电子测量技术实验三 波形测试及信号相位差测量

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1、电子测量技术实验三波形测试及信号相位差测量一．实验目的1．巩固通用示波器的使用方法2．掌握双踪示波器的使用方法3．学会测量矩形波上升时间和下降时间的方法4．了解示波器的X—Y法应用5．掌握测量相位差的二种方法6．了解示波器的校正方法二．实验仪器和器材1．双踪示波器2．函数信号发生器3．50V-104、50V-103电容器；1KΩ、10KΩ电阻各一只三．实验内容及步骤1．用示波器测量脉冲信号的上升时间和下降时间。1）用函数信号发生器产生频率为20KHz的矩形波脉冲信号。2）按图5-1连接电阻和电容，组成一个低通网络。接信号源接示波器图1低通滤波电路3）调节示波器X轴的偏转因素选择开关，尽量使屏

2、幕上突出显示脉冲的上升沿部分或下降沿部分。并配合使用X轴位移旋钮，使对应上升沿10%（或下降沿90%）高度处的测量点对齐X轴的某个刻度线，然后读出对应上升沿90%（或下降沿10%）高度处另一测量点到上一测量点的相对时间值。该相对时间值便是所测脉冲的上升时间（或下降时间）。读数等于刻度个数乘上X轴偏转因数。2．用双踪法测量两个信号的相位差1）先用信号发生器产生一个频率为20KHz的幅度为1V的正弦信号。2）再按图5-2连接电阻和电容，组成一个阻容延迟网络。信号发生器输出信号一路直接作为信号1送入示波器CH1通道，另一路通过阻容延迟网络后作为信号2送入示波器CH2通道。由于信号2通过延迟网络，所

3、以信号2比信号1在时间上要延迟，两个信号之间存在着相位差。接信号源接示波器图2阻容延迟网络3）用示波器测量频率相同的两个信号之间的相位差示波器置交替工作状态，调节X轴偏转因数选择开关（也称X轴扫描速度选择开关），对20KHz的信号频率，可置于10µS/Div档，调节触发电平（Trigger）旋钮，使显示的两个波形稳定。分别调节CH1和CH2两个Y轴位移旋钮，使两个波形的扫描时基线重合，在屏幕上可看到一前一后两个正弦波。测量信号周期T，并测量两个信号之间的时间延迟量ΔT。按下式计算两个信号的相位差φ。φ=360∘×ΔT/T4）把屏幕显示的波形和测量结果画成图。3．示波器的X—Y应用和椭圆法测量

4、相位差1）示波器的X—Y应用，是指两个信号分别从X通道和Y通道送入示波器，示波器内部X振荡器不用，靠外接被测量信号之一来驱动电子束作水平方向的扫描。所以此时光迹在水平方向的扫描反映了接在X通道的被测量信号的规律。而屏幕上显示的光迹图形和两个被测信号的参数都有关。示波器的X—Y法可用来测量未知信号的频率，其测量依据是李沙育图形（LissajousPatterns）。示波器的X—Y法也可应用于相位差的测量，这就是椭圆法测量相位差。2）先把辉度旋钮调小，使得刚能看到光迹，然后把X偏转因数选择开关（X扫速开关）置于X-Y档。此时屏幕上只有一个亮点。注意此时不能把辉度开大，以免能量集中灼伤荧光屏。调节

5、Y轴位移和X轴位移旋钮，使光点在屏幕中央刻度线原点。3）按照上述步骤2产生同频率的两个信号，分别送到X输入插口和Y输入插口（选CH1或CH2都可）。示波器Y轴工作模式开关从交替工作模式改为相应的CH1或CH2。3）分别调节Y轴增益旋钮（Variable）和X轴细调旋钮（Variable），使两个信号的幅度相同，此时屏幕上将显示一个斜椭圆。4）测量椭圆交Y轴的交点高度h1和椭圆最高点的高度h2。两个信号的相位差φ按照下式计算：φ=sin-1h1/h25）把屏幕显示的图形和测量结果画成图，比较一下两种方法的测量结果是否相同？如有误差，则分析误差原因，你认为哪种测量方法准度（Accuracy）较高

6、？哪种方法精度（Prisition)较高？实验报告要求1．写明试验目的2．写明试验用仪器的名称和型号3．写明试验内容和步骤以及实验结果4．对实验数据进行分析，按要求填写数据和画图表