衰减器和RC低通滤波器.pptx

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1、北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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。第1页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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。第2页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减

2、器和RC低通滤波器（续）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。第3页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）2、衰减器电路 设计要求：1）负载电阻RL=600时，从衰减器输入端看进去的输入电阻Zi=600 正好能与电源内阻Rs=600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=6002函数信号发生器正弦信号f=400HzUs=0.4VU1U2RR1R2R3112ZiUs+_第4页/共30页北航电工电子中心衰减器

3、和衰减器和RC低通滤波器（续）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=12RC第5页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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

4、字交流毫伏表 4、TH1941型4 1/2数字多用表第6页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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：0.22MHz。信号幅度大小：20Vp-p。输出电阻：50 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电源指示电源指示第7页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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

5、。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。第8页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）4）信号输出位置 OUTPUT 50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

6、第9页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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）测电阻笔短接调零直流电流量程被测对象：直流电流被测对象：电阻中值电阻或倍率交流电压量程直流电压量程被测对象：交直流电压 刻度线刻度线交直流刻度线交直流刻度线正弦交流小于正弦交流小于10V10V专用刻度线专用刻度线分贝值刻度线分贝值刻度线测试笔插孔测试笔插孔三角位置三角位置左、右旋钮左、右旋钮表盘表盘带“.”位置 第10页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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

7、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。“20000/V D.C.”:测量直流电压时，所选量程每伏表的内阻是20000。“45-601000Hz”:此表频率使用范围。第11页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）“刻度线边带有符号”：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

8、特图时选用。“插孔的含义V、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。第12页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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

9、。第13页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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：300V300V。-70dB+50dB。1V=0dB。交流电压频率范围：10Hz2MHz。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切换显示按钮第14页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）4、TH1941型4 1/2数字多用表 TH1941 4 1/2读数双屏数字多用表是一

10、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。第15

11、页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）C)测量范围 直流电压：10V to 1000V。200mV、2V、20V、200V、1000V。交流电压：10V to 750V，1000V。200mV、2V、20V、200V、1000V (750VAC)，最大分辨率为10V(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：100nA to 20A。2mA、20mA、200mA、2A、20A；最大分辨率为 100nA(在2mA量程)。交流电流：100nA to 20A。电阻：10m to 20M。200、2k、20k

12、、200k、2M、20M；最大分辨率为10m(在200量程)。频率:5Hz to 1MHz以上。当交流电压输入信号范围在200mV to 750V 时，可测量从小于1S to 200mS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。第16页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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第17页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）前面板共有两排可供选

13、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：面板插孔选择：V 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；500mA MAX用于2mA200mADC/AC电流输入信号正端(即正极)插孔；20用于2A20ADC/AC电流

14、输入信号正端(即正极)插孔。第18页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）测量的功能键：直流电压(DC V)/直流电流(DC I)，交流电压(AC V)/交流电流(AC I)，电阻()/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4 1/2数字多用表使用说明书。第19页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减

15、器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）TH1941型4 1/2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

16、合显示。5）读取显示屏上的读数。第20页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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 HI IN OL极限比较测试上限超、合格、下限超 RMT处于远程控制模式 MAX MINMax/Min功能下最大最小值指示 ERR检测到硬件或远程控制错误第21页/共

17、30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）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)DC V ACVdBmdBHz AC V DCVdBmdBHz DCV+ACV dBmdBHzACVDCV DC I ACIHz AC I DCIHz DCI+ACI HzACIDCI Hz ACV/ACIACI/ACV Percentage(%)%(测试值)Comp(测试值)HI，IN，LO，PASS，FAIL Max/Min MaxMin (测试值)说明：当打开第二显示时，测量量程由主量程决定。第22页/共30页北航电工电子中心衰减器和

18、衰减器和RC低通滤波器（续）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

19、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。InputReference Percent=Reference VIN dB=20 log V REF (V2IN/ZREF)dB=10 log 1mW第23页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）五、实验内容 1、用电阻表测试T型网络每个电阻的实际值并记录。2、测T型网络二端口Z参数：Z11、Z22、Zis22，计算Z12X Z21。再取负载RL=600，测Zi。3、当函数信号发生器的内阻为600时，接上T型网 络和负载RL=600

20、后，验证 Us/Ui=2，Ui/Uo=10。思考：如何测试函数信号发生器的内阻？第24页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）4、测试RC低通滤波器的幅频特性。Ui=5V，f=100Hz50KHz。并要求用三个仪表同时测试RC低通滤波器的输入信号电压的大小。幅频特性的测试方法保持输入信号电压不变，改变信号的频率，测量输出电压，然后可规一化来描画波特图。f(Hz)10050KUi(毫)Ui(数)Ui(500)Uo(毫)Uo/Uilgf第25页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）RC低通滤波器波特图 本次通过测试应了

21、解以下一些术语：转折频率fc、通带、过渡带、阻带等。Uo/UiffC0.707第26页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）注意：在幅频特性测试时，怎样选择测试点？一般来说先画出电路特征曲线并根据曲线图来选择测试点。原则是曲线弯曲的部分，测试点之间的间隔小一些（即应多取几点）；曲线平坦的部分，测试点之间的间隔大一些（即应少取几点）；这样描出来的曲线会光滑一些。无法画出曲线时，应根据测试输出电压的大小来选择测试点。原则是测试点之间的输出电压变化小时，应选择频率间隔大一些；测试点之间的输出电压变化大时，应选择频率间隔小一些；这样描出来的曲线会光滑一些。第27

22、页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）六、实验中的注意事项 1、函数信号发生器输出端不能短路。2、在测量电阻时，仪表只能测试不带电的元件。3、数字多用表测试量限不够时，会自动在LCD最左 边显示“OVL.D”字样，可采用量程键(、)和 方向键(、)选择与期望值相近的量程。直接 选择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。4、函数信号发生器的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%。第28页/共30页北航电工电子中心衰减器和衰减器和RC低通滤波器（续）低通滤波器（续）七、总结报告要求 1、画出RC低通滤波器的幅频特性曲线，总结测试 幅频特性的方法。2、比较毫伏表、500型万用表和数字万用表的内阻、频率范围对测试结果的影响，总结三块表的适用 场合。The EndThe End第29页/共30页北航电工电子中心感谢您的观看！第30页/共30页