電子測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)三 波形測(cè)試及信號(hào)相位差測(cè)量

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1、電子測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)三波形測(cè)試及信號(hào)相位差測(cè)量一．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(huì)測(cè)量矩形波上升時(shí)間和下降時(shí)間的方法4．了解示波器的X—Y法應(yīng)用5．掌握測(cè)量相位差的二種方法6．了解示波器的校正方法二．實(shí)驗(yàn)儀器和器材1．雙蹤示波器2．函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3．50V-104、50V-103電容器；1KΩ、10KΩ電阻各一只三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1．用示波器測(cè)量脈沖信號(hào)的上升時(shí)間和下降時(shí)間。1）用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為20KHz的矩形波脈沖信號(hào)。2）按圖5-1連接電阻和電容，組成一個(gè)低通網(wǎng)絡(luò)。接信號(hào)源接示波器圖1低通濾波電路3）調(diào)節(jié)

2、示波器X軸的偏轉(zhuǎn)因素選擇開(kāi)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(duì)應(yīng)上升沿10%（或下降沿90%）高度處的測(cè)量點(diǎn)對(duì)齊X軸的某個(gè)刻度線，然后讀出對(duì)應(yīng)上升沿90%（或下降沿10%）高度處另一測(cè)量點(diǎn)到上一測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)時(shí)間值。該相對(duì)時(shí)間值便是所測(cè)脈沖的上升時(shí)間（或下降時(shí)間）。讀數(shù)等于刻度個(gè)數(shù)乘上X軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)。2．用雙蹤法測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的相位差1）先用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)頻率為20KHz的幅度為1V的正弦信號(hào)。2）再按圖5-2連接電阻和電容，組成一個(gè)阻容延遲網(wǎng)絡(luò)。信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)一路直接作為信號(hào)1送入示波器CH1通道，另一路

3、通過(guò)阻容延遲網(wǎng)絡(luò)后作為信號(hào)2送入示波器CH2通道。由于信號(hào)2通過(guò)延遲網(wǎng)絡(luò)，所以信號(hào)2比信號(hào)1在時(shí)間上要延遲，兩個(gè)信號(hào)之間存在著相位差。接信號(hào)源接示波器圖2阻容延遲網(wǎng)絡(luò)3）用示波器測(cè)量頻率相同的兩個(gè)信號(hào)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(kāi)關(guān)（也稱X軸掃描速度選擇開(kāi)關(guān)），對(duì)20KHz的信號(hào)頻率，可置于10μS/Div檔，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平（Trigger）旋鈕，使顯示的兩個(gè)波形穩(wěn)定。分別調(diào)節(jié)CH1和CH2兩個(gè)Y軸位移旋鈕，使兩個(gè)波形的掃描時(shí)基線重合，在屏幕上可看到一前一后兩個(gè)正弦波。測(cè)量信號(hào)周期T，并測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間的時(shí)間延遲量ΔT。按下式計(jì)算

4、兩個(gè)信號(hào)的相位差φ。φ=360°×ΔT/T4）把屏幕顯示的波形和測(cè)量結(jié)果畫(huà)成圖。3．示波器的X—Y應(yīng)用和橢圓法測(cè)量相位差1）示波器的X—Y應(yīng)用，是指兩個(gè)信號(hào)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(cè)量信號(hào)之一來(lái)驅(qū)動(dòng)電子束作水平方向的掃描。所以此時(shí)光跡在水平方向的掃描反映了接在X通道的被測(cè)量信號(hào)的規(guī)律。而屏幕上顯示的光跡圖形和兩個(gè)被測(cè)信號(hào)的參數(shù)都有關(guān)。示波器的X—Y法可用來(lái)測(cè)量未知信號(hào)的頻率，其測(cè)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(cè)量，這就是橢圓法測(cè)量相位差。2）先把輝度旋鈕

5、調(diào)小，使得剛能看到光跡，然后把X偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開(kāi)關(guān)（X掃速開(kāi)關(guān)）置于X-Y檔。此時(shí)屏幕上只有一個(gè)亮點(diǎn)。注意此時(shí)不能把輝度開(kāi)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(gè)信號(hào)，分別送到X輸入插口和Y輸入插口（選CH1或CH2都可）。示波器Y軸工作模式開(kāi)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(gè)信號(hào)的幅度相同，此時(shí)屏幕上將顯示一個(gè)斜橢圓。4）測(cè)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(gè)信號(hào)的相

6、位差φ按照下式計(jì)算：φ=sin-1h1/h25）把屏幕顯示的圖形和測(cè)量結(jié)果畫(huà)成圖，比較一下兩種方法的測(cè)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(cè)量方法準(zhǔn)度（Accuracy）較高？哪種方法精度（Prisition)較高？實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．寫(xiě)明試驗(yàn)?zāi)康?．寫(xiě)明試驗(yàn)用儀器的名稱和型號(hào)3．寫(xiě)明試驗(yàn)內(nèi)容和步驟以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果4．對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，按要求填寫(xiě)數(shù)據(jù)和畫(huà)圖表