應用電子學
APPLIED ELECTRONICS
實驗一．設備介紹與量測
蘇偉儁 助理教授
台灣大學機械工程學系
Department of Mechanical Engineering, National Taiwan University
NTUME – Applied Electronics
1
1 實驗介紹
實驗目的: 熟悉示波器、訊號產生器、以及電源供應器的操作方式，並進行基本的訊號產生及量測
實驗。
本實驗所用之設備為 NI 的 VirtualBench，包含五種主要功能，其操作均透過電腦進行。本章將介
紹其操作介面及方式。
1.1 VirtualBench 介面
VirtualBench 的軟硬體介面如 Figure 1 及 Figure 2 所示，其中五項功能分別以不同顏色區分。
Figure 1. VirtualBench 硬體介面
Figure 2. VirtualBench 軟體介面
NTUME – Applied Electronics
2
1.2 示波器
Figure 3. 示波器介面
示波器用以量測電壓訊號，其介面分為數個區塊:
1. 波形顯示區(waveform)。
2. 橫軸-時間軸的尺度調整(time scale)。
3. 縱軸(電壓)的尺度調整(voltage scale)，共有兩個頻道可用。
4. 波形擷取模式。
5. 觸發模式。
6. 游標之數值顯示。
1.3 訊號產生器
訊號產生器用以產生所需之輸出波型，其介面分為數個區塊:
1. 頻率調整。
2. 振幅調整。
3. 波型調整，包含正弦波、方波、三角波、直流輸出。
Figure 4. 示波器介面
NTUME – Applied Electronics
3
1.4 電源供應器
VirtualBench 的電源供應器共有三組輸出。一組為 0 至+25V，一組為 0 至-25V，此兩組用地線。另
有一組為 0 至+6V，此組具備較大之電流輸出能力，其地線不與前兩組供用。本課程的實驗中皆
使用 0 至±25V 的兩組電源輸出。
Figure 5. 電源供應器介面
1.5 數位電錶
1.6 數位 I/O
本課程中不會使用。
1.7 電阻
電阻的電阻值可由其色碼得知，其各顏色所代表之數值如 Figure 6 所示。
Figure 6. 電阻色碼對照圖
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4
1.8 電容
電容區分為極化電容(polarized capacitor)和非極化電容(non-polarized capacitor)兩類。非極化電容
的數值一般以如 Figure 7 之代碼表示。例如 102 表示此電容值為 10x102=1000pF，其中的 p 代表
10-12。
Figure 7. 電容碼說明
2 實驗操作
2.1 R 電路
使用兩個電阻進行分壓，此實驗僅需使用電源供應器及示波器兩項設備，其電路圖如 Figure 8 所
示。
Figure 8. R 電路
i.
串接兩個電阻進行分壓，接法如 Figure 8 所示，其中 R1 為 10kΩ，R2 為 20kΩ。
ii.
利用電源供應器之 0 至+25V 端提供輸入電壓 Vin = 6V。
iii.
使用示波器的 Ch 1 量測 Vout，調整電壓尺度使之能顯示合適的畫面，此時觀察其值應為
4V。
2.2 RC 電路
此實驗使用訊號產生器及示波器，其電路圖如 Figure 9 所示。
NTUME – Applied Electronics
i.
5
串聯一個電阻及一個電容如 Figure 9 所示，其中 C1 為 1uF，R1 為 10kΩ。
Figure 9. RC 電路
ii.
利用訊號產生器產生方波，其振幅為 10Vp-p，頻率為 50Hz，offset 為 0，duty cycle 為
50%；使用示波器的 Ch 1 量測 Vin，Ch 2 量測 Vout，使示波器同時顯示 Vin 及 Vout，調整電壓
及時間尺度使之能顯示完整波型，其波型應類似 Figure 10 所示。
1.00
Vin
Vout
Voltage (V)
500.00m
0.00
-500.00m
-1.00
0.00
10.00m
20.00m
30.00m
Time (s)
Figure 10. RC 電路-輸入方波
40.00m
50.00m
NTUME – Applied Electronics
iii.
6
將輸入改成 50Hz 的三角波及正弦波，觀察其輸入，其波型應如 Figure 11 及 Figure 12 所
示。
1.00
Vin
Vout
Voltage (V)
500.00m
0.00
-500.00m
-1.00
0.00
10.00m
20.00m
30.00m
40.00m
50.00m
40.00m
50.00m
Time (s)
Figure 11. RC 電路-輸入三角波
1.00
Voltage (V)
500.00m
0.00
-500.00m
-1.00
0.00
10.00m
20.00m
30.00m
Time (s)
Figure 12. RC 電路-輸入正弦波