電子測量儀器教案

一、復習1、電子測量的特點

二、新授

1、絕對誤差

〔1〕定義：被測量的測量值X與其真值Ao之差，稱為絕對誤差。用Δx表示ΔX=X－Ao

用C表示C＝－ΔX＝A－X

A＝X+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

γAo＝ΔX/Ao×100%

〔1〕實際相對誤差〔用實際值代替真值〕

γA＝ΔX/A×100%〔2〕示值相對誤差〔用示值代替實際值〕

γx＝ΔX/X×100%

〔3〕引用誤差γm=ΔX/Am×100%

〔4〕最大引用誤差γmm＝ΔXm/Am×100%

〔5〕儀表的準確度±K%＝ΔXmax/Am×100%〔6〕測量結果的準確度〔相對誤差〕γ＝±K%×Am/X

準確度等級有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：ΔU1＝U1X－U1＝103V－100V＝3VΔU2＝U2X－U1＝12V－10V＝2V〔｜ΔU1｜>｜ΔU2｜說明U1的測量結果偏離實際值的程度大〕γU1＝ΔU1/U1×100%＝3%γU2＝ΔU2/U2×100%＝20%〔｜γU1｜<｜γU2｜說明U2的測量結果準確度低于U1〕例2：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〕

四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題1－75、6課時一、復習1、什么是絕對誤差、相對誤差2、什么是引用誤差、儀表的準確度二、新授

1、測量誤差的來源

〔1〕儀器誤差

〔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?！?〕隨機誤差〔偶然誤差〕在相同條件下屢次測量同一值時，每次測量結果出現(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所對應的誤差。測量結果的表示及有效數(shù)字有效數(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那么ΔA<±1/2×0.01A＝0.005A

變換單位后，有效數(shù)字的倍數(shù)不應改變

如1000mA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?！?〞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很重要。如0.03表示一位有效數(shù)字，該數(shù)可能在0.025－0.035之間。而0.030表示兩位有效數(shù)字，該數(shù)可能在0.0295－0.0305之間。4、數(shù)字的舍入規(guī)那么小于5舍、大于5入、等于5看奇偶〔求偶數(shù)法那么〕。例1：對以下數(shù)據(jù)進行舍入處理，要求小數(shù)點后保存兩位。16.3720――16.3732.4550――32.464.5452――4.553.8546――3.851.995――2.001.985――1.985、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〕變動量四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題8－10電子電壓表教學要求：能畫出放大－檢波式和檢波－放大式模擬電子電壓表的組成框圖，理解各組成局部的作用，了解該兩類電子電壓表的特點及適用范圍；了解逐次逼近比擬式、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局部的作用；能正確選用和使用電子電壓表進行電壓測量。教學難點：數(shù)字式電壓表的工作原理教學時間：18教學過程：1、2課時導入新課電工儀表不能滿足電子電路測量的需要〔內阻小對電路影響大〕，需要用高內阻的電子電壓表才能進行測量。新授電子測量對儀器的要求應有足夠寬的頻率測量范圍寬應有足夠寬的電壓測量范圍應有足夠高測量準確度應有足夠高的輸入阻抗e.應有高的抗干擾能力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5－10MHz，也稱視頻電壓表。D、適用范圍：測量電壓較小〔mV級〕、頻率低〔1MHz以下視頻10MHz四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題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、復習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V＝K×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〔20Hz－1GHz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、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?！捕?、數(shù)字式電壓表數(shù)字式電壓表由模擬電路和數(shù)字電路兩局部組成，其框圖為：P.14.頁圖2－41、比擬型數(shù)字電壓表〔直接轉換〕特點：精度高、速度快、抗干擾能力差2、積分式數(shù)字電壓表〔間接轉換〕特點：抗干擾能力強、本錢低、速度慢3、復合式數(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果，除具有測量準確度高、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備組成自動測試儀器和系統(tǒng)。四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題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、復習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〔或一段時間內〕電壓到達的最大值VP。正、負峰值不等時分別用VP+或VP-表示。注意點：峰值與振幅是有區(qū)別的振幅：在一個周期內偏轉直流分量V0的最大值稱為振幅。當V0＝0時，峰值＝振幅例如：2、平均值數(shù)學定義：〔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)學定義：〔略〕物理意義：交流電壓在一個周期內施加于一純電阻負載上所產(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)KFKF＝V/V－有效值與平均值之比5、波峰因數(shù)KP＝VP/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四、小結在分析時―――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、復習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〔或偏轉角α〕正比例于輸入電壓的平均值，與波形無關。即α＝KV〔2〕輸入電阻Zi＝Ri//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，那么其示值與實際響應值之間存在一個系數(shù)，此即為定度系數(shù)，記為Kα＝U~＝KV正弦波K＝1.11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0.9α等于被測電壓的平均值。假設被測電壓的波形因數(shù)，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，假設電壓表示值均為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)值當作它的有效值，將會產(chǎn)生測量誤差，該測量誤差稱為波形誤差。如：三角波γ＝－3.5%方波γ＝10%4、特點電路較簡單、靈敏度高、波形失真小、測量范圍大四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題4、5、6教后感：9、10課時一、復習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、峰值檢波器電路結構：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α＝U~＝KVP＝0.707VP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，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下圖電壓，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)當作它的有效值，也會產(chǎn)生波形誤差波形誤差的絕對誤差ΔU＝α－波形誤差的相對誤差γ＝ΔU/α×100%因此有三角波的波形誤差為γΔ＝18.4%方波的波形誤差為γ?＝-41%結論：用峰值電壓表測量非正弦波時產(chǎn)生的測量誤差比均值表大得多。四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題6、7、8教后感：11、12課時一、復習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)字電壓表分為直流數(shù)字電壓表交流數(shù)字電流表數(shù)字萬用表其中直流數(shù)字電壓表是根底〔2〕特點：精確度高、測量速度快、輸入阻抗大、讀數(shù)準確、抗干擾能力和抗過載能力強，便于測量過程的自動化。2、DVM的主要技術指標〔1〕測量范圍量程：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根本量程，根本量程通常為1V或10V也有的為2V或5V。

A、能顯示0－9十個數(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。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：假設最大顯示為5999、量程以5V、50V分檔，

那么超量程能力為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，假設最小量程為1V那么DVM的分辨力是0.001V?！?〕測量誤差

用固有誤差來衡量ΔU＝±〔α%Ux+β%Um〕末位n個單位等于β%Um〔4〕輸入電阻和輸入偏置電流〔5〕抗干擾能力〔6〕測量速率四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題1、2、3教后感：13、14課時一、復習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轉換原理〔一〕逐次比擬式數(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〕比擬器：用于鑒別被測電壓與步進標準電壓的差值的電壓比擬器〔2〕數(shù)碼開關：將輸入的數(shù)字量轉換為模擬電壓輸出，它是A/D轉換器的反應量〔3〕基準源：作為基準電壓的機內參考電壓源〔4〕數(shù)碼存放器〔SAR〕：在時鐘脈沖的作用下，逐次提供代表不同標準電壓的二進制數(shù)碼〔5〕控制局部：節(jié)拍脈沖，控制數(shù)碼存放器工作。工作過程

設基準電壓Er＝16V，被測電壓為Ux＝5.5V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：基準碼的取法可以按2n遞減也可以按二－十進制〔8、4、2、1碼〕

工作原理被測電壓與的不斷遞減的基準碼電壓進行逐次比擬直至與最小的基準碼電壓比擬結束實現(xiàn)A/D轉換最終獲得被測電壓值4、特點電路復雜、精度高、分辨力高、速度快抗干擾能力差四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題7、8、9教后感：15、16課時一、復習1、比擬式數(shù)字式電壓表的組成框圖2、比擬式數(shù)字式電壓表的特點二、新授〔二〕雙積分式A/D轉換器原理方框圖

工作原理

首先對被測電壓UX在固定時間T1b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。

工作過程分為準備階段、取樣階段、比擬階段

〔1〕準備階段

控制器使電子開關S4接地，S1－S3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

U01＝－1/RC×UXT

〔3〕比擬階段

C2＝U01－1/RC?UBdx從Um開始線性下降，經(jīng)過T2的時間降為零，同時計數(shù)器輸出一個脈沖關閉閘門計數(shù)器停止計數(shù)。

即UC2＝0

1/RCUXT1－T2/RCUB＝0

UX＝T2/T1UB＝N2/N1UB特點：準確度高、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、自動轉換量程四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題7、8、9教后感：17、18課時一、復習1、比擬式數(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)字多用表組成框圖

測量線路

〔1〕電壓測量線路

電路如下圖

〔P.31.頁圖2.20a〕

測量2V時：

VIN+＝1M?/10M?×2V＝0.2V＝200mV測量20V時：

VIN+＝100K?/10M?×2V

＝0.2V＝200mV

――――――――〔2〕電流的測量線路

電路如下圖〔P.31.頁圖2.20b〕

測量20mA時VIN+＝0.02A×〔0.01+0.99+9〕?＝0.2V＝200mV

測量200mA時VIN+＝0.2A×〔0.01+0.99〕?＝0.2V＝200mV

測量20A時VIN+＝20A×0.01?＝0.2V＝200mV〔3〕電阻的測量線路

電路如下圖〔P.31.頁圖2.20C〕

分析〔略〕――――――――――――――――――――――――3、電壓表的選擇和使用

〔1〕電壓表選擇的一般原那么〔略〕

〔2〕電壓表的正確使用

a、正確放置電壓表

b、測量前進行機械調零和電氣調零

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四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題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：教學難點：振蕩電路的原理分析教學時間：8教學過程：1、2課時二、新授：

10頻率特性

〔1〕有效頻率范圍

〔2〕頻率準確度：輸出頻率的實際值與示值之間的相對誤差γ＝(fo-fx)/fx×100%

〔3〕頻率穩(wěn)定度：在一定時間內維持其輸出頻率不變的能力β＝Δ?/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調制特性

10組成框圖

20組成框圖的作用

〔1

〔2〕電壓放大器：兼有緩沖和電壓放大作用

〔3〕輸出衰減器：調節(jié)輸出電壓或功率大小，常用步進調節(jié)和連續(xù)調節(jié)。一般用分貝數(shù)表示輸出衰減，分貝數(shù)與放大倍數(shù)間的關系為表3.2〔P40頁〕

〔6〕阻抗變換器：用于戒備森嚴匹配不同阻抗的負載，以便獲得最大功率輸出。四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。教后感：3、4課時二、新授XD2面板結構頻率調節(jié)：“頻率范圍〞頻段開關；“×1〞、“×0.1〞、“×0.01〞三個“頻率調節(jié)〞旋鈕。頻率調節(jié)1Hz－1MHz，按十進制分成六個頻段實行步進調節(jié)頻率范圍：1Hz－1MHz波段=1\*ROMANI：1Hz－10Hz；波段=2\*ROMANII：10Hz－100Hz；波段=3\*ROMANIII：100Hz－1KHz波段=4\*ROMANIV：1KHz－10KHz；波段=5\*ROMANV：10KHz－100KHz；波段=6\*ROMANVI：100KHz－1MHz：各頻段所標數(shù)值用fmin表示，是該波段輸出的最低頻率細調：由三個“頻率調節(jié)〞旋鈕“×1〞、“×0.1〞、“×0.01〞實現(xiàn)。假設三個頻率調節(jié)開關“×1〞、“×0.1〞、“×0.01〞的讀數(shù)分別是a、b、cfx=fmin(a×1+b×0.1+c×0.01)例1：假設輸出“頻率范圍〞頻段開關置于100Hz檔，“頻率調節(jié)〞“×1〞、“×0.1〞、“×0.01〞分別置于4、5、02、電壓調節(jié)輸出電壓Vo=U/Av例2：輸出衰減至50dB,3V，那么實際輸出電壓為多少？KHz，電壓的大小為4mv3、其它控制件作用電源開關：開關置ON接通電源，置OFF電源關斷。阻尼開關：防止指針運動速度過快，被打彎。保險絲：防止過流、過壓損壞儀器?！踩呈褂每记绊氈?、儀器外殼要接地?！病?、通電前將電壓“輸出細調〞旋鈕置于最小位置?！卜乐雇娝查g打彎指針〕3、，預熱3－5分鐘?！搏@得比擬穩(wěn)定的輸出〕三、小結：“頻率調節(jié)〞四、穩(wěn)固：五、作業(yè)：習題3、4、5教后感：

5、6課時

組成框圖

各框圖的作用〔2〕調制級：

a

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〔3〕內調制振蕩器

Z或1000HZ

(4)監(jiān)測級

ΔA/A0＝A-B/A+B

操作時調“載波幅度調節(jié)〞使其為1V

調“調幅度調節(jié)〞使其為30%

S1細調衰減器〔輸出－微調〕

輸出電壓0－1V連續(xù)可調，標度尺刻度十等分，那么數(shù)字1、2、3、―――分別對應于0.1V、0.2V、0.3V、―――

“0－1V〞插孔輸出

V01＝〔“輸出－微調〞讀數(shù)〕/10S2步級衰減器〔輸出－倍乘〕

將“0－1V〞5倍〔定為×1〕、衰減104倍〔定為×10〕、衰減103倍〔定為×100〕、―――共分為五個檔位。

輸出電壓V02＝“輸出－微調〞讀數(shù)ד輸出－倍乘〞μV

S3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那么有V0＝KV01或V0＝KV02四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。教后感：7、8課時二、新授：

〔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)定相位相比擬，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：輸出頻率的準確度、穩(wěn)定度高。

〔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具有一定頻率間隔的一系列離散頻率?！?〕幾種鎖相環(huán)電路分析〔略〕

1、特點：能夠輸出正弦波、方波、三角波、鋸齒波等多種波形

〔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、正弦波四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題7、8、9教后感：第四章電子示波器教學難點：波形顯示原理教學時間：16教學過程：1、2課時一、導入新課示波器的應用二、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〕示波測試的根本原理

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加負偏壓可控制電子流強弱輝度調節(jié)

分析控制原理〔略〕〔簡述亮度調節(jié)原理〕第一陽極A1：相對K加正偏壓〔聚焦調節(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4－1

后加速極：進一步加速，增加輝度(2)偏轉系統(tǒng)作用---控制電子束偏轉組成---兩對相互垂直的偏轉板(位于A2與熒屏間)X和Y偏轉板電子束在XY偏轉板間電場中受電場力作用而偏離中心向合力方向偏轉

偏轉靈敏度：S＝Y/V單位：cm/vdid/v單位電壓光點移動的距離。

偏轉因數(shù)：D＝1/S單位：v/cmv/div偏轉1厘米或1格所需加在偏轉板上電壓值〔峰－峰值〕(3)熒光屏作用---在電子束撞擊下發(fā)光實現(xiàn)電-光轉換組成---玻管內壁涂熒光粉在高速電子撞擊下發(fā)光四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題1、示波器的作用2、示波器的分類3、示波的結構4、電子槍的組成及各電極的作用5、什么是偏轉靈敏度、偏轉因數(shù)。教后感：3、4課時一、復習1、示波器的組成2、示波管的結構二、新授：2波形顯示原理(1)掃描a、Y--加直流電壓顯示--上方(或下方)一亮點b、Y--加周期性變化電壓(例正弦波)，X--，顯示--一垂直亮線c、Y--X--加鋸齒波電壓顯示--一水平亮線掃描X軸偏轉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電壓變化相等，因此相等時間內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當TX=TY當TX=2TY波形描繪法(描點作圖法)舉例說明a、找出XY()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TX<TY圖象好象向右跑；TX>TY圖象好象向左跑。同步掃描電壓(X軸的鋸齒波電壓)(Y軸輸入電壓)四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題1、2、3教后感：5、6課時一、復習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20MHZ二、單蹤示波器的組成及原理1、根本組成參P56圖4.8Y軸(偏轉)系統(tǒng)、X軸(偏轉)系統(tǒng)、主機系統(tǒng)三大局部2、Y軸(垂直)(1)作用---(放大衰減等)加至示波管Y軸偏轉板，控制電子束垂直方向的偏轉(2)要求---高輸入阻抗、高靈敏度、寬頻帶。(3)組成及原理(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：

a、直接輸入顯示直流和交流成分b、GND--(零電平基線)c、AC---經(jīng)隔直電容輸入顯示交流成分采用阻容補償式分壓器多擋開關切換

注意點：標注刻度不是衰減倍數(shù)，而是偏轉因數(shù)。2、前置放大電路實現(xiàn)單端輸入轉換為雙端輸出以滿足Y軸偏轉要求，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。(特別是其前沿局部)Y軸偏轉板(X軸偏轉板)Y軸偏轉板驅動電壓要求，采用射極跟隨器和差動放大器6雙蹤顯示原理：〔1〕組成框圖〔2〕交替〔3〕斷續(xù)四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題4、5、6教后感：7、8課時一、復習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系的電壓(鋸齒波電壓)作為掃描電壓，加至X軸偏轉板控制電子束水平方向的偏移形成時基線。(2)要求---一定的放大作用(3)組成及原理參見圖4.17a內(INT)---Y；外(EXT)---電網(wǎng)(LINE)---(工頻)b觸發(fā)方式選擇自動(AUTO)---(NORM)---25HZc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)“+〞；“－〞e觸發(fā)電平(LEVEL)調節(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。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：對應光點從左右移動的時間；掃描逆程時間：對應光點從右左返回的時間；等待時間：對應光點停留在左端起始位置停留的時間；T---b掃描時間因數(shù)調節(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---直流低壓高壓電源提供示波管各電極的正負直流高壓、頻率固定的電壓四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題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、復習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有兩個電子槍，兩套偏轉系統(tǒng)，兩束電子束作用于同一熒屏示波器，內有兩個垂直偏轉通道共用一個水平(掃描)2、采用電子開關的雙蹤示波器電子開關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如此重復交替。(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(3)Y1或Y2方式S1常閉合S2常斷開顯示Y1S1常斷開S2常閉合顯示Y2(4)疊加方式ADDS1、S2常閉合Y1、Y23、選用示波器的一般原那么(1)------選擇示波器類型------簡易示波器------通用示波器------取樣示波器------存儲或記憶示波器(2)------選擇通用示波器的通頻帶fBa、fB>3fxm；fB有限會產(chǎn)生tr且fBtr＝0.35要求tr<1/3tm。四、小結在分析時―――首先―――然后―――最后―――。五、作業(yè)：習題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、復習1、雙蹤示波器與單