，示波器作定量测试时，测试值是以屏面上波形幅值所占的垂直刻度值乘Y 轴偏转灵敏度得出的，而屏面上波形幅值所占的垂直刻度值将受到光迹宽度、视差及示波器固有误差和工作误差等因素的影响，往往不易精确读
13、出测试值，这就决定了示波器的测试精度不可能太高。本次实验目的是熟悉示波器各功能旋钮的使用，掌握用屏面上波形及屏幕标尺测量波形幅值及时间的方法。示波器使用方法见附录一。三、实验设备与器材：模拟示波器、函数信号发生器、直流稳压电源各一台、辅助实验电路板一块、连接导线若干。四、实验内容1按下电源开关按钮，调节亮度和聚焦旋钮使扫描线亮度适中、清晰；2将示波器CH1探头衰减拨至1，并接至探极校准信号；示波器耦合方式设置为直流，调节垂直、水平位置旋钮、通道灵敏度选择开关及水平旋钮，使示波器荧光屏上显示一个周期完整稳定的方波；3.用直流电源测定Y轴偏转灵敏度；将示波器探头CH1接至直流稳压电源+2V输出，将
14、示波器垂直调节旋钮分别调节为0.5V、1.0V、2.0V、5.0V，测量被测信号电压，并填入表。表1 Y1偏转灵敏度的测定（用万用表直流电压档测直流电压设定2V）Y1偏转灵敏度(vcm)0.51.02.05.0示波器Y轴的刻度数（cm）实测电压值（计算值V）误差4重复上述步骤，测量Y2的偏转灵敏度；并将测量结果填入表2中。表2 Y2偏转灵敏度的测定（用万用表直流电压档测直流电压设定2V）Y2偏转灵敏度(vcm)0.51.02.05.0示波器Y轴的刻度数（cm）实测电压值（计算值V）误差计算公式：被测信号电压U=Y1轴偏转灵敏度(v/div）待测两点的垂直距离（div）。注意：每换一次灵敏度旋钮
15、后，必须将耦合方式按键设置为接地，调水平旋钮对准某一水平刻度，然后将耦合方式设置DC后再测量。5.水平偏转灵敏度的测定将探头CH2接至信号发生器输出端，合上信号发生器的电源，输出波形为三角波，幅度调节为Upp=1V，按下表要求调节信号源频率，测量结果填入表3。表3 水平偏转灵敏度的测定信号源频率（KHz）0.1130.2260.5541.12.2测量值（cm）计算值（周期）（mS）计算值（频率）（KHz）误差五 实验报告及总结1.根据实验测量的结果，分别分析测试误差，并填入表中；2.分析误差产生的原因；3.此次实验的结果的置信度如何？并说明实验的目的是什么？实验四 数字存储示波器的使用一、实验
16、目的1.熟悉数字存储示波器的工作原理；2.掌握数字存储示波器的使用方法。二、实验原理1数字存储示波器的组成原理 数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度量化）后，经由D/A转换器再重建波形。数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又称为数字存贮示波器。当处于存储工作模式时，其工作过程一般分为存储和显示两个阶段。在存储工作阶段将模拟信号转换成数字化信号，在逻辑控制电路的控制下依次写入到RAM中。在显示工作阶段，将数字信号从存储器中读出转换成模拟信号，经垂直放大器放大加到CRT的Y偏转板。同时，CPU的读地址计数脉冲加至D/A转换器，得到一个阶梯波扫描电压，驱动CRT的X偏转板，如图4.1所示。
17、 图4.1 数字存储示波器的组成原理图2数字存储示波器的工作方式 （1）数字存储器的功能 随机存储器RAM包括信号数据存储器、参考波形存储器、测量数据存储器和显示缓冲存储器四种。 （2）触发工作方式 1）常态触发 同模拟示波器基本一样。 2）预置触发 可观测触发点前后不同段落上的波形。 （3）测量与计算工作方式 数字存储示波器对波形参数的测量分为自动测量和手动测量两种。一般参数的测量为自动测量，特殊值的测量使用手动光标进行测量。（4）面板按键操作方式 数字存储示波器的面板按键分为立即执行键和菜单键两种。 3数字存储示波器的显示方式（1）存储显示:适于一般信号的观测。（2）抹迹显示:适于观测一长
18、串波形中在一定条件下才会发生的瞬态信号。（3）卷动显示:适于观测缓变信号中随机出现的突发信号。（4）放大显示:适于观测信号波形细节。（5）XY显示 图4.2 数字存储示波器的显示方式（6）显示的内插 插入技术可以解决点显示中视觉错误的问题。 主要有线性插入和曲线插入两种方式。 4.实时采样和等效时间采样在现在为止我们所介绍的波形数字化方法称为实时采样，这时所有的采样点都是按照一个固定的次序来采集的，这个波形采样的次序和采样点在示波器屏幕上出现的次序是相同的，只要一个触发事件就可以启动全部的采样动作。如图4.3所示。图4.3 实时采样在很多应有场合，实时采样方式所提供的时间分辨率仍然不能满足工作
19、的要求，在这些应用场合中，要观查的信号常常是重复性的，即相同的信号图形按有规则的时间间隔重复的出现。对于这些信号来说，示波器可以从若干个连续信号周期中采集到的多组采样点来构成波形，第一组新的采样点都是由一个新的触发事件来启动采集的。这成为等效时间采样，在这种模式下，一个触发事件到来以后，示波器就采集信号波形的一部分，例如，采集五个采样点并将它们存入存储器，另一个触发事件则用来采集另外五个采样点并将其存贮在同一存储器的不同位置，如此进行下去经过若干次触发事件以后，存储器内存贮足够的采样点，就可以再屏幕上重建一个完整的波形，等效时间采样使得示波器在高时基设置值之下给出很高的时间分离率，这样一来就好
20、像示波器具有了比实际采样速率要高很多的一个虚拟采样速率或称等效时间采样速率。 图4.4 顺序等效时间采样等效时间采样的方法采用从重复性信号的不同的周期取得采样点来重建这个重复性信号的波形，这样就提高了示波器时间的分辨率。5.峰值检测和平均值检测我们知道，DSO在特定时刻对输入信号进行采样，如本章开头所述，采样点之间的时间间隔取决于时基设置。如果毛刺的宽度比示波器的示波器分辨率还要小，那么能否捕捉到毛刺就看运气如何了。为了能够捕捉到毛刺，我们的方法就是峰值检测或毛刺捕捉。采用峰值检测的方法时，示波器将对信号波形的幅度连续地进行监测，并由正负峰值检测器将信号的峰值幅度暂时存储起来。当示波器要显示采
21、样点的时候，示波器就将正或负峰值检测器保存的峰值进行数字化，并将该峰值检测器清零。这样在示波器上就用检测到的信号的正，负峰值代替了原来的采样点数值。因此，峰值检测的方法能够帮助我们发现由于使用的采样速率过低而丢失的信号或者由于假象而引起失真的信号峰值检测的方法对于捕捉调制信号，也是非常有用的。为了显示这类信号，必须将示波器的时基设置得和调制信号在频率相配合，而在这种信号中，调制信号的频率通常在音频范围但载波频率通常在455KHz或者更高。在这种情况下，不使用毛刺捕捉功能，就不能正确地采集信号，而是用毛刺捕捉功能就可以看到类似模式示波器所显示的波形。示波器上的峰值检测功能是通过硬件（模拟）峰值检
22、测器的方法或者快速采样的方法来实现的，模拟峰值检测器是一个专门的硬件电路，它以电容上电压的形式存储信号的峰值，这种缺点是速度比较慢，它通常只能存储宽度大于几个微妙且具有相当幅度的毛刺。数字式峰值检测器围绕ADC而构成，这时ADC将以可能的最高采样速率连续对信号进行采样，然后将峰值存储在一个专门的存储器中，当要显示采样点的值时，存储的峰值就作为该时刻的采样值来使用。数字式峰值检测器的优点是其速度和数字化过程的速度一样快，如示波器PM3394A就能够在很低的时基速率设置下，如1秒/格，以正确的幅度采集到窄至5ns的毛刺。平均值检测则是示波器采集几个波形，将他们平均，然后显示最终波形。此模式可减少所
23、显示信号中的随机或无关噪音。三、实验设备与器材：数字存储示波器、函数信号发生器各一台、连接导线若干四、实验内容1自校正：按下示波器电源开关按钮，将所有探头或导线与输入连接器断开。然后按“UTILITY”按钮，选择“自校正”，此时屏幕会显示自校正菜单。示波器进入自校正状态。注意示波器内部继电器的“滴答”声，表明示波器正在进行“自动调整”状态。2使用默认设置：示波器在出厂前被设置为用于常规操作，即默认设置。“DEFAULT SETUP”按钮为默认设置的功能按钮，按下“DEFAULT SETUP”按钮调出厂家多数的选项和控制设置，有的设置不会改变。3使用自动设置：将示波器探头设置为10，示波器探头接
24、到示波器的输入端口（两各通道均接入）。两探头均挂入示波器的测试点上，按下“AUTO”按钮。通道1和2应显示方波。如图4.5所示。4观测示波器的屏幕显示区域 图4.5 屏幕显示区域屏幕显示区域中数字标注说明:1)显示图标表示采集模式 采样模式 峰值检测模式 平均值模式2)触发状态 已配备。示波器正在采集预触发数据。在此状态下忽略所有触发。 准备就绪。示波器已采集所有预触发数据并准备接受触发。 已触发。示波器已发现一个触发并正在采集触发后的数据。 停止。示波器已停止采集波形数据。 采集完成。示波器已完成一个“单次序列”采集。 自动。示波器处于自动模式并在无触发状态下采集波形。 扫描。在扫描模式下示
25、波器连续采集并显示波形。3) 使用标记显示水平触发位置。旋转水平“POSITION”旋钮调整标记位置。4) 用读数显示中心刻度线的时间。5) 使用标记显示“边沿”脉冲宽度触发电平，或选定的视频线或场。6) 使用屏幕标记表明显示波形的接地参考点。若没有标记，不会显示通道。7) 以读数显示通道的垂直刻度系数。8) B图标表示通道是带宽限制的。9) 以读数显示主时基设置。10) 若使用窗口时基，以读数显示窗口时基设置。11) 以读数显示触发使用的触发源、触发频、“边沿”脉冲宽度触发电平。12) 采用图标显示选定的触发类型。5.示波器面板操作指南 图4.6 示波器面板图面板控制区分为:菜单操作键(5个
26、),水平控制区,垂直控制区,触发控制区,常用功能键区(7个功能键),运行控制区,自动测试按钮及万能旋钮等组成。1）示波器探头CH1接入函数信号发生器输出，调节垂直、水平及触发相应按钮，使屏幕上稳定的显示一至两个正弦波；2）调节信号源频率分别18Hz 、50Hz、200Hz正弦波（峰峰值均调至2V）。用示波器自动测量，并将测量数据填入表1中。表1 对正弦波的测量校正频率（Hz）1850200测量峰峰值（V）电压均方根值（V）周期（ms）测量频率（Hz）相对误差（%）3） 调节信号源频率分别18Hz 、50Hz、200Hz三角波（峰峰值均调至2V）。用示波器自动测量，并将测量数据填入表2中。表2
27、对三角波的测量校正频率（Hz）1850200测量峰峰值（V）电压均方根值（V）周期（ms）测量频率（Hz）相对误差（%）6.信号获取系统设置将信号输入调节到一个较高频率范围（例如：8KHz），使波形稳定显示在屏幕上。按下按键ACQUIRE，选择峰值检测和平均值检测菜单，观察显示波形的变化。改变采样方式按钮，切换实时采样/等效采样模式，观察波形现象。7.显示系统信号源保持不变，按下按键DISPLAY，选择类型键，切换矢量/点,观察波形并将两种波形绘制下来。通过调节对比度+、-按钮，使波形在面板上清晰显示。按下“下一页”按钮，自行调节格式、屏幕、网格按钮，观察面板波形变化（最终设置在YT格式，蓝底
28、黑屏、网格布满状态）。8.光标测量信号源频率调到1KHz，峰峰值为2V的方波信号，使波形稳定显示在屏幕上。按下按键CURSORS，设置好信源。按下按键RUN/STOP，使波形固定。先选择类型中的“电压”，再选择Cur1和Cur2，用万能旋钮“USER SELECT”分别调节光标线位置，测量峰峰值电压并记录于下表中。再选择类型中的“时间”，再选择Cur1和Cur2，用万能旋钮“USER SELECT”分别调节光标线位置，测量周期和幅值并记录于表3中。表3 手动测量幅值周期（信号源：频率1KHz 峰峰值2V）测量值Cur1Cur2T1/T电压（V）周期（ms）9.存储系统按下按键SAVE/RECA
29、LL，将“类型”菜单设置为波形存储，将波形菜单选择No.1，按“存储”按钮保存波形，关掉信号源，调出已存储的波形，熟悉各个按钮的使用方法。五、实验报告及总结1.整理测量数据，计算出相对误差。记录下相应波形；2.简述数字存储示波器和模拟示波器的功能,重点比较说明二者的不同及优缺点。实验五 示波器测量相位差一、实验目的1掌握用示波器测量周期和时间的方法；2掌握用示波器测量时间间隔的方法；3. 掌握用示波器测量相位差的方法。二、实验原理当示波器水平扫描速度开关微调在校准位置时，扫描开关各档的刻度值，表示荧光屏上水平刻度所代表的时间值。因此，示波器不仅可用于显示示波器，而且可用于直接测得整个波形（或波
30、形任何部分）的时间。 1.示波器测量交流电压的周期 用示波器测量交流电压的周期，如图5-1 所示。 图5.1 周期的测量例测得波形上对应两点间的水平距离为5cm，“扫描时间”旋钮的指示值为0.1s/cm，则被测波形周期为： T=5 0 5 =2.5S 2.时间间隔测量用示波器测量如图5-2 所示，波形中两点的时间间隔T 时，可用上述方法测量。 图5.2测量波形中两点的时间间隔3.RC串联移相电路设输入正弦信号，其相量则输出信号电压：其中输出电压有效值U2为：输出电压的相位为：由上两式可见，当信号源角频率一定时，输出电压的有效值与相位均随电路元件参数的变化而不同。若电容C为一定值，则如果R从零至
31、无穷大变化，相位从900到00变化。 图5.3 RC串联电路及其相量图图5.4 RC串联电路及其相量图设输入正弦信号，其相量则输出信号电压：其中输出电压有效值U2为：输出电压的相位为：同样，输出电压的大小及相位，在输入信号角频率一定时，它们随电路参数的不同而改变。若电容C值不变，R从零至无穷大变化，则相位从00到-900变化。4用测量时间的方法转换成测量相位差当用双综示波器测量两同频率，但有相位差的正弦波时，其波形如图5.5所示。则两正弦波的相位差的计算式：图5.5 相位差的测量三、实验设备与器材：模拟示波器 、函数信号发生器各一台、可调电阻及电容、导线若干。四、实验内容1.正弦波周期的测量将
32、函数信号发生器的输出接至模拟示波器的输入（如通道1），开启示波器、信号发生器电源。信号源频率设置为800Hz(正弦波)、输出幅度（峰峰值为2伏）；将示波器通道1的扫描线调整在零位，调节垂直灵敏度使波形在屏幕上显示一个完整的正弦波；用光标测量正弦波的周期，并将结果填入表1。 表1 正弦波周期的测量测量值Cur1Cur2T1/T计算值相对误差（）2.脉冲宽度的测量保持信号源频率和幅度不变（800Hz,峰峰值2伏），将波形设置为方波输出；用光标测量脉冲的宽度，将结果填入表2.表2 方波脉冲宽度的测量测量值Cur1Cur2T计算值相对误差（）3.测量同频率正弦量的相位差将函数信号发生器（频率调节至10
33、0Hz，VPP=3.0V）的输出端接至示波器的通道2，RC移相电路的输出端和示波器的通道1相连；将示波器的显示设置为X-Y方式，调节RC移相电路的电阻分别为120、240，电容器为100F，分别按图5.3、5.4连接电路，并将各自输出端连至示波器，测量其相位差。并将测量的数据填入表3中。表3 相位差的常规测量RC串联电路D（Div）T（Div）计算值电阻R输出电压R=120电阻R输出电压R=240电容C输出电压R=120电容C输出电压R=240五、实验总结1.计算测量的结果，并分析相对误差。2.时间测量还有哪些方法方法？3.测量相位差的方法还有哪些？实验六 万用表测量电压一、实验目的了解交流电
34、压测量的基本原理，分析几种典型电压波形对万用表的响应，以及它们之间的换算关系，并对测量结果做误差分析。二、实验原理设被测交流电压的瞬时值为u（t），则：全波平均值 有效值 波形因素 波峰因素 由于被测交流电压大多数是正弦电压，而且人们通常只希望测量其有效值，故除非特别说明，交流电压表都是以正弦波为测量对象，并按有效值定度，即表头示值是被测电压为正弦电压时的有效值。测量非正弦电压时，万用表的读数必须通过波形因素或波峰因素换算才能得到测量结果：对均值电压表 对峰值电压表 对有效值电压表 三、实验设备与器材示波器、函数信号发生器各一台、万用表一块。四、实验内容1.被测电压波形对测量结果的影响。（1）
35、等读数测量：调节函数信号发生器输出频率为150KHZ，按下正弦波、三角波、或方波按钮，将分别得到这三种波形输出。a.用万用表测量正弦、三角和方波输出，调节函数信号发生器的幅度调节旋钮，使万用表对不同电压波形读数都相同。记录读数，用示波器观察三种波形并画出三种波形图，在图上标明被测电压的峰值。将万用表表的读数及示波器的读数填入表1。b.根据测量结果（读数），分别计算出被测电压的平均值、峰值和有效值填入表1，并对测量结果进行分析说明。表1电压表类型万用表读数波型正弦三角方波读数计算值示波器读数（2）等幅度测量a.调节函数信号发生器，使输出频率为20KHZ，输出幅度为1V（用示波器监视）。分别输出正
36、弦波、三角波和方波，用万用表测量各输出波形，记录读数并填入表2中。b.用示波器测量三种波形的有效值，方法同上。c.根据测量结果，计算被测电压的有效值，填入表2，并进行分析说明。表2波形正弦三角方波示波器幅值示波器读数（有效值）万用表读数万用表换算为幅值Up五、思考题1.在等幅度测量中，用万用表表测量三种波形时，读数相同吗？为什么？2.在实际测量中，对于各种非正弦信号电压，如何得到其有效值电压？3.什么是波形误差？如何消除这项测量误差？实验七 二极管单向导电性测试及整流电路应用一、实验目的1.掌握用万用表判断二极管管脚极性及质量的方法。2.掌握二极管伏安特性曲线的测试方法及二极管伏安特性。3.熟
37、悉二极管的应用电路：半波整流电路、单相桥式整流电路的工作原理及测试方法。二、实验原理1.二极管的管脚极性与质量判断二极管实质上是一个PN结，具有单相导电性。加超过门槛电压的正向电压时，二极管导通，具有很小的电阻，称为正向电阻。加反向电压时，二极管截止，具有很大的电阻，称其为反向电阻。根据以上原理，可以用万用表的电阻档测量出二极管的正反向电阻来判断二极管的管脚极性及质量。假设二极管的两管脚一端标A，另一端标B，如果用万用表黑表笔接A端，红表笔接B端，或者反过来黑表笔接B端，红表笔接A端，两次万用表的读数，一次很大，一次很小，则说明二极管完好，具有单向导电性，而且，正向电阻越小，反向电阻越大，二极
38、管质量越好，否则，如果一个二极管正反向电阻相差不大，则必为劣质管。如果正反向电阻都是零或都是无穷大，则说明该二极管已损坏。在二极管正常的情况下，当测得其电阻很小时，说明二极管两端加了正向电压，二极管处于正向导通状态，这时黑表笔（与内部电源正极相连接）所接的一端为二极管的正极，红表笔（与内部电源负极相连接）所接的一端为二极管的负极。当测得其电阻很大时，说明二极管两端加反向电压，二极管处于反向截止状态，这时黑表笔所接的一端为二极管的负极，红表笔所接的一端为二极管的正极。2.二极管伏安特性曲线测试二极管伏安特性曲线是指二极管两端电压与流过它的电流之间的关系。实验电路如图21所示。利用逐点测量法，调节
39、电位器改变输入电压Ui，从而给二极管加上不同的电压UD，测量给二极管加上不同电压时，流过二极管的对应电流，描点绘出二极管的伏安特性曲线。3.二极管的应用电路（1）半波整流电路电路如图21，在输入端加标准的正弦波信号，则在输出端可得到正半周波形。（2）单向桥式整流电路电路如图23，在输入端加上幅度足够大的工频信号，正半周V1、V3导通，V2、V4截止，负半周正好相反，V1、V3截止，V2、V4导通。在输出端正好得到单向的全波脉动直流电压。（3）限幅电路电路如图24，在输入端加上幅度足够大的标准正弦信号，则在输出端可得到被限了幅的输出波形。三、实验设备与器材：实验箱1台、数字万用表1只、双踪示波器
40、1台、二极管4007*4、470、430电阻各1只。四、实验内容1.用万用表判断二极管管脚极性及质量（1）将万用表置于测二极管档位。取一二极管，测量其正向电阻，反向电阻，并判断其质量好坏。（2）根据以上测量数据，判断二极管的管脚极性。2.二极管伏安特性曲线测试（1）按图21连接电路。（2）调节电位器RP，测量二极管两端电压UD为表22中数值时，流过二极管的对应电流ID，将结果记录于表1中。（3）将电源正负极互换，测量二极管两端电压为表23中数值时，流过二极管的对应电流ID，将结果记录于表2中。（4）根据表1、表2中测得的数据，描绘出二极管的伏安特性曲线。表1UD（V）00.350.40.450
41、.5ID（mA）表2UD（V）1.02.03.04.05.0ID（mA）3.二极管基本应用电路的测试（1）半波整流电路按图22连接电路，在输入端输入频率为500Hz、幅值为3V的正弦波信号，用双踪示波器同时观察输入输出波形，并将其描绘下来，填入表3中，并简单说明其原理。表3（2）单向桥式整流电路按图23连接电路，或用整流桥堆来代替4个二极管连接电路。在输入端加入频率为50Hz，有效值为6V的工频信号，用双踪示波器同时观察输入输出波形，并将其描绘下来，填入表4中。表24五、实验报告1、按实验报告要求书写实验报告。2、对所测结果进行全面分析，总结半波整流和桥式整流的特点。3、分析讨论实验中出现的故
42、障及其排除方法。实验八 电桥法测阻抗电桥种类较多，用途各异。按其工作状态，可分为平衡电桥和非平衡电桥；按其工作电源可分为交流电桥和直流电桥两大类。直流电桥又有单臂电桥和双臂电桥之分，即常说的惠斯通电桥和开尔文电桥。惠斯通电桥适用于测量中等大小阻值的电阻，测量范围为10106。一、实验目的1.了解惠斯通电桥的结构和测量原理。2掌握用模拟电路软件自搭惠斯通电桥测量电阻。3学习电桥测电阻的不确定度计算方法。二、实验原理1.惠斯通电桥的线路原理图8-1为惠斯通电桥的原理图，待测电阻Rx和R1、R2、R0四个电阻构成电桥的四个“臂”，检流计G连通的CD称为“桥”。当AB端加上直流电源时，桥上的检流计用来
43、检测其间有无电流及比较“桥”两端（即CD端）的电位大小。图5-1 惠斯通电桥原理图调节R1 、R2和R0，可使CD两点的电位相等，检流计G指针指零（即Ig=0），此时，电桥达到平衡。电桥平衡时，UAC=UAD，UBC=UBD ，即I1R1=I2R2，IxRx=I0R0。因为G中无电流，所以，I1=Ix，I2=I0。上列两式相除，得： （8-1）则 Rx=CR0 (8-2)式（8-2）即为电桥平衡条件。 图8-1显然，惠斯通电桥测电阻的原理，就是采用电压比较法。由于电桥平衡须由检流计示零表示，故电桥测量方法又称为零示法。当电桥平衡时，已知三个桥臂电阻，就可以求得另一桥臂得待测电阻值。通常称R0为比较臂，R1/R2（即C）为比率（或倍率），Rx为电桥未知臂。在测量时，要先知道Rx得估测值，根据Rx的大小，选择合适的比率系数，把R0调在预先估计的数值上，再细调R0使电桥平衡。利用惠斯通电桥测电阻，从根本上消除了采用伏安法测电阻时由于电表内阻接入而带来的系统误差，因而准确度也就提高了。 电桥的灵敏度公式（8-2）是在电