1、實訓(xùn)項目一 示波器使用示波器是一種常用的電子儀器，主要用于觀察和測量各種電信號。是展示和觀測電信號的電子儀器，可以直接測量信號電壓的大小和周期.配合各種傳感器把非電量轉(zhuǎn)換成電量，示波器也可以用來觀察各種非電量的變化過程。特別適用于觀測瞬時變化的過程.本實驗是利用示波器觀察周期性改變信號和測量其主要參數(shù)。交流電的電壓（或電流）隨時間作周期性變化。實際上，所謂交流電包括各種各樣的波形，如正弦波、方波、鋸齒波等。一、實訓(xùn)目的1.了解示波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,掌握示波器的基本調(diào)節(jié)和使用方法。2.學(xué)會使用常用信號發(fā)生器；掌握用示波器觀察各種電信號波形的方法。3.學(xué)會用示波器測量信號幅值、周期和頻率等電

2、參量。二、實訓(xùn)器件（型號、規(guī)格、件數(shù)）1. 雙蹤示波器（VP-5220A-1) 1臺示波器可用來測量實驗電路的輸入、輸出信號。通過示波器可顯示電壓或電流波形，可測量頻率、周期等其它有關(guān)電參數(shù)。2. 信號發(fā)生器（TFG 2030） 1臺（性能參數(shù)與實訓(xùn)項目二中信號發(fā)生器一樣）三、實驗原理四、實訓(xùn)內(nèi)容1. 用示波器單通道觀察信號波型（正弦波、三角波、方波），繪出波型圖。2. 使用示波器定量測量電信號的電壓、周期、頻率。 （1）電壓 電壓的最基本測量方法是計算在示波器垂直刻度上波形跨距的分割數(shù)目。調(diào)整信號使其在垂直方向上覆蓋大部分屏幕，會得到最佳電壓測量。所使用的屏幕區(qū)域越大，從屏幕上所讀的值就越精

3、確。 調(diào)節(jié)CH1靈敏度選擇開關(guān)，是屏幕上顯示的波形幅度適中。 若波形不穩(wěn)定，可調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕，使之穩(wěn)定。被測信號的電壓值=CH1靈敏度選擇開關(guān)指示的標(biāo)稱值*被測信號的在Y軸方向所占格數(shù)。 （2）周期、頻率 對于周期性的被測信號，只要測定一個完整周期T,則頻率f(Hz)=1/T(s)。 調(diào)節(jié)掃描速度切換開關(guān)（Time/div）,使波形的周期顯示盡可能大。 讀取波形一個周期所占格數(shù)及掃描速度Time/div，則被測信號的周期T=波形伊特周期所占格數(shù)*掃描速度切換開關(guān)（Time/div）指示值f(Hz)=1/T(s)3. 使用濾波器測出李沙育圖形。在示波器VP-5220A-1上還有一個X-Y按

4、鍵，用該按鍵可觀察李沙育圖，具體操作如下：將按鈕“X-Y”按下，此時由CH1端口輸入的信號就為X軸信號，其偏轉(zhuǎn)靈敏度仍按該通道的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)開關(guān)指示值讀取，從CH2端口輸入Y軸信號，這時示波器就是工作在X-Y顯示方式。 在示波器X軸和Y軸同時各輸入正弦信號時，光點的運動是兩個相互垂直諧振動的合成，若他們頻率的比值fx:fy=整數(shù)時，合成的軌跡是一個封閉的圖形，稱為李沙育圖如圖。李沙育圖的圖形與頻率比和兩信號的位相差都有關(guān)系，但李沙育圖與兩信號的頻率比由如下簡單的關(guān)系： Fx/fy=nx/ny nx、ny分別為李沙育圖的外切水平線的切點數(shù)和外垂直線的切點數(shù)。五、實驗記錄與數(shù)據(jù)分析1. 實驗準(zhǔn)備

5、（1）示波器的檢查與校準(zhǔn)首先將示波器接地，將示波器接地就是將它連接到一個不帶電的參考點上。將示波器接地是為了安全。接通示波器電源之后，檢查示波器的亮度、聚焦、位移各旋鈕的作用是否正常。測量一個信號需要兩種連接：探頭的觸頭連接和接地連接。探頭附帶的鄂口工具夾子將探頭接到待測電路的接地點。使用示波器有著較好匹配的探頭，可以使您充分發(fā)揮示波器所有的能力和性能，并能確保所測信號的完整性。示波器在使用之前，為了保證測量波形比較穩(wěn)定，應(yīng)提前預(yù)熱1530分鐘。（2） 探頭校正 將探頭連接上一個垂直通道（CH1或CH2）并將內(nèi)部觸發(fā)源選擇開關(guān)方式和工作方式也應(yīng)相應(yīng)置于CH1或CH2 將探頭尖端與示波器的內(nèi)部的

6、校正信號連接。 將地線夾子接地。 對探頭進(jìn)行調(diào)整適當(dāng)?shù)难a償電路，使方波的角成直角。應(yīng)該養(yǎng)成每次開啟示波器時校正探頭的習(xí)慣。一個沒有調(diào)好的探頭會使測量結(jié)果不那么精確。2. 示波器觀察方波、三角波和正弦波正弦波: 如上圖所示： 電壓U=0.2V/div*4.3div=0.86V周期T=0.2ms/div*4div=0.8ms 頻率f=1/T=1/0.8=1.25khz 三角波： 如上圖所示： 電壓U=0.2V/div*4.3div=0.86V周期T=0.2ms/div*4div=0.8ms 頻率f=1/T=1/0.8=1.25khz 方波：如上圖所示： 電壓U=0.2V/div*4.3div=0.

7、86V 周期T=0.2ms/div*4div=0.8ms 頻率f=1/T=1/0.8=1.25khz 3. 李沙育圖形成原理與觀察 （1）李沙育圖形成原理 李沙育圖形參考： （2）李沙育圖的實驗觀察當(dāng)fx/fy=1/1時：當(dāng)fx/fy=2/1時：當(dāng)fx/fy=3/1時：實訓(xùn)項目二 頻譜分析儀的使用QF 4032型頻譜分析儀是一臺超外差式、自動測量的高性價比頻譜分析儀。該儀器具有頻率自動校準(zhǔn)、幅度自動校準(zhǔn)功能；大量駐機軟件的支持，保護(hù)了儀器的良好技術(shù)性能，更改善了操作性能，特別是多種標(biāo)記功能，多種信號快速搜索功能，大量的軟按鍵菜單操作功能，使操作快速、準(zhǔn)確、方便，并自動顯示測試結(jié)果。GP-IB接

8、口的應(yīng)用，實現(xiàn)了遙控和直接硬拷貝功能。內(nèi)設(shè)QP（準(zhǔn)峰值）檢波器及EMI電磁干擾專用濾波器，能用于EMI測量。由于采用綜合化本振和高分辨率帶寬，保證了高的信號分辨能力和測量的高可靠性及高重復(fù)性。本儀器主要用途是對9kHz到2.2GHz頻段內(nèi)的信號作頻域分析，如調(diào)制信號分析、脈沖信號分析、交調(diào)及諧波測量；信號電平及所占帶寬的測量，交流噪聲、電子部件幅頻特性（加跟蹤發(fā)生器）的測量及EMI診斷和測量。因此是通訊、廣播、電視、電子對抗、無線電管制、電磁兼容及電子元器件的科研、生產(chǎn)、維修等領(lǐng)域不可缺少的先進(jìn)儀器。一、實訓(xùn)目的1、了解頻譜分析儀的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,掌握頻譜分析儀的基本調(diào)節(jié)和使用方法。2、學(xué)

9、會使用常用信號發(fā)生器；掌握用頻譜分析儀觀察各種電信號波形的方法。3、學(xué)會用頻譜分析儀對信號作頻域分析。二、實訓(xùn)器件（型號、規(guī)格、件數(shù)）1、QF4032型頻譜分析儀（一臺）特征：· 精確的頻率，電平測量· 應(yīng)用區(qū)域標(biāo)志和區(qū)域掃快速測量· EMI測量功能· 自動測試設(shè)備兼容接口· 高分辨率，寬頻率范圍· 雙蹤顯示信號和信號最大保持主要技術(shù)指標(biāo)：· 頻率范圍：9kHz2.2GHz· 掃描方式：全掃、零掃、每格掃· 剩余調(diào)頻：20Hzp-p· 邊帶噪聲：-100dBc/Hz(offset:10KHz)&

10、#183; 分辨率寬度(3db)：30Hz1MHz· 幅度測量范圍：-130+20dBm· 幅度顯示方式：對數(shù)、線性· 頻響：±0.5dB· 平均噪聲電平：-130dBm· 諧波動態(tài)范圍：80dB· 動態(tài)顯示范圍：80dB· 選 擇 性：15:1· 特征：約100種菜單；GP-IB接口；QP檢波（CISPR標(biāo)準(zhǔn)）· 外形尺寸：284×177×450mm· 質(zhì)量：19g2、信號發(fā)生器TFG 2030（一臺）主要性能指標(biāo)：輸出A:波形種類：正弦波，方波，方波；直流波形長

11、度：816000點；波形幅度分辨率：10 bits；采樣速率：120MSa/s ；正弦波總失真度： 0.5（20Hz 200kHz）；頻率范圍：40mHz30MHz ；頻率分辯率：40mHz ；頻率準(zhǔn)確度：±(5×10-5 + 30mHz)； 頻率穩(wěn)定度: ± 5×10-6 / 3小時；幅度范圍：2mV p-p 20V p-p ( 高阻,頻率<1MHz)； 分辯率：20mV p-p (A>2V), 2mV p-p (0.2V<A<2V), 0.2mV p-p (A<0.2V)； 幅度準(zhǔn)確度：±(1 + 2mV)（高

12、阻，有效值，頻率1kHz）；幅度穩(wěn)定度：±0.5/ 3小時；幅度平坦度：±5 (F<1MHz), ±10(1MHz<F<10MHz)； 偏移特性 （衰減 0dB時）；輸出阻抗：50 。輸出B:波形種類：正弦波，方波，三角波，鋸齒波，階梯波等 32種波形；波形長度：256點；波形幅度分辨率：8 bits ；頻率范圍： 30mHz20kHz 分辯率：30mHz ；頻率準(zhǔn)確度：±(5×10-5 + 30mHz)。 三、實驗原理頻譜分析儀架構(gòu)猶如時域用途的示波器，面板上布建許多功能控制按鍵，作為系統(tǒng)功能之調(diào)整與控制，系統(tǒng)主要的功能是在

13、頻域里顯示輸入信號的頻譜特性。頻譜分析儀依信號處理方式的不同，一般有兩種類型；實時頻譜分析儀（Real-Time Spectrum Analyzer）與掃瞄調(diào)諧頻譜分析儀（Sweep-Tuned Spectrum Analyzer）。實時頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號振幅，其工作原理是針對不同的頻率信號而有相對應(yīng)的濾波器與檢知器（Detector），再經(jīng)由同步的多任務(wù)掃瞄器將信號傳送到CRT 屏幕上，其優(yōu)點是能顯示周期性雜散波（PeriodicRandom Waves）的瞬間反應(yīng)，其缺點是價昂且性能受限于頻寬范圍、濾波頻譜分析儀器的數(shù)目與最大的多任務(wù)交換時間（Switching T

14、ime）。影響信號反應(yīng)的重要部份為濾波器頻寬，濾波器之特性為高斯濾波器（Gaussian-Shaped Filter），影響的功能就是量測時常見到的解析頻寬（RBW，Resolution Bandwidth）。RBW 代表兩個不同頻率的信號能夠被清楚的分辨出來的最低頻寬差異，兩個不同頻率的信號頻寬如低于頻譜分析儀的RBW，此時該兩信號將重疊，難以分辨，較低的RBW 固然有助于不同頻率信號的分辨與量測，低的RBW 將濾除較高頻率的信號成份，導(dǎo)致信號顯示時產(chǎn)生失真，失真值與設(shè)定的RBW 密切相關(guān)，較高的RBW 固然有助于寬帶帶信號的偵測，將增加噪聲底層值（Noise Floor），降低量測靈敏度，

15、對于偵測低強度的信號易產(chǎn)生阻礙，因此適當(dāng)?shù)腞BW 寬度是正確使用頻譜分析儀重要的概念。 四、實訓(xùn)內(nèi)容1.用頻譜分析儀檢測出方波、正弦波的各個性能指標(biāo)，并準(zhǔn)確讀出各指標(biāo)。2.通過修改其中心頻率、頻寬、輸入衰減等值，觀察顯示屏上頻譜圖的變化，并準(zhǔn)確讀出，記錄各指標(biāo)。3.分析顯示屏上方波和正弦波的頻譜圖，并做好記錄。五、實驗記錄與數(shù)據(jù)分析CRT顯示頻上各設(shè)置意思：（1）CF 中心頻率（2）SP 頻寬（3）RB 分辨力帶寬（4）VB 視頻濾波器帶寬（5）MKR 標(biāo)記（其后數(shù)字為標(biāo)記頻率）（6）RL 參考電平（7）ST 掃描時間（8）刻度（SCALE） 對數(shù) 10dB/div1.方波 圖1由圖1可知，是

16、中心頻率為2KHZ，頻寬為20MHZ，輸入衰減為30dB的方波的頻譜圖。我們可以很清楚的看到該方波的各個性能指標(biāo)。在該時刻區(qū)域標(biāo)記內(nèi)的標(biāo)記頻率為6.43MHZ，參考電平為398MV，標(biāo)記電平為61.74dB。圖2圖2是中心頻率為1KHZ，頻寬為22MHZ，輸入衰減為50dB的方波的頻譜圖.由圖1,2對比，可知通過修改各指標(biāo)，方波的頻譜圖會有明顯變化。2.正玄波圖3圖3是中心頻率為1KHZ，頻寬為20MHZ，輸入衰減為20dB的正玄波的頻譜圖。在該時刻區(qū)域標(biāo)記內(nèi)的標(biāo)記頻率為-3.52MHZ，參考電平為224MV，標(biāo)記電平為49.95dB，掃描時間為70ms。圖4圖4是中心頻率為1KHZ，頻寬為2

17、0MHZ，輸入衰減為40dB的正玄波的頻譜圖。在該時刻區(qū)域標(biāo)記內(nèi)的標(biāo)記頻率為-3.56MHZ，參考電平為224MV，標(biāo)記電平為67.93dB，掃描時間為100ms。實訓(xùn)項目三 多功能技術(shù)器的使用一、實訓(xùn)目的1、了解多功能計數(shù)器的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)會多功能計數(shù)器的使用方法。2、學(xué)會利用多功能函數(shù)發(fā)生器與多功能計數(shù)器聯(lián)合實驗。3、計算動功能計數(shù)器的計數(shù)次數(shù)。二、實訓(xùn)器件（型號、規(guī)格、件數(shù)）（1）NFC1000C1型計數(shù)器（2）TFG 2030型函數(shù)發(fā)生器（特性、參數(shù)與實訓(xùn)項目二中函數(shù)發(fā)生器一樣）二、組成以及工作原理框圖主要有A通道（100MHz)、B通道（1000GHz)系統(tǒng)選擇門、同步雙穩(wěn)以

18、及E計數(shù)器、T計數(shù)器、MPU微處理器單元、電源。顯示電路采用逐位掃描顯示方式， 由單片機控制顯示。頻率范圍為：1Hz1500MHz；采用8位數(shù)碼管顯示，靈敏度高；全頻段等精度測量；主要功能：A通道測量、B通道測量、A通道測周期、A通道記數(shù)。 單片機控制 等精度測量 測量速度20次秒 高性價比，高可靠性 PPM測量時F0可任意設(shè)置 晶體行業(yè)專用PPM調(diào)頻計 A通道具有低通濾波器和20倍衰減功能 10位LED顯示（8位數(shù)據(jù)位，2位指數(shù)值） 新型導(dǎo)電橡膠輕觸式按鍵，外形美觀大方 功能 測頻、測周、計數(shù)、自校、測 PPM （選配） 計數(shù)容量 10(8) -1 靈敏度 1Hz10Hz (40mVrms)

19、 10Hz10MHz/100MHz (20mVrms) 輸入衰減 ×1或×20 低通濾波器 截止頻率約1MHz/100kHz 阻抗 A通道：1M /40pF B通道：50 最大輸入幅度 A通道：交流加直流250Vp-p B通道：3Vp-p 波形適應(yīng)性 正弦波、脈沖波、三角波 耦合方式 AC 耦合 分辨率 閘門時間10ms 顯示6位 閘門時間100ms 顯示7位 閘門時間1s 顯示8位 閘門時間10s 顯示8位 測量誤差 ±時基準(zhǔn)確度±觸發(fā)誤差×被測頻率（或周期）± LSD 時基 標(biāo)稱頻率：10MHz三、使用方法1、電源，預(yù)熱20分鐘2、功能選擇：Fa、Fb、PerA、TOTA3、閘門時間：0.01s、0.1s、1s、保持，預(yù)選時間越長，分辨率越高4、A通道的測量：當(dāng)輸入信號幅度>300mv時，按下衰減開關(guān)；當(dāng)信號頻率<100KHz時,按下低通濾波器 進(jìn)行測量5、被測信號頻率>100MHz時,使用B通道進(jìn)行測量四、實訓(xùn)內(nèi)容1、查閱相關(guān)資