电子测量与电子电路2

北京邮电大学电子电路综合设计实验实验报告课题名称：函数信号发生器院系：电子工程学院摘要本实验的目的在于使用集成运算放大器设计一个方波—三角波—正弦波发生器。

其中，由施密特触发器组成的多谐振荡器产生方波，再经积分运算电路产生三角波。

最后，经过差分放大器，利用晶体管的非线性特性将三角波变换为正弦波。

并要求波形达到一定的幅值、频率等要求。

关键词函数信号发生器方波三角波正弦波集成运放正文一、设计任务要求1基本要求（1）信号输出频率在1~10kHz范围内连续可调，无明显失真。

（2）方波信号输出电压U opp=12V（误差≤20%），上升、下降沿小于10us，占空比范围为30%~70%。

（3）三角波信号输出电压U opp=8V（误差≤20%）。

（4）正弦波信号输出电压U opp≥1V2提高要求（1）将输出方波改为占空比可调的矩形波，占空比可挑范围为30%‐70%；（2）三种波形的输出峰峰值U opp均可在1V-10V 范围内连续可调。

3+二、实验原理及设计过程1总体思路函数信号发生器的构成方法多样。

本实验来看，可以先产生方波，由方波积分得到三角波，在由三角波经过整形得到正弦波；也可以先产生正弦波，将正弦波进行整形得到方波，在通过积分器产生三角波。

在器件使用上，可以是分立元件电路，也可以采用集成电路。

根据提供的器材和资料，选择设计由集成运算放大器和晶体管放大器构成的方波—三角波—正弦波发生电路（如下图二）。

2原理结构框图三、Multisim仿真过程及波形输出1元器件选择（1）方波—三角波发生电路（最终电路见附录）●芯片选择：对比uA741CP与LM318N的相关参数。

选择转换速度较快的LM318N作为矩形波发生电路的芯片，uA741CP作为三角波发生电路的芯片。

●稳压管选择：根据方波U opp =12V，方波幅度限制在-(U Z+U D)~+(U Z+U D)，故选择稳压值为U Z =6V的稳压管。

查阅资料，在Multisim中选择1N4734A单稳压管，放置为稳压对管。

实验一常用电子仪器的使用一、实验目的：1，学习电子电路实验中常用的电子仪器---示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

2，初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

二、实验设备及仪表表1-1 实验设备及仪表三、实验内容1．测量示波器内的标准信号用机内校准信号（probe adjust）（方波f＝1 (1±2%)KH Z）, 电压幅度0.5 (1±2%) V对示波器进行自检。

（1）调出“标准信号”波形：将示波器校准信号输出通过专用电缆线于CH1（或CH2）输入插口接通，调节示波器各有关旋钮，将扫描方式开关置“自动”位置，对校准信号的频率和幅值正确选择扫描开关（sec/div）及Y轴灵敏度开关（V olts/div）位置，则在荧光屏上可显示出一个或数个周期的方波。

（2）校准“校准信号”幅度：将Y轴灵敏度（volts/div）微调旋钮（variable）置“校准（cal）”位置，Y轴灵敏度开关置适当位置，读取校准信号幅度，填入表1-2.表1-2数据记录(3) 校准“校准信号”频率：将扫速微调旋钮（sec/div）置“校准”位置，扫速开关置适当位置，读取校准信号周期，记入表1－2.（4）测量“校准信号”的上升时间和下降时间：调节“Y轴灵敏度”开关位置及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上，且上下对称，便于阅读。

通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在X 轴方向扩展（必要时可以利用扫速扩展(pull)”开关将波形再扩展5倍），并同时调节触发电平旋钮，从荧光屏上清楚的读出上升时间和下降时间，填入表1-2. 2. 用示波器和交流毫伏表测量信号参数令函数信号发生器输出频率分别为100Hz,1KHz, 10KHz, 100KHz,有效值均为1V （交流毫伏表测量值）的正弦波信号。

改变示波器扫描开关及Y 轴灵敏度开关位置，测量信号源输出电压的频率及峰值)(P P V ，填入表1-3表1-3 数据记录四、回答问题：1.开机后未输入信号，荧光屏上没有扫描线，可以采取哪些措施找到扫描线？2.在单踪工作方式下，输入正弦波信号，如果屏幕出现图1-2所示几种情形，因如何调节示波器有关旋钮，才能显示稳定的便于测量的正弦波？ 图1-2 示波器显示屏出现的几种情形实验二叠加原理和戴维宁定理一、实验目的1、牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。

电子电路的常用测试与调试方法电子电路是现代科技的基础，其正常运行对各种电子设备的可靠性和性能起着至关重要的作用。

为了保证电子电路的正常工作，我们需要进行测试和调试。

本文将介绍电子电路的常用测试和调试方法，并分步骤详细介绍。

一、常用测试方法1. 电压测试：使用万用表或示波器测量电路中的各个节点的电压，以确保其在正常范围内。

测试时需要保证设备的电源电压稳定，将测试笔正确插入电路节点并选择合适的量程。

2. 电流测试：使用电流表或示波器测量电路中的电流流动情况。

测试时需要将电流表直接连接在电路的通路上，选择合适的量程以避免过载损坏测试仪器。

3. 频率测试：使用频率计或示波器测量电路中的信号频率。

测试时需要将频率计或示波器的探头正确接触到电路上，选择合适的量程和耦合方式以获取准确的频率值。

4. 信号测试：使用示波器测量电路中的信号波形。

测试时需要将示波器的探头正确接触到电路上，选择合适的量程和耦合方式以观察波形的形状和幅值。

5. 故障测试：通过对电路中各个部件和连接处进行逐个排查，使用测试仪器进行测量和比较，以确定问题所在。

故障测试需要有一定的电子电路知识和经验。

二、调试方法1. 逻辑分析器：使用逻辑分析仪对数字电路进行调试，可以观察和分析信号的时序关系。

调试时需要根据电路的工作原理和信号波形来判断问题所在，并根据需要修改电路设计。

2. 频谱分析仪：使用频谱分析仪对混叠等问题进行调试，可以观察信号的频谱分布情况。

调试时需要将频谱分析仪与电路正确连接，并根据频谱分布情况来判断和解决问题。

3. 示波器：使用示波器对模拟电路进行调试，可以观察信号波形和电路的动态响应。

调试时需要根据电路的工作原理和信号波形来判断问题所在，并通过改变电路参数或元件来解决问题。

4. 特殊测试仪器：根据不同的电路类型和应用场景，还可以使用特殊的测试仪器进行调试，如频率计、信号发生器、电磁兼容测试仪等。

调试时需要根据具体情况选择合适的仪器，并正确使用。

第二章误差与测量不确定度2.10用图2.22中（a ）、（b ）两种电路测电阻R x ，若电压表的内阻为R V ，电流表的内阻为R I ，求测量值受电表影响产生的绝对误差和相对误差，并讨论所得结果。

图2.22 题2.10图 解：(a)vX v x v x x R R R R I IR R IV R +===)//('∆ R=VX Xx x R R RR R +-=-2'R r =％10011100100⨯+-=⨯+-=⨯∆XV VX X XR R R R R R R在R v 一定时被测电阻R X 越小，其相对误差越小,故当R X 相对R v 很小时,选此方法测量。

(b)I x I x xR R IR R I IV R+=+⨯==)(' I x xR R RR =-=∆'R r 0100100⨯=⨯∆=XI XR R R R在R I 一定时，被测电阻R X 越大.其相对误差越小,故当R X 相对RI 很大时,选此方法测量。

2.11 用一内阻为R i 的万用表测量下图所示电路A 、B 两点间电压，设E ＝12V ，R1＝5k Ω ，R2＝20k Ω，求：（1）如E 、R1、R2都是标准的，不接万用表时A 、B 两点间的电压实际值U A 为多大? （2）如果万用表内阻R I ＝20k Ω，则电压U A 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？（3）如果万用表内阻R I ＝lM Ω，则电压U A 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？（a ）（b ）R 1 5K Ω解：（1）A 、B 两点间的电压实际值V 6.9k 20k20k 512E 221=+=+=R R R UA（2）U A 测量值为：k 20//k 20k20//k 20k 512////E 221+=+=I I AR R R R R UV 0.8k 10k10k 512=+=所以U A 的示值相对误差%200.86.90.8-=-=∆=Ux U xγU A 的实际相对误差为%176.96.90.8-=-=∆=UAU Aγ（3）U A 测量值为：M 1//k 20M1//k 20k 512////E 221+=+=I IAR R R R R UV 56.9k 6.19k6.19k 512=+=所以U A 的示值相对误差%42.056.96.956.9-≈-=∆=Ux U x γ U A 的实际相对误差为%42.06.96.956.9-≈-=∆=UAU Aγ由此可见，当电压表内阻越大，测量结果越准确。

电子测量的基本原理和主要方法测量是指为确定被测对象的量值而进行的实验过程。

电子测量是测量的一个重要分支，它是指以电子技术为理论基础，以电子测量设备和仪器为工具，对各种电量进行的测量。

通常情况下的电子测量是指对电子技术中各种电参量的测量，包括各种电量、电路元器件特性、电路特性的测量。

通过传感器把非电量转换成电量后进行测量。

对同一性质的被测量目标进行测量时，由于测量原理不同，选择的测试仪器、采用的测量手段也可能不一样。

常用的有直接测量、间接测量和组合测量3种。

1.直接测量通常测量仪表已标定好，用它对某个未知量进行测量时，能直接读出测量值，称为直接测量。

例如，用磁电式仪表测电流、电压，用弹簧管式压力表测量锅炉压力，用频率计测频等就属直接测量。

直接测量的优点是测量过程简单、迅速，缺点是测量精度不容易达到很高。

这种测量方法在一般的工程中大量采用。

2.间接测量间接测量是指当待测量由于某种原因不能直接测量时，可以对与未知待测量y有确切函数关系的其他变量x（或n 个变量）进行直接测量，然后再通过函数关系计算出待测量y，这种测量称为间接测量。

y=f(Xl，X2，…，Xn)间接测量广泛用于科学实验中，放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻都是采用间接测量的方法测量出来的。

3.组合测量组合测量是指当某项测量结果需要用多个未知参数表达时，可通过改变测量条件进行多次测量，根据函数关系列出方程组求解，从而得到被测量的值，这种兼用直接测量与间接测量的方法称为组合测量。

这种方法通过计算机软件进行求解，速度更快。

3．按测量方式分类按测量方式可分为直读法和比较法。

(1)直读法直读法是用直接指示被测量大小的指示仪表进行测量，能够直接从仪表刻度盘上或从显示器上读取被测量数值的测量方法。

例如，用欧姆表测量电阻时，从指示的数值可以直接读出被测电阻的阻值。

这种方法是由于欧姆表的数值事先用标准电阻进行了校验，标准电阻已将它的量值和单位传递给欧姆表，因而间接地参与了测量。

电路分析与测试（第二版）1. 引言电路分析与测试是电子工程领域中至关重要的一门学科。

它涉及了电路的设计、分析和测试等方面的知识，对于电子产品的开发和维护具有重要意义。

本文以《电路分析与测试（第二版）》为标题，将带您进入电路分析与测试的世界，对电路理论和实际测试方法进行详细阐述。

2. 电路分析的基础知识在开始电路分析之前，我们需要掌握一些基础知识。

本章将介绍电路中的基本元件，如电阻、电容和电感等，并讲解电路中的基本电路定律和电路分析方法。

同时，我们还将介绍电路模型和稳态分析的概念，以帮助读者全面理解电路分析的基础知识。

3. 电路分析方法电路分析方法是电路分析的核心内容。

本章将详细介绍电路分析中常用的方法，包括基尔霍夫定律、戴维南等效电路、叠加原理等。

通过具体实例和计算步骤的讲解，帮助读者掌握不同方法在电路分析中的应用。

4. 交流电路分析交流电路分析是电路分析的重要分支，尤其在电子产品设计和维护中具有重要意义。

本章将介绍交流电路中的频率响应、复数表示法和频域分析等概念，以及交流电路中常见的滤波器和放大器设计方法，帮助读者理解和分析交流电路。

5. 电路测试方法电路测试是确保电路正常工作的关键步骤。

本章将介绍常用的电路测试方法，包括直流电参数测试、交流电参数测试和信号源测量等。

同时，我们还将讨论测试仪器的选择和使用技巧，以及测试结果的分析和判断。

6. 信号处理和数据分析电子产品的功能和性能很大程度上依赖于信号处理和数据分析的能力。

本章将重点介绍信号处理和数据分析在电路设计和测试中的应用，包括滤波器设计、波形分析和频谱分析等。

通过实例演示和计算步骤的讲解，帮助读者掌握信号处理和数据分析的基本方法。

7. 实验室实践电路分析与测试的学习不可缺少实验室实践的支持。

本章将介绍实验室实践中常见的电路实验项目，包括电路搭建、信号测量和数据记录等。

通过亲身实践，帮助读者巩固并应用所学的电路分析和测试知识。

8. 电路故障排除电路故障是电子产品设计和维护中常遇到的问题。

《电子测量技术》期末复习资料总结第一部分1、什么是测量，什么是电子测量？答：测量是通过实验方法对客观事物取得定量信息即数量概念的过程。

电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。

2、电子测量的分类。

答：（1）按测量过程分类可分为：直接测量；间接测量；组合测量；（2）按测量方式分类可分为：偏差式测量法；零位式测量法；微差式测量法；（3）按测量性质分类可分为：时域测量；频域测量；数据域测量；随机测量。

3、测量仪器的功能是什么？答：变换功能；传输功能；显示功能。

4、测量仪器的主要性能指标有哪些？答：精度；稳定性；输入阻抗；灵敏度；线性度；动态特性。

5、电子测量的灵敏度是如何定义的？答：灵敏度表示测量仪表对被测量变化的敏感程度，一般定义为测量仪表指示值(指针的偏转角度、数码的变化、位移的大小等)增量∆y 与被测量∆x 之比。

灵敏度的另 一种表述方式叫作分辨力或分辨率，定义为测量仪表所能区分的被测量的最小变化量，在数字式仪表中经常使用。

6、什么是实际相对误差，示值相对误差，满度相对误差？ 答：实际相对误差定义为 。

示值相对误差也叫标称相对误差，定义为 。

满度相对误差定义为仪器量程内最大绝对误差与测量仪器满度值(量程上限值 )的百分比值 。

7、如何减少示值相对误差？答：为了减少测量中的示值误差，在进行量程选择时应尽可能使示值接近满意度值，一般以示值不小于满意度的三分之二为宜。

8、仪表的准确度与测量结果的准确度的关系。

答：测量中所用仪表的准确度并不是测量结果的准确度，只有在示值与满度值相同时，二者才相等(不考虑其他因素造成的误差，仅考虑仪器误差)，否则测得值的准确度数值：降低于仪表的准确度等级。

9、测量误差的来源—来源于那些误差？答：仪器误差；使用误差；人身误差；影响误差；方法误差。

10、什么是系统误差？系统误差的主要特点是什么？%100⨯=A x A ∆γ%100⨯=xx x ∆γ%100⨯=m m m x x ∆γ答：在多次等精度测量同一量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或当条件改变时误差按某种规律变化，这种误差称为系统误差，简称系差。

实验二电路元器件的认识与测量一、实验原理在电子线路中，电阻、电位器、电容、电感和变压器等称为电路元件;二极管、稳压管、三极管、场效应管、可控硅以及集成电路等称为电路器件。

本实验仅对实验室常用的电阻、电容、电感、晶体管等电子元器件作简要介绍。

(一) 电阻器1.电阻器的分类:(1)通用电阻器:功率:0. 1~1 W，阻值1Ω~510MΩ，工作电压<1 kV。

(2)精密电阻器:阻值:1 Ω~ 1 MΩ，精度2%~0.1%，最高达0. 005%。

(3)高阻电阻器:阻值:107~1013(4)高压电阻器:工作电压为10~100 kΩ(5)高频电阻器:工作频率高达10 MHz。

2.电阻器、电位器的主要特性指标:(1)标称阻值:电阻器表面所标注的阻值为标称阻值。

不同精度等级的电阻器，其阻值系列不同，标称阻值是按国家规定的电阻器标称阻值系列选定。

(2)容许误差:电阻器、电位器的容许误差指电阻器、电位器的实际阻值对于标称阻值的允许最大误差范围，它标志着电阻器、电位器的阻值精度。

(3)额定功率:电阻器、电位器通电工作时，本身要发热，若温度过高，则电阻器，电位器将会损坏。

在规定的环境温度中允许电阻器、电位器承受的最大功率，即在此功率限度下，电阻器可以长期稳定地工作，不会显著改变其性能，不会损坏的最大功率限度称为额定功率。

3.电阻器的规格标注方法:由于电阻器表面积的限制，通常电阻器表面只标注电阻器的类别、标称阻值、精度等级和额定功率，对于额定功率小于0.5W的电阻器，一般只标注标称阻值和精度等级，材料类型和功率常从其外观尺寸判断。

电阻器的规格标注通常采用文字符号直标法和色标法两种，对于额定功率小于0. 5 W电阻器，目前均采用色标法，色标所代表的意义如表5。

表5色标所代表的数字色环电阻一般为四环（普通电阻）、五环（精密电阻）两种标法。

四环电阻器：A、B环为有效数字，C环为10n，D环为精密等级。

五环色标电阻器：A、B、C三环为有效数字，D环为10n，E环为精密等级。

《电子测量技术》习题（三）答案一、填空题(每空1分，共25分)1.电子测量的内容包括（电能量的测量）、（电子元器件参数的测量）、（电信号的特性和质量的测量）、（电路性能的测量）和（特性曲线的测量）五个方面。

2.相对误差定义为（绝对误差）与（真值）的比值，通常用百分数表示。

3.电子测量按测量的方法分类为（直接测量）、（间接测量）和（组合测量）三种。

4.为保证在测量80V电压时，误差≤±1%，应选用等于或优于（±0.5）级的100V量程的电压表。

5.用四位半的DVM测量15V的稳压电源电压为15.125V，取四位有效数字时，其值为（15.13V）。

6.示波器为保证输入信号波形不失真，在Y轴输入衰减器中采用（RC分压电路）电路。

7.电子示波器的心脏是阴极射线示波管，它主要由（电子枪）、（偏转系统）和（荧光屏）三部分组成。

8.示波器的“聚焦”旋钮具有调节示波器中（第一阳或A1 ）极与（第二阳或A2、G2）极之间电压的作用。

9.没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在（连续扫描）状态，若工作在（触发扫描）状态，则无信号输入时就没有扫描线。

10.电压表的基本组成形式为（检波—放大）式。

11.电子计数器的测周原理与测频相反，即由（被测输入信号）信号控制主门开通，而用（晶体震荡器信号）脉冲进行计数。

12.数字电压表的最大计数容量为19999，通常称该表为（4 或四位半）位数字电压表；若其最小量程为0.2V，则其分辨力为（10μV）。

二、改错题1.双踪示波器中电子开关的转换频率远大于被测信号的频率时，双踪显示工作在“交替”方式( 交替改成断续)2.示波器扫描信号频率是被测信号频率的倍时，屏幕上显示的波形向左跑动。

( 左改成右)3.常用电工仪表分为±0.1、±0.2、±0.5、±1.0、±1.5、±2.5、±4.0七级。

北京邮电大学电子电路综合设计实验报告课题名称：函数信号发生器的设计学院：信息与通信工程学院 班级：2013211123姓名：周亮学号：2013211123班内序号：9一、 摘要方波与三角波发生器由集成运放电路构成，包括比较器与RC积分器组成。

方波发生器的基本电路由带正反馈的比较器及RC组成的负反馈构成；三角波主要由积分电路产生。

三角波转换为正弦波，则是通过差分电路实现。

该电路振荡频率和幅度便于调节，输出方波幅度大小由稳压管的稳压值决定，方波经积分得到三角波；而正弦波发生电路中两个电位器实现正弦波幅度与电路的对称性调节，实现较理想的正弦波输出波形。

二、关键词： 函数信号发生器 方波 三角波 正弦波三、设计任务要求1.基本要求：设计制作一个函数信号发生器电路，该电路能够输出频率可调的正弦波、三角波和方波信号。

(1) 输出频率能在1-­‐10KHz范围内连续可调，无明显失真。

(2) 方波输出电压Uopp=12V（误差小于20%），上升、下降沿小于10us。

(3) 三角波Uopp=8V（误差小于20%）。

(4) 正弦波Uopp1V，无明显失真。

2. 提高要求：(1) 输出方波占空比可调范围30%-­‐70%。

(2) 三种输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-­‐10V内连续可调电源电路 方波-­‐三角波发生电路 正弦波发生电路方波输三角波输正弦波输现输出信号幅度的连续调节。

利用二极管的单向导通性，将方波-­‐三角波中间的电阻改为两个反向二极管一端相连，另一端接入电位器，抽头处输出的结构，实现占空比连续可调，达到信号发生器实验的提高要求。

五、分块电路和总体电路的设计过程1. 方波-­‐三角波产生电路设计过程：①根据所需振荡频率的高低和对方波前后沿陡度的要求，选择电压转换速率S R合适的运算放大器。

方波要求上升、下降沿小于10us，峰峰值为12V。

LM741转换速率为0.7V/us，上升下降沿为17us，大于要求值。

电子行业电子测量与电子电路81. 介绍电子测量与电子电路是电子行业中非常重要的内容之一。

电子测量是指对电子设备、电子元器件和电子系统进行各种参数的测量和分析，通过电子测量可以对电子设备的性能进行评估和改善。

电子电路是指电子元器件的组合，通过连接不同的电子元器件可以实现各种功能。

本文将介绍电子行业中电子测量与电子电路的一些基础知识和常用技术，包括电子测试仪器、电子元器件、基本电路和常用电路等内容。

2. 电子测试仪器2.1 示波器示波器是电子行业中最常用的仪器之一。

它可以用来测量和观察电信号的波形，包括电压波形和时钟波形等。

示波器可以帮助工程师分析和解决电路中的问题，比如查找信号波形的幅度、频率、相位等信息。

2.2 多用表多用表是电子行业中最基本的测量工具之一。

它可以测量到电压、电流、电阻等基本电信号参数。

多用表常用于对电子元器件的测量和电路的调试。

2.3 信号发生器信号发生器是提供各种类型的电信号的仪器，包括正弦波、方波、脉冲等。

信号发生器常用于对电路进行激励和测试。

3. 电子元器件3.1 电阻电阻是电子电路中最基本的元器件之一。

它用于限制电流的流动，并产生电压降。

电阻的电阻值用欧姆表示，不同的电阻值可以用来实现不同的功能。

3.2 电容电容是电子电路中用于存储电荷的元器件。

它由两个导体之间的绝缘材料组成。

电容的容量用法拉电表示，不同的电容值可以用于不同的应用。

3.3 电感电感是电子电路中用于储存电能的元器件。

它由绕组和磁芯组成，当电流通过绕组时会产生磁场，进而储存电能。

电感的单位是亨利，不同的电感值用于不同的应用。

4. 基本电路4.1 电源电路电源电路用于提供电子设备所需的电力。

常见的电源电路包括直流电源和交流电源。

直流电源通过稳压电路来保持输出电压的稳定性，交流电源则通过转换器来将输入电源转换成所需的交流电。

4.2 放大电路放大电路用于增强电信号的幅度。

常见的放大电路有共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路等。