電子測量實(shí)驗(yàn)三 波形測試及信號相位差測量

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1、黃淮學(xué)院電子科學(xué)與工程系電子測量技術(shù)課程驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)三波形測試及信號相位差測量實(shí)驗(yàn)時間年月日學(xué)生姓名實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)同組人員專業(yè)班級1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）鞏固通用示波器的使用方法2）掌握雙蹤示波器的使用方法3）學(xué)會測量矩形波上升時間和下降時間的方法4）了解示波器的X—Y法應(yīng)用5）掌握測量相位差的二種方法6）了解示波器的校正方法2、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料：雙蹤示波器函數(shù)信號發(fā)生器50V-104、50V-103電容器1KΩ、10KΩ電阻各一只3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理：1．用示波器測量脈沖信號的上升時間和下降時間接信號源接示波器圖1低通濾波電路2．

2、用雙蹤法測量兩個信號的相位差接信號源接示波器圖2阻容延遲網(wǎng)絡(luò)相位差φ：φ=360°×ΔT/T3．示波器的X—Y應(yīng)用和橢圓法測量相位差示波器的X—Y應(yīng)用，是指兩個信號分別從X通道和Y通道送入示波器，示波器內(nèi)部X振蕩器不用，靠外接被測量信號之一來驅(qū)動電子束作水平方向的掃描。所以此時光跡在水平方向的掃描反映了接在X通道的被測量信號的規(guī)律。而屏幕上顯示的光跡圖形和兩個被測信號的參數(shù)都有關(guān)。示波器的X—Y法可用來測量未知信號的頻率，其測量依據(jù)是李沙育圖形（LissajousPatterns）。示波器的X—Y法也可應(yīng)用于相位差的測量，這就是橢圓法測

3、量相位差。相位差φ計(jì)算公式：φ=sin-1h1/h24、實(shí)驗(yàn)方法、步驟：1．用示波器測量脈沖信號的上升時間和下降時間1）用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生頻率為20KHz的矩形波脈沖信號。2）按圖5-1連接電阻和電容，組成一個低通網(wǎng)絡(luò)。3）調(diào)節(jié)示波器X軸的偏轉(zhuǎn)因素選擇開關(guān)，盡量使屏幕上突出顯示脈沖的上升沿部分或下降沿部分。并配合使用X軸位移旋鈕，使對應(yīng)上升沿10%（或下降沿90%）高度處的測量點(diǎn)對齊X軸的某個刻度線，然后讀出對應(yīng)上升沿90%（或下降沿10%）高度處另一測量點(diǎn)到上一測量點(diǎn)的相對時間值。該相對時間值便是所測脈沖的上升時間（或下降時間）。讀

4、數(shù)等于刻度個數(shù)乘上X軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)。2．用雙蹤法測量兩個信號的相位差1）先用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率為20KHz的幅度為1V的正弦信號。2）再按圖5-2連接電阻和電容，組成一個阻容延遲網(wǎng)絡(luò)。信號發(fā)生器輸出信號一路直接作為信號1送入示波器CH1通道，另一路通過阻容延遲網(wǎng)絡(luò)后作為信號2送入示波器CH2通道。由于信號2通過延遲網(wǎng)絡(luò)，所以信號2比信號1在時間上要延遲，兩個信號之間存在著相位差。3）用示波器測量頻率相同的兩個信號之間的相位差示波器置交替工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)X軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開關(guān)（也稱X軸掃描速度選擇開關(guān)），對20KHz的信號頻率，可置于10μS

5、/Div檔，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平（Trigger）旋鈕，使顯示的兩個波形穩(wěn)定。分別調(diào)節(jié)CH1和CH2兩個Y軸位移旋鈕，使兩個波形的掃描時基線重合，在屏幕上可看到一前一后兩個正弦波。測量信號周期T，并測量兩個信號之間的時間延遲量ΔT。按下式計(jì)算兩個信號的相位差φ。φ=360°×ΔT/T4）把屏幕顯示的波形和測量結(jié)果畫成圖。3．示波器的X—Y應(yīng)用和橢圓法測量相位差1）示波器的X—Y應(yīng)用，是指兩個信號分別從X通道和Y通道送入示波器，示波器內(nèi)部X振蕩器不用，靠外接被測量信號之一來驅(qū)動電子束作水平方向的掃描。所以此時光跡在水平方向的掃描反映了接在X通道的

6、被測量信號的規(guī)律。而屏幕上顯示的光跡圖形和兩個被測信號的參數(shù)都有關(guān)。示波器的X—Y法可用來測量未知信號的頻率，其測量依據(jù)是李沙育圖形（LissajousPatterns）。示波器的X—Y法也可應(yīng)用于相位差的測量，這就是橢圓法測量相位差。2）先把輝度旋鈕調(diào)小，使得剛能看到光跡，然后把X偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開關(guān)（X掃速開關(guān)）置于X-Y檔。此時屏幕上只有一個亮點(diǎn)。注意此時不能把輝度開大，以免能量集中灼傷熒光屏。調(diào)節(jié)Y軸位移和X軸位移旋鈕，使光點(diǎn)在屏幕中央刻度線原點(diǎn)。3）按照上述步驟2產(chǎn)生同頻率的兩個信號，分別送到X輸入插口和Y輸入插口（選CH1或CH

7、2都可）。示波器Y軸工作模式開關(guān)從交替工作模式改為相應(yīng)的CH1或CH2。3）分別調(diào)節(jié)Y軸增益旋鈕（Variable）和X軸細(xì)調(diào)旋鈕（Variable），使兩個信號的幅度相同，此時屏幕上將顯示一個斜橢圓。4）測量橢圓交Y軸的交點(diǎn)高度h1和橢圓最高點(diǎn)的高度h2。兩個信號的相位差φ按照下式計(jì)算：φ=sin-1h1/h25）把屏幕顯示的圖形和測量結(jié)果畫成圖，比較一下兩種方法的測量結(jié)果是否相同？如有誤差，則分析誤差原因，你認(rèn)為哪種測量方法準(zhǔn)度（Accuracy）較高？哪種方法精度（Prisition)較高？5、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：6、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

8、、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：7、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：指導(dǎo)教師評語和成績評定：實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日