基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、第二編 基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目常用電子儀器的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解示波器、信號(hào)發(fā)生器、電源、晶體管毫伏表的一般工作原理和主要性能 初步掌握常用電子儀器的使用方法 重點(diǎn)掌握電子示波器的使用方法二、常用電子儀器的一般原理（一）示波器原理 示波器定義示波器是一種不僅能夠直接把隨時(shí)間變化的電過(guò)程用圖象的形式顯示在熒光屏上供人們觀察、研究和分析，而且還能通過(guò)傳感器或換能設(shè)備，顯示各種非電量的信號(hào)波形，如聲、光、熱、溫度等變化過(guò)程。2雙蹤示波器組成及作用雙蹤示波器通常由垂直放大、水平放大、觸發(fā)、掃描、電源供給和示波管六個(gè)主要部分組成，如圖1.1所示。示波管：是將被測(cè)信號(hào)用光點(diǎn)的形式顯示出來(lái)的裝置。它采用靜電偏轉(zhuǎn)的方

2、法，即在一對(duì)偏轉(zhuǎn)極間分別加上一定的電壓則兩極間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，當(dāng)電子束通過(guò)偏轉(zhuǎn)區(qū)時(shí)受到電場(chǎng)力的作用而產(chǎn)生位移，位移的大小與所加電壓幅度大小成正比。由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏組成，如圖1.2所示。電子槍包括陰極、燈絲、柵極和陽(yáng)極。電子槍作用是發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速束電子。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括Y軸偏轉(zhuǎn)板和X軸偏轉(zhuǎn)板兩個(gè)部分。是將電子槍發(fā)射出來(lái)的電子束，按照加于偏轉(zhuǎn)板上的電壓信號(hào)作出相應(yīng)的偏移。熒光屏位于示波管頂端涂有熒光物質(zhì)的透明玻璃屏，當(dāng)電子槍發(fā)射出來(lái)的電子束轟擊到屏上，熒光屏被擊中的點(diǎn)上會(huì)發(fā)光。垂直放大器、水平放大器:以保證有足夠的偏轉(zhuǎn)電壓，使光點(diǎn)能明顯地發(fā)生移位。因電子示波管的靈敏度比較低，假若偏轉(zhuǎn)板

3、上沒(méi)有足夠的控制電壓，就不能明顯地觀察到光點(diǎn)的移位。掃描發(fā)生器：作用是形成一線性良好的鋸齒波電壓，最終使熒光屏上產(chǎn)生水平的掃描亮線。連續(xù)掃描是掃描電壓為周期性鋸齒波電壓。其特點(diǎn)是即使沒(méi)有外加信號(hào)，在熒光屏上也能顯示一條時(shí)基線；觸發(fā)掃描的特點(diǎn)是，只有在外加觸發(fā)信號(hào)的作用下，掃描發(fā)生器才工作，熒光屏上才有時(shí)基線，反之，無(wú)觸發(fā)信號(hào)，熒光屏只顯示一光點(diǎn)。采用連續(xù)掃描的示波器不能觀察窄脈沖波形。電源供給：儀器內(nèi)電源由交流電壓和直流電壓。除燈絲用交流電外，其余各單元電路都是直流供電。直流電分低壓電源和高壓電源兩部分組成。低壓電源供給各單元電路，高壓電供給示波管電路。3波形的合成（單周波的合成過(guò)程）：a .

4、垂直偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，如圖1.3所示。如果把一個(gè)周期性變化的正弦電壓加到一對(duì)垂直軸偏轉(zhuǎn)板上，則兩極間產(chǎn)生交變電場(chǎng).電子束經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)板時(shí)，受到交變電場(chǎng)控制，光點(diǎn)在熒光屏作垂直方向移動(dòng)，只要移動(dòng)的速度足夠快,利用人的視覺(jué)暫留效應(yīng)，在熒光屏看到的將是一根豎直亮線。b .水平偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波電壓如圖1.4所示，如果把一個(gè)周期性變化的鋸齒波電壓加到一對(duì)水平偏轉(zhuǎn)板上，則兩極間的光點(diǎn)就產(chǎn)生左右方向移動(dòng)，這就是水平掃描。C .如圖1.5所示，如果將被測(cè)信號(hào)的正弦波電壓加到垂直偏轉(zhuǎn)板上，同時(shí)把鋸齒波信號(hào)加到水平偏轉(zhuǎn)板上，而且兩個(gè)信號(hào)的重復(fù)頻率和相位都相同，則在兩對(duì)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的控制作用下，熒光點(diǎn)就會(huì)沿0、1、2、3

5、、4的軌跡運(yùn)動(dòng)，這樣在熒光屏上就能觀察到一個(gè)完整的正弦波形。 4.多周波的合成過(guò)程：若被測(cè)信號(hào)頻率是掃描信號(hào)重復(fù)頻率的 n 倍時(shí)，在熒光屏將呈現(xiàn)出n個(gè)周期的正弦波。5.如何實(shí)現(xiàn)二蹤顯示？ 一個(gè)示波器中，只有一個(gè)電子槍，要顯示兩個(gè)波形，就必須有電子開關(guān)快速切換使兩個(gè)通道輪流工作，將兩個(gè)通道波形分別加在垂直軸偏轉(zhuǎn)板上，最終將兩個(gè)通道波形顯示在熒光屏上。 電子開關(guān)有五個(gè)工作狀態(tài)：YA：開關(guān)置此位，作單蹤示波器用，只顯示YA波形。YB：開關(guān)置此位，作單蹤示波器用，只顯示YB波形。YA+YB：顯示YA+YB的代數(shù)和。交替、斷續(xù)：都可同時(shí)觀察兩路信號(hào)波形。交替適應(yīng)于觀察被測(cè)信號(hào)頻率較高的波形，斷續(xù)適應(yīng)于觀

6、察被測(cè)信號(hào)頻率比較低的波形。6“交替”與“斷續(xù)”異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：都可同時(shí)觀察兩路信號(hào)波形。不同點(diǎn)：“交替”先掃完一個(gè)通道YA的波形后，再掃另一個(gè)通道YB的波形，用了兩個(gè)掃描周期，它適應(yīng)于觀察被測(cè)信號(hào)頻率較高的波形，開關(guān)受控于被測(cè)信號(hào)；“斷續(xù)”是一個(gè)掃描周期內(nèi)，掃完兩個(gè)波形，掃一段YA掃一段YB，它適應(yīng)于觀察被測(cè)信號(hào)頻率比較低的波形，開關(guān)受儀器本身一個(gè)約為200KHZ的信號(hào)控制。7測(cè)量參數(shù)讀數(shù)方法電信號(hào)有許多參數(shù)，只測(cè)其中的幅度、周期或頻率。用電子示波器測(cè)量信號(hào)的幅度的讀數(shù)方法：正弦波幅度：VP-P=垂直方向峰-峰占的格數(shù)D * Y軸靈敏度開關(guān)C V/div（ * 10若用衰減探頭）正弦波有效值

7、= VP-P/2正弦波周期：水平方向相鄰峰-峰占的格數(shù)E*X軸靈敏度開關(guān)F t/div （* 10若用*10展寬）非正弦波幅度：VP=垂直方向峰值占的格數(shù)D * Y軸靈敏度開關(guān)C V/div（* 10若用衰減探頭）非正弦波周期：水平方向相鄰波形前（后）沿占的格數(shù)E*X軸靈敏度開關(guān)F t/div（* 10若用*10展寬）8示波器使用注意事項(xiàng) 若定量讀數(shù)時(shí)，則需將掃描微調(diào)（VARABLE）、幅度微調(diào)旋至校準(zhǔn)處，一般順時(shí)方向旋至底并關(guān)上。 不能長(zhǎng)時(shí)間將光點(diǎn)焦點(diǎn)集中在一個(gè)位置上或使掃描線過(guò)亮。（二）晶體管毫伏表的工作原理分壓器- 射極跟隨器-分壓器- 阻容耦合放大器-二極管整流伏特計(jì)分壓器()：0.3

8、V以上的電壓則先衰減成小信號(hào)進(jìn)入源極跟隨器，射極跟隨器的輸入阻抗高，以減小對(duì)被測(cè)回路的影響；分壓器()： 0.3V以下采用低阻抗分壓。若采用高阻抗衰減器測(cè)信號(hào)直接分壓，則由于分壓開關(guān)分布電容的影響，使頻率響應(yīng)不容易做好。晶體管毫伏表優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，測(cè)量的準(zhǔn)確度高。使用注意事項(xiàng)：測(cè)量前：通電前，機(jī)械調(diào)零；通電后，電調(diào)零。測(cè)量過(guò)程中：先將接地端（黑夾子）接地，后接非接地端（紅夾子）。事先不知被測(cè)信號(hào)的大小時(shí)，先將靈敏度開關(guān)置最大檔，采用快速接入的方法，觀察指針擺動(dòng)的位置，然后調(diào)整靈敏度開關(guān)的檔位，一般情況指針在表頭的2/3區(qū)域以上讀數(shù)較為準(zhǔn)確。測(cè)量完畢：先拆去非接地端，后取下接地端。靈敏度開關(guān)置最

9、大檔。三、實(shí)驗(yàn)器材儀器名稱型號(hào)數(shù)量示波器1信號(hào)發(fā)生器1直流穩(wěn)壓電源1晶體管毫伏表1萬(wàn)用表1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1示波器單一頻道的基本操作方法以CH1為例，介紹單一頻道的基本操作方法。通電之前，請(qǐng)按照表1.1的順序設(shè)定各旋鈕及按鍵。 表1.1項(xiàng) 目設(shè) 定項(xiàng) 目設(shè) 定POWEROFF狀態(tài)VOLTS/DIV0.5V/DIVINTER中央位置AC-GND-DCGNDFOCUS中央位置LEVEL鎖定（逆時(shí)針旋到底ILLUM逆時(shí)針旋到底SWEEP MODEAUTOVARIABLE順時(shí)針轉(zhuǎn)到底CAL位置SLOPE+VERT MODECH1COUPLINGACPOSITION中央位置SOURCEINT 用示波器觀察并

10、測(cè)量矩形波信號(hào)。用示波器觀察機(jī)內(nèi)的校準(zhǔn)信號(hào)幅度為0.5V、頻率為1KHZ。將測(cè)量的數(shù)據(jù)填入下列表格。矩形波信號(hào)幅度 表1.2 矩形波信號(hào)頻率 表1.3X軸1ms/div0.5ms/div0.2ms/div格數(shù)計(jì)算值T信號(hào)源實(shí)際頻率Y軸5V/div2v/div1v/div 格數(shù) 計(jì)算值VP-P3用雙蹤示波器觀察并測(cè)量正弦波信號(hào)。調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，用晶體管毫伏表或數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量使其輸出幅度有效值為1V（0.5V）、頻率為1KH，將測(cè)量的數(shù)據(jù)填入下列表格。正弦波信號(hào)幅度 表1.4 正弦波信號(hào)頻率 表1.5Y軸1V/div0.5v/div格數(shù) 計(jì)算值毫伏表讀數(shù)X軸1ms/div0.5ms/div0.2m

11、s/div格數(shù)計(jì)算值T信號(hào)源實(shí)際頻率4用雙蹤示波器觀察函數(shù)信號(hào)發(fā)生器機(jī)內(nèi)的各種信號(hào)5觀察交替、斷續(xù)掃描方式過(guò)程(注：為了觀察兩種掃描方式，把“GND”基線看作輸入信號(hào)。)表1.6VERT MODESWEEP MODETIME/DIVAC-GND-DC現(xiàn)象交替ALTAUTO50msGND斷續(xù)CHOPAUTO5usGND6用示波器觀察并測(cè)量直流電壓如+5V。 找出掃描基線表1.7開關(guān)SWEEP MODETIME / DIVCH1INT TRIGAC-GND-DCVOLTS/DIV所處位置AUTO1ms按下CH1GND5調(diào)“POSITION”使掃描線與某一水平刻度線重合、AC-GND-DC置“DC”、觀察現(xiàn)象、計(jì)算