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实验目的
掌握直流稳压电源的功能技术指标和使用方法;
掌握任意波函数信号发生器的功能、技术指标和使用方法;
掌握四位半数字万用表功能、技术指标和使用方法;
学会正确选用电压表测量直流、交流电压。
实验原理
GPD-3303直流稳压电源
直流稳压电源的主要特点
具有三路完全独立的浮地输出(CH1、CH2、FIXED),、、5V,适合常用芯片所需固定电源。
两路(主路CH1键,从路CH2键)可调式电源,两路均可工作在稳压(。)稳流(.)工作方式,稳压值为0-32V连续可调,稳流值0-。
两路可调式直流稳压电源可设置为组合(跟踪)方式,在组合(跟踪)工作方式下有串联组合方式(SER/INDEP)是串联控制键)和并联组合方式(PARA/INDEP)是并联控制键)。
四组常用电压储存功能。
锁定功能。解除时长按该键即可。
输出保护功能:当调节完电压、电流后,需要按下OUTPUT输出按钮,才能将所调的电压、电流输出。
蜂鸣功能。
使用方法
开机前,要将“电流调节旋钮”调到最大值,“电压调节旋钮”调到最小值。开机后再将“电压”旋钮调到需要的电压值。
当电源作为恒定源使用时,开机后,通过“电流调节”旋钮调至需要的稳流值。
当电源作为稳压源使用时,可根据需要调节电流旋钮任意设置“限流”保护点。
预热时间:30秒。
注意事项
避免端口输出线短路;
避免使电源出现过载现象;
避免输出出现正、负极性接错。
信号发生器:
信号发生器主要特点
面板下部是信号形式选择键,上部为数据显示屏,中间的选择键根据显示屏上对应位置选择。右部为数据输入按钮(分旋钮和按键),以及OUTPUT输出按钮和输出端口。CH1/CH2为输出端的切换。
双通道输出,可以实现通道耦合、通道复制。
支持USB存储设备。并可通过USB储存设备、读取波形配置参数及用户自定义任意波形。
输出五种基本波。
频率范围:100mHz-200MHz(单通道)
幅度范围:2mVp-p-10Vp-p(50Ω),4mVp-p-20Vp-p(高阻);
使用方法:
依次打开信号发生器后面板、前面板上的电源开关;
切换信号输出通道,双通道输出:CH1、CH2;
波形选择:可输出五种基本波形(正弦波、方波、锯齿波、脉冲波、白噪声);
参数设置:频率(周期)、幅值(一般选mVp-p、Vp-p)。参数设置时,可用数字键或方向键、旋钮设置对应的参数,然后选择对应的参数单位。
注意事项
避免端口输出线短路;
避免使函数信号发生器出现过载现象;
避免输出出现信号端和公共端接错。
数字万用表
使用方法
面板左部为输入端口,下部为量程选择按钮,上部为数据显示屏。可用于测量交流和直流电压。
测量时COM端要插入黑表笔,红表笔插入V/Ω插孔。
量程选择:根据所测量元件的值调节测量范围,以使测量更准确。当被测数值以一开头,则显示五位有效数字,当被测数值以其他数值开头,则显示四位有效数字。
KΩ按钮可测二极管正向压降,也可测电阻。
测电流时,可根据需要选择20A和2A的电流插孔,测完后要将红表笔插回电压输入端,防止仪器被烧坏。
注意事项
在预先不知道被测信号幅度的情况下,应先把量程键放在最高档。
当显示出现“0000”闪烁时,应立即切换至最高量程,检查是否出现错误或有其他故障。
测量电压时不应超过最大输入电压(直流1200V,交流1000V)
多功能电路实验箱简介
直流电源提供±5V、±12V和-5V三组输出和9V独立直流电源;交流电源提供12V输出,当接通主电源开关时,所有电源均处于工作状态;
交流信号提供正弦信号,其频率幅度均可调。
两路直流信号源调节范围:-1V~+1V;
实验仪器
直流稳压电源1台
数字函数信号发生器1台
数字万用表 1台
电子技术综合实验箱 1台
实验内容
直流电压测量
采用数字万用表测量直流电压。
测量方法:确定测量仪器设置在直流电压测量状态;将测量仪器与被测电源端相连,则:测量笔接触被测点即可测量该点的电压。若已知被测电压时,应根据被测电压大小,选择合适量程,使测量数据达到最高精度;若未知被测电压时,应将测量仪器量程置于最大,逐渐减小量程,让测量数据有效数字最多。
固定电源测量:测量稳压电源的固定电压
表1:直流稳压电源固定电压测量
调整电压值
5V
数字万用表测量值(V)
固定电源测量:测量试验箱的固定电压
表2:实验箱固定电源测量
调整电压值(V)
5V
-5V
12V
-12V
-8V
数字万用表测量值(V)
-
-
-
可变电源测量:按表3调节任意通道稳定电源输出。
表3:可变电压测量
主路表头指示值(V)
6V
12V
18V
数字万用表测量值(V)
正、负对称电源测量:直流稳压电源工作在串联组合模式,调整CH1电压时,CH2路跟踪变化;这样,即可将两路独立电源构成一个正、负对称电源。将数字万用表的黑表笔解正、负对称电源的公共端(主路-呵从路+),红表笔分别测量CH1正极和CH2负极,按表4调节稳压电源输出并测量之。
表4:正、负对称电源测量
CH1路表头调整值(V)
6V
12V
18V
数字万用表测量值(V)
CH2路表头调整值(V)
数字万用表测量值(V)
-
-
-
正弦电压(有效值)测量:
函数信号发生器输出正弦波,信号频率fs=1kHz,输出幅度按下表调节,用数字万用表按表5进行测量。
测量方法:确定测量仪器设置在交流电压测量状态;其余同直流。
注意:一般测量仪器只能测量正弦信号,且测量值为有效值;示波器测量的峰峰值和有效值之间存在如下关系:VRMS=Vp-p/2√2
表5:正弦电压测量
fs=1kHz
输出幅度(Vpp)
20V
2V
200mV
数字万用表测量值(V)
将信号发生器频率改为fs=100kHz,重复上述测量。
表6:正弦电压测量
fs=100kHz
输出幅度(Vpp)
20V
2V
200mV
数字万用表测量值(V)
注意:上表中,由于100kHz已经超出数字万用表的频率范围,当使用数字万用表测量时会出现各种类型额错误值。
实验箱可调直流信号内阻测量
按图6搭接电路,可调直流信号调整为+1V,用数字万用表按表7测量并计算出Ro值;图中当K置“1”时,数字万用表测量值为Vo∞;当K置“2”时数字万用表测量值为Vol。
表7:信号源内阻测量
Vo∞(V)
Vol(V)
Rl(Ω)
Ro=(Vo∞/Vol-1)Rl(Ω)
函数信号发生器内阻(输出电阻)的测量
按图7搭接电路,函数信号发生器设置fs=1kHz正弦波,用数字电压表按表8测量并计算出Ro值;当K置“1”时,数字万用表测量值为Vo∞;当K置“2”时数字万用表测量值为Vol。
表8:信号源内阻测量
Vo∞(V)
Vol(V)
Rl(Ω)
Ro=(Vo∞/Vol-1)Rl(Ω)
误差分析
对于表4,函数信号发生器内阻测量。误差主要来源于表量程的选取,如果选取的不正确就会造成误差。另外,表本身的内阻也是误差来源。
对于表6,由于信号频率超过数字万用表的频率范围,数据误差较大。
实验内容总结
学会直流稳压电源、信号发生器、数字万用表和多功能电路实验箱的简单的操作方法及注意事项,了解了他们的基本原理。在调试的过程中学会如何正确取量程以得到准确的数值。学会了如何正确选择电压表测量直流交流电压。
课后思考题
用数字万用表测量正弦波,表头显示的是正弦电压的什么值?应选用何种电压测量方式?
答:用数字万用表测量正弦波,表头显示的是正弦电压的有效值,应采用交流电压测量方式。
可否用数字万用表测量三角波,斜波,锯齿波?为什么?
答:不能。数字万用表测出的是有效值。而三角波、斜波、锯齿波电压不稳定无法测量。