電子電工實(shí)踐初步

1、示波器函數(shù)發(fā)生器的介紹1tu0幾種典型信號(hào)的波形及參數(shù)矩形波高電平電壓VH低電平電壓VL脈沖幅度Vm=VH-VL占空比Dtw/Ttw正脈沖寬度50%tr上升沿時(shí)間10%90%tf下降沿時(shí)間頻率f1/T2幾種典型信號(hào)的波形及參數(shù)正弦波t(ms)UO(V)0VP：峰值V：有效值VP = VVo =3幾種典型信號(hào)的波形及參數(shù)疊加在直流上的正弦波tu0Vp-p直流電平 AVo =A+Vo =?4幾種典型信號(hào)波形及參數(shù)三角波5幾種常用電子儀器示波器信號(hào)源穩(wěn)壓電源交流毫伏表數(shù)字萬用表6電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室所配備儀器 14室7電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室所配備儀器 58室8示波器示波器是一種圖形顯示設(shè)備，它描繪電信號(hào)的波形曲線

2、；觀察和測量電壓信號(hào)的瞬時(shí)幅度、頻率和相位等等；9示波器模擬示波器數(shù)字示波器10模擬示波器原理及基本結(jié)構(gòu)將電信息變?yōu)楣庑畔?，用來顯示波形和參數(shù)待測信號(hào)輸入和預(yù)處理通道，用來耦合、放大、衰減和切換（多通道輸入時(shí)）被測信號(hào)用來產(chǎn)生代表時(shí)間軸的掃描時(shí)基信號(hào)，并提供同步、觸發(fā)信號(hào)，保證波形清晰、穩(wěn)定地顯示11數(shù)字存儲(chǔ)示波器的原理及基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)12水平通道垂直通道示波器中的幾個(gè)重要概念13時(shí)基觸發(fā)示波器中的幾個(gè)重要概念-水平通道14示波器的水平通道-時(shí)基正程期間，掃描電壓從0v線性地增大到Uxm，相應(yīng)的光點(diǎn)從顯示屏的左端移到右端逆程期間光點(diǎn)又很快地從右端返回到左端（稱之為回掃線），然后開始下一

3、個(gè)周的掃描，周而復(fù)始，形成一條代表時(shí)間變化的水平掃描線。實(shí)際示波器都會(huì)將逆程期的回歸線消隱而不顯示出來時(shí)基發(fā)生器產(chǎn)生的鋸齒波15示波器的水平通道-時(shí)基16示波器的水平通道-時(shí)基17示波器的水平通道-時(shí)基18示波器的水平通道-時(shí)基“時(shí)基旋鈕”:通常用“Time/div”標(biāo)出，它代表光點(diǎn)每掃過顯示屏的一個(gè)分度（一格）所需要的時(shí)間。19模擬示波器的水平通道-觸發(fā)觸發(fā)：決定了時(shí)基信號(hào)掃描的起點(diǎn)時(shí)刻，保證波形的穩(wěn)定顯示；觸發(fā)掃描：目的是將觸發(fā)信號(hào)作用于時(shí)基發(fā)生器，來控制掃描信號(hào)的起點(diǎn)，強(qiáng)制掃描電壓與被測信號(hào)同步，從而保證穩(wěn)定而清晰地顯示波形；20模擬示波器的水平通道-觸發(fā)同步21模擬示波器的水平-觸發(fā)不

4、同步22模擬示波器的水平通道-觸發(fā)觸發(fā)源（Trigger Source）：內(nèi)觸發(fā)（INT Trig）CH1CH2交替電源觸發(fā)（AC Trig）外觸發(fā)（EXT Trig）23模擬示波器的水平通道-觸發(fā)觸發(fā)類型（Trigger Type）：邊沿觸發(fā)（Edge Trig）視頻觸發(fā)（TV Trig）分為上升沿觸發(fā)（或正斜波觸發(fā)）和下降沿觸發(fā)（或負(fù)斜波觸發(fā)）。一般情況下，都采用邊沿觸發(fā)24模擬示波器的水平通道-觸發(fā)掃描方式（Sweep Mode）（觸發(fā)方式）：自動(dòng)（Auto）常態(tài)（Norm）單次（Single）一般情況下，將示波器置于自動(dòng)方式，使顯示屏始終有掃描線存在在沒有觸發(fā)信號(hào)（如觀察直流信號(hào)時(shí)）或

5、信號(hào)不夠觸發(fā)電平時(shí)，為避免顯示屏出現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)或一條豎線顯示，“時(shí)間基線發(fā)生器”自激產(chǎn)生掃描信號(hào)，用戶可以看到掃描線，然后調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，使波形穩(wěn)定顯示。在無觸發(fā)信號(hào)時(shí)，掃描電路處于等待（準(zhǔn)備）狀態(tài)，此時(shí)屏幕不出現(xiàn)掃描線。一旦觸發(fā)信號(hào)到來，才出現(xiàn)掃描線，并立即進(jìn)入正常顯示波形。接到觸發(fā)信號(hào)后，啟動(dòng)單次掃描，掃描一周后又立即停止（不產(chǎn)生周期的重復(fù)的鋸齒波）。單次掃描方式用于捕捉突發(fā)的、非重復(fù)性的瞬態(tài)信號(hào)。25示波器的幾個(gè)重要概念垂直通道垂直靈敏度通道切換開關(guān)耦合方式（Coupled Mode）位置（Position）探頭帶寬26示波器的垂直通道垂直靈敏度垂直通道示意圖 例如：示波器上垂直靈敏度選為0.

6、2V/div，波形在顯示屏上垂直偏轉(zhuǎn)為5.3div，那么輸入信號(hào)的峰峰值為： Uipp= 5.3（div） 0.2（V/div）=1.06V27示波器的垂直通道通道切換開關(guān)垂直通道示意圖 單蹤顯示 雙蹤顯示 CH1+CH2 CH1-CH2 必須將CH1、CH2兩個(gè)通道的電壓靈敏度旋鈕調(diào)到一樣大28接地方式。當(dāng)耦合開關(guān)置“接地”時(shí)，輸入信號(hào)與示波器斷開，示波器垂直通道輸入端接地，此時(shí)掃描時(shí)基線將出現(xiàn)在顯示屏的正中間。示波器的垂直通道耦合方式垂直通道示意圖交流耦合方式（AC耦合）。信號(hào)經(jīng)過隔直流電容耦合到示波器上，信號(hào)中的直流分量被阻擋，信號(hào)中含有的頻率很低的分量也將產(chǎn)生畸變。直接耦合方式（DC耦

7、合）。此時(shí)信號(hào)是直通的，信號(hào)中的所有成分，包括直流分量都可以加到示波器上?！敖拥胤绞健狈浅?shí)用，例如一時(shí)找不到掃描線時(shí)（可能偏到顯示屏外邊），可將耦合方式置“地”，掃描線就會(huì)立即回到顯示屏中央，而被發(fā)現(xiàn)。29示波器的垂直通道耦合方式經(jīng)AC耦合后，直流電平被革除，信號(hào)的平均值變?yōu)?當(dāng)輸入信號(hào)頻率很低，脈寬很寬時(shí)，由于電容器充放電的影響，使信號(hào)的頂部降落而產(chǎn)生畸變（失真）這是DC耦合的信號(hào)，含直流電平在需要觀測信號(hào)直流電平或極低頻率分量時(shí)，必須置“DC”擋；當(dāng)不需要觀察直流分量，信號(hào)頻率又不很低時(shí)（一般高于幾十赫茲），用AC耦合；當(dāng)直流分量很大，交流分量很小時(shí)，必須用AC耦合，以將直流成分隔掉，將

8、交流分量放大。30示波器的垂直通道耦合方式A+aatU0U =Asint V1U =(a+A sin t)V2AtU031示波器的垂直通道耦合方式AC耦合:DC耦合:A+aatU0U =A sin t V1U =(a+A sin t)V2U =(a+A sin t)V2U =A sint V1AtU032U=(10+0.1 sin t)VDC耦合AC耦合示波器的垂直通道耦合方式U0t33探頭是示波器與被測電路的連接電纜；探頭屏蔽要好，以減小外來雜波干擾；所選用的探頭要與示波器的輸入阻抗相匹配。1：1探頭，也稱1探頭，它是一根直接將被測電路與示波器相連的電纜，其優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)不會(huì)衰減，缺點(diǎn)是頻率響應(yīng)

9、差。10：1探頭，也稱10探頭，它存在10倍衰減，所以測量時(shí)要將測量值10。 補(bǔ)償電容的電容值一般在幾十個(gè)pF左右。這個(gè)電容可以對(duì)信號(hào)的幅度和上升時(shí)間測量造成影響。根據(jù)電路知識(shí)我們知道電容對(duì)于低頻信號(hào)等效為一個(gè)非常高的電阻，因此不會(huì)對(duì)信號(hào)幅度有大的影響。但當(dāng)信號(hào)頻率增加時(shí)，電容呈現(xiàn)的電抗減小，對(duì)待測信號(hào)的影響將隨著信號(hào)頻率的增加而加大。 當(dāng)要觀測高頻信號(hào)或?qū)拵盘?hào)時(shí)，一定要用10：1探頭，而不能用1：1探頭，并適當(dāng)調(diào)整補(bǔ)償電容的值，使探頭在整個(gè)頻段內(nèi)有平坦的10倍衰減特性 示波器的垂直通道探頭有一個(gè)開關(guān)，可以控制探頭在1：1和10：1之間切換補(bǔ)償電容34示波器的垂直通道探頭（a）過補(bǔ)償?shù)奶筋^

10、（b）欠補(bǔ)償?shù)奶筋^ （c）正確補(bǔ)償?shù)奶筋^ 35示波器的垂直通道帶寬示波器帶寬決定了示波器能觀測多高頻率和多寬頻帶的信號(hào)；在選擇示波器的時(shí)候，應(yīng)該選擇大于最高正弦信號(hào)頻率35倍的帶寬。 我們電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的模擬示波器的帶寬是20MHz。36數(shù)字示波器的使用方法波形顯示AUTOSET: 自動(dòng)顯示輸入信號(hào)波形方式（以校準(zhǔn)信號(hào)的自動(dòng)設(shè)置為例） 37數(shù)字示波器的使用方法波形顯示手動(dòng)設(shè)置（以信號(hào)從CH1通道輸入為例） TRIG MENU 觸發(fā)菜單的設(shè)置信源指觸發(fā)源，信號(hào)從哪通道輸入即選擇該通道為觸發(fā)源 38數(shù)字示波器的使用方法波形顯示手動(dòng)設(shè)置（以信號(hào)從CH1通道輸入為例） ch1 menu 設(shè)置 需要同時(shí)

11、觀察的輸入信號(hào)交、直流情況，耦合選“DC”；只觀察的輸入信號(hào)交流情況，耦合選“AC” 39數(shù)字示波器的使用方法波形顯示手動(dòng)設(shè)置（以信號(hào)從CH1通道輸入為例）調(diào)節(jié)VOLTS/DIV 、SEC/DIV 、LEVEL旋鈕，使信號(hào)波形穩(wěn)定顯示合適大小 40數(shù)字示波器的使用方法信號(hào)波形的測量MEASURE測量功能（對(duì)ch1通道輸入的校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行測量為例）確認(rèn)示波器探頭上的衰減開關(guān)設(shè)為1 ，ch1 menu中“探頭”設(shè)置為1檔 按“MEASURE”鍵，可讀取信號(hào)的峰峰值、頻率等多種參數(shù) 41數(shù)字示波器的使用方法信號(hào)波形的測量用CURSOR光標(biāo)測量電壓、時(shí)間按CURSOR，測量類型為電壓、時(shí)間可選垂直POS

12、ITION鍵調(diào)整2條光標(biāo)位置42數(shù)字示波器的使用方法其他按鍵的功能DISPLAY:顯示方式按鈕，可選擇“格式”為YT信號(hào)波形顯示和XY方式顯示43數(shù)字示波器的使用方法其他按鍵的功能MATH:計(jì)算顯示方式按鈕，可選擇顯示CH1+CH2, CH1-CH2等波形在進(jìn)行2個(gè)通道波形加、減后的幅度測量時(shí)，注意CH1、CH2的電壓靈敏度處于同一檔位 44數(shù)字示波器的使用方法ACQUIRE:波形獲取方式 若輸入信號(hào)幅度為毫伏級(jí)，受干擾信號(hào)的影響，可選擇“平均值”顯示，平均次數(shù)選擇較大數(shù)值，可使波形顯示清晰一些 45信號(hào)源主要功能：信號(hào)源主要給被測電路提供所需要的已知信號(hào)（各種波形）46信號(hào)源的分類邏輯信號(hào)源

13、 從廣義上分 混合信號(hào)源函數(shù)信號(hào)發(fā)生器任意函數(shù)發(fā)生器(AFG)碼型發(fā)生器 脈沖信號(hào)發(fā)生器模擬式數(shù)字合成式任意發(fā)生器任意波形發(fā)生器(AWG)47信號(hào)源的分類按照輸出信號(hào)的類型分射頻信號(hào)發(fā)生器掃描信號(hào)發(fā)生器頻率合成器噪聲信號(hào)發(fā)生器按照使用頻段分高頻信號(hào)源低頻信號(hào)源48模擬式函數(shù)發(fā)生器簡要框圖三角波發(fā)生器是利用電容的恒流充放電產(chǎn)生三角波，改變電容器電容值可實(shí)現(xiàn)頻率波段的轉(zhuǎn)換，控制恒流源大小可實(shí)現(xiàn)頻率微調(diào)和掃頻功能。方波是三角波經(jīng)電壓比較器整形后得到。正弦波是利用三角波經(jīng)一非線性特性（正弦波整形器）變換而成。輸出信號(hào)幅度控制是通過可調(diào)衰減器來實(shí)現(xiàn)的。作用是減小輸出電阻和增加負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。49數(shù)字合成式

14、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（DDS）DDS的基本原理框圖 一個(gè)周期性的正弦信號(hào)的離散相位的幅度序列 50模擬函數(shù)發(fā)生器的主要指標(biāo)帶寬（輸出頻率范圍） 頻率(定時(shí))分辨率 頻率準(zhǔn)確度 頻率穩(wěn)定度 輸出阻抗 輸出電平范圍 51模擬函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)波形及功能通常由三種波形可供選擇：正弦波、三角波、矩形波;調(diào)節(jié)矩形波和三角波的對(duì)稱度;調(diào)節(jié)各種波形的直流電平（偏移DC offset）調(diào)節(jié)TTL信號(hào)和CMOS電平信號(hào)52模擬函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)頻率調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)：一般可在0.1Hz10MHz的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)53模擬函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)幅度調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)：一般可在020V（峰峰值）之間連續(xù)調(diào)節(jié)輸出小信號(hào)時(shí)可加衰減，通常有衰減20dB（即衰減10倍），40 dB（即衰減100倍）或更大。54模擬函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)頻率顯示和幅度顯示55模擬函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)波形及功能頻率調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)頻率顯示和幅度顯示56數(shù)字合成式函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)波形及功能頻率調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)頻率顯示和幅度顯示57共地問題一組電子儀器同時(shí)工作時(shí)，即使它們使用的是同一