上海交通大学物理实验报告（大一下）实验报告-连续信号与瞬态信号的测量.doc

连续信号与瞬态信号的测量 【实验目的】 1、学习数字存贮示波器的基本使用方法； 2、利用数字存贮示波器观察和测量连续周期电信号； 3、利用数字存贮示波器观察和测量闪光灯瞬态信号； 【实验原理】 1．观察和测量连续信号的参数 测量信号发生器输出的交流波形，波形有：正弦波、方波，脉冲波和TTL电平的波形．分别用示波器的交直流输入档测量．粗略描绘波形，记录其峰-峰值、周期或频率． 2．相位差的测量 按图1连接RC移相电路，利用示波器的光标（CURSOR）旋钮测出输入信号电压和电容两端电压之间的相位差图2所示，寻找3个频率，分别使得相位差接近0度、等于45度和接近90度．画出矢量图（图3所示的任意相位差的矢量图）． 图1 RC移相电路 3．瞬态信号的测量 如果Ce两端的电压在放电前后分别为V充、V放，那么Ce输出的总能量为 以信号峰值的10%~90%变化量作为基准，可计算出电流的上升速率di/dt。 【实验数据记录、结果计算】 1．相位差的测量 频率/Hz 一 二 三 100 14.64 1.45 1000 6.400 0.340 10000 2.75 1.47 3.瞬态信号的测量 电容大小Ce=2.2*10-6F，电流取样电阻大小R1=0.1 放电前电压/V 放电后电压/V 峰值电压/V 524 26 17.6  由图像可得到： U90=15.8V, t90=3.0s U10=1.76V, t10=0.5s EC=Ce()=0.5*2.2*10-6*（524*524-26*26）=0.3J PR1=Ip2R1=UP2/R1=17.6*17.6/0.1=3097.6W 由以上两个结果可见，在整个过程中电容释放的总能量是不大的，但R1的峰值功率却很大，说明该过程的极度短暂以及闪光后的快速衰减。 di/dt=(U90-U10)/R1*(t90-t10)=(15.8-1.76)/0.1*2.5*0.000001=5.6*107 A/s 【问题思考与讨论】 实验内容3中两个波形起点不一致的可能解释 该现象的主要原因应该是光电传感器有一定的响应时间。虽然一般而言响应时间都比较短，但由于闪光和放电过程的极度短暂，使得这段响应时间仍然能够在图像上明显出现。 大学物理实验报告 上海交通大学 3/3 上海交通大学 1/7