北京航空航天大学电气技术实践---1新衰减器和RC低通

衰减器和RC低通滤波器北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器1.实验目的2.实验原理及其应用3.实验电路4.仪器、仪表的使用介绍5.实验内容7.总结报告要求6.实验中的注意事项北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）一、实验目的1、学习正确使用500型万用表、双路智能数字交流毫伏表、数字多用表和函数信号发生器。2、了解仪表的频率使用范围对测量结果的影响。3、学习二端口网络参数测试和幅频特性的测试方法。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）二、实验原理及其应用1、衰减器原理及其应用衰减器是将测试的信号进行缩小或放大。比如测试设备（仪表、示波器）等。2、RC低通滤波器原理及其应用滤波器是将所需的信号频段进行截取。比如高通、低通、带通、带阻等。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）三、实验电路1、熟悉实验箱上元器件，如电阻种类和特点以及性能等。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）2、衰减器电路设计要求：1）负载电阻RL=600Ω时，从衰减器输入端看进去的输入电阻Zi=600Ω正好能与电源内阻Rs=600Ω匹配。如图所示。2）衰减器接在电源和负载之间时，负载所得到的功率为电源与负载直接连接时负载所得功率的1%（即接入衰减器后功率衰减20dB）。RL=600Ω2’函数信号发生器正弦信号f=400HzUs=0.4VU1U2R’R1R2R311’2ZiUs+_北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）3、RC低通滤波器电路设计要求:RC低通滤波器电路的转折频率为1KHz，如C=0.01uF时，R=？由公式计算C=0.01uF函数信号发生器正弦信号f=100～50KHzUi=5V+_RUiUof=12πRC北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）四、仪器、仪表的使用介绍选用仪表的一般方法：（1）仪表的精度即准确度；（2）仪表的阻抗；（3）仪表的频率使用范围；仪表的常见符号意义：“—”：代表直流，直流表测量平均值。“～”：代表交流，交流表测量有效值。1、函数信号发生器2、500型万用表3、双路智能数字交流毫伏表4、TH1941型41/2数字多用表北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）1、函数信号发生器信号波形类型：正弦、方波、锯齿波、斜波。信号频率范围：0.2∽2MHz。信号幅度大小：＞20Vp-p。输出电阻：50Ω信号占空比调节旋扭偏移调节旋钮频率细调旋钮电源开关压控频率输入端频率粗调按钮脉冲信号输出端信号输出端输出信号类型选择输出幅度调节旋扭拉出衰减20dB按下按钮衰减20dB电源指示北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）函数信号发生器的使用方法:一般来说，要关心的是信号的频率和幅度。1）首先确定信号类型。2）信号的频率a)先用粗调按钮确定信号的频率范围。b)再用玻璃管细调旋扭对准三角位置。3）信号的幅度a)用AMPL幅度旋扭调节信号的幅度。b)若需要小信号的话，可以将AMPL旋扭拔除或按下ATT按钮，它们都可以衰减20dB，倘若同时使用可以衰减100倍。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）4）信号输出位置OUTPUT50Ω处接上测试电缆，电缆上红色夹为信号正极，电缆上黑色夹为信号负极。5）信号占空比调节旋钮逆时针旋到CAL位置，否则会是RAMP（斜波）即占空比不是50%。6）信号输出端不能短路。信号占空比调节旋钮电缆北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）2、500型万用表主要功能：1）测交、直流电压2）测直流电流3）测电阻直流电流量程被测对象：直流电流交流电压量程直流电压量程被测对象：交直流电压Ω刻度线交直流刻度线正弦交流小于10V专用刻度线分贝值刻度线测试笔插孔三角位置左、右旋钮表盘带“.”位置北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）500型万用表使用之前须弄清楚表盘上的刻度线和一些符号含义：“—”:代表直流。“∽”:代表交流。此表只适用测正弦交流。“-2.5”:直流表的精度是2.5级。“20000Ω/VD.C.”:测量直流电压时，所选量程每伏表的内阻是20000Ω。“45-60—1000Hz”:此表频率使用范围。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）“刻度线边带有Ω符号”：测电阻刻度线，此刻度线右边均匀，左边不均匀，因此选择表指针应指在右边均匀的位置。“刻度线边带有～符号”：测交、直流信号都可以用此刻度线。“刻度线边带有10V符号”：正弦交流小于10V时，用此刻度线进行读数。“刻度线边带有dB符号”：代表分贝值，主要用于绘制电路的波特图时选用。“插孔的含义V、Ω、A、dB、+、*(COMM)”：代表电压、电阻、电流、分贝、信号正极、信号公共端即负极。～～北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）测量电压、电流使用方法：1）选测试插孔。2）选被测对象。3）选量程。4）测试并读数（量程与刻度线是满偏的关系）。测量电阻的使用方法：1）选测试插孔。2）选被测对象。3）选中值电阻即倍率（原则是指针指向Ω线的右边均匀部分）。4）测试笔短接调零。5）测试时只能测不带电的元件，并读数（指针指示值X所选倍率）。6）如改换倍率，须测试笔短接重新调零，再测试和读数。使用完毕，应将两个旋钮带“.”的位置对准三角。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）3、双路智能数字交流毫伏表功能：两通道只能测量交流电压大小。但每通道测量的输入电压不大于500V（DC+ACp-p）。交流电压范围：300μV～300V。-70dB～+50dB。1V=0dB。交流电压频率范围：10Hz～2MHz。电缆上红色夹为信号正极，电缆上黑色夹为信号负极。电源开关通道1输入通道2显示通道1显示通道2输入V/dB切换显示按钮北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）4、TH1941型41/2数字多用表TH194141/2读数双屏数字多用表是一台快速的、高稳定、高精度测试电压/电流/电阻的仪器。该仪器以25次/秒的最快速读数速率，以0.01%的直流电压基本精度以及0.03%的基本电阻精度等一系列的性能。主要功能：交直电压、交直电流、电阻、频率(周期)、dB、dBm、导通测试、二极管测试、Max-Min记录以及百分比计算，提供SCPI(可编程仪器命令标准）RS-232控制接口等功能以及多种功能可组合双屏显示。特点:将测量的模拟量转换成直流电压信号，经A/D转换器将模拟量转换成数字量并以数字的形式显示出来。显示4位半数字，最高位只有0和1两个数字。a)直读数，LCD上显示多少就读多少。b)自动确定信号极性、单位和小数点位置。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）C)测量范围直流电压：10μVto1000V。200mV、2V、20V、200V、1000V。交流电压：10μVto750V，1000V。200mV、2V、20V、200V、1000V(750VAC)，最大分辨率为10μV(在200mV量程)，交流电压为真有效值(RMS)，最大交流电压峰峰值是1000V。直流电流：100nAto20A。2mA、20mA、200mA、2A、20A；最大分辨率为100nA(在2mA量程)。交流电流：100nAto20A。电阻：10mΩto20MΩ。200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ；最大分辨率为10mΩ(在200Ω量程)。频率:5Hzto1MHz以上。当交流电压输入信号范围在200mVto750V时，可测量从小于1μSto200mS的周期交流电压的频率，此信号来源于电压输入插孔。d)量程选择有自动和手动。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）面板介绍：功能键测试插孔选择Shift/Local键菜单操作键电源开关主显量程和方向键保险丝座副显主显Trig/Hold键速度和第二显示开关数学键北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）前面板共有两排可供选择各种功能和操作的按键。按键顶部有字符的为第一功能键，其操作直接按下此键就可以实现此功能；按键上边有一蓝色字符标记的为第二功能键，其操作首先通过按下Shift键(Shift字符将会在屏幕上点亮)，然后再按下其它期望的功能键来实现第二功能，即Shift键＋其它功能键；若再按Shift键(Shift字符将会在屏幕上消失)，则取消第二功能。面板插孔选择：VΩ用于电压、电阻、二极管、导通、频率周期测量输入信号正端(即正极)插孔；COM用于测量输入信号公共端(即地端或负极)插孔；500mAMAX用于2mA~200mADC/AC电流输入信号正端(即正极)插孔；20Ａ用于2A~20ADC/AC电流输入信号正端(即正极)插孔。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）测量的功能键：直流电压(DCV)/直流电流(DCI)，交流电压(ACV)/交流电流(ACI)，电阻(Ω)/导通即通断测试()，频率(Freq)/周期(Period)，交直流真有效值(AC+DC)/dB，二极管()/dBm。量程选择有自动和手动。按AUTO键锁定自动量程功能，此时屏幕上会出现AUTO字符点亮标记；手动是通过↑、↓按键选择与期望值相近的量程。若想了解数字多用表其它功能请详细参看TH1941型41/2数字多用表使用说明书。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）TH1941型41/2数字多用表使用方法：1）将测试线红色插头(即正极)插入被选中的被测对象的插孔，测试线黑色插头(即负极)插入COM插孔。2）按下被测对象对应的功能键(直接按下功能键是第一功能；通过按下Shift键＋其它功能键为第二功能)。3）量程选择有自动和手动。按AUTO键锁定自动量程功能，此时屏幕上会出现“AUTO”字符点亮标记；手动选择可能在屏幕上出现“OVL.D”字样时，可通过↑、↓按键选择与期望值相近的量程，为了有最佳的分辨率，应尽可能设定在最低的量程。4）按下Shift键＋Rate键可开启第二显示，按→、←键选择当前功能下的各种副参数组合显示。5）读取显示屏上的读数。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）屏幕信息：FAST快速读数速率MED中速读数速率SLOW慢速读数速率TRIG处于单次触发状态HOLD读数保持功能打开AUTO自动量程状态指示REL相对运算功能导通测试功能二极管测试功能DC直流指示COMP极限比较测试功能打开AC交流指示MATH数学功能(%、COMP、Max/Min)有效HIINOL极限比较测试上限超、合格、下限超RMT处于远程控制模式MAXMINMax/Min功能下最大最小值指示ERR检测到硬件或远程控制错误北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）主显功能下可能的副显功能的各种组合主显第二显示(副显)(通过→、←方向键进行选择)DCVACV→dBm→dB→HzACVDCV→dBm→dB→HzDCV+ACVdBm→dB→Hz→ACV→DCVDCIACI→HzACIDCI→HzDCI+ACIHz→ACI→DCIHzACV/ACI→ACI/ACVPercentage(%)%(测试值)Comp(测试值)HI，IN，LO，PASS，FAILMax/MinMax→Min(测试值)说明：当打开第二显示时，测量量程由主量程决定。北航电工电子中心衰减器和RC低通滤波器（续）数学功能测试：有百分比，dB和dBm的计算，极限测试三类。1)Input—显示屏幕上的显示读数；Reference—用户输入的参数；Percent—显示的计算结果。2）用dB来表示DC或AC电压的好处是将一个大的测量范围压缩到一个较小范围的坐标轴内。dBm是以1mW为参考之所定义的分贝值。VIN—输入DC或AC电压信号。VREF—用户设定的参考电压值。ZREF—用户设定的参考阻抗。3）极限比较测量功能的设定和控制决定测量值是在HI、IN或LO状态的读数即高限、合格、低限。相对运算(Relate)：显示读数=实际输入-参考值。Trig触发：允许用户设定仪器自动、手动或外部触发测量，每次触发后得到测量结果。最大最小值(MAX/MIN):用来指示测试过程中出现的最大最小值。Input—ReferencePercent=Reference