衰减器和RC低通滤波器课件

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,北航电工电子中心,电工电子中心,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,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,R,L,=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,20,d,B,）。,R,L,=,600,2,函数信号发生器,正弦信号,f=400Hz,Us=0.4V,U,1,U,2,R,R,1,R,2,R,3,1,1,2,Zi,Us,+,_,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=100,50KHz,Ui=5V,+,_,R,Ui,Uo,f,=,1,2,RC,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,4 1/2,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：,0.22MHz,。,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,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,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,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,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,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。,“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。,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,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,、,、,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,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：,300V,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,4 1/2,数字多用表,TH1941 4 1/2,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：,10,V,to 1000V,。,200mV,、,2V,、,20V,、,200V,、,1000V,。,交流电压：,10,V,to 750V,，,1000V,。,200mV,、,2V,、,20V,、,200V,、,1000V,(750VAC),，最大分辨率为,10,V,(,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,、,200k,、,2M,、,2,0M,；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,1,S 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。,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：,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,2mA200mA,DC/AC,电流输入信号正端,(,即正极,),插孔；,20,用于,2A20A,DC/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,(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。,北航电工电子中心,衰减器和,RC,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,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 MIN,Max/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,),DC V ACV,dBm,dB,Hz,AC V DCV,dBm,dB,Hz,DCV+ACV dBm,dB,Hz,ACV,DCV,DC I ACI,Hz,AC I DCI,Hz,DCI+ACI Hz,ACI,DCI,Hz ACV/ACI,ACI/ACV,Percentage(%) %,(,测试值,),Comp(,测试值,) HI,，,IN,，,LO,，,PASS,，,FAIL,Max/Min Max,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。,V,IN,输,入,DC,或,AC,电压信号。,V,REF,用户设定的参考电压值。,Z,REF,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。,InputReference,Percent=,Reference,V,IN,dB=20 log,V,REF,(V,2,IN,/Z,REF,),dB=10 log,1mW,北航电工电子中心,衰减器和,RC,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：,Z,11,、,Z,22,、,Z,is22,，,计算,Z,12,X Z,21,。再取,负载,R,L,=600,，测,Z,i,。,3,、当函数信号发生器的内阻为,600,时，接上,T,型网,络和,负载,R,L,=600,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？,北航电工电子中心,衰减器和,RC,低通滤波器（续）,4,、测试,RC,低通滤波器的幅频特性。,Ui=5V,，,f=100Hz,50KHz,。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),100,50K,Ui(,毫,),Ui(,数,),Ui(500),Uo(,毫,),Uo/Ui,lgf,北航电工电子中心,衰减器和,RC,低通滤波器（续）,RC,低通滤波器波特图,本次通过测试应了解以下一些术语：,转折频率,fc,、通带、过渡带、阻带等。,Uo/Ui,f,f,C,0.707,北航电工电子中心,衰减器和,RC,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。,北航电工电子中心,衰减器和,RC,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%,。,北航电工电子中心,衰减器和,RC,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 End,