電子測量儀器教案精選Word版

1、第一章 電子測量和儀器的基本知識教學(xué)要求：了解電子測量的意義和特點；熟悉測量方法的分類；掌握測量誤差的概念及誤差的表示方法。教學(xué)重點：誤差的表示方法教學(xué)難點：誤差的表示方法教學(xué)方法：講授法教學(xué)時間：6課時教學(xué)過程：1、2課時一、 導(dǎo)入新課：簡述電子測量的重要性二、 新授：1、 測量及意義（1） 測量：把被測量與同種類的作為單位的量，通過一定的測量方法進行比較，以確定被測量是該單位的若干倍。單位越大，測量的數(shù)值越大。（2） 測量結(jié)果的組成測量結(jié)果的量值由兩個部分組成：數(shù)值（大小及符號）和單位2、 電子測量的意義和特點（1） 電子測量的意義（2） 電子測量的內(nèi)容a. 電能量的測量：如電流、電壓、功

2、率等b. 電路元件參數(shù)的測量：如電阻、電感電容等c. 電信號特性的測量：如頻率、周期相位等d. 電路特性的測量：放大倍數(shù)、靈敏度等e. 特性曲線的測量：幅頻特性等 基本參數(shù)：頻率、電壓、時間、阻抗（3） 電子測量的特點a. 測量頻率范圍寬b. 儀器測量范圍廣c. 測量準(zhǔn)確度高d. 測量速度快e. 易于實現(xiàn)遙測e. 易于實現(xiàn)測量自動化和測量儀器微機化3、 測量方法的分類（1）按測量方式分類直接測量、間接測量、組合測量（2）按被測信號的性質(zhì)分類時域測量、頻域測量、數(shù)據(jù)域測量三、鞏固看書13頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：1、什么是測量、測量結(jié)果的組成2、電子測量的意義3、電子測量的基

3、本參數(shù)4、電子測量的特點1 / 323、4課時一、復(fù)習(xí)1、電子測量的特點2、電子測量方法的分類二、新授1、絕對誤差（1）定義：被測量的測量值X與其真值A(chǔ)o之差，稱為絕對誤差。用 x表示 X=XAo （2）修正值：與絕對誤差的大小相等，但符號相反的量值稱為修正值。用C表示CXAXAX+C2、相對誤差定義：絕對誤差與被測量的真值之比，稱為相對誤差 AoX/Ao×100%（1）實際相對誤差（用實際值代替真值）AX/A×100%（2）示值相對誤差（用示值代替實際值）xX/X×100% （3）引用誤差 m=X/Am×100% （4）最大引用誤差 mmXm/Am&#

4、215;100% （5）儀表的準(zhǔn)確度±K%Xmax/Am×100%（6）測量結(jié)果的準(zhǔn)確度（相對誤差）±K%×Am/X 準(zhǔn)確度等級有0.10.20.51.01.52.55.0共七級3、例題分析例1：兩個電壓的測量值分別是103V、12V，實際值分別是100V、10V試分別求出測量的絕對誤差和相對誤差。解： U1U1XU1103V100V3VU2U2XU112V10V2V（U1>U2說明U1的測量結(jié)果偏離實際值的程度大）U1U1/U1×100%3%U2U2/U2×100%20%（U1<U2說明U2的測量結(jié)果準(zhǔn)確度低于U1）例2

5、：某被測電壓為8V，用1.5級10V量程的電壓表測量，可能產(chǎn)生的最大相對誤差為多少？解：（略）三、鞏固看書34頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題17 5、6課時一、復(fù)習(xí)1、什么是絕對誤差、相對誤差2、什么是引用誤差、儀表的準(zhǔn)確度二、新授1、測量誤差的來源（1）儀器誤差（2）理論誤差和方法誤差（3）影響誤差（4）人身誤差2、測量誤差的分類（1）系統(tǒng)誤差在確定的測試條件下，誤差的數(shù)值保持恒定或在條件改變時按一定規(guī)律變化的誤差。（2）隨機誤差（偶然誤差）在相同條件下多次測量同一值時，每次測量結(jié)果出現(xiàn)無規(guī)律的隨機變化的誤差。（3）疏失誤差（粗大誤差）在一定條件下，測量值明顯偏離實際值時

6、所對應(yīng)的誤差。3、 測量結(jié)果的表示及有效數(shù)字（1） 測量結(jié)果的表示：數(shù)值（大小、等號）+單位（2） 有效數(shù)字及有效數(shù)字位數(shù)從最左邊一位非零的數(shù)字算起到最后一位始（含未尾的零）A、有效數(shù)字的位數(shù)估算出測量的誤差一般規(guī)定誤差不超過有效數(shù)字位數(shù)未位單位的一半。如1.00A則A<±1/2×0.01A0.005AB、有單位的數(shù)字需注意記錄的方法變換單位后，有效數(shù)字的倍數(shù)不應(yīng)改變?nèi)?000mA可寫成1.000A表示四位有效數(shù)字，不可寫成1A；2.0V寫成20×102mV不可寫成2000mV。C、 “0”的意義。在最左面的0為非有效數(shù)字，在最后或中間為有效數(shù)字；未尾的0很

7、重要。如0.03表示一位有效數(shù)字，該數(shù)可能在0.0250.035之間。而0.030表示兩位有效數(shù)字，該數(shù)可能在0.02950.0305之間。4、數(shù)字的舍入規(guī)則小于5舍、大于5入、等于5看奇偶（求偶數(shù)法則）。例1：對以下數(shù)據(jù)進行舍入處理，要求小數(shù)點后保留兩位。16.372016.3732.455032.464.54524.553.85463.851.9952.001.9851.985、電子測量儀器的分類6、電子測量儀器的誤差（1）固有誤差（2）工作誤差（3）穩(wěn)定誤差（4）變動量三、鞏固看書411頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題810 第二章 電子電壓表教學(xué)要求：能畫出放大檢波式

8、和檢波放大式模擬電子電壓表的組成框圖，理解各組成部分的作用，了解該兩類電子電壓表的特點及適用范圍；了解逐次逼近比較式、雙斜積分式的工作原理；理解數(shù)字式多用表的組成框圖及各部分的作用；能正確選用和使用電子電壓表進行電壓測量。教學(xué)重點：模擬式電子電壓表的組成框圖、特點及使用方法。教學(xué)難點：數(shù)字式電壓表的工作原理教學(xué)方法：講授法教學(xué)時間：18教學(xué)過程： 1、2課時一、 導(dǎo)入新課電工儀表不能滿足電子電路測量的需要（內(nèi)阻小對電路影響大），需要用高內(nèi)阻的電子電壓表才能進行測量。二、 新授1、 電子測量對儀器的要求a. 應(yīng)有足夠?qū)挼念l率測量范圍寬b. 應(yīng)有足夠?qū)挼碾妷簻y量范圍c. 應(yīng)有足夠高測量準(zhǔn)確度d.

9、應(yīng)有足夠高的輸入阻抗e. 應(yīng)有高的抗干擾能力2、電子電壓表的分類電子電壓表分為模擬式和數(shù)字式兩大類（一）模擬式電子電壓表1、放大檢波式A、組成框圖B、框圖作用10、可變是量程分壓器：改變加到后級的電壓，擴大量程。20、帶寬交流放大器：放大電壓，提高靈敏度30、檢波器：AC/DC轉(zhuǎn)換。輸出直流與輸入交流電壓的平均值成正比，采用均值檢波C、特點優(yōu)點：靈敏度高、性能穩(wěn)定、作用方便、電路簡單、波形失真小缺點：工作頻率范圍窄（受放大器帶寬的限制）上限達(dá)510MHz，也稱視頻電壓表。D、適用范圍：測量電壓較?。╩V級）、頻率低（1MHz以下視頻10MHz以下）的高頻信號。三、鞏固看書1213頁內(nèi)容四、小結(jié)

10、在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、放大檢波式電壓表的組成框圖2放大檢波式各框圖的作用3、放大檢波式電壓表的特點及適用范圍。 3、4課時一、復(fù)習(xí)1、電子電壓表的分類2、放大檢波式電壓表的框圖、作用、特點。二、新授2、檢波放大式A、組成框圖B、框圖作用10、檢波探頭：輸出直流電流與交流電壓的峰值成正比例的檢波器即交流直流且VK×VP20、可變是量程分壓器：改變加到后級的電壓，擴大量程。30、直流放大器：放大直流電壓。因受直流放大器零點漂移和噪聲的限制，靈敏度不高，約為0.1V。C、特點優(yōu)點：工作頻率范圍寬（20Hz1GHz稱為高頻電壓表或超高頻電壓表）輸入阻抗大缺點：靈敏度低 D、

11、適用范圍：測量頻率較高的高頻電壓。3、外差式模擬表的特點：電路簡單、價廉，特別適用于高頻電壓的測量，但測量精度較差，不能實現(xiàn)測量過程的自動化。（二）、數(shù)字式電壓表數(shù)字式電壓表由模擬電路和數(shù)字電路兩部分組成，其框圖為：P.14.頁圖241、比較型數(shù)字電壓表（直接轉(zhuǎn)換）特點：精度高、速度快、抗干擾能力差2、積分式數(shù)字電壓表（間接轉(zhuǎn)換）特點：抗干擾能力強、成本低、速度慢3、復(fù)合式數(shù)字電壓表特點：精確度高，速度、抗干擾能力強，適用于高精確度的測量。數(shù)字表的特點：采用數(shù)字形式輸出直觀顯示測量結(jié)果，除具有測量準(zhǔn)確度高、速度快、輸入阻抗大、過載能力強、抗干擾能力強和分辨力高等優(yōu)點外，還便于和計算機及其它設(shè)備

12、組成自動測試儀器和系統(tǒng)。三、鞏固看書1315頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、檢波放大式電壓表的組成框圖2檢波放大式各框圖的作用3、檢波放大式電壓表的特點及適用范圍。4、數(shù)字式電壓表的分類、組成框圖。 5、6課時一、復(fù)習(xí)1、模擬式電壓表的特點2、數(shù)字式電壓表的特點二、新授交流電壓的參數(shù)交流電壓的大小可以用峰值、平均值、有效值來表征，它們之間的關(guān)系可以用波形因數(shù)、波峰因數(shù)表示。1、峰值：交流電壓在一個周期內(nèi)（或一段時間內(nèi)）電壓達(dá)到的最大值VP。正、負(fù)峰值不等時分別用VP+或VP-表示。注意點：峰值與振幅是有區(qū)別的振幅：在一個周期內(nèi)偏轉(zhuǎn)直流分量V0的最大值稱為振幅。當(dāng)V00時，

13、峰值振幅例如：2、平均值數(shù)學(xué)定義：（略）電子測量中定義交流電壓的平均值指檢波后的平均值。根據(jù)檢波器的種類不同又可分為全波平均值和半波平均值注意點：如不作特別說明，平均值指全波平均值。由數(shù)學(xué)平均值的定義知平均值是指面積的平均值，因此求平均值可求面積的平均值。例如：3、有效值有效值又稱均方根值數(shù)學(xué)定義：（略）物理意義：交流電壓在一個周期內(nèi)施加于一純電阻負(fù)載上所產(chǎn)生的熱量與一個直流電壓在同樣情況下產(chǎn)生的熱量相等時，這個直流電壓就是交流電壓的有效值。4、波形因數(shù)KFKFV/V有效值與平均值之比5、波峰因數(shù)KPVP/V峰值與有效值之比6、幾種常用交流電壓的波形參數(shù)名稱峰值波形有效值V平均值KFKP正弦波

14、A0.707A0.637A1.111.414全波整流正弦波A0.707A0.637A1.111.414三角波A0.5A1.151.732方波AAA11脈沖波A三、鞏固看書1516頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：名詞解釋：平均值、有效值、峰值、波形因數(shù)、波峰因數(shù) 教后感：7、8課時一、復(fù)習(xí)1、什么是峰值、平均值、有效值2、什么是波形因數(shù)、波峰因數(shù)二、新授模擬式電壓表分為：均值電壓表、峰值電壓表、有效值電壓表（一）均值電壓表1、工作原理（交直轉(zhuǎn)換）a、均值檢波器電路全波整流電路（分析略）電容C起濾除交流成分的作用充電時間放電時間b、特性（1）輸出電流（或偏轉(zhuǎn)角）正比例于輸入電壓的平均

15、值，與波形無關(guān)。即KV（2）輸入電阻ZiRi/Xc 由于Ri較小，使輸入阻抗較低2、定度系數(shù)（不作特別說明）所有交流電壓表都是按照正弦波有效值定度。如果檢波器不是有效值響應(yīng)，則其示值與實際響應(yīng)值之間存在一個系數(shù)，此即為定度系數(shù)，記為KUKV正弦波K1.11注意點：測量非正弦波電壓其讀數(shù)并無直接物理意義，只知道0.9等于被測電壓的平均值。若被測電壓的波形因數(shù)已知，可經(jīng)過換算得到被測電壓的有效值。例1：用均值電壓表分別測量正弦波、三角波、方波電壓，若電壓表示值均為10V問被測電壓的有效值各是多少？解：（略）3、波形誤差用均值電壓表測量非正弦波時，如果將電壓表的讀數(shù)值當(dāng)作它的有效值，將會產(chǎn)生測量誤差

16、，該測量誤差稱為波形誤差。如：三角波3.5%方波10%4、特點電路較簡單、靈敏度高、波形失真小、測量范圍大三、鞏固看書1718頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題4、5、6教后感：9、10課時一、復(fù)習(xí)1、均值表的特點及定度系數(shù)2、均值表測量非正弦波如何得到其有效值。二、新授峰值電壓表1、峰值檢波器電路結(jié)構(gòu)：如圖2.12（整流濾波）條件：充電時間短，放電時間長，使電容C兩端保持為峰值）a 、串聯(lián)式峰值檢波器（開路式）實際響應(yīng)值為交流電壓波形的峰值UP+b、并聯(lián)式峰值檢波器（閉路式）實際響應(yīng)值為交流電壓的振幅Um2、定度系數(shù)峰值電壓表與均值電壓表類似，一般按正弦波的有效值進行定度UK

17、VP0.707VP定度系數(shù)為0.707用峰值電壓表測量正弦波電壓，其讀數(shù)就是正弦波的有效值，測量非正弦波其讀數(shù)無意義，把讀數(shù)乘以1.414等于被測電壓的峰值。例題1：用峰值電壓表測量正弦波、三角波、方波電壓，已知電壓表的讀數(shù)均為10V試分別計算正弦波、三角波、方波的有效值、平均值、峰值各是多少？解：（略）例題2：用串聯(lián)型、并聯(lián)型峰值電壓表測量如圖所示電壓，其讀數(shù)各是多少？解：（略）3、波形誤差測量非正弦波電壓時，如果將電壓表讀數(shù)當(dāng)作它的有效值，也會產(chǎn)生波形誤差波形誤差的絕對誤差U波形誤差的相對誤差U/×100%因此有三角波的波形誤差為18.4%方波的波形誤差為-41%結(jié)論：用峰值電壓

18、表測量非正弦波時產(chǎn)生的測量誤差比均值表大得多。三、鞏固看書2123頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題6、7、8教后感：11、12課時一、復(fù)習(xí)1、模擬式電壓表的特點2、數(shù)字式電壓表的特點二、新授1、分類及特點（1）分類：數(shù)字電壓表分為a) 直流數(shù)字電壓表b) 交流數(shù)字電流表c) 數(shù)字萬用表其中直流數(shù)字電壓表是基礎(chǔ)（2）特點：精確度高、測量速度快、輸入阻抗大、讀數(shù)準(zhǔn)確、抗干擾能力和抗過載能力強，便于測量過程的自動化。2、DVM的主要技術(shù)指標(biāo) （1）測量范圍a) 量程：量程表示電壓表所能測量的最小和最大電壓范圍。不經(jīng)衰減器和輸入放大器的量程稱為基本量程，基本量程通常為1V或10V也有

19、的為2V或5V。b) 位數(shù)：位數(shù)是表示數(shù)字電壓表精密程度的參數(shù)A、能顯示09十個數(shù)碼的數(shù)位稱為滿位（即一位），如果最大能顯示9999稱為4位。B、能顯示0和1兩個數(shù)字，稱為半位或1/2位。C、不能顯示滿位，又大于0和1兩個數(shù)，稱為3/4位。c) 超量程能力：超量程能力指DVM所能測量的最大電壓超過量程的能力（準(zhǔn)確度、分辨力不下降）超量程能力（能測量出的最大電壓量程值）/量程值×100%A、滿位顯示：沒有超量程能力B、1/2位顯示：量程為2V、20V分檔，沒有超量程能力；量程為1V、10V分檔，超量程能力為100%C、3/4位顯示：若最大顯示為5999、量程以5V、50V分檔，則超量程

20、能力為20%（2）分辨力（靈敏度）能夠反映出的被測電壓的最小變化值的能力，即末尾的“1”表示出的電壓值。量程不同，分辨力不等，最小量程的分辨力作為DVM的分辨力。如：4位DVM在1V、10V的分辨力分別是0.0001V、0.001V，若最小量程為1V則DVM的分辨力是0.001V。（3）測量誤差用固有誤差來衡量U±（%Ux+% Um）末位n個單位等于% Um（4）輸入電阻和輸入偏置電流（5）抗干擾能力（6）測量速率三、鞏固看書2425頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、2、3教后感：13、14課時一、復(fù)習(xí)1、數(shù)字電壓表的分類2、超量程能力與分辨力二、新授A/D轉(zhuǎn)換原

21、理（一）逐次比較式數(shù)字電壓表1、原理框圖舉例：天平稱物體，法碼8克、4克、2克、1克（1）比較器：用于鑒別被測電壓與步進標(biāo)準(zhǔn)電壓的差值的電壓比較器（2）數(shù)碼開關(guān)：將輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬電壓輸出，它是A/D轉(zhuǎn)換器的反饋量（3）基準(zhǔn)源：作為基準(zhǔn)電壓的機內(nèi)參考電壓源（4）數(shù)碼寄存器（SAR）：在時鐘脈沖的作用下，逐次提供代表不同標(biāo)準(zhǔn)電壓的二進制數(shù)碼（5）控制部分：節(jié)拍脈沖，控制數(shù)碼寄存器工作。2、 工作過程設(shè)基準(zhǔn)電壓Er16V，被測電壓為Ux5.5V測量過程為第一個時鐘，清零輸出0000，第二個時鐘，Vb（8V）>Ux舍，輸出0000，第三個時鐘，Vb（4V）<Ux留，輸出0100，第

22、四個時鐘，Vb（6V）>Ux舍，輸出0100，第六個時鐘，Vb（5V）<Ux留，輸出0110，注意點：基準(zhǔn)碼的取法可以按2n遞減也可以按二十進制（8、4、2、1碼）3、 工作原理被測電壓與已知的不斷遞減的基準(zhǔn)碼電壓進行逐次比較直至與最小的基準(zhǔn)碼電壓比較結(jié)束實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn) 換最終獲得被測電壓值 4、特點 電路復(fù)雜、精度高、分辨力高、速度快抗干擾能力差三、鞏固看書2526頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題7、8、9教后感：15、16課時一、復(fù)習(xí)1、比較式數(shù)字式電壓表的組成框圖2、比較式數(shù)字式電壓表的特點二、新授（二）雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器1、 原理方框圖2、 工作原理首先對

23、被測電壓UX在固定時間T1內(nèi)進行積分（定時積分）然后對內(nèi)部基準(zhǔn)電壓Ub反向積分（定值積分），反向積分時間T2與UX成正比，利用電子計數(shù)器測出T2就可知到UX的值的大小。工作過程分為準(zhǔn)備階段、取樣階段、比較階段（1）準(zhǔn)備階段控制器使電子開關(guān)S4接地，S1S3斷開，使積分器輸入、輸出電壓為零，作為初始狀態(tài)。（2）取樣階段T1時刻，控制器發(fā)出取樣指令，S1接通（S2S4斷）被測電壓加到積分器輸入端，輸出電壓從0開始線性上升，同時控制指令打開閘門計數(shù)器開始對時鐘脈沖進行計數(shù)，當(dāng)計數(shù)到預(yù)定時間T1時，計數(shù)器停止計數(shù)并復(fù)位為零，同時計數(shù)器輸出一個比較指令表示取樣階段的結(jié)束。U011/RC×UXT

24、（3）比較階段T2時刻在比較指令作用下，斷開S1接通S2（若UX為正則接通S3）基準(zhǔn)電壓加到積分器的輸入端，輸出電壓UC2U011/RCUBdx從Um開始線性下降，經(jīng)過T2的時間降為零，同時計數(shù)器輸出一個脈沖關(guān)閉閘門計數(shù)器停止計數(shù)。即UC201/RCUXT1T2/RCUB0UXT2/T1UBN2/N1UB3、 特點：準(zhǔn)確度高、抗干擾能力強、速度慢（三）數(shù)字電壓表中的自動功能1、自動校零2、自動轉(zhuǎn)換量程三、鞏固看書2729頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題7、8、9教后感：17、18課時一、復(fù)習(xí)1、比較式數(shù)字電壓表的組成框圖及特點2、積分式數(shù)字電壓表的組成框圖及特點二、新授數(shù)字多

25、用表1、 組成框圖2、 測量線路（1）電壓測量線路電路如圖所示（P.31.頁圖2.20a）測量2V時：VIN+1M/10M×2V0.2V200mV測量20V時：VIN+100K/10M×2V0.2V200mV（2）電流的測量線路電路如圖所示（P.31.頁圖2.20b）測量20 mA時VIN+0.02A×（0.01+0.99+9）0.2V200mV測量200mA時VIN+0.2A×（0.01+0.99）0.2V200mV測量20A時VIN+20A×0.010.2V200mV（3）電阻的測量線路電路如圖所示（P.31.頁圖2.20C）分析（略）3、

26、電壓表的選擇和使用（1）電壓表選擇的一般原則（略）（2）電壓表的正確使用a、正確放置電壓表b、測量前進行機械調(diào)零和電氣調(diào)零c、正確選擇量程d、注意輸入阻抗的影響e、防止外界磁場的干擾三、鞏固看書3034頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、數(shù)字多用表的特點2、簡述直流電壓、電阻的測量原理3、如何正確使用電壓表。教后感：第三章 低頻信號發(fā)生器教學(xué)要求：1、了解信號發(fā)生器的分類；2、能畫出低頻、高頻信號發(fā)生器的組成框圖理解各框圖的作用；3、能正確使用低頻、高頻信號發(fā)生器進行測量。教學(xué)重點：低頻、高頻信號發(fā)生器的組成框圖及作用。教學(xué)難點：振蕩電路的原理分析教學(xué)方法：講授法教學(xué)時間：8

27、教學(xué)過程：1、2課時一、導(dǎo)入新課：信號發(fā)生器的作用二、新授：1、信號發(fā)生器的分類（1）正弦波信號發(fā)生器（2）脈沖信號發(fā)生器（3）函數(shù)信號發(fā)生器（4）噪聲信號發(fā)生器2、正弦波信號發(fā)生器的主要技術(shù)特性10頻率特性（1）有效頻率范圍（2）頻率準(zhǔn)確度：輸出頻率的實際值與示值之間的相對誤差(fo-fx)/fx×100% （3）頻率穩(wěn)定度：在一定時間內(nèi)維持其輸出頻率不變的能力/f0×100%20輸出特性（1）輸出電平（2）輸出電平的穩(wěn)定度（3）輸出阻抗30調(diào)制特性3、低頻信號發(fā)生器10組成框圖20組成框圖的作用（1）主振器：產(chǎn)生低頻正弦波信號（核心部分）一般采用RC電路。（2）電壓放大

28、器：兼有緩沖和電壓放大作用（3）輸出衰減器：調(diào)節(jié)輸出電壓或功率大小，常用步進調(diào)節(jié)和連續(xù)調(diào)節(jié)。一般用分貝數(shù)表示輸出衰減，分貝數(shù)與放大倍數(shù)間的關(guān)系為表3.2（P40頁）（4）指示電壓表：指示電壓放大器或功率放大器輸出電壓的幅度。（5）功率放大器：對衰減器送來的信號進行功率放大，使之達(dá)到額定的功率輸出。（6）阻抗變換器：用于戒備森嚴(yán)匹配不同阻抗的負(fù)載，以便獲得最大功率輸出。三、鞏固看書3638頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、信號發(fā)生器的分類2、有效頻率范圍、頻率準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度的概念3、低頻信號發(fā)生器組成框圖及各框圖的作用。教后感：3、4課時一、復(fù)習(xí)低頻信號發(fā)生器的組成框圖及各框

29、圖的作用二、新授XD2型低頻信號發(fā)生器的使用方法（一） 面板結(jié)構(gòu)1、 頻率調(diào)節(jié)：“頻率范圍”頻段開關(guān)；“×1”、“×0.1”、“×0.01” 三個“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕。2、 電壓調(diào)節(jié)：輸出細(xì)調(diào)旋鈕、輸出衰減開關(guān)、指示電壓表3、 其它控制鍵：電源開關(guān)、阻尼開關(guān)、電源指示燈、輸出接線柱（二） 使用方法1、 頻率調(diào)節(jié)粗調(diào)：輸出信號頻率范圍1Hz1MHz，按十進制分成六個頻段實行步進調(diào)節(jié) 頻率范圍：1Hz1MHz波段I：1Hz10Hz；波段II：10Hz100Hz；波段III：100Hz1KHz波段IV：1KHz10KHz；波段V：10KHz100KHz；波段VI：100KH

30、z1MHz ：各頻段所標(biāo)數(shù)值用fmin表示，是該波段輸出的最低頻率 細(xì)調(diào)：由三個“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕“×1”、“×0.1”、“×0.01”實現(xiàn)。若三個頻率調(diào)節(jié)開關(guān)“×1”、“×0.1”、“×0.01”的讀數(shù)分別是a、b、c 則輸出信號頻率為fx=fmin(a×1+b×0.1+c×0.01) 例1：若輸出“頻率范圍”頻段開關(guān)置于100Hz檔，“頻率調(diào)節(jié)” “×1”、“×0.1”、“×0.01”分別置于4、5、0，則輸出信號的頻率為多少？2、電壓調(diào)節(jié) 輸出電壓Vo=U/AvU：指示電

31、壓表讀數(shù)；Av：衰減倍數(shù)例2：輸出衰減至50dB,指示電壓表讀數(shù)為3V，則實際輸出電壓為多少？例3：如何調(diào)節(jié)低頻信號發(fā)生器使其輸出頻率為1.50KHz，電壓的大小為4mv的正弦波信號。3、其它控制件作用電源開關(guān)：開關(guān)置ON接通電源，置OFF電源關(guān)斷。電源指示：接通電源指示燈亮阻尼開關(guān)：避免指針運動速度過快，被打彎。保險絲：防止過流、過壓損壞儀器。（三）使用注意事項1、儀器外殼要接地。（以免感應(yīng)50HZ的干擾信號。）2、通電前將電壓“輸出細(xì)調(diào)”旋鈕置于最小位置。（避免通電瞬間打彎指針）3、接通電源，指示燈亮，預(yù)熱35分鐘。（獲得比較穩(wěn)定的輸出）三、小結(jié)：本節(jié)課我們研究了低頻信號發(fā)生器的面板結(jié)構(gòu)及

32、使用，其輸出頻率等于各“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕讀數(shù)之和乘以頻波段開關(guān)讀數(shù)，輸出電壓等于指示電壓表讀數(shù)除以輸出衰減倍數(shù)。四、鞏固：五、作業(yè)：習(xí)題3、4、5教后感：5、6課時一、復(fù)習(xí)1、低頻信號發(fā)生器的組成框圖2、如何調(diào)整低頻信號發(fā)生器的輸出頻率和幅度二、新授：高頻信號發(fā)生器1、 組成框圖2、 各框圖的作用（1）主振級（核心電路）：產(chǎn)生本儀器頻率范圍內(nèi)的載波信號。（2）調(diào)制級：a、放大主振級輸出的高頻信號b、在輸出級和主振級之間起隔離作用，提高振蕩頻率的穩(wěn)定性。c、兼作調(diào)幅信號的調(diào)制（3）內(nèi)調(diào)制振蕩器調(diào)制信號由機內(nèi)音頻信號發(fā)生器產(chǎn)生，內(nèi)調(diào)制頻率一般取400HZ或1000HZ(4)監(jiān)測級載波電壓指示：用來監(jiān)

33、測載波電壓，使其保持在1V，可用載波調(diào)節(jié)幅度旋鈕改變調(diào)幅度旋鈕：用來指示調(diào)幅度值MA/A0A-B/A+B操作時調(diào)“載波幅度調(diào)節(jié)”使其為1V調(diào)“調(diào)幅度調(diào)節(jié)”使其為30%（5）輸出級：用來完成輸出信號的大范圍的衰減及輸出阻抗的轉(zhuǎn)換。（電路圖P41頁圖3.7）S1細(xì)調(diào)衰減器（輸出微調(diào)）輸出電壓01V連續(xù)可調(diào)，標(biāo)度尺刻度十等分，則數(shù)字1、2、3、分別對應(yīng)于0.1V、0.2V、0.3V、注意點：信號要從“01V”插孔輸出V01（“輸出微調(diào)”讀數(shù)）/10S2步級衰減器（輸出倍乘）將“01V”插孔信號衰減105倍（定為×1）、衰減104倍（定為×10）、衰減103倍（定為×10

34、0）、共分為五個檔位。輸出電壓V02“輸出微調(diào)”讀數(shù)ד輸出倍乘”µVS3電纜分壓（在儀器外部作為配件）一般分為兩檔×0.1和×1，記作K則有V0KV01或V0KV02三、鞏固看書4042頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、高頻信號發(fā)生器的組成框圖2、高頻信號發(fā)生器組成框圖的作用。教后感：7、8課時一、復(fù)習(xí)高頻信號發(fā)生器的組成框圖及各框圖的作用二、新授：（一）高頻信號發(fā)生器的分類按產(chǎn)生主振信號的方法不同分為調(diào)諧信號發(fā)生器、鎖相信號發(fā)生器、合成信號發(fā)生器。1、調(diào)諧信號發(fā)生器主振級采用LC振蕩器，改變L調(diào)頻段、改變電容實現(xiàn)微調(diào)。如高頻信號發(fā)

35、生器就是采用該振蕩器。2、鎖相信號發(fā)生器（1）原理框圖（2）工作原理壓控振蕩器輸出頻率F2由于某種原因發(fā)生變化，該相位變化在鑒相器中與振蕩頻率F1的穩(wěn)定相位相比較，使鑒相器輸出一個與相位差成比例的電壓，經(jīng)過低通濾波器，要檢出直流分量，控制壓控元件從而控制輸出頻率F2，使其頻率與F1保持一致。（3）特點：輸出頻率的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度高。3、合成信號發(fā)生器（1）定義：把一個（或少數(shù)幾個）高穩(wěn)定度頻率源經(jīng)過加、減、乘、除及其組合運算，產(chǎn)生在一定頻率范圍內(nèi)具有一定頻率間隔的一系列離散頻率。（2）幾種鎖相環(huán)電路分析（略）（二）函數(shù)信號發(fā)生器1、特點：能夠輸出正弦波、方波、三角波、鋸齒波等多種波形2、函數(shù)發(fā)生

36、器的組成方案（1）由方波產(chǎn)生正弦波、三角波（2）由正弦波產(chǎn)生方波、三角波（3）由三角波產(chǎn)生方波、正弦波三、鞏固看書4350頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題7、8、9教后感：第四章電子示波器教學(xué)要求：1、了解電子示波器的結(jié)構(gòu)、特點、分類和基本原理；2、能畫出畫出雙蹤示波器的組成框圖理解各框圖的作用；3、掌握波形顯示原理及示波器的測量方法。教學(xué)重點：示波器的測量方法。教學(xué)難點： 波形顯示原理教學(xué)方法：講授法教學(xué)時間：16教學(xué)過程：1、2課時一、導(dǎo)入新課示波器的應(yīng)用二、新授（一）概述1、示波器的作用2、示波器的分類（通用示波器、取樣示波器、存儲示波器、特種示波器）（二）示波測試的基

37、本原理1、陰極射線示波管示波管示波器的核心部件又稱陰極射線管(CRT) 參P52圖4-1 (1)電子槍 作用-產(chǎn)生一股極細(xì)的高速電子束 組成-燈絲F 通電后加熱陰極 陰極K： 受熱發(fā)射電子 柵極G： 相對K加負(fù)偏壓可控制電子流強弱輝度調(diào)節(jié)分析控制原理（略）（簡述亮度調(diào)節(jié)原理）第一陽極A1 ：相對K加正偏壓（ 聚焦調(diào)節(jié)）第二陽極A2： 相對K加更高正偏壓（輔助聚焦） *兩者起加速和聚焦電子束的作用A1聚焦為主A2加速為主參照P52頁圖41后加速極 ：進一步加速，增加輝度 (2)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 作用-控制電子束偏轉(zhuǎn) 組成-兩對相互垂直的偏轉(zhuǎn)板(位于A2與熒屏間) X和Y偏轉(zhuǎn)板 電子束在XY偏轉(zhuǎn)板間電場中

38、受電場力作用而偏離中心向合力方向偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn)靈敏度：SY/V單位：cm/v did/v 單位電壓光點移動的距離。偏轉(zhuǎn)因數(shù)：D1/S單位：v/cm v/div 偏轉(zhuǎn)1厘米或1格所需加在偏轉(zhuǎn)板上電壓值（峰峰值）(3)熒光屏 作用-在電子束撞擊下發(fā)光實現(xiàn)電-光轉(zhuǎn)換 組成-玻管內(nèi)壁涂熒光粉在高速電子撞擊下發(fā)光 三、鞏固看書5153頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、示波器的作用2、示波器的分類3、示波的結(jié)構(gòu)4、電子槍的組成及各電極的作用5、什么是偏轉(zhuǎn)靈敏度、偏轉(zhuǎn)因數(shù)。教后感：3、4課時一、復(fù)習(xí)1、示波器的組成2、示波管的結(jié)構(gòu)二、新授：2波形顯示原理 (1)掃描 a、Y-加直流電壓 ，X

39、不加信號 顯示-上方(或下方)一亮點 b、Y-加周期性變化電壓(例正弦波) ，X-不加信號 ，顯示-一垂直亮線 c、Y-不加信號 X-加鋸齒波電壓 顯示-一水平亮線 掃描X軸偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波電壓后使光點在水平方向掃動的過程稱為掃描。 鋸齒波電壓隨時間線性變化即相等的時間內(nèi)電壓變化相等，因此相等時間內(nèi)光點移動的距離相 等 掃描在熒屏上形成的水平亮線稱為時間基線(時基線)，時基線上的距離反映了時間的變化即相等的時基線長度代表相等的時間，故屏上X軸刻度用t/cm(t/div)表示 (2)波形的形成 Y-加周期性變化電壓 ，X-加鋸齒波電壓，顯示-Y所加信號的波形 當(dāng)TX=TY時，顯示一個周期的信號波

40、形 當(dāng)TX=2TY時，顯示兩個周期的信號波形 波形描繪法(描點作圖法) 舉例說明 a、找出XY上所加兩個信號波形的特征點 (信號波形的過零點信號幅度變化的轉(zhuǎn)折點等) b、確定包含全部特征點的特征時刻 c、在各特征時刻確定光點在屏上的位置(示 意)直至周期性重復(fù) d、將各光點按順序連接成連續(xù)曲線 (3)同步 TX=nTY(n為整數(shù)) 掃描的后一個周期描繪的波形與前一個周期描繪的波形完全相同在屏上重疊從而得到穩(wěn)定的波形顯示 TX nTY 舉例說明 每次掃描描繪的波形在屏上不重疊顯示波形不 穩(wěn)定在水平方向移動不停甚至模糊一片無法觀測 。當(dāng)TX<TY圖象好象向右跑；TX>TY圖象好象向左跑

41、。同步 掃描電壓(X軸的鋸齒波電壓)周期為被測信號電壓(Y軸輸入電壓)周期的整數(shù)倍時稱為兩者同步可穩(wěn)定顯示信號波形 三、鞏固看書5355頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、2、3教后感：5、6課時一、復(fù)習(xí)1、什么是掃描2、什么是同步二、新授4.3通用電子示波器一概述觀測一般周期性交流信號和脈沖信號 根據(jù)可同時觀測幾個信號波形有單蹤雙蹤多蹤等 根據(jù)可觀測信號的頻率上限有不同的通頻帶例20MHZ 二、單蹤示波器的組成及原理 1、基本組成 參P56圖4.8 Y軸(偏轉(zhuǎn))系統(tǒng)、X軸(偏轉(zhuǎn))系統(tǒng)、主機系統(tǒng)三大部分 2、Y軸(垂直)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)被測信號通道(1)作用-對被測信號進行一定處理(

42、放大衰減等)加至示波管Y軸偏轉(zhuǎn)板，控制電子束垂直方向的偏轉(zhuǎn) (2)要求-高輸入阻抗、高靈敏度、寬頻帶。 (3)組成及原理 1、輸入電路：對信號進行預(yù)處理(提高輸入阻抗、衰減、隔直等) （1）探極 ：提高輸入阻抗特別是減小輸入電容以滿足高頻測量，采用阻容補償式分壓電路 。分為有源探頭和無源探頭，無源探頭的衰減系數(shù)有1和10兩種。（2）耦合方式選擇開關(guān)：a、直接輸入顯示直流和交流成分 b、GND-輸入接顯示零信號時的時基線(零電平基線) c、AC-經(jīng)隔直電容輸入顯示交流成分 （3）步進衰減器：對輸入大信號衰減 采用阻容補償式分壓器多擋開關(guān)切換 注意點：標(biāo)注刻度不是衰減倍數(shù)，而是偏轉(zhuǎn)因數(shù)。2、前置放

43、大電路 實現(xiàn)單端輸入轉(zhuǎn)換為雙端輸出以滿足Y軸偏轉(zhuǎn)要求，兼有一定的放大作用為使衰減比不受影響。要求高輸入阻抗 ，采用射極跟隨器和差動放大器 。3、延遲級：延遲被測信號保證波形完整顯示。觸發(fā)掃描時掃描由被測信號啟動，故掃描開始必須遲于被測信號的到達(dá)波形(特別是其前沿部分)不能完整顯示插入延遲級使被測信號延遲一段時間到達(dá)Y軸偏轉(zhuǎn)板(掃描電壓信號先到達(dá)X軸偏轉(zhuǎn)板)從而保證了被測信號波形的完整顯示 4、后置放大器：寬頻帶穩(wěn)定放大信號，滿足Y軸偏轉(zhuǎn)板驅(qū)動電壓要求，采用射極跟隨器和差動放大器 5、觸發(fā)放大器：使觸發(fā)信號有足夠的幅度驅(qū)動觸發(fā)整形電路。6雙蹤顯示原理：（1）組成框圖（2）交替（3）斷續(xù)三、鞏固看

44、書5758頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題4、5、6教后感：7、8課時一、復(fù)習(xí)1、示波器的組成框圖2、Y、X通道的作用二、新授：示波器的水平系統(tǒng)(1)作用-產(chǎn)生一個與時間呈線性關(guān)系的電壓(鋸齒波電壓)作為掃描電壓，加至X軸偏轉(zhuǎn)板控制電子束水平方向的偏移形成時基線 。(2)要求-鋸齒波線性良好能與被測信號同步且有 一定的放大作用(3)組成及原理參見圖4.17 1、觸發(fā)電路：把觸發(fā)信號轉(zhuǎn)換為時基發(fā)生器所能接受的觸發(fā)脈沖 a觸發(fā)信號源選擇 內(nèi)(INT)- 觸發(fā)信號為Y軸系統(tǒng)的被測信號 ；外(EXT)- 觸發(fā)信號為外部另外輸入的信號 電網(wǎng)(LINE)- 觸發(fā)信號為供電電源信號(工頻)

45、 b觸發(fā)方式選擇 自動(AUTO)-有觸發(fā)信號時產(chǎn)生觸發(fā)脈沖 實現(xiàn)觸發(fā)掃描顯示被測信號波形，無觸發(fā)信號時自動掃描形成時基線；常態(tài)(NORM)-有觸發(fā)信號時產(chǎn)生觸發(fā)脈沖用于25HZ實現(xiàn)觸發(fā)掃描顯示被測信號信號觀測波形；無觸發(fā)信號時不掃描無時基線 c觸發(fā)耦合選擇 DC-直接耦合 ；AC-交流耦合 ；AC（H）高頻耦合d觸發(fā)極性(鈄率)(SLOPE) “+”觸發(fā)點位于觸發(fā)信號的上升段 ；“”觸發(fā)點位于觸發(fā)信號的下降段 e觸發(fā)電平(LEVEL)調(diào)節(jié) 2、掃描發(fā)生器電路作用：放大掃描電壓或X軸外輸入電壓作為X軸偏轉(zhuǎn)。時基發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓 a鋸齒波掃描電壓的實際波形 掃描正程時間 ：對應(yīng)光點從左右

46、移動的時間；掃描逆程時間：對應(yīng)光點從右左返回的時間；等待時間：對應(yīng)光點停留在左端起始位置停留的時間 ；T-掃描信號周期 b掃描時間因數(shù)調(diào)節(jié) c附加電路 3、X軸放大器 4、連續(xù)掃描、觸發(fā)掃描5、主機系統(tǒng) （1）作用-示波管顯示被測信號波形（2） 低壓電源：為示波器內(nèi)部各部分電路提供穩(wěn)定 直流低壓（3） 高壓電源提供示波管各電極的正負(fù)直流高壓 （4）校準(zhǔn)信號發(fā)生器產(chǎn)生供示波器自校的幅度 、頻率固定的電壓 三、鞏固看書6065頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、觸發(fā)電路的作用2、掃描電路的作用3水平放大電路的作用4、什么是連續(xù)掃描、觸發(fā)掃描、自動掃描。教后感：9、10課時一、復(fù)習(xí)

47、1、示波器的組成框圖2、Y、X通道的作用二、新授：雙蹤示波器工作原理1、采用雙線示波管的雙蹤示波器 示波管內(nèi)有兩個電子槍，兩套偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，兩束電子束作用于同一熒屏示波器，內(nèi)有兩個垂直偏轉(zhuǎn)通道共用一個水平(掃描)通道可同時觀測兩個信號波形。 2、采用電子開關(guān)的雙蹤示波器 利用電子開關(guān)使兩個信號波形輪換顯示在熒屏上只要電子開關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率足夠高。由于人眼視覺殘留分辨力有限以及示波管的余輝特性可以在熒屏上同時觀察到兩個不閃爍不間斷的信號波形。 電子開關(guān)在置前置放大器之后延遲級之前 ，其框圖如圖4.141)交替方式 第一次掃描S1閉合S2斷開顯示Y1第二次掃描S1斷開S2閉合顯示Y2如此重復(fù)交替 當(dāng)交替頻

48、率足夠高時由于人眼視覺殘留及示波管的余輝特性看似兩個信號波形同時顯示在熒屏上為使每次掃描至少顯示一個完整周期信號波形又要求交替速度較快故適于觀測較高頻率信號。 (2)斷續(xù)方式 在一次掃描期間輪翻開閉S1、S2每次顯示Y1、Y2 波形中的一小段當(dāng)切換頻率較高時由于人眼視覺分辨力有限看似兩個連續(xù)的信號波形同時顯示在熒屏上，為使波形分割成較多小段故適于觀測較低頻率信號 (3)Y1或Y2方式 S1常閉合S2常斷開顯示Y1 S1常斷開S2常閉合顯示Y2 (4)疊加方式ADD S1、S2常閉合Y1、Y2信號波形疊加后顯示在熒屏上 3、選用示波器的一般原則 (1)根據(jù)被測信號的基本特性-選擇示波器類型 觀測

49、一般低頻信號-簡易示波器 觀測一般高頻脈沖信號-通用示波器 觀測極高頻高速脈沖信號-取樣示波器 觀測極低頻非周期單次瞬變信號-存儲或記憶示波器 (2)根據(jù)被測正弦信號的最高頻率或脈沖信號的上升時間-選擇通用示波器的通頻帶fB a、fB>3fxm；脈沖信號的上升時間反映其高頻分量，示波器由于fB有限會產(chǎn)生tr且fBtr0.35要求 tr<1/3tm。三、鞏固看書5860頁內(nèi)容四、小結(jié)在分析時首先然后最后。五、作業(yè)：習(xí)題1、雙蹤示波器有哪幾種顯示方式1、什么是交替、斷續(xù)。教后感：11、12課時一、復(fù)習(xí)1、雙蹤示波器與單蹤示波器的區(qū)別2、如何根據(jù)被測信號的上限頻率和脈沖上升時間選擇示波器

50、。二、新授：通用示波器的使用方法1、 通用示波器的面板結(jié)構(gòu)結(jié)合投影、實物說明2、基本使用方法3、 應(yīng)用實例 (1)電壓測量交流電壓測量a、 垂直輸入耦合AC(f<5HZ 用DC) b、 利用垂直移位將波形移至屏幕中心區(qū)便于讀數(shù)位置c 、選取垂直靈敏度擋級DY(V/DIV)(注意靈敏度微調(diào)必須處校準(zhǔn)位置；信號波形垂直方向高度H)；探極衰減比Kd、確定信號電壓實際值UP-P= K D Y H 正弦波 UP=UP-P/2例題分析（P81頁例4.2）（2）直流電壓的測量a、顯示零電平基線(輸入耦合開關(guān)置于接地位置)b、 利用垂直移位使零電平基線移至合適便記位置(例屏幕中心)。注意：此后不再允許垂直移位c 、垂直輸入耦合DC 顯示被測信號波形(直流電壓為一水平線)d