示波器、虚拟函数信号发生器与虚拟交流毫伏表

示波器、虚拟函数信号发生器与虚拟交流毫伏表

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时间:2018-07-22

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1、实验三常用电子仪器的使用练习一、实验目的1.了解Multisim中虚拟示波器、虚拟函数信号发生器与虚拟交流毫伏表的主要性能和使用方法。2.初步掌握用双通道虚拟示波器观察信号波形及测量信号参数的方法。二、实验原理Multisim虚拟实验提供了很多仪器仪表,如万用表、函数发生器、功率表、示波器、波特图仪、频率计等。在电子技术实验中大都使用双踪示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、万用表来完成电子电路的静态和动态工作情况的测量。根据测量参数的不同:如直流、交流电压、电流、频率、相位等等,实验中要对各种电子仪

2、器仪表进行综合使用。首先要搞清楚各种电子仪器仪表的主要性能、基本技术指标、正确使用方法。在使用过程中,要以连线简洁、调节顺手、观察读数方便等为原则,进行合理布局。图1是各仪器与被测对象之间的连接图,为防止外界电磁场和工频干扰,示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的引线通常使用屏蔽线或专用电缆线,这种线的外层金属编织线为屏蔽层,与仪器的公共接地端连接在一起。测量时,各仪器的公共接地端(黑夹子)应连在一起,如图1中所示,此种连接方法称共地连接。直流电源的接线用普通导线。双通道交流毫伏表函数发生器直流稳压源

3、被测实验电路示波器红黑红黑UCC图1实验仪器与被测实验电路的连接图1、示波器的使用(1)用虚拟双通道示波器测量信号电压、周期和频率如图2所示,交流电源参数为有效值:15V,频率:50Hz,采用双通道示波器的A通道测量交流电源参数。图2包含直流分量的电路测量仿真开始后,双击示波器图标,可以看到如图3所示的示波器测试结果。调整Timebase,可以调整每一个对应的时间,可以将波形拉长或缩短,此处我们显示两个波形,时间轴的Scale设为5ms/Div;调整ChanelA下方的Scale可以调整波形的横向标

4、尺,拉长或缩短波形,一般情况下,调整标尺,使示波区域能够现实两个周期的波形。图3包含直流分量的信号波形测量将红色和蓝色的标线在图中移动,尽量使其处于信号的峰值和谷值处,即半个周期处,则可以直接显示出电压的峰值约为21.212V,半个周期的时间为9.949ms。所以,可以计算输入信号电压的周期与频率为:周期:频率:可见,峰值电压为;谷值电压为;峰谷值之差为。所以可以计算其中的直流分量为:交流分量的峰、谷值电压分别为;。(2)相位的测量两同频率的被测信号分别送入通道A和B,电路图如图4所示。图4测量相位

5、差的电路图仿真结果见图5、图6。由图5可以周期T为20.026ms;由图6可知曲线B落后曲线A。则二波形的相位差为:图5示波器测量周期图6:示波器测量相位差除基本函数信号发生器之外,Multisim8还提供了安捷伦(Agilent)函数发生器和泰克(Tektronix)函数发生器,同学们可以自行学习。2、函数信号发生器函数信号发生器是用来产生正弦波、方波和三角波信号的仪器,对于三角波和方波可以设置其占空比(Dutycycle)大小,对偏置电压的设置(Offset)可将正弦波、方波和三角波叠加到设置的

6、偏置电压上输出。其图标和面板如图7所示。图7基本函数信号发生器图标和面板除基本函数信号发生器之外,Multisim8还提供了安捷伦(Agilent)函数发生器和泰克(Tektronix)函数发生器,同学们可以自行学习。3、交流毫伏表交流毫伏表主要用于测量正弦交流电压的有效值,在Multisim中没有单独的交流毫伏表,通过双击电压表图标,更改其中的参数,则可以将电压表设为交流表或者直流表,如图7所示。且电压表不在仪器仪表列表中,在“指示”模块中。图7虚拟毫伏表使用时需要注意电压表内阻值的设置,当需要测

7、量的电路电阻值很大时,可以通过调高电压表内阻值来提高测量精度;但是当被测量电路的电阻值不是很大时,调高电压表内阻值可能会带来软件运行的错误。三、预习要求1.阅读“Multisim使用指南”中的“示波器、函数信号发生器”及“电压表”的使用说明,熟悉仪器面板各调节钮的作用。2.正弦波信号的有效值与峰峰值的关系为:。正弦波信号电压的有效值U=1V,则峰值UP-P=V。3.正弦波信号的有效值用表测量,峰峰值用测量。4.改变波形在屛幕上显示的幅度,要调节;改变波形在屛幕上显示的周期个数,要调节。1.Multi

8、sim基本函数信号发生器有哪几种基本输出波形?频率在多少范围内可调?信号峰峰值最大是多少?折合多大的有效值?2.交流毫伏表是用来测正弦波电压还是非正弦电压?工作频率范围是多少?可否测直流电压?四、实验内容1.测量正弦波的幅值和频率(1)测频率(周期)调节函数发生器,输出频率分别为200Hz、5kHz、10kHz、100kHz,用交流毫伏表测得有效值均为1.414V的正弦波,用示波器测量上述信号并记入表1,并给出5KHz信号的周期、频率测量过程图片以及必要的计算过程:表

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