儀器儀表1張崔

1、常用電子儀器張君毅 崔巖松 1概述信號源的原理及使用毫伏表的原理及使用示波器的原理及使用常用實驗儀器使用練習2信號源的原理及使用幾種基本信號介紹低頻信號源的工作原理低頻信號源的使用方法低頻信號源使用的注意事項3幾種基本信號正弦波方波三角波4信號發(fā)生器信號發(fā)生器的分類按輸出波形分 正弦信號發(fā)生器 脈沖信號發(fā)生器 函數(shù)信號發(fā)生器 噪聲信號發(fā)生器按輸出頻率范圍分 超低頻信號發(fā)生器 低頻信號發(fā)生器 視頻信號發(fā)生 高頻信號發(fā)生器 甚高頻信號發(fā)生器 超高頻信號發(fā)生器信號發(fā)生器又稱信號源，是為電子測量提供符合一定技術(shù)要求的電信號的儀器。5正弦信號發(fā)生器 正弦信號發(fā)生器是信號源中最常見的一種，它能輸出一個幅度

2、可調(diào)、頻率可調(diào)的正弦信號。 按信號產(chǎn)生的方式不同，正弦信號發(fā)生器有以下幾種類型： LC振蕩式信號源（高頻） RC振蕩式信號源（低頻） 差頻式振蕩信號源 石英晶體振蕩器6低頻正弦信號發(fā)生器工作原理7低頻信號源的使用方法89低頻信號源使用的注意事項輸出探頭的公共端(黑夾子)接地；信號端(紅夾子)接入電路；在測試使用時，不能將信號源的信號輸出端直接接到直流電壓的測試點上(但可以通過隔直電容接到測試點上)，以防直流電流由輸出端“倒灌”而損壞儀器；由于信號源的輸出電阻不為零(不是恒壓輸出)，當被測電路的電阻發(fā)生變化時，信號源的輸出幅度也會發(fā)生變化，而這種變化有時靠儀器本身的監(jiān)測方法是反映不出來的。所以，

3、使用信號源時，要外接電壓表監(jiān)視信號源的輸出電壓，使其輸出電壓值達到測試要求。 10毫伏表的原理及使用幾種基本信號的有效值計算 毫伏表的工作原理毫伏表的使用方法毫伏表使用的注意事項11各種信號的有效值12毫伏表的原理毫伏表是用來測量交流電壓大小的電子電壓表，它可以直接顯示出被測正弦交流電壓的有效值。大部分毫伏表具有電平測量的功能。13毫伏表的使用方法輸入探頭的公共端(黑夾子)接地；信號端(紅夾子)接被測電路；測量量程從大向小進行切換，指針示數(shù)大于1/3為佳。14毫伏表使用的注意事項測量前應(yīng)短路調(diào)零；調(diào)整信號時，應(yīng)先將量程旋鈕旋到較大量程，改變信號后，再逐漸減小；交流毫伏表靈敏度較高，打開電源后，

4、在較低量程時由于干擾信號(感應(yīng)信號)的作用，指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為自起現(xiàn)象。所以在不測試信號時應(yīng)將量程旋鈕旋到較高量程檔，以防打彎指針。15示波器的原理及使用示波器的工作原理 水平系統(tǒng)的組成 垂直系統(tǒng)的組成 多波形顯示 示波器探頭示波器的正確使用16示波器示波器是以短暫掃跡的形式顯示一個 被測量的瞬時值的測量、觀察和記錄的電子儀器。通用示波器；數(shù)字存儲示波器；171819示波器的原理垂直系統(tǒng)示波管水平系統(tǒng)電源Z軸電路20示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏電子槍21INTENSITYFOCUS陰極柵極陽極燈絲22偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) Sy=1hy=Uy/y垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度，單位為Vdiv

5、 Sx=1hx=Ux/x水平偏轉(zhuǎn)靈敏度，單位為sdivVOLTS/DIVSWEEP TIME/DIV23熒光屏余輝時間：從電子束移去到光點亮度下降為原始值的10%之間的時間。短余輝：中余輝：長余輝：極長余輝：注意：不能讓電子束長時間停留在熒光屏的某一點上。24示波器的水平系統(tǒng)產(chǎn)生掃描電壓；保持掃描電壓與Y通道輸入信號間的同步關(guān)系，確保顯示波形的穩(wěn)定；調(diào)整掃描電壓或外接信號的大?。划a(chǎn)生增輝和消隱信號，去控制示波器Z軸電路。25水平系統(tǒng)的組成26觸發(fā)同步電路觸發(fā)輸入放大器觸發(fā)整形電路被測信號 或外接信號觸發(fā)源信號觸發(fā)源信號被放大后前沿陡峭的觸發(fā)脈沖掃描電路為了產(chǎn)生有效的觸發(fā)脈沖去啟動掃描發(fā)生器，在

6、觸發(fā)電路中設(shè)有觸發(fā)源選擇(source)、觸發(fā)源耦合方式(coupling)、觸發(fā)極性(slope)和觸發(fā)電平(level)等選擇開關(guān)。27觸發(fā)選擇觸發(fā)源選擇（SOURCE） 其目的是使被顯示的信號和掃描信號相關(guān)，確保熒光屏上顯示被測信號的波形穩(wěn)定。觸發(fā)源耦合方式選擇（COUPLING） 觸發(fā)源信號選擇好后，觸發(fā)源信號可通過DC（直流），AC（交流）等耦合方式送到耦合輸入放大器。觸發(fā)極性選擇（SLOPE）和觸發(fā)電平（LEVEL）觸發(fā)極性：指觸發(fā)點位于觸發(fā)源信號的上升沿或下降沿，前者為正極性，后者為負極性。觸發(fā)電平：指觸發(fā)信號的幅度。觸發(fā)極性和觸發(fā)電平?jīng)Q定了觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時刻，并決定了掃描的起始

7、點。Source:INTLINEEXTcouplingACDC28觸發(fā)掃描的工作波形關(guān)系脈沖2和4被抑制掉觸發(fā)掃描確保Tx=nTy29掃描模式掃描觸發(fā)(MODE)方式選擇：常態(tài)觸發(fā)方式（NORM）只有在有觸發(fā)源信號，并且產(chǎn)生有效的觸發(fā)脈沖時，掃描電路才能被觸發(fā)而產(chǎn)生掃描鋸齒波電壓，熒光屏上才有掃描線。自動觸發(fā)方式（AUTO）在一段時間沒有觸發(fā)脈沖時，掃描系統(tǒng)按連續(xù)掃描方式工作，此時掃描電路處于自激狀態(tài)，有連續(xù)掃描鋸齒波電壓輸出，熒光屏上仍能顯示掃描線。當有觸發(fā)脈沖信號時掃描電路能自動返回到觸發(fā)掃描工作方式。30掃描電路閘門電路掃描發(fā)生器釋抑電路等前沿陡峭的觸發(fā)脈沖鋸齒波信號31水平放大器水平放

8、大器的基本作用：選擇X軸信號，并將其放大到足以使光點在水平方向達到滿偏的程度。當X軸信號為內(nèi)部掃描鋸齒波電壓時，熒光屏顯示時間函數(shù)，稱為“X-T”工作方式。當X軸信號為外輸入信號時，熒光屏上顯示“X-Y”工作方式。掃描擴展是利用改變水平放大器的放大量來實現(xiàn)的。調(diào)節(jié)水平放大器輸出端的直流電平，可以使POSITIONTIME/DIV32示波器的垂直系統(tǒng)輸入耦合開關(guān)垂直靈敏度Sy垂直系統(tǒng)：將被測信號衰減放大和延遲。33輸入耦合選擇器輸入耦合選擇器被測信號34衰減器衰減器是用來衰減輸入信號，以保證在熒光屏上的信號不致因過大而失真。 衰減器實際上由一系列RC分壓器組成，改變分壓比即可改變示波器的偏轉(zhuǎn)靈敏

9、度。用V/cm標記。 當滿足 R1C1=R2C2，則衰減器的衰減量：35延遲線延遲線的作用：是使垂直通道的信號延遲一定時間，以便在熒光屏上能觀察到脈沖信號的前沿。36垂直放大器放大微弱被觀測信號。放大器必須有有穩(wěn)定的增益，較高的輸入阻抗，足夠?qū)挼念l帶和對稱輸出級。垂直放大器的輸出級常采用差分電路，調(diào)整負反饋可改變放大器的增益從而調(diào)節(jié)顯示波形在處垂直方向上的大小。調(diào)節(jié)兩個輸出端直流電位會改變波形在熒光屏上垂直方向的位置，VOLTS/DIVPOSITOIN37多蹤示波交替顯示（ALT）斷續(xù)（斬波）顯示（CHOP）38交替顯示（ALT）電子開關(guān)以掃描頻率輪流接通A門和B門，在熒光屏上輪流顯示出兩個信

10、號的波形。39斷續(xù)（斬波）顯示（CHOP）電子開關(guān)將一個掃描正程分成許多小的時間間隔，依次間隔地使A門和B門輪流接通，從而在熒光屏上得到由若干個取樣光點所構(gòu)成的“斷續(xù)”波形。40示波器的探頭41示波器的正確使用（1）1、開機后令示波器處于正常等待測試狀態(tài)。 （a）將輝度旋鈕、水平和垂直位移旋鈕置于中間位置。 （b）掃描方式開關(guān)置于自動（AUTO），觸發(fā)源開關(guān)置于內(nèi)觸發(fā)（INT）。 此時熒光屏應(yīng)顯示出一條或兩條掃描基線。2、輸入耦合方式的操作 根據(jù)被測信號有無直流分量，確定輸入耦合開關(guān)（AC-GND-DC）位置。AC：測量交流分量，DC：可測交直流分量。GND是垂直放大系統(tǒng)與輸入端斷開并接地，此

11、時所得基線可作為零電位參考。3、確定垂直選擇方式 以被測信號是一路或兩路，來決定垂直方式選擇開關(guān)位置（CH1-CH2-ALT-CHOP）。42示波器的正確使用（2）4、確定合適的掃描速度（TIME/DIV） 掃描速度是根據(jù)被測信號的近似周期和便于觀測的周期數(shù)（23）確定的。5、確定合適的垂直靈敏度（V/cm) 根據(jù)被測信號的近似幅度，選擇合適的垂直靈敏度。如：被測信號有效值為50mv，熒光屏顯示的Vpp為1.41450 2=141.4mv,如果認為便于觀測的幅度占據(jù)熒光屏的一半，即5格，則141.1/5=28mv/格，即垂直靈敏度開關(guān)應(yīng)置20mv/格或50mv/格。經(jīng)上述步驟調(diào)整，再調(diào)節(jié)觸發(fā)電平微調(diào)旋鈕，即可得到穩(wěn)定的波形。43斷續(xù)與交替顯示的注意