电测与计量实验报告

1、实验一 模拟示波器的波形参数测量一 实验目的通过示波器的波形参数测量，进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。1 熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值，有效值及其直流分量。2 熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。3 熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。二 实验设备1 示波器SS-7802A 1台2 信号发生器 1台3 电阻、电容等三 实验步骤1 测量和记录1kHz的三角波信号的峰峰值及直流分量；2 测量和记录三角波经阻容移相(下图)后的信号Vo的峰峰值及直流分量；3 测量和记录1kHz的三角波的周期及频率；4 用单踪方式测量和记录三角波Vi、输出

2、Vo两信号间的相位差；5 用双踪方式测量和记录三角波Vi、输出Vo两信号间的相位差。6 信号频率改为100Hz，重复上述步骤15。四 讨论1 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？双踪、单踪选择的触发源、触发方式和触发电平不同，所以会有一定的差异，其中单踪测量更准确，因为双踪测量通道为两个通道，本身存在一定的系统误差。主要操作为：将三角波作为外触发输入，同时将其接入CH1，调整扫描时间、触发电平、耦合方式使波形稳定扫描之后保持不变，将其中一个光标移动到三角波的峰值出，然后将滤波后的V0接入CH1将另一个光标找到对应正弦波的峰值，即可测得相位差t。2 你认为在实验过程中双踪示

3、波器的扫描是工作在交替还是断续方式？为什么？交替扫描ALT是非实时的工作状态，开关转换速度较低，测量低频信号时，会有闪动出现。断续扫描CHOP，开关转换速度高，无闪动现象，但中间可能会雾状图像，需要消隐。因此，在测量1kHz时工作在交替方式，测量100Hz时工作在断续方式。3 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？阻容移相后1kHz的幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动变大；反之，100Hz的幅值衰减较小，直流阻隔分量较大，相位移动变小。五 实验数据频率/波形峰峰值(V)直流分量(mV)频率f周期T1kHz三角波Vi1.735231.0

4、07kHz0.988ms正弦波V00.86022100Hz三角波Vi1.73522.1101.2Hz9.96ms正弦波V01.12011.1频率相位差单踪t双踪t单踪()双踪()1kHz0.22ms0.300ms80.2109.3100Hz2.10ms1.95ms75.970.5t/T*360部分实验图片：Figure 1双踪方式测相位差Figure 2测直流分量Figure 3单踪方式测相位差六 实验操作部分要点测量直流分量：1） 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，将其中一条光标置于波谷4）选择DC，将另一

5、条光标置于此时波谷处，从而测得直流分量记录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CH22） 选择CH1作为触发源，调整触发电平，触发极性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，用光标记录两个峰值之间的距离。单踪方式测相位差：一定用外触发，详细见讨论1实验二 数字示波器的波形参数测量和分析一 实验目的1 了解数字示波器基本结构和工作原理，掌握使用数字示波器的基本方法。2 学会使用数字示波器观测电信号波形和电压幅值以及频率等。3 学会使用光标测量、自动测量、波形存贮、波形分析等功能。二 实验设备1 数字示波器TDS2012B 1台2 信号发生器 1台

6、三 实验步骤1 信号发生器输出频率约1kHz的正弦波信号， 用CH1进行观测(1) 光标测量功能测量和记录信号的峰峰值、直流分量、周期和上升时间；(2) 自动测量功能测量和记录信号的峰峰值、直流分量、周期和上升时间；(3) 用傅里叶变换（FFT）功能分析信号，记录该频谱图；(4) 存贮信号波形。2 示波器的校准信号接入CH2，重复上述步骤（1）（3）。3 关闭CH1通道显示，调出步骤1(4)已存贮的信号波形，与现有信号同时显示，记录显示波形。四 讨论1 两信号的频谱有什么明显差异？为什么？正弦波的频谱有一个带宽很窄的峰值，校准信号方波由于上升沿较陡，因此频谱含有大量高次谐波，而正弦信号的谐波分

7、量不如方波丰富。原因是因为傅里叶变换最终以正弦形式表示。2 实验中两通道波形同时显示时，是否有波形不稳定情况？为什么？存在波形不稳定的情况，因为一般示波器只有一个X触发源。触发条件是一样的，频率如果差距很大则不能同时稳定显示。五 实验数据信号测量方式峰-峰值直流分量周期上升时间正弦波CH1光标10.2V186mV1.000ms291.9us自动10.1V209mV999.5us283.7us校准信号CH2光标48.8V23.2V976us1.0us自动51.2V24.5V978.5us669.7ns部分实验图片：Figure 4 正弦波傅立叶频谱Figure 5方波傅立叶频谱Figure 6

8、自动测量实验三 图示仪的使用及晶体管特性参数测量一 实验目的通过图示仪对晶体管参数的测量使用，加强对图示仪的波形显示原理的掌握，熟悉图示仪的使用方法。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 实验设备1. 图示仪BJ4814 1台2. 二极管、稳压二极管、晶体管9012、9013三 实验步骤1. 测量和记录二极管的导通特性曲线。2. 测量和记录稳压二极管的正向、反向特性曲线。3. 测量和记录晶体管9012的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。4. 测量和记录晶体管9013的特性曲线，计算V

9、ces、Vceo、Iceo、hfe。四 讨论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？Rc应该调至适当的档位，稍大一些防止电流过大烧坏器件，一般不能低于10k。扫描电压选择10V档位，并先调至“0”处，待实验开始后逐渐增大，若调至最大之后仍没有拐点出现，应将电压选到50V档，再重复上述操作，但始终保持小于器件的最大电压。2. 测量晶体管的特性曲线时，为什么增加级数时，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？因为Ts=nTc，增加簇数使n增大，Ts增大，图示仪扫描所花费时间变长即阶梯波发生器开关速度降低，眼睛观察重新产生增大后的阶梯信号就会出现闪动

10、。每个阶梯波的时间为5ms，来回一次扫描为10ms，扫描10级为一簇，则需要0.1s。3. 如何进行阶梯波的调零？将阶梯信号的级数置为1最左位置。按下测量板上零电流，即基极开路IB0，松开零电流后，和第一条线特性曲线和加了阶梯波之后的Iceo重合。五 实验原理1. 二极管特性曲线2. 稳压管特性曲线3. 三极管特性曲线六 实验数据1. 稳压二极管Vce2V4.3格8.6V2. 二极管Vce0.13格0.3V3. 9013(NPN) Vces=0.1V Vceo=55V Iceo=20uA hfe=0.8mA/5uA=1604. 9012(PNP) Vces=0.2V Vceo=50V Iceo

11、=10uA hfe=501.4/2uA35实验四 数字化测量仪的使用一 实验目的通过数字化测量仪的使用，进一步巩固加强对数值化测量原理的掌握，不同数值化测量的误差分析及影响因素。1. 学会用数字化测量仪测量信号的周期和频率。2. 学会分析数字化测量的误差来源。3. 掌握如何减少测量误差的措施。二 实验设备1. 数字频率计 GFC-8010H 1台2. 信号发生器 1台三 实验步骤分别用测频、测周的方法测量100Hz、1kHz、10kHz的方波，将测量数据添入下表。档位测频方法（kHz） 测周方法（ms）0.1s1s10s0.1 110100Hz100.71100.01299.970810.00

12、9610.0032710.0031641kHz1.000051.0016521.00008181.000961.0000081.00012110kHz10.010010.0067110.004861100.067us100.0742us100.09867us四 讨论1. 通过以上实验数据，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。测频误差来源：1.量化误差2.时基误差措施方法：1.选择准确性高、稳定性高的晶振作为时标信号发生器2.仪器事先预热，以保证足够时基的指标3.在不使计数器产生溢出的情况下加大分频器的分频系数，适当延长闸门的开启时间T，以加大计数值N。测周误差来源：1.计数误差2.