典型电信号的观察与测量

实验3.4 典型电信号的观察与测量

一、实验目的

1．熟悉信号发生器、示波器和交流毫伏表各主要开关和旋钮的使用方法。

2．掌握用示波器观察电信号波形，学会利用示波器定量测量正弦信号、脉冲信号的波形参数。

二、实验仪器与器件

1．双踪示波器 1台 2．函数信号发生器 1台 3．交流毫伏表 1台

三、实验原理

正弦交流信号（见图3.4.1）和矩形波脉冲信号（见图3.4.2）是常用的电激励信号。正弦信号的波形参数是幅值Um、周期T（或频率f）和初相 ；矩形波脉冲信号的波形参数是幅值Um、脉冲重复周期T和脉冲宽度TW。正弦信号和脉冲信号由函数信号发生器提供。函数信号发生器的使用方法参见第二章第二节。

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图3.4.2 矩形波信号波形

图3.4.1 正弦波信号波形

电子示波器是一种信号图形测量仪器，可定量测出电信号的波形参数。从荧光屏Y轴刻度并结合其量程分档选择开关读得电信号的幅值；从荧光屏的X轴并结合其量程分档选择开关读得电信号的周期、脉宽相位差等参数。示波器的具体使用方法参见第二章第二节。

交流毫伏表是一种交流电压测量仪器，可测量频带为几Hz ~ 几GHz、电压值范围为μV ~ kV的交流电压信号。

四、预习要求

1. 仔细阅读第二章第二节，了解示波器、函数信号发生器及交流毫伏表的使用方法。 2. 仔细阅读实验室中示波器与函数发生器的使用说明书，了解其操作方法。

五、实验内容

1． 双踪示波器的自检

将示波器面板部分的“标准信号”通过示波器专用同轴电缆探头接至双踪示波器的Y轴输入插口CH1或CH2端，然后开启示波器电源。指示灯亮，调节示波器面板上的“辉度”、“聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等旋钮，使在荧光屏的中心部分显示出线条细而清晰、亮度适中的方波波形。通过选择幅度和扫描灵敏度，并将其微调旋钮旋至“校准”位置。从荧光屏上读出该“标准信号”的幅值和频率，并与标称值（0.5V、1kHz的信号）作比较。

2． 正弦波信号的观测

（1）将示波器的幅度和扫描速度微调旋至“校准”位置。

（2）将函数信号发生器的波形选择开关置“正弦”位置，通过电缆线将“信号输出”口与示波器CH1插座相连。

（3）接通电源，调节信号发生器的频率、幅度旋钮，使输出频率分别为50Hz，1.5kHz和10kHz，输出幅度分别为有效值0.1V，1V，3V（由交流毫伏表读出）。调节示波器Y轴灵敏度（volts/div）和X轴灵敏度（time/div）至合适的位置，从荧光屏上读得幅度及周期，分别填入表3.4.1及表3.4.2中。

3．脉冲信号的观测

（1）将函数信号发生器的波形选择开关置“方波”位置。

（2）调节信号发生器的频率、幅度和输出波形对称性调节旋钮，通过示波器自行观察Um=1V，占空比为20%，f=10kHz的方波信号和UP-P=1V，Tw=100μS，T=200μS的方波信号。调节示波器Y轴灵敏度（volts/div）和X轴灵敏度（TIME/div）至合适的位置，从荧光屏上读得幅度、周期、占空比，分别填入表3.4.3中。

表3.4.1 正弦波信号频率观测

表3.4.2 正弦波信号幅度观测

表3.4.3 矩形波波信号观测

六、注意事项

1.调节示波器时，要注意除T/div和V/div的其它开关的位置。

2.用示波器进行定量测量时，注意T/div和V/div的微调旋钮应处于关闭的位置。 3.各种仪器同时使用时，要注意“共地”，即各仪器的测试线的接地端要连接在一起。

七、实验报告要求

1.根据实验结果，填写表格。

2.写出自行观察两种信号时，示波器及信号发生器各个旋钮的位置，并把显示的波形绘制出来。

3.用示波器观察正弦波信号时，若荧光屏上出现如图3.4.3所示的各种状态，试说明是什么原因，应如何调节？

(a)

(b) (c) (d) (e) 图3.4.3 示波器荧光屏状态

(f)

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