数字示波器运用.doc

电子测量及仪器实验指导书 16 - 实验二 数字示波器的应用 一、实验目的 1．掌握TDS1000数字存储示波器的主要使用方法。 2．学会使用示波器的X,Y通道动态测量晶体管的输出特性。 3．学会使用TDS1000数字存储示波器观测单次过程和突发事件。 二、示波器观测动态测量晶体管的输出特性工作原理 示波器是时域分析的最典型仪器，也是当前电子测量领域中，品种最多、数量最大、最常用的一种仪器，使用示波器可直观地看到电信号随时间变化的图形。更广泛的，只要能把两个有关系的变量转化为电参数，分别加至示波器的X、Y通道,就可以在荧光屏上显示这两个变量之间的关系。 晶体管的输出特性是一个以为参数的曲线。 采用模拟逐点测量法，利用50Hz交流电源经过降压及全波整流后获得的半波脉动电压作为被测晶体三极管的集电压扫描电压，使自动变化，如图1所示，它自动地从0扫到最大致，然后又扫回0值。每固定一个的值，改变从0值逐点变到一定的值，测出一组及的值，完成一条以为某一固定值的曲线。再改变的值，重复上述过程，得到另一条曲线的测量数据。增加阶梯波的级数，可以增加描绘曲线的条数。 图1 晶体管输出特性的动态测量 基极电流的变化使用一个阶梯波电压提供的，每上升一级即改变一次的值。集电极扫描电压与基极阶梯波电压应保持同步关系，如图2所示，使其中。 图2（a）（b）集电极扫描电压波形和基极阶梯电流之间的关系的时间关系曲线 （c）屏幕上显示的输出特性曲线 取样电阻上的压降，反映的变化（见图1），接至示波器输入端；以电压（图中包含有压降，但很小，可以忽略其影响）反映的变化；接至输入端（示波器工作在显示状态），则可自动描绘出特性曲线，如图（c）所示。需要指出的是，图中每个扫描周期的正程（由左往右）和逆程（由右往左）使亮点在屏幕上描绘出一条特性曲线。描绘出多条曲线簇便是晶体三极管的输出特性曲线。 三、实验仪器 TDS1000数字存储示波器，稳压电源，晶体管图示仪，手动开关，电阻若干。 四、实验内容及步骤 1．示波器观测动态测量晶体管的输出特性 (1) 首先使用晶体管图示仪调试出图2(c)的图形。 (2) 晶体管图示仪面板参数不变，使用示波器按图1晶体管输出特性的动态测量的接线方法连接测试电路，调试示波器CH1通道和CH2 通道显示图2(a)(b)集电极扫描电压波形和基极阶梯电流之间的关系的时间关系曲线。 (3) 微调晶体管图示仪面板：阶梯信号的“电压－电流/级”旋钮、“族/级” 旋钮，使用示波器的CH1通道和CH2通道显示如下图3波形（一个阶梯波对应三个集电极扫描电压波形）：并画出显示曲线。 图3: 基极阶梯波对应的三个集电极扫描电压波形 (4) 把数字示波器“波形显示”(DISPLAY)中的“格式”选择为“XY”, 观测其示波器显示的波形如图4。并画出显示曲线。 图4：示波器屏幕上显示的输出特性曲线 (5) 根据示波器的显示波形分析为什么示波器显示波形与晶体管图示仪显示的波形有差异？ 2．应用数字存储示波器观测手动开关的开关特性 (1) 按图5方法连接电路使用自动测试方法测量触点“闭”、“合”电阻R上的电压。 图5：观测手动开关的开关特性电路 (2) 把数字示波器“触发菜单”(TRIGMENU)中的“触发方式“选择为“正常”, 观测其示波器显示的波形。并画出观测到的开关闭合、断开的波形和时间参数显示曲线。 五、实验记录 1．实验仪器名称、型号、编号，实验电路图。 2．测绘晶体管图示仪显示的晶体管输出特性曲线。 3．测绘使用示波器观测到的加在晶体管集电极扫描电压波形和基极阶梯电流的时间关系曲线。 4．测绘数字示波器显示的晶体管输出特性曲线。 5．测绘手动开关的开关特性曲线。 六、分析讨论 1．为什么当示波器Y、X通道满足即同步，显示屏上显示稳定的波形，即显示曲线形状相同，并有同一个起点。 2．什么用示波器显示的晶体管输出特性曲线与晶体管图示仪显示的波形有差异？ 3．在应用数字存储示波器观测手动开关的开关特性的实验过程看，当使用数字示波器观测单次或非周期信号时与观测周期信号时，触发方式有何区别？ 实验三 幅频特性的扫频测量 在电路的设计或产品的生产、调试中，经常需要了解某个网络的幅频特性。网络的幅频特性是指网络的输入电压恒定时，其输出电压随频率变化的关系特性。 一、实验目的 1．掌握BT-3CA扫频仪的使用方法。 2．学会用扫频法测量放大电路的幅频特性、增益及带宽。 二、工作原理 放大电路的幅频特性，一般在中频段Ｋ中最大，而且基本上不随频率而变化。在中频段以外随着频率的升高或降低，放大倍数都将随之下降。一般规定放大电路的频率响应指标为3dB，即放大倍数下降到中频放大倍数的70.7%，相应的频率分别叫作下限频率和上限频率。