长江大学：《电路与系统实验》课程教学课件（PPT讲稿）9.动态元件伏安关系的测量

4动态元件伏安关系的测量实验目的掌握数字示波器与函数信号发生器的基本使用方法1.11.2.掌握数字示波器测量电信号参数的各种方法1.3掌握数字示波器测量两路信号波形及其相位差的方法实验设备与实验器材52.1.函数信号发生器EE1641D（B）：2.2、数字示波器TDS1002；2.3模拟实验箱；2.4数子万用表UT58A。3.常用电子仪器的工作原理与主要功能3.1、示波器是显示信号波形并测量波形参数的设备示波器由垂直、水平、触发及显示四大部分构成。以数字示波器TDS1002为例，分述各部分的功能如下：2025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 1 1、实验目的 3、常用电子仪器的工作原理与主要功能 1.1、掌握数字示波器与函数信号发生器的基本使用方法。 1.2、掌握数字示波器测量电信号参数的各种方法。 1.3、掌握数字示波器测量两路信号波形及其相位差的方法。 2、实验设备与实验器材 2.1、函数信号发生器 EE1641D(B)； 2.2、 数字示波器 TDS1002； 2.3、模拟实验箱； 2.4、数子万用表 UT58A。 4、动态元件伏安关系的测量 3.1、示波器是显示信号波形并测量波形参数的设备。 示波器由垂直、水平、触发及显示四大部分构成。以数字 示波器 TDS1002为例，分述各部分的功能如下： 2025/11/15 长江大学 龙从玉 1

示波器Y轴（垂直轴）：Y轴由信号电压驱动，输入电压大小102决定波形垂直幅度（电压基准：VI格）Y轴输入通道：CH1、CH2（习惯称为Y1,Y2）两路输入通道Y轴输入耦合：AC耦合/接地/DC耦合三种耦合方式。其中AC耦合可过滤信号中的直流分量，观测信号中的交变分量DC耦合用于观测直流及动态信号全貌。Y轴信号显示：CH1、CH2、DUAL双踪/MATH四种显示方式MATH作两信号加减运算，还可作波形分析Y轴的调节：?Y轴垂直电压基准（Volts/Div），电压基准分粗调与细调，可在Y轴菜单下选择②Y轴位移旋钮，使波形上下移动，不改变幅度以上的输入耦合与显示调节均可在Y轴菜单下选择进行操作★Y轴调节旋钮在光标测量选项中：在测量电压时，为垂直电压光标：在测量时间时，为水平时间光标。22025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 2 1）示波器Y轴(垂直轴)：Y轴由信号电压驱动，输入电压大小 决定波形垂直幅度(电压基准：V/格)。 Y轴输入通道：CH1、CH2(习惯称为Y1,Y2)两路输入通道。 Y轴输入耦合： AC 耦合/接地/ DC耦合三种耦合方式。其中 AC耦合可过滤信号中的直流分量，观测信号中 的交变分量；DC耦合用于观测直流及动态信号 全貌。 Y轴信号显示：CH1 、CH2 、DUAL双踪 / MATH四种显示方式。 MATH作两信号加减运算，还可作波形分析。 Y轴的调节：① Y轴垂直电压基准（Volts/Div），电压基准分 粗调与细调，可在Y轴菜单下选择。 ②Y轴位移旋钮，使波形上下移动，不改变幅度。 以上的输入耦合与显示调节均可在Y轴菜单下选择进行操作。 ☆ Y轴调节旋钮在光标测量选项中：在测量电压时，为垂直电 压光标；在测量时间时，为水平时间光标

2）示波器X轴（水平轴）：X轴由锯齿波驱动，锯齿波上升速度（时间）决定波形水平宽度（时间基准：ms/格）X轴调节：X轴时间基准：（Time/Div)。时间基准分主时间基准与窗口时间基准，窗口时间基准相当于X轴的区间扩展，时间基准在X轴菜单下转换。X轴水平位移调节旋钮，不改变波形2便于X轴归0键，按下此键，使初始时间居中归0。3观测阶跃信号（如测量信号上升时间）X轴输入端：在示波器为YT显示时，可外接同步触发信号。3）示波器的同步触发系统：使X轴锯齿波电压与Y轴信号电压在时间上同步，这波形稳定显示关键！！※触发/释抑旋钮：触发电平的调节：调触发电平（释抑时间）旋钮可获稳定波形※触发菜单键：①触发源：CH1、CH2、LINE电源、EXT外部。②触发模式：边缘/视频、极性：上升/下降、自动/正常。※强制触发键32025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 3 2）示波器X轴(水平轴)：X轴由锯齿波驱动，锯齿波上升速度 (时间)决定波形水平宽度(时间基准：ms/格). X轴调节：① X轴时间基准：(Time/Div)。时间基准分主时间基 准与窗口时间基准，窗口时间基准相当于X轴的区 间扩展，时间基准在X轴菜单下转换。 ②X轴水平位移调节旋钮,不改变波形。 ③ X轴归0键，按下此键，使初始时间居中归0。便于 观测阶跃信号（如测量信号上升时间）。 X轴输入端：在示波器为YT显示时，可外接同步触发信号。 3）示波器的同步触发系统：使X轴锯齿波电压与Y轴信号电压 在时间上同步，这波形稳定显示关键！！ ※触发/释抑旋钮 ：触发电平的调节:调触发电平(释抑时间)旋 钮可获稳定波形。 ※触发菜单键：①触发源：CH1、CH2、LINE电源、EXT外部。 ②触发模式：边缘/视频、极性：上升/下降、自动/正常。 ※强制触发键：

4）数字示波器的功能单※自动设置菜单：自动测量波形判断波形类别，自动设置并测福量波形特征参数（傻瓜键）。周期、正频宽、上※自动测量菜单：自动测量待测信号的频率升时间、电压峰峰值、电压均方根值、平均值等11种参数。采用选项菜单按键循环测量信号不同参数时，应该调整相应相应YIX基准。若用固定基准设置测量，则某些参数误差大三※光标测量菜单：采用光标测量就是手动测量。在电压测量选项中Y轴两位移旋钮调电压光标，其增量为测量电压：在时间测量选项中两Y轴位移旋钮调时间光标，其增量为测量时间※采集菜单：可选择取样采集、峰值采集（观测阶跃信号）或平均值采集。※显示菜单：可选择YT显示/XY显示：对比度增强或减弱等※辅助功能菜单：数字示波器可在此菜单下进入自校准数字示波器的循环选项菜单按键：在功能主菜单或专用菜单下，根据显示屏提示，进行单选或循环选项操作。2025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 4 ※自动设置菜单：自动测量波形，判断波形类别，自动设置并测 量波形特征参数（傻瓜键）。 ※自动测量菜单：自动测量待测信号的频率、周期、正频宽、上 升时间、电压峰峰值、电压均方根值、平均值等11种参数。采 用选项菜单按键循环测量信号不同参数时，应该调整相应相应 Y/X基准。若用固定基准设置测量，则某些参数误差大！ ※光标测量菜单：采用光标测量就是手动测量。在电压测量选 项中Y轴两位移旋钮调电压光标，其增量为测量电压；在时间测 量选项中两Y轴位移旋钮调时间光标，其增量为测量时间。 ※采集菜单：可选择取样采集、峰值采集（观测阶跃信号）或 平均值采集。 ※显示菜单：可选择YT显示/XY显示；对比度增强或减弱等。 ※辅助功能菜单：数字示波器可在此菜单下进入自校准。. 数字示波器的循环选项菜单按键：在功能主菜单或专用菜单 下，根据显示屏提示，进行单选或循环选项操作。 4）数字示波器的功能菜单

图-1数字示波器面版3.2、TDS1002示波器操作面板自动设置键自动票自动测量帮助键存储/调出采集键停止功能菜单行默认键辅助功能光标测量显示键垂直水平触发系统0水平CH1旋钮触发/选项菜单按键列状态位移行合位移光标位移钮释抑钮光标1光标2C助动选件水平触发CH1专用菜单行菜单键菜单键运算键菜单键自校正CH2设为SETTOSO%归0键通道故障伏伏/格秒/格同强制格发VRG记录时间基准行CH1观察键基准钮幅度钮Language中文(简）CHEC探Ch1Xx轴探头扑输入端CH2输入端300VLSVeKH糟YH0输入输出行人个52025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 5 3.2、TDS1002示波器操作面板 输出 信号 Ch1 输入端 自动 设置键 光标测量 存储/调出 自动测量 采集键 显示键 帮助键 默认键 x轴 输入端 耦合 直流 带宽限制 关/60M 伏/格 粗调 探头 1× 主时基 视窗设定 视窗扩展 触发钮 电平 辅助功能 边沿 视频 斜率 上升 信号 CH1 触发方式 自动 耦合 噪声抑制 信源 类型 CH1 频率. CH1 峰峰值. CH2 平均值. CH2 周期. 类型 时间 信号源 CH1 相对值 100us 10khz 游标１ －50 us 游标２ 50us 取样 峰值检测 平均值 取样次数 64 形式 向量 持续 无限 格式 YT 对比 ↓增强 对比 减弱 设置 波形 信号 CH1 RET A 储存 RET B 关闭 系统 状态 选件 自校正 故障 记录 Language 中文(简) 探 运算键 CH1旋钮 位移光标 CH1 菜单键 CH1 幅度钮 水平 位移钮 水平 菜单键 归0键 时间 基准钮 触发 菜单键 触发/ 释抑钮 观察键 图-1 数字示波器面版

图-2屏幕显示区2）TDS1002显示屏说明楼健氏口TlgdT0ms馨触发状态MVCH1零电平TTW2峰峰值均方根值频率…周期…CH2富触发源取消自动零电平CH垂直主时间CH2垂直触发电平设置基准电压基准电压基准基准触发频率ECH5OWVBTCH2VO0XVX5OOXSR100MSCH750600.000KHzDefaniteetyredelleoo文字显示有关信息（3秒）带宽限制62025/11长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 6 选 项 菜 单 显 示 采集 模式 触发 电平 2）TDS1002显示屏说明 水平 触发 位置 CH1垂直 电压基准 主时间 基准 CH2 零电平 触发源 触发电平 触发频率 文字显示有关信息(3秒) CH2垂直 电压基准 带宽限制 取消自动 设置 峰峰值. 均方根值. 周期. 频率. CH1 零电平 触发状态 窗口 时间 基准 图-2 屏幕显示区

3.3、函数信号发生器性能EE1641B1与EE1641D函数信号发生器主要性能相似。EE1641B1函数信号发生器具有：1）信号波形选择：正弦波三角波、方波。可按键循环选择波形，有发光管指示波形2）信号频率调节频率范围分段按键，可循环选择，发光管指示频段频率微调旋扭丑，可连续调节频率。车输出频率有数字显示3）信号波形调节①信号电压幅度旋扭，可连续调节输出电压②输出电压衰减按键，可选衰减：20db（1/10）40db(1/100)③波形对称性调节旋扭，可调节方波的占空比或不对称波的正负半波比。关断调节旋扭：则输出波形对称④信号直流电平调节旋扭，旋扭逆旋至关断为直流零电平★输出电压峰峰值有数字显示2025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 7 EE1641B1与EE1641D函数信号发生器主要性能相似。 EE1641B1函数信号发生器具有： 1）信号波形选择：正弦波、三角波、方波。可按键循环选择波 形，有发光管指示波形。 2）信号频率调节： 频率范围分段按键，可循环选择，发光管指示频段， 频率微调旋扭，可连续调节频率。 输出频率有数字显示。 3）信号波形调节： ①信号电压幅度旋扭，可连续调节输出电压。 ②输出电压衰减按键，可选衰减：20db(1/10)、40db(1/100)。 ③波形对称性调节旋扭, 可调节方波的占空比或不对称波的正/ 负半波比。关断调节旋扭：则输出波形对称。 ④信号直流电平调节旋扭，旋扭逆旋至关断为直流零电平。 ★输出电压峰峰值有数字显示。 3.3、函数信号发生器性能 2025/11/15 长江大学 龙从玉 7

4）输出端选择TTL输出端：仅输出5伏方波信号，电压不可变。输出频率可调：0.3hz--3Mhz。②函数输出端：输出可选择正弦波/三角波/方波输出频率可调：0.3hz--3Mhz.输出电压可调：Vpp:0--20V、内阻：50Q。EE1641D函数发生器输出频率为0.2-2Mhz，并有以下输出端③功率输出端：仅输出正弦波输出频率：f可调范围：500hz--15Khz。输出电压：Vpp可调范围：0-20V、内阻：4Q。①单脉冲输出端：5）扫频（描）信号：（输出在一定范围内变化的的信号）扫频源选择：内部对数/内部线性/外部扫描扫频信号调节：扫频宽度可调：扫频速率可调。扫频信号输出端：用函数输出端或TTL输出端。6）计数器：测量信号源（或外部）信号的频率（略）。82025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 8 4）输出端选择： ①TTL输出端：仅输出5伏方波信号，电压不可变。 输出频率可调：0.3hz-3Mhz。 ②函数输出端：输出可选择正弦波/三角波/方波。 输出频率可调：0.3hz-3Mhz. 输出电压可调：VPP:0-20V、内阻：50Ω。 EE1641D函数发生器输出频率为0.2-2Mhz，并有以下输出端: ③功率输出端：仅输出正弦波; 输出频率：f 可调范围： 500hz-15Khz。 输出电压：VPP可调范围：0-20V、内阻： 4Ω。 ④单脉冲输出端: 5）扫频(描）信号：(输出在一定范围内变化的的信号) 扫频源选择：内部对数/内部线性/外部扫描 。 扫频信号调节：扫频宽度可调；扫频速率可调。 扫频信号输出端：用函数输出端或TTL输出端。 6）计数器：测量信号源(或外部)信号的频率(略) 。 2025/11/15 长江大学 龙从玉 8

4数字示波器与信号发生器的使用函数信号发生器的输出信号调节方法与步骤4.11）函数信号频率的调节：先选择频率范围，再用频率调节旋钮调节输出频率2）函数信号发生器输出端的选择：TTL输出、函数输出及功率输出。3）在函数输出波形的选择：可选正弦波、方波或三角波函数信号波形的调节：调节波形对称性旋钮，分别使输出波形为最小与最大脉冲宽度，（关断为对称波形）。4）信号输出电压的调节：用输出电压幅度旋钮调节电压：还可用输出衰减按键降低输出电压！5）函数信号的直流电平的调节：调节直流电平旋钮，用万用表直流电压档测量输出信号的直流电平（关断为直流零电平）。*6）在信号源正常定频输出时，不要按下扫频选择按键，否则输出频率会不断变化！2025/11/15长江大学龙从玉9

2025/11/15 长江大学 龙从玉 9 4、数字示波器与信号发生器的使用 2025/11/15 长江大学 龙从玉 9 4.1、函数信号发生器的输出信号调节方法与步骤 1）函数信号频率的调节：先选择频率范围，再用频率调节旋钮 调节输出频率。 2）函数信号发生器输出端的选择：TTL输出、函数输出及功率 输出。 3）在函数输出波形的选择：可选正弦波、方波或三角波。 *函数信号波形的调节：调节波形对称性旋钮，分别使输出 波形为最小与最大脉冲宽度，（关断为对称波形）。 4）信号输出电压的调节：用输出电压幅度旋钮调节电压； 还可用输出衰减按键降低输出电压！ 5）函数信号的直流电平的调节：调节直流电平旋钮，用万用表 直流电压档测量输出信号的直流电平（关断为直流零电平）。 *6）在信号源正常定频输出时，不要按下扫频选择按键，否则输 出频率会不断变化！

4.2、数字示波器的测量方法与操作步骤1）采用自动设置功能的测量步骤：单下根据被测信号选择输入耦合方式，确定探头倍率①在Y轴菜单②按自动设置功能键：可直接读取有关参数自动设置功能会根据检测到不同信号，显示相应测量参数！例如：对正弦信号测量参数为：电压峰峰值、均方根值、周期、频率等值对脉冲信号测量参数则为：电压峰峰值、平均值、周期、频率等值。③还可在选项菜单中按对应键，可选择相应参量的测量例如：对脉冲信号，在选项菜单中按上升时间或正频宽可读取相应值2）采用自动测量功能的测量步骤：确定探头倍率①在Y轴菜单下根据被测信号选择输入耦合方式电压与时间基准②按自动测量功能键：③按选项菜单中对应键，先确定测量信号通道，在循环选择中读取叉：波形有关参数值（电压、周期、频率、正频宽、上升时间等）。注意：在测量脉冲上升时间时，应调整时间基准，否则，测量误差极大。10长江大学龙从玉2025/11/15

2025/11/15 长江大学 龙从玉 10 ①在Y轴菜单下根据被测信号选择输入耦合方式，确定探头倍率、 电压与时间基准。 ②按自动测量功能键： ③按选项菜单中对应键，先确定测量信号通道，在循环选择中读 取：波形有关参数值(电压、周期、频率、正频宽、上升时间等)。 注意：在测量脉冲上升时间时，应调整时间基准，否则，测量误差极大。 ①在Y轴菜单下根据被测信号选择输入耦合方式，确定探头倍率。 ②按自动设置功能键：可直接读取有关参数； 自动设置功能会根据检测到不同信号，显示相应测量参数！ 例如：对正弦信号测量参数为：电压峰峰值、均方根值、周期、频率等值。 对脉冲信号测量参数则为：电压峰峰值、平均值、周期、频率等值。 ③还可在选项菜单中按对应键，可选择相应参量的测量。 例如：对脉冲信号，在选项菜单中按上升时间或正频宽可读取相应值。 1）采用自动设置功能的测量步骤： 2）采用自动测量功能的测量步骤： 4.2、数字示波器的测量方法与操作步骤