实验5
实验五 虚拟仪器的使用
一、实验目的
1 了解虚拟仪器的特点；
2 掌握虚拟示波器的使用方法；
3 掌握虚拟频谱分析仪的用途和使用方法；
4 掌握虚拟逻辑分析仪的用途和使用方法。
二、实验步骤及结果分析
1 观察信号波形
用信号发生器输出正弦信号作为被测信号，按表5-1进行实验。
表5-1波形观察——DSO-2902/512K 型虚拟示波器的使用操作
2信号参数测量 （1）正弦波测量
用信号发生器输出1kHz 、1Vp-p 的正弦波加到DSO-2902/512K 型示波器，通过“测量设置选择”设置测量项为峰值、平均值、有效值和频率，点“Autoset ”、“GO ”，观察波形，打开“测量显示框”，读取峰值、平均值、有效值和频率，填表5-2，并以信号源指示的幅度和频率为准，计算测量的相对误差。 （2）方波测量
用信号发生器输出1kHz 、1Vp-p 的方波加到DSO-2902/512K 型示波器，通过“测量设置选择”设置测量项为峰值、平均值、有效值和频率，点“Autoset ”、“GO ”，观察波形，打开“测量显示框”，读取峰值、平均值、有效值和频率，填表5-2，并以信号源指示的幅度和频率为准，
操作 顺序 操作内容
屏幕显示波形及变化情况描述
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
计算测量的相对误差。 （3）三角波测量
用信号发生器输出1kHz 、1Vp-p 的三角波加到DSO-2902/512K 型示波器，通过“测量设置选择”设置测量项为峰值、平均值、有效值和频率，点“Autoset ”、“GO ”，观察波形，打开“测量显示框”，读取峰值、平均值、有效值和频率，填表5-2，并以信号源指示的幅度和频率为准，计算测量的相对误差。
表5-2信号参数测量
分析：上表中是用虚拟仪器测得的在信号发生器分别输出1kHz 、1Vp-p 的正弦波、方波、三角波时，通过测量设置选择并且在测量显示框中读到的相应波形的峰值、平均值、有效值和频率值。根据误差公式:相对误差=|标准值-测量值|/标准值×％ 计算得到的误差值。由于虚拟仪器的自身的设置问题，所得到的平均值均接近于0。这些测量的数据存在误差，除了仪器本身的问题外，还有人为的因素以及测量系统的随机误差。
3观察李沙育图形
（1）f x 与f y 同频同相时的李沙育图形
用信号发生器输出一个100Hz 、10mV p-p 的正弦波，加到一个射极输出器，同时加到DSO-2902/512K 型示波器的CH-A1通道。射极输出器的输出信号加到CH-A2通道。点“Autoset ”、“GO ”，观察波形，打开“XY 绘图”窗口，X 轴选中“A1”，Y 轴选中“A2”。屏幕上应看到一条斜线，其斜率即为射极输出器的电压放大倍数。 （2）f x 与f y 同频不同相时的李沙育图形
用信号发生器输出一个1kHz 、1V p-p 的正弦波，加到一个RC 低通滤波器，同时加到DSO-2902/512K 型示波器的CH-A1通道。RC 低通滤波器的输出信号加到CH-A2通道。点“Autoset ”、“GO ”，观察波形，打开“XY 绘图”窗口，X 轴选中“A1”，Y 轴选中“A2”。屏幕上应看到一个椭圆。 分析：（1）在f x 与f y 同频同相时观察到的李沙育图形是一条斜线。
（2）信号发生器输出1kHz 、1V p-p 的正弦波时，在RC 低通滤波器时观察到的是一个椭圆。并且当输入改为20mv 、7MHz 时所得的图形经过调试会出现一个不规则的椭圆，并且波形会跳动，这时因为20mv 、7MHz 的信号经过低通滤波器后，幅度衰减的很厉害，输出的波形的幅度很小，并且存在严重的干扰。
4 李沙育图形法测量信号频率
用信号发生器A 通道输出一个1Vpp 任意频率的正弦波，利用DSO-2902/512K 型示波器观察其输出波形应无失真。
（1）利用“测量显示框”测量信号发生器A 通道输出信号的频率。 （2）采用“李沙育图形法”测量信号发生器A 通道输出信号的频率。 将信号发生器A 通道输出信号加到CH-A2通道，用一个标准信号发生器输出一个幅度适当的正弦信号加到CH-A1通道。点“Autoset ”、“GO ”，观察波形，打开“XY 绘图”窗口，X 轴选中“A1”，Y 轴选中“A2”。由小到大改变标准信号发生器的输出频率，当屏幕上出现一个稳定
峰-峰值（V ）
峰 值（V ） 平均值（V ） 有效值（V ） 频率（Hz ） 正弦波
信号发生器示值
1.000 0.500 0.318 0.353 1000 测量值 0.968 0.480 0.008 0.312 1001 相对误差 3.2% 4% 11.6% 0.1% 方波
信号发生器示值
1 0.5 0.5 0.5 1000 测量值 1.008 0.480 0.008 0.488 998 相对误差 0.8% 4% 2.4% 0.2% 三角波
信号发生器示值
1 0.500 0.251 0.289 1000 测量值 0.994 0.47
2 0.016 0.248 995 相对误差
0.6%
4.3%
14.2%
0.5%
参
数
波 形
的椭圆时，标准信号发生器的输出频率即为信号发生器A通道输出信号的频率。（填表5-3）
表5-3 李沙育图形法测频率
测量显示框李沙育图形
测量值（Hz）相对误差测量值（Hz）相对误差2002 0.1% 2000 0
分析：信号发生器A通道输出信号的频率为2KHz时，得到的波形的测量显示框中的频率为2.02Hz,并且数据会出现跳动，这时因为系统存在随机误差；而用“李沙育图形法”测得的当屏幕上出现一个稳定的椭圆时，标准信号发生器的输出频率为2KHz。
三、预习与思考题
1 DSO-2902/512K型示波器如何设置“电压/格”的值？
答：要得到最好的输入信号表示法，设置每格电压时尽量在满屏上显示最大振幅，这样信号的幅值将得到最大的信号分辨率。用探头能设置电压/分区。
10mV, 20mV, 50mV, 100mV, 200mV, 500mV, 1V, 2V (1:1)
100mV, 200mV, 500mV, 1V, 2V, 5V, 10V, 20V (10:1)
1V, 2V, 5V, 10V, 20V, 50V, 100V, 200V (100:1)
10V, 20V, 50V, 100V, 200V, 500V, 1000V, 2000V (1000:1)
2 DSO-2902/512K型示波器如何选择电压衰减比例？
答：由探头输入比例控制电压衰减，输入电压应与探头比例匹配, 1：1X, 1：10X,1：100X 或 1：1000X，当输入信号在10V以内时，用1：1X或1：10V比例都行，如果输入信号在10V 以外时，使用1：10X探头设置在，注意用1：10X探头设置，当输入信号在10V以内时，由于较小的电压通过数字转换，将提供更好的频率响应。
探头的电压范围和探头设置:
10mv/每分区到 2v/每分区 @探头设置为 1:1
100mv/每分区到 20v/每分区 @探头设置为 10:1
1000mv/每分区到 200v/每分区 @探头设置为probe 100:1
10v/每分区到 2000v/每分区 @探头设置为probe 1000:1
3 DSO-2902/512K型示波器中，不用“测量显示框“时，如何从波形准确读取信号周期？
答：不用测量显示框时，可用垂直游标A和B，测周期时，移动垂直游标A和B刚好一个周期的位置时，在波形左侧显示框中读取A-B显示值即为信号周期值。
四、注意事项
DSO-2902/512K型示波器探头为1：1状态时，电压幅度不要超过50V。