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实验一常用电子仪器的使用
发布时间:2020-08-12 05:41
  

  实验一常用电子仪器的使用_电子/电路_工程科技_专业资料。电工电子技术实验 指导书 江苏科技大学张家港校区 江苏科技大学苏州理工学院 实验注意事项 为了做好实验,达到实验的预期目的,并保证实验中的人身与设备安全,特制定本实验 注意事项,并请实验者严格遵

  电工电子技术实验 指导书 江苏科技大学张家港校区 江苏科技大学苏州理工学院 实验注意事项 为了做好实验,达到实验的预期目的,并保证实验中的人身与设备安全,特制定本实验 注意事项,并请实验者严格遵照执行。 1、每次实验前必须做好充分的准备工作,进行认真地预习。预习要求如下: (1)仔细阅读实验指导书和教材中的有关章节,掌握实验原理,读懂实验线路,并进 行必要的理论估算。 (2)明确实验目的、任务要求及注意事项。了解和熟悉实验步骤及操作程序。 (3)了解和熟悉实验所用各仪器仪表的使用方法及注意事项。 (4)准备好记录实验数据的纸、笔、表格等。 2、开始做实验前,先认真检查实验所用仪器设备是否齐全?是否符合要求?工作是否 正常?若有问题,要立即向教师报告。 3、为确保人身和设备的安全,实验中,要严格遵守实验要求,执行操作规程: (1)使用仪器设备前要了解、熟悉其性能、操作方法和使用注意事项,按要求正确使 用。不懂的地方应请教指导教师。 (2)要正确地选择测量仪器的档位和量程,并正确地进行连接。测量时,电压表要并 联,电流表要串联。严禁用万用表的欧姆档或电流档(或用电流表)测量电压。 (3)严禁在带电的情况下进行接线或改接线操作。严禁随意触摸仪器设备和实验电路 的金属部分,以避免发生触电事故。 (4)实验时要根据线路图认真进行连接线,同组同学相互仔细检查,确定无误后才能 接通电源。初次试验或没有把握的应经指导教师审查同意后再接通电源。 (5)实验中若出现异常情况,应立即切断电源,保护现场,报告指导教师,检查故障 原因。排除故障后,经指导教师同意再继续实验。 (6)要爱护国家财产。使用仪器仪表要轻拿轻放。任何仪器仪表设备,在不了解其性 能与使用方法, 未得到教师允许前, 不准随便使用。 除连接线外, 严禁对仪器仪表进行拆改。 4、实验完毕,应将电源关闭,整理好连接线和仪器设备,并请指导教师检查验收后, 方能离开。实验仪器设备等若有损坏,应立即报告教师,视具体情况按规定处理。 5、实验后,要认真归纳整理实验数据,并对实验结果进行分析总结,独立编写实验报 告。 实验箱使用注意事项 (1)将标有220V的电源线插入市电插座,接通开关, 三路直流电源指示灯亮, 表示学习机电源工作正常。 (2)连接线:实验箱面板上的插孔应使用专用连接线,该连接线插头可叠插 使用,顺时针向下旋转即可锁紧,逆时针向上旋转即可开。 (3)实验时应先阅读实验指导书,在断开电源开关的状态下按实验线路接好 连接线(实验中用到可调直流电源时,应在该电源调到实验值时再接到实验线路 中),检查无误后再接通主电源。 (4)实验箱面板上的实验线路凡标Vcc,Vee 处均末接通电源, 须在实验时根 据实验线路要求接入相应电源, 运算放大器单元的电源及所有接地端均己在板内 接好。 (5)实验时接线要认真,同组人员相互仔细检查,确定无误后经指导教师 审查同意后才能接通电源。 (6)实验时应注意观察,若发现有异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有 异味)应立即关断电源,保持现场,报告指导教师。找出原因、排除故障,经指 导教师同意后再继续实验。 (7)实验过程中需要改接连线时,应关断电源后才能拆、接线)实验结束后,必须关断电源,并将仪器、设备、工具、导线 实验报告撰写规范 实验报告是实验者将自己所进行的实验及实验结果用文字作的综合性表述, 也是工程上技术报告的能力训练。 实验报告要用简明的形式将实验结果完整和真 实地表达出来,要求文理通顺,简明扼要,字迹工整、图表清晰,结论正确,分 析合理,讨论深入。实验报告采用指导书上的规定格式或统一规格的报告纸,一 般包括以下几项: 1.实验项目名称; (格式如:实验几 XXX实验 ) 2. 专业、学号、姓名、实验桌号、同组人员、实验地点; 3.实验目的; 4.实验仪器及设备; 5.实验原理及实验电路图;(简述主要原理内容) 6.实验内容与步骤; (包括实验线.实验图表、数据及结果分析 8. 实验思考题、实验体会或对实验的改进设想等。 实验过程中测得的原始实验数据经实验老师签字确认后,不得更改。对实 验数据的处理,要合理取舍有效数字。报告中的所有图表、曲线均按工程化要求 绘制。波形曲线一律画在坐标纸上,比例要适中,坐标轴上应注明物理量的符号 和单位。 实验报告一定要遵照教师规定的时间按时上交,经教师批改、登记后,统一 放在实验室进行保管,以便于教学评估检查或有关人员查询。 4 实验一 一、实验目的 常用电子仪器的使用 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源 等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 3、掌握电流、电压测量值读取、记录方法及测量技术。 二、预习要求 1、认真预习交流毫伏表,低频信号发生器,双踪示波器的使用方法、技术性能及面板 开关、旋钮的作用。以及示波器测量交、直电压幅值、频率的方法。 2、 弄清楚正弦信号的峰值电压、峰-峰值电压、有效值电压等几个概念的意义,分析 示波器荧光屏和交流电压表的读数值有何区别,以及它们之间的换算关系。 三、实验原理 在电子电路测试和实验中,经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压 电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用表一起,可以完成对模拟电子电路的静态和动态 工作情况的测试。 在实验中,各种电子仪器要进行综合使用,可按照信号流向,以连线简捷,调节顺手, 观察与读数方便等原则进行合理布局, 各仪器与被测实验装置之间的布局与连接通常如图 1 -1 所示。为防止外界干扰,各仪器的公共接地端应连接在一起,称共地。信号发生器和交 流毫伏表的连接线通常用屏蔽线或专用电缆线, 示波器的连接线使用专用电缆线, 直流电源 的连接线 常用电子仪器接线. 直流稳压电源 直流稳压电源通常用来为电子电路提供直流工作电源电压, 其负极通常作为电路的共地 端,使用时注意接线方式,严禁出现电源的短路情况。 2. 函数信号发生器 函数信号发生器通常用作电子电路中的信号源。 根据需要, 信号发生器可以产生特定频 率和特定大小的正弦波、方波、三角波电压信号波形,输出电压最大可达 20V(UP-P) 。 5 通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏(mV)级到伏(V)级范围 内连续调节。输出信号频率可以通过波段开关和频率旋钮进行调节。 直流稳压电源和信号发生器在使用过程中,要注意输出端不能短路。 3. 交流毫伏表 交流毫伏表可在其工作频率范围内测量正弦交流电压的有效值。由于交流毫伏表的灵 敏度较高,为了防止过载而损坏,测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上,然后在 测量中逐档减小,选择合适的量程,直到指针指在 1/3 量程到满量程之间。 4. 双踪示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器, 用于观测被测信号的电压波形。 它不仅能观测 电路的动态过程,还可以测量电压信号的幅度、频率、周期、相位、脉冲宽度、上升和下降 时间等参数。它的 X 轴为时间轴,Y 轴为电压轴。 DS1052E 示波器向用户提供简单而功能明晰的前面板,以进行基本的操作。面板上包 括旋钮和功能按键。 显示屏右侧的一列 5 个灰色按键为菜单操作键 (自上而下定义为 1 号至 5 号) 。通过它们,您可以设置当前菜单的不同选项;其它按键为功能键,通过它们,您可 以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。 (1)DS1052E 前面板控制件位置图及功能(图 1-2) 菜单 多功能 操作键 旋钮 功能按钮 控制按钮 触发控制 水平控制 垂直控制 USB接口 信号 外部 校准 输入通道 触发输入 信号 图 1-2 DS1052E 前面板控制件位置图 值得注意的是,MENU 功能键的标识用一方框包围的文字表示,如 表前面板上的标注 Measuee 文字的透明功能键。 标识为 的多功能旋钮,用 表示。 表示。 6 ,代 两个标识为 POSITION 的旋钮,用 两个标识为 SCALE 的旋钮,用 标识为 LEVEL 的旋钮,用 表示。 表示。 菜单操作键的标识用带阴影的文字表示, 如波形存储, 表示存储菜单中的存储波形选项。 图 1-3 显示界面说明(仅模拟通道打开) 图 1-4 显示界面说明(模拟和数字通道同时打开) (2)探头补偿 在首次将探头与任一输入通道连接时,进行此项调节,使探头与输入通道相配。未经补 偿或补偿偏差的探头会导致测量误差或错误。若调整探头补偿,请按如下步骤: a. 将探头菜单衰减系数设定为 10X,将探头上的开关设定为 10X,并将示波器探头与通 道 1 连接。如使用探头钩形头,应确保与探头接触紧密。 将探头端部与探头补偿器的信号输出连接器相连,基准导线夹与探头补偿器的地线连接 器相连,打开通道 1,然后按 AUTO 。 7 b. 检查所显示波形的形状。 图 1-5 探头补偿调节 c. 如必要, 用非金属质地的改锥调整探头上的可变电容, 直到屏幕显示的波形如上图 “补 偿正确” 。 d. 必要时,重复以上步骤。 (3)波形显示的自动设置 DS1052E 型数字示波器具有自动设置的功能。根据输入的信号,可自动调整电压倍率、 时基、以及触发方式至最好形态显示。应用自动设置要求被测信号的频率大于或等于 50Hz, 占空比大于 1%。 使用自动设置: a.将被测信号连接到信号输入通道。 b.按下 AUTO 按钮。 示波器将自动设置垂直,水平和触发控制。如需要,可手工调整这些控制使波形显示达 到最佳。 (4)垂直系统 如图 1-6 所示,在垂直控制区(VERTICAL)有一系列 按键、旋钮。下面介绍垂直设置的使用。 a. 使用垂直旋钮 号。 垂直旋钮 当转动垂直旋钮 在波形窗口居中显示信 控制信号的垂直显示位置。 时,指示通道地 (GROUND)的标识跟随波形而上下移动。 测量技巧: 如果通道耦合方式为 DC, 可以通过观察波形 与信号地之间的差距来快速测量信号的直流分量。如果 图 1-6 垂直控制系统 耦合方式为 AC,信号里面的直流分量被滤除。这种方式可以以更高的灵敏度显示信号的交 流分量。 双模拟通道垂直位置恢复到零点快捷键:旋动垂直旋钮 不但可以改变通 道的垂直显示位置,更可以通过按下该旋钮作为设置通道垂直显示位置恢复到零点的快捷 键。 b. 改变垂直设置,并观察因此导致的状态信息变化。 可以通过波形窗口下方的状态栏显示的信息, 确定任何垂直档位的变化。 转动垂直旋钮 8 改变“Volt/div(伏/格) ”垂直档位,可以发现状态栏对应通道的档位显示发生 了相应的变化。 按 CH1 、 CH2 、 MATH 、 REF ,屏幕显示对应通道的操作菜单、 标志、波形和档位状态信息。按 OFF 按键关闭当前选择的通道。 Coarse/Fine(粗调/微调)快捷键:可通过按下垂直 旋钮作为设置输入通道 的粗调/微调状态的快捷键,然后调节该旋钮即可调节粗调/微调垂直档位。 (5)水平系统 如图 1-7 所示,在水平控制区(HORIZONTAL)有一个按键、两个旋钮。下面介绍水平 时基的设置。 a. 使用水平旋钮 转动水平旋钮 改变水平档位设置,并观察因此导致的状态信息变化。 改变“s/div(秒/格) ”水平档位,可以发现状态栏对应通道的 档位显示发生了相应的变化。水平扫描速度从 5ns 至 50s,以 1-2-5 的形式步进。 Delayed(延迟扫描)快捷键:水平旋钮不但可以通过转动调整“s/div(秒/格) ” ,更可 以按下切换到延迟扫描状态。 b. 使用水平 水平 位移时,转动水平 而水平移动。 触发点位移恢复到水平零点快捷键: 水平 旋钮 旋钮调整信号在波形窗口的水平位置。 旋钮控制信号的触发位移。 当应用于触发 旋钮,可以观察到波形随旋钮 不但可以通过转动调整信号在波形窗口的水平位置,更可以按下 该键使触发位移(或延迟扫描位移)恢复到水平零点处。 c. 按 MENU 按钮,显示 TIME 菜单。在此菜单下,可以开启 /关闭延迟扫描或切换 Y-T、X-Y 和 ROLL 模式,还可以设置水 平触发位移复位。 ★名词解释 触发位移:指实际触发点相对于存储器中点的位 置。转动水平 (6)触发系统 如图 1-8 所示,在触发控制区(TRIGGER)有一个旋钮、三个按键。下面介绍触发系统 的设置。 a. 使用 旋钮改变触发电平设置。转动 旋钮,可以发现屏幕上出 旋钮,可水平移动触发点。 图 1-7 水平控制系统 现一条桔红色的触发线以及触发标志,随旋钮转动而上下移动。停止转动旋钮,此触发线 秒后消失。在移动触发线的同时,可以观察到在屏幕上触发电平的数值 发生了变化。 触发电平恢复到零点快捷键: 旋动垂直 旋钮不但可以 改变触发电平值,更可以通过按下该旋钮作为设置触发电平恢复到 零点的快捷键。 b. 使用 MENU 调出触发操作菜单(见图 1-9) ,改变触发的设 置,观察由此造成的状态变化。 按 1 号菜单操作按键,选择边沿触发。 按 2 号菜单操作按键,选择“信源选择”为 CH1。 按 3 号菜单操作按键,设置“边沿类型”为上升沿。 按 4 号菜单操作按键,设置“触发方式”为自动。 按 5 号菜单操作按键,进入“触发设置”二级菜单,对触发的耦 合方式,触发灵敏度和触发释抑时间进行设置。 注 : 改 变 前 三项 的 设 置会 导 致 屏 幕 右上 角 状 态栏 的 变 化。 图 1-8 触发系统 c. 按 50% 按钮,设定触发电平在触发信号幅值的垂直中点。 d. 按 FORCE 按钮,强制产生一触发信号,主要应用于触发方式中的 “普通”和“单次”模式。 ★名词解释 触发释抑:指重新启动触发电路的时间间隔。 旋动多功能旋钮 , 可设置触发释抑时间。 图 1-9 触发菜单 10 四、实验内容 1.测试“校正信号”波形的幅度、频率 用双踪示波器Y轴任一输入通道探头, 测量示波器 “校正电压” 读出荧屏显示波形的uP-P 值和频率?。 将示波器的“校正信号”通过专用电缆线),将Y轴输入耦 合方式开关置于“AC”或“DC”,内触发源选择开关置“Y1”或“Y2”。调节X轴“扫描速率” 开关(t/div)和Y轴“输入灵敏度”开关(V/div),使示波器显示屏上显示出一个或数个周 期稳定的方波波形。 注:不同型号示波器标准值有所不同,请按所使用示波器的标准值填表。 2. 用示波器和交流毫伏表测量信号发生器的信号参数 调节函数信号发生器,使其输出表1-2中所示频率的正弦波信号。 改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置,?测量信号源输出电压频率及峰 峰值,记入表1-2。 表 1-2 测量数据 测 量 项 目 示波器测量有效值(V) 示波器 Y 轴“VOLTS/DIV”位置(V / DIV) 示波器荧光屏显示波形高度(DIV) 示波器荧光屏上显示电压幅值(V) 示波器 X 轴“TIME/DIV”位置(ms / DIV) 示波器荧光屏显示一个完整波形的长度(DIV) 示波器荧光屏显示波形的周期时间(mS) 输入信号 u1=0.15V u2=50mV u3=10mV u4=1V ?1=500Hz ?2=1KHz ?3=2. 5KHz ?4=7KHz 3. 电流表、电压表的使用及测量值读取、记录方法 用电压表、电流表测电路的电压、电流时,电压表应并联在被测电路的两端;电流表 应串联在被测电路中。 使用指针式仪表时,必须注意表笔接入的极性:红色表笔接电路的高电位端,黑色表笔 接低电位端,否则仪表指针将反向偏转打表头,容易损坏表头。 测量时为了保证测量精度应合理选择量程。测量值应小于但要接近所选量程。 读取指针式仪表测量值时, 应使眼睛与指针的连线垂直于表盘面, 如果表盘设有反光镜, 应使指针与其镜像重合。 测量直流电压 用数字式电压表测量直流稳压电源的输出电压。将量程与测量值记录在表格1-3中。 11 表1-3 被测电压 万 用 表 量程(V) 测量值(V) 1.5V 6V 12V 五、思考题 1、示波器荧光屏上的波形不断移动不能稳定,试分析其原因。调节哪些旋钮才能使波形稳 定不变。 2、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压?它的表头指示值是被测信号的什 么数值?它是否可以用来测量直流电压的大小, 为什么?在测量中交流毫伏表和示波器荧光 屏测同一输入电压时,为什么数据不同? 3、为什么示波器上显示的电压峰峰值是函数信号发生器上设置峰峰值的 2 倍? 六、实验仪器与器材 双踪示波器 函数发生器 电子学综合实验装置 DS1052E XD1B DICE-A9 1台 1台 1台 12