典型电信号的观察与测量

实验十一　典型电信号的观察与测量

一、实验目的

1．熟悉电路分析实验箱装置上函数信号发生器的布局；各电位器、拨码开关的作用及其使用方法。

2．初步掌握用示波器观察电信号波形；定量测出正弦信号和脉冲信号的波形参数。

二、实验内容

1．双踪示波器的自检。

2．正弦交流信号的观察。

3．方波脉冲信号的测定。

三、实验仪器与设备

四、实验原理

1．正弦交流信号和方波脉冲信号是常用的电激励信号，由函数信号发生器提供。

正弦交流信号的波形参数有幅值U_m、周期T（或频率f）和初相ф；方波脉冲信号的波形参数有幅值U_m、脉冲重复周期T及脉宽t_k。本实验装置能提供频率范围为1Hz～1MHz，幅值在0～20V之间连续可调的上述信号。不同类型的输出信号由波形选择开关来选取。

2．电子示波器是一种信号图形观察和测量仪器，可定量测出电信号的波形参数可从荧光屏的Y轴刻度尺并结合其量程分挡选择开关（Y轴输入电压灵敏度分挡选择开关）读得电信号的幅值；从荧光屏的X轴刻度尺并结合其量程分挡选择开关（时间扫描速度分挡选择开关）读得电信号的周期、脉宽、相位差等参数。为了能完成对各种不同波形、不同信号的观察和测量，示波器上还有一些其他的调节和控制旋钮，在实验中应自己动手加以摸索和掌握，并注意总结实用经验。一台双踪示波器可以同时观察和测量两个信号波形。

五、实验注意事项

1．示波器的辉度不要过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，以延长示波器的使用寿命。

2．调节仪器旋钮时，动作不要过猛。实验前，需熟读双踪示波器的使用说明，特别是观测双踪时，要特别注意开关、旋钮的操作与调节。

3．调节示波器时，要注意触发开关和电平调节旋钮的配合使用，以使显示的波形稳定。

4．作定量测定时，“t／div”和“V／div”的微调旋钮应旋置“标准”位置。

5．信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起，以防外界干扰影响测量的准确性。

6．做好实验预习，准备好画图用的图纸。

六、实验内容与步骤

1．双踪示波器的自检

将示波器的Y轴输入插口Y_A或Y_B端用同轴电缆接至双踪示波器面板部分的“标准信号”输出，然后开启示波器电源，指示灯亮；稍后，协调地调节示波器面板上的“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”、“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。选择幅度和扫描速度的灵敏度，并将它们的微调旋钮旋至“校准”位置，从荧光屏上读出标准信号的幅值与频率，并与标称值作比较，如相差较大，请老师给予校准。

2．正弦信号的观察

（1）将示波器的幅度或扫描速度微调旋钮调至“校准”位置。

（2）通过电缆，将信号发生器的正弦波输出口与示波器的Y_A或Y_B插座相连。

（3）接通电源，调节信号源的频率旋钮，使输出频率分别为50Hz、1．5kHz和20kHz（由频率计读得），输出幅值分别为有效值0．1V、1V，3V（由交流毫伏表读得）。调节示波器Y轴和X轴的灵敏度至合适的位置，并将它们的微调旋钮旋至“校准”位置，从荧光屏上读得幅值及周期，记入表4－39中和表4－40中。

表4－39　测量数据1

表4－40　测量数据2

3．方波脉冲信号的测定

（1）将函数信号发生器的波形选择开关置于方波位置。

（2）调节信号源的输出幅度为3V（用示波器测定），分别观测100Hz、3kHz和30kHz方波信号的波形参数。

（3）使信号频率保持在3kHz，调节示波器幅度和脉宽旋钮，观察波形参数的变化并记录。

七、实验报告要求

1．整理实验中显示的各种波形，绘制有代表性的波形。

2．总结实验中所用仪器的使用方法及观察电信号的方法。

3．如用示波器观察正弦信号，在荧光屏上出现如图4－44所示情况时，说明测试系统中哪些旋钮的位置不对？应如何调节？

4．记录心得体会及其他。

八、实验思考题

1．“t／div”、和“V／div”的含义是什么？

2．应用双踪示波器观察到如图4－45所示的两个波形，Y轴的“V／div”置于0．5V，“t／div”置于20μS，试问两个波形信号的波形参数为多少？

图4－44　错误信号

图4－45　实验波形