一常用電子儀器的使用

1、實驗一常用電子儀器的使用一、實驗?zāi)康? 、學(xué)習(xí)電子電路實驗中常用的電子儀器示波器、函數(shù)信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、 交流毫伏表、頻率計等的主要技術(shù)指標(biāo)、 性能及正確使用方法。2 、初步掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號波形和讀取波形參數(shù)的方法。二、實驗原理在模擬電子電路實驗中， 經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、 函數(shù)信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表及頻率計等。它們和萬用電表一起，可以完成對模擬電子電路的靜態(tài)和動態(tài)工作情況的測試。實驗中要對各種電子儀器進(jìn)行綜合使用，可按照信號流向，以連線簡捷，調(diào)節(jié)順手，觀察與讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局，各儀器與被測實驗裝置之間的布局與連接如圖 11所示。接線時應(yīng)注意，為

2、防止外界干擾，各儀器的共公接地端應(yīng)連接在一起，稱共地。信號源和交流毫伏表的引線通常用屏蔽線或?qū)Ｓ秒娎|線，示波器接線使用專用電纜線，直流電源的接線用普通導(dǎo)線。圖 1 1模擬電子電路中常用電子儀器布局圖1、示波器示波器是一種用途很廣的電子測量儀器，它既能直接顯示電信號的波形，1又能對電信號進(jìn)行各種參數(shù)的測量?，F(xiàn)著重指出下列幾點：1）、尋找掃描光跡將示波器Y 軸顯示方式置“ Y 1”或“ Y 2”，輸入耦合方式置“ GND ”，開機預(yù)熱后，若在顯示屏上不出現(xiàn)光點和掃描基線，可按下列操作去找到掃描線：適當(dāng)調(diào)節(jié)亮度旋鈕。觸發(fā)方式開關(guān)置“自動”。適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直（）、水平（）“位移”旋鈕，使掃描光跡位于屏幕中

3、央。 （若示波器設(shè)有“尋跡”按鍵，可按下“尋跡”按鍵，判斷光跡偏移基線的方向。）2）、雙蹤示波器一般有五種顯示方式，即“Y 1”、“Y 2”、“ Y1 Y 2”三種單蹤顯示方式和“交替” “斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式。 “交替”顯示一般適宜于輸入信號頻率較高時使用。 “斷續(xù)”顯示一般適宜于輸入信號頻率較底時使用。3）、為了顯示穩(wěn)定的被測信號波形， “觸發(fā)源選擇”開關(guān)一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號取自示波器內(nèi)部的Y 通道。4）、觸發(fā)方式開關(guān)通常先置于“自動”調(diào)出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開關(guān)于“常態(tài)”，通過調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏

4、幕上。有時，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測信號的波形不在X 軸方向左右移動，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。5）、適當(dāng)調(diào)節(jié)“掃描速率”開關(guān)及“Y 軸靈敏度”開關(guān)使屏幕上顯示一二個周期的被測信號波形。在測量幅值時，應(yīng)注意將“Y 軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時針旋到底，且聽到關(guān)的聲音。在測量周期時，應(yīng)注意將“ X 軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時針旋到底，且聽到關(guān)的聲音。還要注意“擴展”旋鈕的位置。根據(jù)被測波形在屏幕坐標(biāo)刻度上垂直方向所占的格數(shù)（div 或 cm）與“ Y軸靈敏度”開關(guān)指示值（v/div ）的乘積，即可算得信號幅值的實測值。根據(jù)被測信號波

5、形一個周期在屏幕坐標(biāo)刻度水平方向所占的格數(shù)（div 或cm）與“掃速”開關(guān)指示值（t/div ）的乘積，即可算得信號頻率的實測值。22 、函數(shù)信號發(fā)生器函數(shù)信號發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號波形。輸出電壓最大可達(dá) 20VP P。通過輸出衰減開關(guān)和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級到伏級范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。函數(shù)信號發(fā)生器的輸出信號頻率可以通過頻率分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。函數(shù)信號發(fā)生器作為信號源，它的輸出端不允許短路。3、交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作頻率范圍之內(nèi)，用來測量正弦交流電壓的有效值。為了防止過載而損壞，測量前一般先把量程開關(guān)置于量程較大位置上，然后在測量中逐檔減小量程。三、實

6、驗設(shè)備與器件1、 函數(shù)信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 交流毫伏表四、實驗內(nèi)容1 、用機內(nèi)校正信號對示波器進(jìn)行自檢。1) 掃描基線調(diào)節(jié)將示波器的顯示方式開關(guān)置于“單蹤”顯示（Y1或 Y2 ），輸入耦合方式開關(guān)置“ GND”，觸發(fā)方式開關(guān)置于“自動”。開啟電源開關(guān)后，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”等旋鈕，使熒光屏上顯示一條細(xì)而且亮度適中的掃描基線。然后調(diào)節(jié)“ X軸位移”（）和“ Y軸位移” () 旋鈕，使掃描線位于屏幕中央，并且能上下左右移動自如。2）測試“校正信號”波形的幅度、頻率將示波器的“校正信號”通過專用電纜線引入選定的Y通道（ Y1或Y2），將Y軸輸入耦合方式開關(guān)置于“AC”或“

7、DC”，觸發(fā)源選擇開關(guān)置“內(nèi)”，內(nèi)觸3發(fā)源選擇開關(guān)置“ Y1”或“Y2”。調(diào)節(jié) X軸“掃描速率”開關(guān)（ t/div）和Y軸“輸入靈敏度”開關(guān)（ V/div ），使示波器顯示屏上顯示出一個或數(shù)個周期穩(wěn)定的方波波形。a. 校準(zhǔn)“校正信號”幅度將“ y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，“y軸靈敏度”開關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號幅度，記入表11。表11標(biāo)準(zhǔn)值實測值幅度Up-p(V)頻率f(KHz)上升沿時間S下降沿時間S注：不同型號示波器標(biāo)準(zhǔn)值有所不同，請按所使用示波器將標(biāo)準(zhǔn)值填入表格中。b. 校準(zhǔn)“校正信號”頻率將“掃速微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，“掃速”開關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號周期，記入表 11

8、。c 測量“校正信號”的上升時間和下降時間調(diào)節(jié)“ y軸靈敏度”開關(guān)及微調(diào)旋鈕，并移動波形，使方波波形在垂直方向上正好占據(jù)中心軸上，且上、下對稱，便于閱讀。通過掃速開關(guān)逐級提高掃描速度，使波形在 X?軸方向擴展（必要時可以利用“掃速擴展 ”開關(guān)將波形再擴展10倍），并同時調(diào)節(jié)觸發(fā)電平旋鈕，從顯示屏上清楚的讀出上升時間和下降時間，記入表 1 1。42 、用示波器和交流毫伏表測量信號參數(shù)調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出頻率分別為 100Hz、 1KHz、 10KHz、100KHz，有效值均為 1V（交流毫伏表測量值）的正弦波信號。改變示波器“掃速”開關(guān)及“ Y軸靈敏度”開關(guān)等位置， ?測量信號源輸

9、出電壓頻率及峰峰值，記入表 12。表12信號電示波器測量值信號電壓示波器測量值毫伏表讀數(shù)壓頻率周期（ms） 頻率（Hz）峰峰值（ V） 有效值（ V）（V）100Hz1KHz10KHz100KHz3、測量兩波形間相位差1) 觀察雙蹤顯示波形 “交替 ”與 “斷續(xù) ”兩種顯示方式的特點Y1、 Y2 均不加輸入信號，輸入耦合方式置“ GND”，掃速開關(guān)置掃速較低擋位（如 0.5s div 擋）和掃速較高擋位（如 5S div 擋），把顯示方式開關(guān)分別置“交替”和“斷續(xù)”位置，觀察兩條掃描基線的顯示特點，記錄之。2) 用雙蹤顯示測量兩波形間相位差按圖 1 2 連接實驗電路，將函數(shù)信號發(fā)生器的輸出電壓

10、調(diào)至頻率為1KHz，幅值為 2V 的正弦波，經(jīng) RC移相網(wǎng)絡(luò)獲得頻率相同但相位不同的兩路信號 ui 和 uR，分別加到雙蹤示波器的Y1 和 Y2 輸入端。為便于穩(wěn)定波形，比較兩波形相位差，應(yīng)使內(nèi)觸發(fā)信號取自被設(shè)定作為測量基準(zhǔn)的一路信號。5圖 1 2 兩波形間相位差測量電路 把顯示方式開關(guān)置“交替”擋位，將 Y1 和 Y2 輸入耦合方式開關(guān)置“”擋位，調(diào)節(jié) Y1 、Y2 的（ ）移位旋鈕，使兩條掃描基線重合。將 Y1、Y2 輸入耦合方式開關(guān)置“ AC”擋位，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平、掃速開關(guān)及Y1、Y2 靈敏度開關(guān)位置，使在熒屏上顯示出易于觀察的兩個相位不同的正弦波形 ui 及 uR，如圖 13 所示。根據(jù)

11、兩波形在水平方向差距X，及信號周期 XT，則可求得兩波形相位差。圖 1 3雙蹤示波器顯示兩相位不同的正弦波6 X(div) 3600 XT(div)式中： X T 一周期所占格數(shù)X 兩波形在 X 軸方向差距格數(shù)記錄兩波形相位差于表1 3。表 13兩波形相位差一周期格數(shù)X軸差距格數(shù)實測值計算值XTX為數(shù)讀和計算方便，可適當(dāng)調(diào)節(jié)掃速開關(guān)及微調(diào)旋鈕，使波形一周期占整數(shù)格。五、實驗總結(jié)1、 整理實驗數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。2、 問題討論1）如何操縱示波器有關(guān)旋鈕，以便從示波器顯示屏上觀察到穩(wěn)定、清晰的波形？2) 用雙蹤顯示波形，并要求比較相位時，為在顯示屏上得到穩(wěn)定波形，應(yīng)怎樣選擇下列開關(guān)的位置？a) 顯示方式選擇（ Y1；Y2； Y1Y2；交替；斷續(xù)）b) 觸發(fā)方式（常態(tài)；自動）c) 觸發(fā)源選擇（內(nèi)；外）d) 內(nèi)觸發(fā)源選擇（ Y1、Y2、交替）3、函數(shù)信號發(fā)生器有哪