《现代测试技术》实验指导书(电子电科专业使用)精品.doc

【实验一】常规测试测量仪器综合使用 一、实验目的： 了解通用示波器、信号发生器、万用表等常规测试测量仪器的原理、学习其一般的使用方法。通过典型测量技术的计算机仿真与实验室电路搭建，掌握常规测试测量仪器综合使用的基本技能，提高分析问题与解决问题的能力。 二、实验内容 1、学习通用示波器、信号发生器、万用表等常规测试测量仪器的原理。应用通用示波器观测信号发生器发出的常用波形。通过按钮操作，进一步了解通用示波器中触发及扫描电路的工作过程。熟悉通用示波器的操作方法。 2、学习用集成模拟乘法器实现全载波调幅的方法与过程，熟悉调幅系数的示波测量法。仿真时，模拟乘法器1496可由学生自行设计。 3、学习二阶有源滤波器的设计方法、调试方法和步骤。并参照学习材料，查资料自行设计一带通或带阻滤波器自拟实验步骤，测出电路中心频率，测量并画出电路的幅频特性。 三、参考学习材料 1、示波器的组成框图 y输入 垂直系统 x输入 外触发 水平系统 图1.1 2、调幅系数M的定义和计算公式 设载波信号为：uc(t) = Vccosωt ，调制信号为：us(t) = VscosΩt 则调幅波信号的表达式为： uAM(t) = Vc[1+()cosΩt]·cosωt = Vc[1+M cosΩt]?cosωt 其中，ω为载波信号的频率，Ω为调制信号的频率，——调制信号与载波信号幅度比，称为调幅系数。 从调幅波的表达式可以看出，已调幅波包络的最小值出现在cosΩt= -1的瞬间，包络的最大值出现在cosΩt = 1的瞬间。设包络的最大峰峰值为B，最小峰峰值为A，有 uAM (t)|max = Vc(1+ M)cosωt = uAM (t)|min = Vc(1- M)cosωt = 由上两式可得： M= 图1.2 3、调幅系数线性扫描测量法 把已调幅信号加到示波器的Y轴，X轴采用示波器内的线性锯齿波电压，并把调制信号作为同步信号输入示波器的外触发或同步触发端，调整扫描电压的频率，应使其等于调制信号的频率（或是它的若干分之一），则可以在示波器屏幕上得到一稳定的调幅波波形（如上图所示）。 线性扫描测量方法的优点是较为直观，可以发现调制过程中的瞬变情况，但它的准确度取决于波形线条的粗细程度，故准确度不高，尤其是当M之值比较小时更是如此，通常这种方法作为波形的定性观察之用。 4、应用集成模拟乘法器1496芯片构成调幅器 （1）1496芯片管脚说明 图1.3 ⑻、⑽: 载波输入端（对应IN1） ⑴、⑷: 调制输入端（对应IN2） ⑹、⑿: 接正电源+12v ⒁: 接负电源-8v （2）用1496芯片构成的调幅器 图1.4 1496构成的调幅器 Rp1——用来调节引出脚⑴、⑷之间的平衡 Rp2——用来调节引出脚⑻、⑽之间的平衡 线性扫描法操作步骤： 将载波信号与调制信号分别加到IN1与IN2端，out接到示波器，可观察波形，测调幅系数。 5、利用multisim创建1496模块与调幅仿真实验 （1）创建MCl496模块 MCl496是构成调幅电路的核心器件。利用ltisim可以创建MCl496模块。模块的内部结构可如图1.5所示。T1、T2与T3、T4组成双差分放大器，T5、T6组成的单差分放大器用以激励T1—T4。 T7、T8及其偏置电路构成恒流源。管脚8与10接输入电压Vx，，管脚1与4接另一个输入电压Vy，输出电压Vo从管脚6输出。管脚2与3可外接电阻，对差分放大器T5、T6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压V的线性动态范围，并调节模拟乘法器增益。管脚5可外接电阻，用来调节偏置电流及镜像电流。管脚14为负电源端。创建的MCl496模块以子电路形式保存，在仿真实验过程中，可以随时调用并观察内部参量的变化。 （2）设计调幅实验电路 进入Multisim的编辑窗口，调用MCl496模块，按图1.6设计调幅实验电路。载波信号和调制信号采用单端输入。载波信号Uc通过电容C2加到乘法器的输入端管脚10，调制信号UΩ经低频耦合电容C1，从管脚1输入，调制信号UAM由管脚12单端输出。图1.6中接于正电源电路的电阻Rc1、Rc2：用来分压，负电源通过RP、R7、R8、R9、R10的分压为管脚内部的差分对管T5、T6提供基极偏压，C3为低频旁路电容，将管脚4交流接地。R4、R5、R6将直流正电源分压后为管脚8、10内部的晶体管T1—T4提供基极偏压，C4为低频旁路电容，将管脚8交流接地。RP称为载波调零电位器，调节RP可使电路对称以减小载波信号输出。接于管脚2、3端的电阻Re用来扩大UΩ的线性动态范围和调节增益。 （3）调幅实验电