EE110300电机资讯工程实习实验手册电子电路实验II基本器材介绍.PDF

EE110300 電機資訊工程實習 實驗手冊 電子電路實驗 II 基本器材介紹 一 、 實驗目標 ： 1. 熟悉波形產生器的使用方法 2. 熟悉示波器的基本原理與使用方法 3. 認識示波器與電纜線的特性 二 、 實驗提示及操作練習 ： 1. 波形產生器(Function Generator) ： 裝置在電器或日用品中的電子電路 ，有的專門用來產生訊號 ， 例如電子琴的音源電路 ；有的專門用來處理訊號 ，例如音響的前置 放大器 。不過大部分實用的電路都是兩者兼具的 ，也就是說 ，在電 路內部包含了許多產生訊號和處理訊號的部分 ，像我們天天使用的 電視機 、收音機都是這樣的綜合電路 。 為了學習容易 ，一開始就讓同學們操作像電視機這樣複雜的電 路並不恰當 ，所以我們先將注意力集中在處理訊號的電路上 。而實 驗過程所需的訊號波形 ，就由 「訊號產生器」 (Function Generator) 供給 。 Function Generator 可以做各種調整 ，輸出適合實驗需要的 訊號波形 ，讓我們專注在電路的實作上 。在這份講義裡我們通常簡 稱 Function Generator 為 F.G. 。 所謂訊號 ，是指有意義的訊息 。在電子電路中 ，電壓 與電流是最重要的物理量 ，因此電子電路訊號 ，就是電壓 或電流變動的訊息 。又由於電子實驗室的儀器大都便於做 電壓量測 ，所以日後我們所提到的訊號 ，如果沒有特別說 明就是指電壓訊號 。 §1.1 Function Generator 的基本功能 實驗室所使用的是 GW 公司製造的 GFG-813 型 Function Generator 。以下是簡單的功能解說 ，如果操作有問題 ，請務必參考 儀器使用手冊 。 Fig.1 GFG-8130 面板圖 1.1.1 波形選擇 面板第(11)號的三個按鍵可以選擇輸出的波形 。一般實驗室常 用的波形除了正弦波(sine wave)外 ，還有三角波(triangle wave)和方 波(square wave) ： Fig.2 1.1.2 振幅調整 由標有 「AMPL 」的第(14)號旋鈕和第(15)號按鍵控制 。(14)鈕 可以連續調整振幅大小 ，但是其上並無刻度 ，所以真正的振幅數值 必須由測量儀器(如示波器)上讀出 。 第(15)號的兩個按鍵則稱為 「衰減鍵」(attenuator) ，請特別注意 它是以 dB 值標示的 ，當按下左鍵時 ，振幅會被衰減 20dB ；按下右 鍵時 ，衰減 40dB ，如果兩件同時按下 ，則衰減 60dB 。 DB 的定義是什麼 ？你知道 20 、40 、60dB 分別是衰減幾倍嗎 ？ 1.1.3 頻率調整 標有 「FREQUENCY 」的 (12) 號大轉盤和標有「RANGE」的(10) 號一排按鍵可以調整輸出訊號的頻率 。「RANGE 」鍵是選擇所需頻率 的大範圍 ：「FREQUENCY 」大轉盤則可以在選定的範圍作微調 ，以 獲得較精準的頻率輸出 。至於真正的輸出頻率值 ，可以在大轉盤上方 的(2)號顯示幕上讀到 。這個顯示幕是這台 F.G.內附計頻儀的一部份 ， 除了可以配合 F.G.顯示外 ，還能獨立出來使用 ，我們在後面還會在談 到 。 要熟悉 F.G.的操作 ，首先要掌握訊號的要素 ，才能知道我們需要 F.G.輸出什麼要的波形 。 V = Vosin2πft 這就是一個典型的 「正弦波 」(Sine Wave) 。請注意 ：在這個式 子裡 ，電壓 V 是時間 t的函數 ，所以 F.G.的輸出電壓是隨時間而改變 的 。 在這個訊號中 ，Vo是振幅(amplitude) ；f是頻率(frequency) 。 有時我們還需要再訊號上加上一直流成份 Vdc(稱為 DC OFFSET) 而成 為 ： V = Vdc +Vosin2πft 所以一台 F.G.至少要能控制調整這些要素 ，才能產生符合我們需 求的訊號 。 1.1.4