电子测量原理实验数字示波器应用与信号测量.doc

《电子测量X偏转板（水平偏转板）上加一随时间作线性变化的时基信号，在Y偏转板（垂直偏转板）加上要观测的电信号，示波器的荧光屏上便能显示出所要观测的电信号的时间波形。 数字存储示波器与通用模拟示波器不同的是，在其内部采用A/D变换器把被测的输入模拟波形进行取样、量化和编码，转换成数字信号“1”、“0”码，然后存储在半导体存储器RAM中，这个过程称为存储器的“写过程”；然后在需要时，将RAM中的存储内容调出，通过相应的D/A变换器，再恢复为模拟量显示在示波器的屏幕上，这个过程称为存储器的“读过程”。 三、实验仪器及设备 双踪数字示波器、信号发生器等。 四、实验内容及步骤 4．1 数字示波器的认识与简单使用 步骤 1.1或2，然后按AUTO键。检查所显示波形形状。补偿正确时，测量结果才准确。 补偿过度 补偿正确 补偿不足 图1. 示波器探头补偿波形图 步骤2. 用信号发生器产生任意方波或正弦波信号，熟悉示波器上一些常用按钮的功能。适当调节垂直、水平档位，观察波形变化。 4．2 正弦信号峰峰值和频率的自动测量 步骤1.用信号发生器产生一个固定频率和幅值的正弦波，然后接到示波器的输入端CH1，适当调节各个按钮，在示波器的中心位置处得到一个稳定的正弦波。 步骤2. 测量峰峰值。按下MEASURE按钮以显示自动测量菜单。按下1 号菜单操作键以选择信源CH1 。按下2 号菜单操作键选择测量类型：电压测量。在电压测量弹出菜单中选择测量参数：峰峰值。此时，在屏幕左下角可以发现峰峰值的显示。 步骤3.测量频率。按下3 号菜单操作键选择测量类型 ：时间测量。在时间测量弹出菜单中选择测量参数：频率。此时，在屏幕下方可以发现频率的显示。 4．3 应用光标测量 步骤1. 用信号发生器产生与上面相同频率和幅值的正弦信号，采用光标测量的方法进行峰峰值和频率的测量。 步骤2. 测量峰峰值。按下 CURSOR 按钮以显示光标测量菜单。按下1 号菜单操作键设置光标模式为手动。按下2 号菜单操作键设置光标类型为Y。旋动多功能旋钮将光标1置于正弦信号的正向峰值处。将光标2 置于负向峰值处。光标菜单中将显示出正弦信号的峰峰值。 步骤3. 测量频率。按下 CURSOR 按钮以显示光标测量菜单。按下1 号菜单操作键设置光标模式为手动。按下2 号菜单操作键设置光标类型为X。旋动多功能旋钮将光标1置于正弦信号的第一个峰值处。将光标2 置于第二个峰值处。光标菜单中将显示出正弦信号的频率。 4．4 X－Y 功能的应用 步骤1.用信号发生器产生两个正弦信号，分别加到CH1和CH2通道。 步骤2.若通道未被显示，则按下 CH1 和 CH2 菜单按钮。按下 AUTO （自动设置）按钮，使两个通道显示波形。 步骤3.调整垂直旋钮SCALE,使两路信号显示的幅值大约相等。 步骤4.按下水平控制区域的MENU菜单按钮,调出水平控制菜单。按下时基菜单框按钮以选择 X-Y 。示波器将以李沙育（Lissajous）图形模式显示，如下图2所示。 图2. X-Y模式显示的李沙育图形 五、思考题 在X-Y模式下，如何测量两通道信号之间的相位差，写出具体实现步骤。 六、实验报告 包括实验目的、原理；实验所用的仪器和设备，实验内容及步骤；实验过程中记录的实验数据，波形以及相应的误差分析；实验的心得体会及其他。 实验项目二 交流电压的测量 一、实验目的 1．了解交流电压测量的基本原理。 2．分析几种典型电压波形对峰值、平均值和有效值电压表的响应，掌握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 对于交流电压的测量，可以用峰值，平均值，有效值，以及波形因数KF，波峰因数KP等表征，若被测电压的瞬时值为，则： 全波平均值为： 有效值为： 波形因数为： 波峰因数为： 而用来测量电压的指针式电压表中的检波器有多种形式，一般来说，具有不同检波特性的电压表都是以正弦电压的有效值来定度的，但是，除有效值电压表外，电压表的示值本身并不直接代表任意波形被测电压的有效值。因此，利用波形换算关系正确求出具有不同检波特性的电压表的示值（即读数）与被测电压的均值，峰值，有效值的关系，这是一个值得注意的问题。 根据理论分析，不同波形的电压加至不同检波特性的电压表时，电压表读数与被测电压的、、之间的关系如下表1所示。 表1 几种典型波形对应不同检波特性电压表的、、之间的关系 电压表类型 平均值检波 有效值检波 峰值检波 波形 正弦 三角 方波 正弦 三角 方波 正弦 三角 方波 读数 A1 A2