項(xiàng)目一　電子測(cè)量?jī)x器實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)一　指針式萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)及使用

實(shí)訓(xùn)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)了解萬(wàn)用表測(cè)量的基本原理。

(2)熟悉指針式萬(wàn)用表的基本結(jié)構(gòu)。

2.技能目標(biāo)

(1)掌握指針式萬(wàn)用表的使用方法。

(2)學(xué)會(huì)用萬(wàn)用表測(cè)量各種物理量。

實(shí)訓(xùn)原理

萬(wàn)用表又稱多用表，是用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓和交流電流、交流電壓、電阻等參數(shù)的儀表，有的萬(wàn)用表還可以用來(lái)測(cè)量電容、電感以及晶體二極管、三極管的某些參數(shù)。常用的有指針式萬(wàn)用表和數(shù)字萬(wàn)用表。

指針式萬(wàn)用表的基本工作原理是利用一只靈敏的磁電式直流電流表(微安表)做表頭。當(dāng)微小電流通過(guò)表頭時(shí)，就會(huì)有電流指示。但表頭不能通過(guò)大電流，所以，必須在表頭上并聯(lián)或串聯(lián)電阻進(jìn)行分流或降壓，從而測(cè)出電路中的電流、電壓和電阻。圖1-1-1所示分別為測(cè)直流電流、直流電壓、交流電壓及電阻的原理示意圖。

　　　　

圖1-1-1　指針式萬(wàn)用表測(cè)量原理示意圖

基本使用方法：

(1)測(cè)試前，首先把萬(wàn)用表置于水平狀態(tài)，看其指針是否處于零點(diǎn)(指電流、電壓刻度的零點(diǎn))，若不在，則應(yīng)調(diào)節(jié)表頭下方的“機(jī)械調(diào)零旋鈕”，使指針指向零點(diǎn)。

(2)根據(jù)被測(cè)項(xiàng)，正確選擇萬(wàn)用表上的測(cè)量項(xiàng)目及量程開(kāi)關(guān)。

如已知被測(cè)量的數(shù)量級(jí)，則選擇與其相對(duì)應(yīng)的數(shù)量級(jí)量程。如不知被測(cè)量的數(shù)量級(jí)，則應(yīng)從選擇最大量程開(kāi)始測(cè)量，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)角太小而無(wú)法精確讀數(shù)時(shí)，再把量程減小。一般以指針偏轉(zhuǎn)角不小于最大刻度的30%為合理量程。

實(shí)訓(xùn)器材

MF-47型萬(wàn)用表；電阻、電容、電感、二極管、三極管若干。

實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

1.認(rèn)識(shí)萬(wàn)用表

指針式萬(wàn)用表(又稱為機(jī)械式萬(wàn)用表)是一種用途廣泛的常用測(cè)量?jī)x表，主要由表盤、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、表筆和測(cè)量電路(內(nèi)部)四個(gè)部分組成，其型號(hào)很多，但使用方法基本相同，下面以MF-47型萬(wàn)用表為例作介紹。

(1)基本結(jié)構(gòu)

MF-47型萬(wàn)用表的外觀如圖1-1-2、圖1-1-3所示，其面板結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1-1-1。

圖1-1-2　MF-47型萬(wàn)用表實(shí)物圖

圖1-1-3　 MF-47型萬(wàn)用表外觀示意圖

表1-1-1　MF-47型萬(wàn)用表面板結(jié)構(gòu)

MF-47型指針式萬(wàn)用表為多功能磁電系整流式儀表，共有25個(gè)基本量程和4個(gè)附加量程。

萬(wàn)用表面板主要分成兩個(gè)區(qū)域，即標(biāo)度區(qū)、換擋開(kāi)關(guān)區(qū)。換擋區(qū)分成電流擋、直流電壓擋、交流電壓擋以及電阻擋(又稱歐姆擋)。各擋又分成若干量程擋，標(biāo)度區(qū)對(duì)應(yīng)不同測(cè)量擋有不同的標(biāo)度尺。如圖1-1-4所示，表盤上共有6條標(biāo)度尺。

圖1-1-4　表盤標(biāo)度尺

第一條標(biāo)度尺：電阻標(biāo)度尺(讀數(shù)時(shí)從右向左讀)，用“Ω”表示。

第二條標(biāo)度尺：交流電壓、直流電壓、電流共用標(biāo)度尺(讀數(shù)時(shí)從左向右讀)，用“”表示。

第三條標(biāo)度尺：晶體管共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)標(biāo)度尺，用“hFE”表示。

第四條標(biāo)度尺：電容容量標(biāo)度尺，用“C(μF)50 Hz”表示。

第五條標(biāo)度尺：電感量標(biāo)度尺，用“L(H)50 Hz”表示。

第六條標(biāo)度尺：音頻電平標(biāo)度尺，用“dB”表示。

讀數(shù)時(shí)，應(yīng)盡量使視線與表面垂直(鏡面的作用)，以減小由于視線偏差引起的使用誤差。

(2)使用注意事項(xiàng)

①進(jìn)行測(cè)量前，先檢查紅、黑表筆連接的位置是否正確。紅色表筆接到紅色接線柱或標(biāo)有“+”號(hào)的插孔內(nèi)，黑色表筆接到黑色接線柱或標(biāo)有“-”號(hào)的插孔內(nèi)，不能接反，否則在測(cè)量直流電量時(shí)會(huì)因正負(fù)極的反接而使指針?lè)崔D(zhuǎn)，損壞表頭部件。

②在表筆連接被測(cè)電路之前，一定要查看所選擋位與測(cè)量對(duì)象是否相符，否則，誤用擋位和量程，不僅得不到測(cè)量結(jié)果，而且還會(huì)損壞萬(wàn)用表。

在此提醒初學(xué)者，萬(wàn)用表?yè)p壞往往就是上述兩種原因造成的。

③測(cè)量時(shí)，須用右手握住兩支表筆，手指不要觸及表筆的金屬部分和被測(cè)元器件。

④測(cè)量中若需轉(zhuǎn)換量程，必須在表筆離開(kāi)電路后才能進(jìn)行，否則選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電弧易燒壞選擇開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)，造成萬(wàn)用表接觸不良的事故。

⑤在實(shí)際測(cè)量中，經(jīng)常要測(cè)量多種電量，每一次測(cè)量前要注意根據(jù)每次測(cè)量任務(wù)把選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的擋位和量程，這是初學(xué)者最容易忽略的環(huán)節(jié)。

2.使用前的準(zhǔn)備

(1)機(jī)械調(diào)零

萬(wàn)用表在測(cè)量前，應(yīng)注意水平放置時(shí)，用小改錐左右微調(diào)表盤上的機(jī)械調(diào)零旋鈕(見(jiàn)圖1-1-5)，使指針指準(zhǔn)交、直流擋標(biāo)尺的零刻度位置。否則讀數(shù)會(huì)有較大的誤差。

圖1-1-5　機(jī)械調(diào)零旋鈕

(2)插孔選擇

紅表筆插入標(biāo)有“+”號(hào)的插孔，黑表筆插入標(biāo)有“-”號(hào)的插孔。

(3)物理量及量程的選擇

物理量選擇就是根據(jù)不同的被測(cè)物理量將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋至相應(yīng)的位置。

合理選擇量程的標(biāo)準(zhǔn)是：測(cè)量電流和電壓時(shí)，應(yīng)使表針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的1/2或2/3以上；測(cè)量電阻時(shí)，應(yīng)使表針偏轉(zhuǎn)至中心刻度值的1/10～10倍，通俗地說(shuō)就是測(cè)量時(shí)使指針停在表盤中間或靠近中間的位置。

3.測(cè)量電阻

(1)注意事項(xiàng)

①使用歐姆擋時(shí)不能帶電測(cè)量。

②被測(cè)電阻不能有并聯(lián)支路。

③每次讀數(shù)前都需要進(jìn)行歐姆調(diào)零。

(2)測(cè)量步驟

①將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋至“Ω”擋。

②估計(jì)所測(cè)電阻阻值，如根據(jù)色環(huán)標(biāo)識(shí)讀出電阻的標(biāo)稱值。

③選擇適當(dāng)量程，預(yù)計(jì)使指針指示在中線附近。如果不能估測(cè)出被測(cè)電阻阻值，一般將開(kāi)關(guān)撥在R×100或R×1 k的位置進(jìn)行初測(cè)，然后看指針是否停在中線附近，如果是，說(shuō)明量程合適。若指針太靠零，則要減小量程；若指針太靠近無(wú)窮大，則要增大量程。

④測(cè)量并讀數(shù)：阻值=刻度值×倍率。

在每次讀數(shù)前，還需要進(jìn)行歐姆調(diào)零。如圖1-1-6所示，將紅、黑兩筆短接，觀察指針是否指在零刻度位置，如果沒(méi)有，則需調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在第一條標(biāo)度尺的零刻度位置，即零歐姆處。

圖1-1-6　歐姆調(diào)零

注意：每換一次擋位，在正式測(cè)量之前都需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，以減小測(cè)量誤差。若調(diào)不到零點(diǎn)，多數(shù)原因是電池電量不足，此時(shí)應(yīng)更換電池。

如圖1-1-7所示，讀出：阻值=24×10 k=240 kΩ

圖1-1-7　電阻測(cè)量

注意:圖1-1-8所示為錯(cuò)誤的測(cè)量方法。試分析并說(shuō)明原因。

圖1-1-8　不正確的測(cè)量方法

⑤擋位復(fù)位：測(cè)量完畢，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)調(diào)至OFF位置或調(diào)至交流電壓1 000 V擋。

(3)實(shí)訓(xùn)

如圖1-1-9所示，所測(cè)電阻阻值為多少？

圖1-1-9　電阻測(cè)量實(shí)訓(xùn)

阻值=　　　　　　× 　　　　　　=　　　　　　　Ω。

4.測(cè)量電壓

(1)注意事項(xiàng)

①將萬(wàn)用表與被測(cè)電路并聯(lián)測(cè)量。

②測(cè)量直流電壓時(shí)，應(yīng)將紅表筆接高電位，黑表筆接低電位。若無(wú)法區(qū)分高低電位，應(yīng)先將一支表筆接穩(wěn)一端，另一支表筆快速觸碰另一端，若表針?lè)雌?，則說(shuō)明表筆接反。

③測(cè)量高電壓( 500～2 500 V)時(shí)應(yīng)戴絕緣手套，站在絕緣墊上操作，使用高壓測(cè)試表筆，并養(yǎng)成單手操作的習(xí)慣。

④若無(wú)法估計(jì)待測(cè)電壓的大小，則應(yīng)選擇最高擋進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況，選擇合適的量程進(jìn)行測(cè)量。

(2)測(cè)量步驟

①根據(jù)所測(cè)電壓類型，調(diào)整轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)至“”擋或“”擋。

②測(cè)量并調(diào)整量程。將兩表筆并接在被測(cè)電壓兩端進(jìn)行測(cè)量(直流電壓有正負(fù)極之分，交流電壓不分正負(fù)極)，如圖1-1-10所示。

圖1-1-10　交流電壓測(cè)量

③讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)選擇第二條刻度。第二條刻度有三組數(shù)字，要根據(jù)所選擇的量程來(lái)選擇刻度讀數(shù)。如圖1-1-10所示，讀出此時(shí)電壓值為交流220 V(有效值)。

④擋位復(fù)位。將擋位開(kāi)關(guān)打在OFF位置或打在交流電壓1 000 V擋。

(3)練習(xí)

讀出圖1-1-11中兩個(gè)電壓值Uab和Ucd。

圖1-1-11　電壓測(cè)量實(shí)訓(xùn)

Uab：　　　　　　　　　　　　　 　；Ucd：　　　　　　　　　　　　　 　。

5.測(cè)量電流

(1)注意事項(xiàng)

①將萬(wàn)用表串聯(lián)接入被測(cè)回路中。

②測(cè)量直流電流時(shí)，應(yīng)使電流從紅表筆流入、從黑表筆流出萬(wàn)用表。

③在測(cè)量時(shí)不允許帶電換擋。

④在測(cè)量較大電流(500 mA～5 A)時(shí)，紅表筆插入5 A專用插孔，量程選擇開(kāi)關(guān)置于500 mA擋，應(yīng)斷開(kāi)電源后再撤去表筆。

(2)測(cè)量步驟

①估計(jì)所測(cè)電流大小，選擇量程。若不能估計(jì)電流大小，則應(yīng)先用最高電流擋進(jìn)行測(cè)量，以免指針偏轉(zhuǎn)過(guò)度而損壞表頭。注意，不允許帶電換擋。

②測(cè)量并調(diào)整量程。將萬(wàn)用表串接在被測(cè)回路中進(jìn)行測(cè)量，要注意電流方向，不可將表筆的正負(fù)極性接反。

③讀數(shù)。

6.其他功能

(1)音頻電平測(cè)量：該功能主要用于測(cè)量電信號(hào)的增益或衰減。測(cè)量方法與交流電壓的測(cè)量方法相同，讀數(shù)是表面最下邊一條刻度尺，該刻度數(shù)值是量程選擇開(kāi)關(guān)在交流“10 V”擋時(shí)的直接讀數(shù)值。當(dāng)交流電壓為“50 V”、“250 V”、“500 V”各擋時(shí)，測(cè)量結(jié)果應(yīng)在表面讀數(shù)值上分別加上+14 dB、+28 dB和+34 dB。

(2)晶體管直流放大倍數(shù)hFE的測(cè)量：先將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋至晶體管調(diào)節(jié)ADJ位置進(jìn)行電氣調(diào)零，使表針對(duì)準(zhǔn)300hFE標(biāo)度尺；然后將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋至hFE位置，把被測(cè)晶體管插入專用插孔進(jìn)行測(cè)量。N型管孔插NPN型晶體管，P型管孔插PNP型晶體管。

(3)電感和電容的測(cè)量：將量程選擇開(kāi)關(guān)旋至交流10 V位置，將被測(cè)電容或電感串接于任一測(cè)試棒，而后跨接于10 V交流電壓電路中進(jìn)行測(cè)量。

實(shí)訓(xùn)注意事項(xiàng)

萬(wàn)用表是比較精密的儀器，如果使用不當(dāng)，不僅會(huì)造成測(cè)量不準(zhǔn)確且極易損壞。使用萬(wàn)用表時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

(1)測(cè)量電流與電壓時(shí)不能旋錯(cuò)擋位。如果誤用電阻擋或電流擋去測(cè)電壓，就極易燒壞電表。萬(wàn)用表不用時(shí)，最好將擋位旋至交流電壓最高擋，避免因使用不當(dāng)而損壞。

(2)測(cè)量直流電壓和直流電流時(shí)，應(yīng)注意“+”、“-”極性不要接錯(cuò)。如發(fā)現(xiàn)指針?lè)雌?，?yīng)立即調(diào)換表筆，以免損壞指針及表頭。

(3)如果不知道被測(cè)電壓或電流的大小，應(yīng)先用最高擋，而后再選用合適的擋位來(lái)測(cè)試，以免表針偏轉(zhuǎn)過(guò)度而損壞表頭。所選用的擋位愈靠近被測(cè)值，測(cè)量的數(shù)值就愈準(zhǔn)確。

(4)測(cè)量電阻時(shí)，不要用手觸及元件的兩端(或兩支表筆的金屬部分)，以免人體電阻與被測(cè)電阻并聯(lián)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

(5)測(cè)量電阻時(shí)，如將兩支表筆短接，“歐姆調(diào)零旋鈕”旋至最大，指針仍然達(dá)不到零點(diǎn)，這種現(xiàn)象通常是由于表內(nèi)電池電壓不足造成的，應(yīng)換上新電池方能準(zhǔn)確測(cè)量。

(6)萬(wàn)用表不用時(shí)，不要旋在電阻擋，因?yàn)閮?nèi)有電池，如不小心易使兩根表筆相碰短路，不僅耗費(fèi)電池，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞表頭。

思考題

1.使用指針式萬(wàn)用表可以測(cè)量哪些物理量？

2.如何進(jìn)行歐姆調(diào)零？電阻可以帶電測(cè)量嗎？為什么？

3.測(cè)電流和測(cè)電壓時(shí)，萬(wàn)用表接入電路的方式有何不同？測(cè)量時(shí)有哪些注意事項(xiàng)？

(李小紅)

實(shí)訓(xùn)二　數(shù)字萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)及使用

實(shí)訓(xùn)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)了解萬(wàn)用表測(cè)量的基本原理。

(2)熟悉數(shù)字萬(wàn)用表的基本結(jié)構(gòu)。

2.技能目標(biāo)

(1)掌握數(shù)字萬(wàn)用表的使用方法。

(2)學(xué)會(huì)用萬(wàn)用表測(cè)量各種物理量。

實(shí)訓(xùn)原理

數(shù)字萬(wàn)用表是目前最常用的一種數(shù)字儀表。其主要特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、分辨率強(qiáng)、測(cè)試功能完善、測(cè)量速度快、顯示直觀、過(guò)濾能力強(qiáng)、省電、便于攜帶。

數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量過(guò)程由轉(zhuǎn)換電路將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，再由模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器將電壓模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，最后把測(cè)量結(jié)果用數(shù)字直接顯示在顯示屏上。

實(shí)訓(xùn)器材

VC-9802A型萬(wàn)用表；電阻、電容、電感、二極管、三極管若干。

實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

1.認(rèn)識(shí)萬(wàn)用表

數(shù)字萬(wàn)用表是把連續(xù)的被測(cè)模擬電參量自動(dòng)地變成斷續(xù)的、用數(shù)字編碼方式并以十進(jìn)制數(shù)字自動(dòng)顯示測(cè)量結(jié)果的一種電測(cè)量?jī)x表。下面以VC-9802A型萬(wàn)用表為例作介紹。

圖1-2-1所示為VC-9802A型萬(wàn)用表。

圖1-2-1　VC-9802A型數(shù)字萬(wàn)用表面板結(jié)構(gòu)

其主要特點(diǎn)是：采用CMOS集成電路，雙積分原理A/D轉(zhuǎn)換，自動(dòng)校零，32擋位，自動(dòng)極性選擇，超量程指示，液晶大屏幕顯示，自動(dòng)關(guān)機(jī)等功能。

下面，我們來(lái)認(rèn)識(shí)數(shù)字萬(wàn)用表的面板：

(1)按下電源開(kāi)關(guān)②，顯示屏①有顯示。如果電池電量不足，則左上方會(huì)出現(xiàn)電池正負(fù)極符號(hào)。若電池電量不足需要及時(shí)更換電池。

(2)若按下③，則顯示屏背光打開(kāi)。為節(jié)省電池，一般只要可以清楚地觀察到有數(shù)據(jù)顯示，就不需打開(kāi)此開(kāi)關(guān)。

(3)按下④，保持屏幕已顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)下一次測(cè)量時(shí)感覺(jué)數(shù)據(jù)不變化時(shí)，請(qǐng)留意此開(kāi)關(guān)是否被誤按，彈起即可進(jìn)行下一次測(cè)量。

(4)萬(wàn)用表有紅、黑兩根表筆，位置不能接反、接錯(cuò)，否則，會(huì)帶來(lái)測(cè)試錯(cuò)誤或判斷失誤。黑表筆始終接入COM插孔。測(cè)直流電壓、交流電壓、電阻、二極管和電路通斷檢測(cè)時(shí)，紅表筆插入V/Ω 插孔。測(cè)電流時(shí)，需要根據(jù)所測(cè)電流大小，選擇將紅表筆插入mA(小電流)插孔或20 A(大電流)插孔。

(5)根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目選擇好表筆插孔后，一定不要忘記在測(cè)量前轉(zhuǎn)換好擋位。測(cè)量電壓時(shí)，當(dāng)無(wú)法估計(jì)被測(cè)電壓的大小時(shí)，應(yīng)先選最高量程進(jìn)行測(cè)量，然后再根據(jù)情況選擇合適的量程。測(cè)量較高電壓時(shí)，不論直流還是交流，都要嚴(yán)禁撥動(dòng)量程開(kāi)關(guān)，否則將會(huì)產(chǎn)生電火花，使萬(wàn)用表?yè)p壞。測(cè)量時(shí)，若萬(wàn)用表顯示溢出符號(hào)“1”，說(shuō)明已發(fā)生過(guò)載，應(yīng)更換高一級(jí)的量程再進(jìn)行測(cè)量。記住，切不可用測(cè)電阻、電流擋測(cè)電壓，如果用直流電流或電阻擋去誤測(cè)交流220 V 電源，則萬(wàn)用表會(huì)被立刻燒毀。

2.電阻測(cè)量

(1)注意事項(xiàng)

①使用歐姆擋時(shí)不能帶電測(cè)量。

②被測(cè)電阻不能有并聯(lián)支路。

③在使用各電阻擋、二極管擋時(shí)，紅表筆接V/Ω插孔(帶正電)，黑表筆接COM插孔。這與指針式萬(wàn)用表在各電阻擋上表筆的帶電極性恰好相反，如圖1-2-2所示，使用時(shí)應(yīng)特別注意。

圖1-2-2　表筆帶電極性區(qū)別

(2)測(cè)量步驟

①將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入V/Ω插孔。

②估計(jì)所測(cè)電阻阻值，選擇適當(dāng)量程(Ω擋)。

③將紅、黑表筆并接在被測(cè)電阻上。當(dāng)輸入開(kāi)路時(shí)，會(huì)顯示過(guò)量程狀態(tài)“1”。如果被測(cè)電阻超過(guò)所用量程，則會(huì)顯示溢出符號(hào)“1”，須更換至較高擋量程。

④測(cè)量并讀數(shù)。當(dāng)被測(cè)電阻在1 MΩ以上時(shí)，該表需數(shù)秒后方能穩(wěn)定讀數(shù)，對(duì)于高電阻測(cè)量，這是正常的。使用200 MΩ量程進(jìn)行測(cè)量時(shí)須注意，在此量程，兩表筆短接時(shí)讀數(shù)為1.0，這是正?，F(xiàn)象，此讀數(shù)是一個(gè)固定的偏移值。如被測(cè)電阻為100 MΩ時(shí)，讀數(shù)為101.0，正確的阻值是顯示減去1.0，即101.0-1.0=100。

圖1-2-3　電阻測(cè)量

(3)實(shí)訓(xùn)

讀出圖1-2-3中所測(cè)電阻值。

R=　　　 　 Ω。

3.電壓測(cè)量

(1)注意事項(xiàng)

①測(cè)量直流電壓時(shí)，最好把萬(wàn)用表的紅表筆接被測(cè)電壓的正極，黑表筆接被測(cè)電壓的負(fù)極，這樣可以減小測(cè)量誤差。

②測(cè)量交流電壓時(shí)，只能直接測(cè)量低頻(40～400 Hz)正弦波信號(hào)。

(2)測(cè)量步驟

①將黑表筆插入COM插孔，紅表筆插入V/Ω插孔。

②測(cè)直流電壓時(shí)，將換擋開(kāi)關(guān)置于DCV 量程范圍；測(cè)交流電壓時(shí)，則應(yīng)置于ACV量程范圍。如果不知被測(cè)電壓范圍，則首先將換擋開(kāi)關(guān)置于最大量程后，視情況降至合適量程。

③將測(cè)試表筆連接到被測(cè)負(fù)載或信號(hào)源上，在顯示電壓讀數(shù)的同時(shí)會(huì)指示出紅表筆所接電源的極性。

4.電流測(cè)量

注意事項(xiàng)：測(cè)量電流時(shí)，當(dāng)被測(cè)電流大于200 mA時(shí)，應(yīng)將紅表筆接“20 A”插孔。測(cè)量大電流時(shí)，測(cè)量時(shí)間應(yīng)盡可能短，一般以不超過(guò)15 s為宜。當(dāng)被測(cè)電流小于200 mA時(shí)，紅表筆應(yīng)接“mA”插孔，以保證測(cè)量精度。

5.二極管檢測(cè)

量程開(kāi)關(guān)旋至測(cè)量二極管的位置，測(cè)試表筆按圖1-2-4所示方法接到二極管的兩端。

如圖1-2-4(a)所示，當(dāng)二極管正向?qū)〞r(shí)，其正向壓降顯示值應(yīng)在500～800 mV；若被測(cè)二極管已損壞，則顯示“000”(短路)或“1”(不導(dǎo)通)。

如圖1-2-4(b)所示，對(duì)二極管進(jìn)行反向檢查時(shí)，若二極管為好的，則顯示“1”，若已損壞，則顯示“000”或其他值。

圖1-2-4　二極管檢測(cè)

6.短路檢測(cè)

將量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到蜂鳴擋位置，兩表筆分別連接測(cè)試點(diǎn)，若有短路，則蜂鳴器會(huì)響。用此方法可以檢測(cè)電路線路的通斷情況。

注意：蜂鳴器響并不一定表示兩點(diǎn)間線路短路，若兩點(diǎn)間電阻比較小(小于20 Ω)也會(huì)響。

7.三極管檢測(cè)

測(cè)量三極管時(shí)，應(yīng)先將量程開(kāi)關(guān)旋至hFE。根據(jù)三極管的類型，將基極、集電極和發(fā)射極分別插入對(duì)應(yīng)的“PNP”型或“NPN”型的“B”、“C”和“E”插槽中。通常hFE值顯示在40～1 000之間。測(cè)量晶體管hFE值時(shí)，由于測(cè)試條件基極電流為10 μA ，VCE約3 V，因此只能是一個(gè)近似值。

圖1-2-5　專用電容表

8.電容檢測(cè)

測(cè)量時(shí)先將紅表筆接到電流端孔，黑表筆接到COM端孔，功能擋位選擇電容擋位，再用紅、黑表筆接已放電的電容兩引腳(注意極性)，選取適當(dāng)?shù)牧砍毯缶涂勺x取顯示數(shù)據(jù)。200 μ擋，宜于測(cè)量20～200 μF的電容；20 μ擋，宜于測(cè)量2～20 μF的電容。測(cè)量電解電容器時(shí)，測(cè)量前必須先將電解電容器作放電處理后再進(jìn)行測(cè)量，以免損壞萬(wàn)用表。

檢測(cè)電容有專用的電容表來(lái)測(cè)量電容容量，如圖1-2-5所示。

測(cè)量完畢，應(yīng)立即關(guān)閉萬(wàn)用表電源POWER。若長(zhǎng)期不用，則應(yīng)取出電池，以免電池漏液損壞萬(wàn)用表。

實(shí)訓(xùn)記錄

表1-2-1　電阻測(cè)量

表1-2-2　電壓測(cè)量

表1-2-3　二極管檢測(cè)

表1-2-4　三極管檢測(cè)

(李小紅)

實(shí)訓(xùn)三　雙蹤示波器的結(jié)構(gòu)及使用

實(shí)訓(xùn)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)了解示波器的結(jié)構(gòu)和示波原理。

(2)掌握示波器的使用方法。

2.技能目標(biāo)

(1)學(xué)會(huì)用示波器測(cè)量直流、正弦交流信號(hào)電壓。

(2)觀察李薩如圖，學(xué)會(huì)測(cè)量正弦信號(hào)頻率的方法。

實(shí)訓(xùn)原理

示波器是一種能觀察各種電信號(hào)波形并可測(cè)量其電壓、頻率等的電子測(cè)量?jī)x器。示波器還能對(duì)一些能轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的非電量進(jìn)行觀測(cè)，因而它還是一種應(yīng)用非常廣泛、通用的電子顯示器。

1.示波器的基本結(jié)構(gòu)

示波器的型號(hào)很多，但其基本結(jié)構(gòu)類似。示波器主要是由示波管、x軸與y軸衰減器和放大器、鋸齒波發(fā)生器、整步電路和電源等幾部分組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖1-3-1 所示。

圖1-3-1　示波器原理框圖

(1)示波管

示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)板、顯示屏組成。

電子槍：由燈絲H、陰極K、控制柵極G、第一陽(yáng)極A1、第二陽(yáng)極A2 組成。燈絲通電發(fā)熱，使陰極受熱后發(fā)射大量電子并經(jīng)柵極孔出射。這束發(fā)散的電子經(jīng)圓筒狀的第一陽(yáng)極A1 和第二陽(yáng)極A2 所產(chǎn)生的電場(chǎng)加速后會(huì)聚于熒光屏上一點(diǎn)，稱為聚焦。A1 與K 之間的電壓通常為幾百伏特，可用電位器W2 調(diào)節(jié)，A1 與K之間的電壓除有加速電子的作用外，主要是達(dá)到聚焦電子的目的，所以A1 稱為聚焦陽(yáng)極。W2 即為示波器面板上的聚焦旋鈕。A2 與K 之間的電壓為1 千伏以上，可通過(guò)電位器W3 調(diào)節(jié)，A2 與K 之間的電壓除了有聚焦電子的作用外，主要是達(dá)到加速電子的作用，因其對(duì)電子的加速作用比A1 大得多，故稱A2 為加速陽(yáng)極。

在有的示波器面板上設(shè)有W3，并稱其為輔助聚焦旋鈕。在柵極G 與陰極K 之間加了一負(fù)電壓，即UK>UG ，調(diào)節(jié)電位器W1 可改變它們之間的電勢(shì)差。G、K 間的負(fù)電壓的絕對(duì)值越小，通過(guò)G 的電子就越多，電子束打到熒光屏上的光點(diǎn)就越亮，調(diào)節(jié)W1 可調(diào)節(jié)光點(diǎn)的亮度。W1 在示波器面板上為“輝度”旋鈕。

偏轉(zhuǎn)板：水平(x軸)偏轉(zhuǎn)板由D1、D2 組成，垂直(y軸)偏轉(zhuǎn)板由D3、D4 組成。偏轉(zhuǎn)板加上電壓后可改變電子束的運(yùn)動(dòng)方向，從而可改變電子束在熒光屏上產(chǎn)生的亮點(diǎn)的位置。電子束偏轉(zhuǎn)的距離與偏轉(zhuǎn)板兩極板間的電勢(shì)差成正比。

顯示屏：顯示屏是在示波器底部玻璃內(nèi)涂上一層熒光物質(zhì)，高速電子打在上面就會(huì)發(fā)熒光，單位時(shí)間打在上面的電子越多，電子的速度越大，光點(diǎn)的輝度就越大。熒光屏上的發(fā)光能持續(xù)一段時(shí)間稱為余輝時(shí)間。按余輝的長(zhǎng)短，示波器分為長(zhǎng)、中、短余輝三種。

(2)x軸與y軸衰減器和放大器

示波管偏轉(zhuǎn)板的靈敏度較低(為0.1～1 mm/V)，當(dāng)輸入信號(hào)電壓不大時(shí)，熒光屏上的光點(diǎn)偏移很小,無(wú)法觀測(cè)。因而要對(duì)信號(hào)電壓放大后再加到偏轉(zhuǎn)板上，為此在示波器中設(shè)置了x軸與y軸放大器。當(dāng)輸入信號(hào)電壓很大時(shí)，放大器無(wú)法正常工作，會(huì)使輸入信號(hào)發(fā)生畸變，甚至使儀器損壞，因此在放大器前級(jí)設(shè)置有衰減器。x軸與y軸衰減器和放大器配合使用，能滿足對(duì)各種信號(hào)觀測(cè)的要求。

(3)鋸齒波發(fā)生器

鋸齒波發(fā)生器能在示波器本機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一種隨時(shí)間變化類似于鋸齒狀、頻率調(diào)節(jié)范圍很寬的電壓波形，稱為鋸齒波，作為x軸偏轉(zhuǎn)板的掃描電壓。鋸齒波頻率的調(diào)節(jié)可由示波器面板上的旋鈕控制。鋸齒波電壓較低，必須經(jīng)x軸放大器放大后，再加到x軸偏轉(zhuǎn)板上，使電子束產(chǎn)生水平掃描，即使顯示屏上的水平坐標(biāo)變成時(shí)間坐標(biāo)，來(lái)展開(kāi)y軸輸入的待測(cè)信號(hào)。

2.示波器的示波原理

示波器能使一個(gè)隨時(shí)間變化的電壓波形顯示在熒光屏上，是靠?jī)蓪?duì)偏轉(zhuǎn)板對(duì)電子束的控制作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

如圖1-3-2(a)所示，y 軸不加電壓時(shí)，x 軸加一由本機(jī)產(chǎn)生的鋸齒波電壓ux，ux=0 時(shí)電子在E 的作用下偏至a 點(diǎn)，隨著ux 線性增大，電子向b 偏轉(zhuǎn)，經(jīng)一周期時(shí)間Tx ，ux 達(dá)到最大值uxm，電子偏至b 點(diǎn)。下一周期，電子將重復(fù)上述掃描，就會(huì)在熒光屏上形成一水平掃描線ab。

圖1-3-2　偏轉(zhuǎn)板加電壓時(shí)電子的偏轉(zhuǎn)情況

如圖1-3-2(b)所示，y軸加一正弦信號(hào)uy，x軸不加鋸齒波信號(hào)，則電子束產(chǎn)生的光點(diǎn)只作上下方向上的振動(dòng)，電壓頻率較高時(shí)則形成一條豎直的亮線cd。

如圖1-3-3所示，y軸加一正弦電壓uy，x軸加上鋸齒波電壓ux ，且fx=fy，這時(shí)光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是x軸和y軸運(yùn)動(dòng)的合成。最終在熒光屏上顯示出一完整周期的uy 波形。

圖1-3-3　示波器的示波原理圖解

從上述分析中可知，要在熒光屏上呈現(xiàn)穩(wěn)定的電壓波形，待測(cè)信號(hào)的頻率fy 必須與掃描信號(hào)頻率fx 相等或是其整數(shù)倍，即fy=nfx(或Tx=nTy)，只有滿足這樣的條件時(shí)，掃描軌跡才是重合的，故形成穩(wěn)定的波形。

通過(guò)改變示波器上的掃描頻率旋鈕，可以改變掃描頻率fx，使fy=nfx 條件滿足。但由于fx 的頻率受到電路噪聲的干擾而不穩(wěn)定，fy=nfx 的關(guān)系常被破壞，這就要用整步(或稱同步)的辦法來(lái)解決。即從外面引入一頻率穩(wěn)定的信號(hào)(外整步)或者把待測(cè)信號(hào)(內(nèi)整步)加到鋸齒波發(fā)生器上，使其受到自動(dòng)控制來(lái)保持fy=nfx 的關(guān)系，從而使熒光屏上獲得穩(wěn)定的待測(cè)信號(hào)波形。

實(shí)訓(xùn)器材

YB43020型雙蹤示波器；函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。

實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

1.認(rèn)識(shí)雙蹤示波器的面板結(jié)構(gòu)，了解各旋鈕和開(kāi)關(guān)的功能。

以YB43020型雙蹤示波器為例，介紹其使用方法。YB43020型雙蹤示波器前面板如圖1-3-4所示。

圖1-3-4　YB43020型雙蹤示波器前面板圖

【電源及示波管控制系統(tǒng)】

①電源開(kāi)關(guān)：按鍵彈出即為“關(guān)”位置，按下為“開(kāi)”位置。電源接通時(shí)，電源指示燈亮。

②輝度旋鈕：順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，亮度增強(qiáng)。

③聚焦旋鈕：用來(lái)調(diào)節(jié)光跡及波形的清晰度。

④光跡旋轉(zhuǎn)旋鈕：用于調(diào)節(jié)光跡與水平刻度線平行。

⑤校準(zhǔn)信號(hào)：電壓幅度為0.5VP-P 、頻率為1 kHz 的方波信號(hào)。

【垂直系統(tǒng)】

⑥通道1 輸入端[CH1(X)]：用于垂直方向輸入。在X-Y 方式時(shí)輸入端的信號(hào)成為X 信號(hào)。

通道2 輸入端[CH2(Y)]：用于垂直方向輸入。在X-Y 方式時(shí)輸入端的信號(hào)成為Y信號(hào)。

⑦、交流--接地--直流耦合選擇開(kāi)關(guān)(AC-GND-DC)：選擇垂直放大器的耦合方式。

交流(AC)：垂直輸入端由電容器來(lái)耦合；

接地(GND)：放大器的輸入端接地；

直流(DC)：垂直放大器輸入端與信號(hào)直接耦合。

⑧、衰減開(kāi)關(guān)(VOLT/DIV)：用于選擇垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度的調(diào)節(jié)。如果使用的是10∶1 探頭，計(jì)算時(shí)將幅度×10。

⑨、垂直微調(diào)旋鈕：用于連續(xù)改變電壓偏轉(zhuǎn)靈敏度。此旋鈕在正常情況下，應(yīng)位于逆時(shí)針?lè)较蛐降椎奈恢谩?/p>

⑩、垂直移位鍵(POSITION)：調(diào)節(jié)光跡在屏幕中的垂直位置。當(dāng)工作在X—Y 方式時(shí)，鍵用于Y 方向的移位。

垂直方向的工作方式選擇：

通道1 選擇(CH1)：屏幕上僅顯示CH1 的信號(hào)。

通道2 選擇(CH2)：屏幕上僅顯示CH2 的信號(hào)。

雙蹤選擇：同時(shí)按下CH1 和CH2 按鈕，屏幕同時(shí)顯示CH1 和CH2 的信號(hào)。

斷續(xù)或交替：CH1 和CH2雙蹤顯示方式。

CH2 極性開(kāi)關(guān)：按此開(kāi)關(guān)時(shí)CH2 顯示反相電壓值。

【水平系統(tǒng)】

掃描時(shí)間因數(shù)選擇開(kāi)關(guān)(TIME/DIV)：共20 擋。在0.1 μs/DIV～0.2 s/DIV 范圍選擇掃描速率。順時(shí)針旋到底為選擇 X-Y工作方式，垂直偏轉(zhuǎn)信號(hào)接入CH2(Y)輸入端，水平偏轉(zhuǎn)信號(hào)接入CH1(X)輸入端。

水平移位：用于調(diào)節(jié)軌跡在水平方向移動(dòng)。

掃描微調(diào)控制鍵：此旋鈕以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到底時(shí)處于校準(zhǔn)位置，掃描由TIME/DIV開(kāi)關(guān)指示。正常工作時(shí)，該旋鈕位于“校準(zhǔn)”位置。

×5擴(kuò)展控制鍵：按下去時(shí)，掃描因數(shù)×5 擴(kuò)展。掃描時(shí)間是TIME/DIV開(kāi)關(guān)指示數(shù)值的1/5 或1/10。例如，用×5 擴(kuò)展時(shí)，100 μs/DIV 為20 μs/DIV。

交替擴(kuò)展。

【觸發(fā)】

觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)：選擇觸發(fā)信號(hào)源。

CH1、CH2：CH1或CH2上的輸入信號(hào)是觸發(fā)信號(hào)。

交替觸發(fā)：在雙蹤交替顯示時(shí)，觸發(fā)信號(hào)交替來(lái)自于兩個(gè)Y 通道，此方式可用于同時(shí)觀察兩路不相關(guān)的信號(hào)。

電源觸發(fā)：電源頻率成為觸發(fā)信號(hào)。

外接觸發(fā)：觸發(fā)信號(hào)是外接輸入信號(hào)，用于特殊信號(hào)的觸發(fā)。

外觸發(fā)輸入插座：用于外部觸發(fā)信號(hào)的輸入。

觸發(fā)電平旋鈕：用于調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)在某一電平觸發(fā)同步。

觸發(fā)極性按鈕：觸發(fā)極性選擇。用于選擇信號(hào)的上升沿和下降沿觸發(fā)。

掃描方式選擇：自動(dòng),在自動(dòng)掃描方式時(shí)，掃描電路自動(dòng)進(jìn)行掃描。在沒(méi)有信號(hào)輸入或輸入信號(hào)沒(méi)有被觸發(fā)同步時(shí)，屏幕上仍然可以顯示掃描基線。常態(tài),有觸發(fā)信號(hào)才能掃描，否則屏幕上無(wú)掃描線顯示。當(dāng)輸入信號(hào)頻率低于20 Hz 時(shí)，用常態(tài)觸發(fā)方式。

接地柱⊥：接地端。

2.調(diào)整示波器各開(kāi)關(guān)、旋鈕，使屏幕上出現(xiàn)一條清晰的水平掃描線。

熟悉YB43020型雙蹤示波器控制面板上各控制鍵的作用。

(1)預(yù)置面板各開(kāi)關(guān)、旋鈕。

輝度置適中位置；

聚焦置適中位置；

垂直輸入耦合置“AC”；

垂直電壓量程選擇置適當(dāng)擋位(如“5 mV/DIV”)；

垂直工作方式選擇置“CH1”；

垂直靈敏度微調(diào)校正置“校準(zhǔn)”；

垂直位置置中間；

掃描時(shí)間置適當(dāng)擋位(如“0.5 ms/DIV”)；

掃描時(shí)間微調(diào)置“校準(zhǔn)”位置，水平位移置中間；

觸發(fā)同步方式置“自動(dòng)”；

觸發(fā)耦合開(kāi)關(guān)置“AC”；

觸發(fā)源選擇置“CH1”。

(2)按下電源開(kāi)關(guān)，電源指示燈亮。

(3)調(diào)節(jié)亮度、聚焦等有關(guān)控制旋鈕，可出現(xiàn)一條纖細(xì)明亮的掃描基線。然后調(diào)節(jié)“水平移位”和“垂直移位”旋鈕，使掃描基線位于屏幕中間與水平坐標(biāo)刻度基本重合。

(4)調(diào)節(jié)光跡旋轉(zhuǎn)旋鈕使基線與水平坐標(biāo)平行。

3.顯示信號(hào)：一般示波器均有0.5 Vp-p標(biāo)準(zhǔn)方波信號(hào)輸出口，調(diào)妥基線后，即可將探頭鉤住校準(zhǔn)信號(hào)鉤子，此時(shí)屏幕應(yīng)顯示一串方波信號(hào)，調(diào)節(jié)衰減開(kāi)關(guān)(VOLT/DIV)和掃描時(shí)間旋鈕(TIME/DIV)，方波的幅度和寬度應(yīng)有變化，使示波器顯示屏上顯示出一個(gè)或數(shù)個(gè)周期穩(wěn)定的方波波形。其幅值為0.5 V，周期為1 ms。至此說(shuō)明該示波器基本調(diào)整完畢，可以投入使用。

4.觀察各種信號(hào)波形

將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出端接示波器的CH1或CH2輸入端，觀察正弦波、方波、三角波等的波形。調(diào)節(jié)示波器的有關(guān)旋鈕，使熒光屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的波形。

5.電壓測(cè)量

(1)電壓的定量測(cè)量。將“VOLT/DIV”微調(diào)置于“校準(zhǔn)”位置，就可以進(jìn)行電壓的定量測(cè)量。測(cè)量值可由下列公式計(jì)算后得到：

用探頭“×1” 位置進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其電壓值為：

V=VOLT/DIV 設(shè)定值×信號(hào)顯示幅度(DIV)。

用探頭“×10” 位置進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其電壓值為：

U=VOLT/DIV 設(shè)定值×信號(hào)顯示幅度(DIV)×10。

(2)直流電壓測(cè)量：將Y 軸輸入耦合選擇開(kāi)關(guān)置于“ ⊥”，“電平”置于“自動(dòng)”。屏幕上形成一水平掃描基線，將“VOLT/DIV”與“TIME/DIV”置于適當(dāng)?shù)奈恢?，且微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置，調(diào)節(jié)Y 軸位移，使水平掃描基線處于熒光屏上標(biāo)的某一特定基準(zhǔn)(0 V)。

①將“掃描方式”開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”位置，選擇“掃描速度”使掃描光跡不發(fā)生閃爍的現(xiàn)象。

②將“AC-GND-DC”開(kāi)關(guān)置于“DC”位置，且將被測(cè)電壓加到輸入端。掃描線的垂直位移即為信號(hào)的電壓幅度。如果掃描線上移，則被測(cè)電壓相對(duì)大地電位為正；如果掃描線下移，則該電壓相對(duì)大地電位為負(fù)。

電壓值可用上面公式求出。

(3)交流電壓測(cè)量。調(diào)節(jié)“VOLT/DIV”切換開(kāi)關(guān)到合適的位置，以獲得一個(gè)易于讀取的信號(hào)幅度。當(dāng)測(cè)量疊加在直流電壓上的交流電壓時(shí)，將“AC-GND-DC”開(kāi)關(guān)置于DC 位置，可測(cè)出所包含直流分量的值。如果僅需測(cè)量交流分量，則將該開(kāi)關(guān)置于“AC”位置。按這種方法測(cè)得的值為峰-峰值電壓(VP-P)。

例如，將探頭衰減比置于×1 的位置，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)(V/DIV)置于“5 V/DIV”位置，“微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，所測(cè)得波形峰-峰值為6 格(見(jiàn)圖1-3-5所示)。

圖1-3-5　交流電壓測(cè)量

則UP-P=5 V/DIV×6 DIV=30 V，有效值電壓為：.6 V。

6.時(shí)間測(cè)量

信號(hào)波形兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔可按下列公式進(jìn)行計(jì)算：

時(shí)間(s)=(TIME/DIV)設(shè)定值×對(duì)應(yīng)于被測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)度(DIV)“×5 倍擴(kuò)展”旋鈕設(shè)定值的倒數(shù)。

上式中：置“TIME/DIV”微調(diào)旋鈕于校準(zhǔn)位置。讀取“TIME/DIV”以及“×5 倍擴(kuò)展”旋鈕設(shè)定值。

“×5 倍擴(kuò)展”旋鈕設(shè)定值的倒數(shù)在掃描未擴(kuò)展時(shí)為“1”，在掃描擴(kuò)展時(shí)是“1/5”。

7.脈沖寬度測(cè)量方法如下：

① 調(diào)節(jié)脈沖波形的垂直位置，使脈沖波形的頂部和底部距刻度水平線的距離相等，如圖1-3-6所示。

②調(diào)節(jié)“TIME/DIV”開(kāi)關(guān)到合適位置，使掃描信號(hào)光跡易于觀測(cè)。

③讀取上升沿和下降沿中點(diǎn)之間的距離，即脈沖沿與水平刻度線相交的兩點(diǎn)之間的距離，然后用公式計(jì)算脈沖寬度。

例如圖1-3-6中“TIME/DIV”設(shè)定在10 μs/DIV 位置，則有脈沖寬度

ta=10 μs/DIV×2.5 DIV=25 μs

圖1-3-6　脈沖寬度測(cè)量

思考：如何進(jìn)行頻率測(cè)量和相位測(cè)量？

8.觀察李薩如圖形

將按鈕“X-Y”按下，此時(shí)由“CH1”端口輸入的信號(hào)就為X 軸信號(hào)，其偏轉(zhuǎn)靈敏度仍按該通道的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)開(kāi)關(guān)指示值讀取，從“CH2”端口輸入Y 軸信號(hào)，這時(shí)示波器就工作在X-Y 顯示方式。

在示波器X 軸和Y 軸同時(shí)各輸入正弦信號(hào)時(shí)，光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是兩個(gè)相互垂直諧振運(yùn)動(dòng)的合成，若它們的頻率的比值fx∶fy=整數(shù)時(shí)，合成的軌跡是一個(gè)封閉的圖形，稱為李薩如圖。李薩如圖的圖形與頻率比和兩信號(hào)的位相差都有關(guān)系，但李薩如圖與兩信號(hào)的頻率比有如下簡(jiǎn)單的關(guān)系：

nx、ny 分別為李薩如圖的外切水平線的切點(diǎn)數(shù)和外切垂直線的切點(diǎn)數(shù)，如圖1-3-7所示。

圖1-3-7　李薩如圖形

因此，如fx 、fy 中有一個(gè)已知且觀察它們形成的李薩如圖，得到外切水平線和外切垂直線的切點(diǎn)數(shù)之比，即可測(cè)出另一個(gè)信號(hào)的頻率。

練習(xí)：用信號(hào)發(fā)生器分別給示波器的X 軸和Y 軸同時(shí)輸入正弦信號(hào)，調(diào)節(jié)兩信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，觀察、、、、 5 種情況下的李薩如圖形，并描繪出圖形。

實(shí)訓(xùn)記錄

表1-3-1　觀測(cè)各種波形

表1-3-2　測(cè)直流電壓數(shù)據(jù)

表1-3-3　測(cè)交流電壓數(shù)據(jù)(注：探頭衰減置為“×1”)

表1-3-4　用坐標(biāo)紙描出李薩如圖形

實(shí)訓(xùn)注意事項(xiàng)

1.示波器的輝度不要過(guò)亮。

2.調(diào)節(jié)儀器旋鈕時(shí)，動(dòng)作不要過(guò)快、過(guò)猛。

3.調(diào)節(jié)示波器時(shí)，要注意觸發(fā)開(kāi)關(guān)和電平調(diào)節(jié)旋鈕的配合使用，以使顯示的波形穩(wěn)定。

4.作定量測(cè)量時(shí)，“TIME/DIV”和 “VOLT/DIV”的微調(diào)旋鈕均應(yīng)旋置“校準(zhǔn)”位置。

5.為防止外界干擾，信號(hào)發(fā)生器的接地端與示波器的接地端要相連(稱共地)。

6.實(shí)訓(xùn)前應(yīng)認(rèn)真閱讀示波器和信號(hào)發(fā)生器的使用說(shuō)明書。

思考題

1.若示波器正常，觀察波形時(shí)，如熒光屏上什么也看不到，會(huì)是哪些原因，實(shí)訓(xùn)中應(yīng)怎樣調(diào)出其波形？

2.用示波器觀察波形時(shí)，示波器上的波形移動(dòng)不穩(wěn)定，為什么？應(yīng)調(diào)節(jié)哪幾個(gè)旋鈕使其穩(wěn)定？

3.直流電壓測(cè)量時(shí)，當(dāng)確定其水平掃描基線時(shí)，為什么Y 軸輸入耦合選擇開(kāi)關(guān)要置于“⊥”？

4.假定在示波器的輸入端輸入一個(gè)正弦電壓，所用水平掃描頻率為120Hz，在屏上出現(xiàn)了三個(gè)完整的正弦波周期，那么輸入電壓的頻率為多少？

5.某同學(xué)用示波器測(cè)量正弦交流電壓，經(jīng)與用萬(wàn)用電表測(cè)量值比較相差很大，是什么原因？

6.觀察李薩如圖時(shí)，兩相互垂直的正弦信號(hào)頻率相同時(shí)，圖上的波形還在不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，這是什么原因？

7.如何使用示波器測(cè)量?jī)蓚€(gè)頻率相同的正弦信號(hào)的相位差？

附：信號(hào)波形

電路中需要處理、放大的電壓、電流稱為信號(hào)。信號(hào)的種類很多，不同電路中處理和放大的信號(hào)是不同的，在同一個(gè)電路中也會(huì)出現(xiàn)多種信號(hào)并存的現(xiàn)象。 利用信號(hào)波形來(lái)理解電路的工作原理是一個(gè)好方法，它直觀，容易記住。

使用示波器檢修電路故障的過(guò)程中，需要了解信號(hào)的波形，如圖1-3-8所示。

圖1-3-8　用示波器觀察到的信號(hào)波形示意圖

表1-3-5列出了幾種常用的信號(hào)波形。

表1-3-5　常用信號(hào)波形

(李小紅)

實(shí)訓(xùn)四　信號(hào)發(fā)生器的使用

實(shí)訓(xùn)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)熟悉各種信號(hào)的波形及其適用場(chǎng)合。

(2)了解信號(hào)的發(fā)生器的工作原理。

2.技能目標(biāo)

(1)學(xué)會(huì)信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)波形選擇、幅度設(shè)置和調(diào)節(jié)、頻率設(shè)置和調(diào)節(jié)等基本操作。

(2)學(xué)會(huì)輸出信號(hào)的連接方法，并能在示波器上觀察到所需要的信號(hào)波形。

實(shí)訓(xùn)原理

信號(hào)發(fā)生器也稱為信號(hào)源，而函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是指能夠產(chǎn)生多種波形的信號(hào)源。其實(shí)現(xiàn)方法是采用振蕩器先產(chǎn)生一種波形，然后通過(guò)函數(shù)運(yùn)算得到其他一系列波形，故稱為函數(shù)信號(hào)源。一般函數(shù)信號(hào)源首先產(chǎn)生的是矩形波，然后通過(guò)積分電路產(chǎn)生鋸齒波，再通過(guò)二極管網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生正弦波。占空比為50%的矩形波稱為方波，占空比為50%的鋸齒波稱為三角波，所以方波是矩形波的一種特例，而三角波則是鋸齒波的一種特例。由于正弦波是通過(guò)鋸齒波轉(zhuǎn)換而成的，而鋸齒波則是通過(guò)矩形波轉(zhuǎn)換而成的，所以如果調(diào)節(jié)占空比，則正弦波會(huì)變形，這一點(diǎn)在使用的時(shí)候應(yīng)該注意。

實(shí)訓(xùn)器材

YB3003型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器；YB43020型雙蹤示波器。

實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

1.熟悉YB3003型信號(hào)發(fā)生器控制面板上各控制鍵的作用

YB3003型DDS合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的面板按鍵名稱如圖1-4-1所示。

圖1-4-1　YB3003型DDS合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的面板結(jié)構(gòu)

2.波形參數(shù)的調(diào)節(jié)和指示

(1)波形選擇

操作方法：按下儀器左下方功能鍵組中的【波形】鍵即可設(shè)置輸出波形，一旦按下該鍵，顯示屏上方會(huì)顯示“波形： 波形名稱”，并且顯示中的波形名稱(如正弦)會(huì)處于閃動(dòng)狀態(tài)(表示目前處于可調(diào)整狀態(tài))，此時(shí)旋動(dòng)面板上的手輪即可選擇不同的波形，順時(shí)針旋動(dòng)時(shí)，波形依次為正弦、方波、三角波、升斜波、降斜波、隨機(jī)噪聲、SINX/X、升指數(shù)、降指數(shù)、脈沖波。

(2)頻率調(diào)節(jié)和指示

操作方法：按下儀器左下方功能鍵組中的【頻率】鍵即可設(shè)置輸出波形的頻率。此時(shí)顯示屏將顯示“頻率=1.000 000 0 kHz”，并且數(shù)值部分的某個(gè)數(shù)字會(huì)處于閃動(dòng)狀態(tài)，旋動(dòng)手輪將會(huì)改變?cè)摂?shù)字的值，并且會(huì)自動(dòng)進(jìn)位和退位，按下方向鍵則可以選擇其他的數(shù)位處于閃動(dòng)狀態(tài)，而且隨著數(shù)值的改變會(huì)自動(dòng)切換單位。

在按下【頻率】鍵后，如果要改變單位(如將Hz改變成kHz)，則按下【確定/量程】鍵，此時(shí)頻率數(shù)值中的數(shù)字不再閃動(dòng)，但是顯示的單位將處于閃動(dòng)狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)手輪即可選擇單位，或者從數(shù)字鍵盤直接輸入所需頻率數(shù)字，然后按下【確定/量程】鍵。如果輸入的數(shù)值過(guò)大，則儀器會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程，但是如果輸入的數(shù)值超出了儀器的輸出范圍，則輸入無(wú)效。

(3)幅度調(diào)節(jié)和指示

操作方法：按下儀器左下方功能鍵組中的【幅度】鍵即可設(shè)置輸出波形的幅度。此時(shí)顯示屏將顯示“幅度-100 mV”，并且數(shù)值部分的某個(gè)數(shù)字會(huì)處于閃動(dòng)狀態(tài)，旋動(dòng)手輪將會(huì)改變?cè)摂?shù)字的值，并且會(huì)自動(dòng)進(jìn)位和退位。按下方向鍵則可以選擇其他的數(shù)位處于閃動(dòng)狀態(tài)，而且隨著數(shù)值的改變會(huì)自動(dòng)切換單位。

在按下【幅度】鍵后，如果要改變單位(如將mV改變成V)，則按下【確定/量程】鍵，此時(shí)幅度數(shù)值中的數(shù)字不再閃動(dòng)，但是顯示的單位將處于閃動(dòng)狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)手輪即可選擇單位，也可以從數(shù)字鍵盤輸入，方法同上。

(4)直流偏置電平調(diào)節(jié)

操作方法：按下儀器左下方功能鍵組中的【偏置】鍵即可設(shè)置輸出波形的直流偏置。此時(shí)顯示屏將顯示“偏置比-0%”。偏置比的上限為100%，此時(shí)信號(hào)剛好全部在零電平以上；下限為-100%，此時(shí)信號(hào)剛好全部在零電平以下。顯然，偏置比是相對(duì)于信號(hào)峰值的偏移百分比。

(5)占空比調(diào)節(jié)

占空比調(diào)節(jié)只有當(dāng)輸出波形選擇為“脈沖”時(shí)才會(huì)起作用，對(duì)其他波形占空比調(diào)節(jié)不起作用。YB3003型函數(shù)信號(hào)源的占空比調(diào)節(jié)范圍相當(dāng)寬，達(dá)到0.1%～99.9%。

操作方法：按下儀器左下方功能鍵組中的【占空】鍵即可設(shè)置輸出波形的占空比。此時(shí)顯示屏將顯示“占空比-10%”。也可從數(shù)字鍵盤輸入，方法同上。

(6)掃頻功能和掃頻參數(shù)調(diào)節(jié)

一般函數(shù)信號(hào)源都具有掃頻功能。所謂掃頻信號(hào)是一種間歇性的波形，即信號(hào)源輸出的正弦波信號(hào)的頻率隨時(shí)間在一定范圍內(nèi)反復(fù)掃描。掃頻信號(hào)結(jié)合示波器可以測(cè)量被測(cè)電路的頻率特性。

操作方法：按下儀器左下方功能鍵組中的【調(diào)制】鍵，出現(xiàn)顯示界面。按下“線性”下方所對(duì)應(yīng)的軟鍵，出現(xiàn)初頻、終頻、脈寬、間隔等選項(xiàng)。按下其下方對(duì)應(yīng)的軟鍵即可進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面。

3.信號(hào)輸入與輸出

從圖1-4-1可以看到，儀器右下方共有四個(gè)BNC插座，其作用如下。

(1)輸出A端口

右邊第一個(gè)BNC插座是輸出A端口，輸出阻抗50 Ω。其上方的【信號(hào)開(kāi)關(guān)】可以對(duì)其輸出進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。這是最為常用的輸出端口。

(2)輸出B端口

右邊第二個(gè)BNC插座是輸出B端口，該端口為音頻信號(hào)輸出端口，輸出阻抗為600 Ω。

要設(shè)置該端口輸出波形的參數(shù)，需要按下【功能】鍵，在所出現(xiàn)的選擇界面中按下“通道B”軟鍵即可進(jìn)入通道B的參數(shù)設(shè)置界面，可設(shè)置的參數(shù)有波形、幅度、頻率。

輸出B是一個(gè)輔助的低頻DDS信號(hào)發(fā)生器，可與輸出A同時(shí)輸入示波器，并且采用儀器中的“李薩如”功能(按下功能鍵組中的【調(diào)制】鍵，然后進(jìn)入“外調(diào)制”菜單即可找到“李薩如”功能)，可與輸出A聯(lián)合，同時(shí)輸出兩路相位差可調(diào)的正弦波。

輸出B可作為調(diào)制信號(hào)輸出，然后連接到儀器后面板的外調(diào)制輸入端口，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出A波形的調(diào)制，從而形成各種已調(diào)波。

(3)同步輸出端口

用于輸出矩形脈沖。該端口輸出的矩形脈沖可以直接驅(qū)動(dòng)數(shù)字電路。

當(dāng)輸出A端口輸出連續(xù)信號(hào)時(shí)，該端口輸出與之同步的TTL矩形脈沖；當(dāng)輸出A端口輸出各種已調(diào)波的波形時(shí)(包括間歇性的掃頻信號(hào))，該端口則輸出與調(diào)制信號(hào)同步的TTL矩形脈沖。

之所以配備同步輸出端口，是因?yàn)橐话阋颜{(diào)波在示波器上顯示時(shí)不容易穩(wěn)定，此時(shí)可將同步輸出端口輸出的同步信號(hào)連接到示波器的外觸發(fā)輸入端，以穩(wěn)定所顯示的波形。

(4)外測(cè)頻輸入端口

一般函數(shù)信號(hào)源還可以作為頻率計(jì)使用，該端口就是用來(lái)測(cè)量輸入被測(cè)信號(hào)頻率的。

按下【功能/顯示】鍵進(jìn)入“多功能菜單”，從中選擇“測(cè)頻”，儀器就會(huì)變成一個(gè)頻率計(jì)，在頻率測(cè)量界面上有“1 Hz～100 kHz”和“100 kHz～100 MHz”兩擋，通過(guò)其下方的軟鍵切換，外測(cè)頻靈敏度：100 mV。

(5)外調(diào)制輸入端口(后面板)

它是在外調(diào)制方式時(shí)，外部的調(diào)制信號(hào)輸入端口。按下功能鍵組中的【調(diào)制】 。外觸發(fā)輸入端口(后面板)是在外觸發(fā)模式下，外部的TTL觸發(fā)脈沖輸入端。觸發(fā)是針對(duì)各種已調(diào)波的(包括掃頻波形)。對(duì)于掃頻、FSK、PSK、ASK和觸發(fā)這些脈沖式的工作模式，除可由儀器控制進(jìn)行連續(xù)內(nèi)部觸發(fā)工作外，還可以進(jìn)行單次觸發(fā)和外部觸發(fā)。

4.根據(jù)給定要求輸出所需信號(hào)。

思考題

1.YB3003型DDS合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有哪些輸出波形？

2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出端能否短接？如用屏蔽線作為輸出引線，則屏蔽層一端應(yīng)該接在哪個(gè)接線柱上？

實(shí)訓(xùn)五　晶體管毫伏表的使用

實(shí)訓(xùn)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)了解毫伏表測(cè)量的基本原理。

(2)熟悉DA-16型毫伏表的基本結(jié)構(gòu)。

2.技能目標(biāo)

(1)掌握DA-16型毫伏表的使用方法。

(2)正確使用毫伏表測(cè)量交流信號(hào)。

實(shí)訓(xùn)原理

晶體管毫伏表是一種專門用來(lái)測(cè)量正弦交流電壓有效值的交流電壓表，因其量程的最小電壓擋一般為1 mV，故稱為“毫伏表”。使用毫伏表和萬(wàn)用表都可以測(cè)量交流電壓，但兩者之間在性能上是有差異的，以DA-16型毫伏表和MF-47F型萬(wàn)用表為例，兩種電表的比較如表1-5-1所示。

表1-5-1　毫伏表與萬(wàn)用表測(cè)交流電壓的比較

由表1-5-1可見(jiàn)，一般萬(wàn)用表雖有測(cè)交流電壓的功能，但當(dāng)被測(cè)電壓數(shù)量級(jí)較小時(shí)(mV級(jí))，由于萬(wàn)用表靈敏度太低，不能使指針偏轉(zhuǎn)或因偏轉(zhuǎn)角度太小而無(wú)法讀數(shù)。另外，若被測(cè)電路阻抗較大時(shí)(幾百千歐以上)，由于普通萬(wàn)用表特別是指針型萬(wàn)用表內(nèi)阻相對(duì)較低，在一定程度上對(duì)被測(cè)電路分流，從而影響了儀表的測(cè)量精度。

需要指出的是，在利用普通電壓表測(cè)量放大電路的參數(shù)時(shí)，如果放大器工作頻率高于電壓表的工作頻率范圍，那么儀表的讀數(shù)會(huì)產(chǎn)生較大測(cè)量誤差；而晶體管毫伏表工作頻率相對(duì)較寬，基本可以滿足一般電子設(shè)備檢修工作的需要。

實(shí)訓(xùn)其次

DA-16型晶體管毫伏表；信號(hào)發(fā)生器；YB3003型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器；YB43020型雙蹤示波器。

實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

以DA-16型晶體管毫伏表為例，介紹晶體管毫伏表及其使用方法。

1.認(rèn)識(shí)DA-16型晶體管毫伏表

DA-16型晶體管毫伏表的外形如圖1-5-1所示，主要由表頭、刻度面板和量程選擇開(kāi)關(guān)等組成。它的輸入連接線不用表筆而用同軸電纜，電纜的外層是地線，通常接黑色鱷魚(yú)夾，其目的是為了減小外來(lái)感應(yīng)電壓的影響；電纜的芯線通常接紅色鱷魚(yú)夾。毫伏表的背面有220V工作電源引線。

圖1-5-1　DA-16型晶體管毫伏表外觀

一般指針式表盤毫伏表有三條刻度線，如圖1-5-2所示。其中第一條和第二條刻度線指示被測(cè)電壓的有效值。當(dāng)量程開(kāi)關(guān)置于“1”打頭的量程位置時(shí)(如1 mV、10 mV、0.1 V、1 V、10 V)，應(yīng)該讀取第一條刻度線；當(dāng)量程開(kāi)關(guān)置于“3”打頭的量程位置時(shí)(如3 mV、30 mV、0.3 V、3 V、30 V、300 V)應(yīng)讀取第二條刻度線。第三條刻度線用來(lái)表示測(cè)量電平的分貝值，它的讀數(shù)與上述電壓讀數(shù)不同，是以表針指示的分貝讀數(shù)與量程開(kāi)關(guān)所指的分貝數(shù)的代數(shù)和來(lái)表示讀數(shù)的，例如，量程開(kāi)關(guān)置于+10 dB(3 V)，表針指在-2 dB 處，則被測(cè)電平的分貝值為+10 dB+(-2 dB)=8 dB。

圖1-5-2　毫伏表的刻度面板

2.測(cè)量步驟

如表1-5-2所示。

表1-5-2　DA-16型晶體管毫伏表的測(cè)量步驟

續(xù)表1-5-2

實(shí)訓(xùn)注意事項(xiàng)

1.毫伏表使用前應(yīng)垂直放置，因?yàn)闇y(cè)量精度以表面垂直放置為準(zhǔn)。在未接通電源的情況下先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。方法是用螺絲刀調(diào)節(jié)表頭上的機(jī)械零位螺絲，使表針指準(zhǔn)零位。再將兩個(gè)輸入接線端(鱷魚(yú)夾)短路連接后，接通220 V工作電源。預(yù)熱數(shù)分鐘，使儀表達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。然后進(jìn)行電氣調(diào)零，即將量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于所需測(cè)量的范圍，調(diào)節(jié)靠左面中間的“調(diào)零”旋鈕，使表針指向零位。這時(shí)，可將兩個(gè)輸入接線端斷開(kāi)，接入被測(cè)電路，便可進(jìn)行測(cè)量。在使用中，每當(dāng)變換量程后應(yīng)重新進(jìn)行電氣調(diào)零。

2.在測(cè)量時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)牧砍毯苤匾?。特別是使用較高靈敏度擋位(mV擋)。不注意的話，容易使表頭指針打壞。如果不知道被測(cè)電壓所在量程范圍時(shí)，則應(yīng)選擇最大量程(300 V)進(jìn)行試測(cè)，再逐漸下降到適合的量程擋，測(cè)量的讀數(shù)刻度一般使表針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的2/3為好。

3.由于毫伏表的靈敏度很高，因此接地點(diǎn)必須良好。毫伏表的地線應(yīng)與被測(cè)電路的地線接在一起，以免引入干擾電壓，影響測(cè)量精度。接線時(shí)，先將黑色夾子接地，再將紅色夾子接測(cè)試點(diǎn)。測(cè)量完畢拆線時(shí)要相反，先拆紅色夾子，再拆黑色夾子。這樣可避免當(dāng)人手觸及紅色夾子時(shí)，交流電通過(guò)儀表與人體構(gòu)成回路，形成數(shù)十伏的感應(yīng)電壓，打壞表針。

4.晶體管毫伏表具有較高的輸入阻抗，容易受到外界電磁干擾的影響。特別在低電壓量程下，當(dāng)輸入端懸空，可能造成指針大幅度擺動(dòng)，甚至指針持續(xù)滿偏。這樣很容易造成指針損壞。因此，在長(zhǎng)期不使用晶體管毫伏表時(shí)，應(yīng)將電源關(guān)閉，在短期不使用時(shí)，應(yīng)將量程置于較高電壓擋。

5.所測(cè)交流電壓中的直流分量不得大于300 V。

6.測(cè)220V市電時(shí)，相線接輸入端，零線接地線端，不得接反。

思考題

1.晶體管毫伏表能用來(lái)測(cè)量直流電壓?jiǎn)幔?/p>

2.正弦信號(hào)出現(xiàn)了失真，此時(shí)還能用毫伏表進(jìn)行測(cè)量嗎？

實(shí)訓(xùn)六　常用電子儀器的綜合使用

實(shí)訓(xùn)目標(biāo)

1.學(xué)會(huì)電子電路實(shí)訓(xùn)中常用的電子儀器——示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表、頻率計(jì)等的使用方法。

2.熟練掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號(hào)波形和讀取波形參數(shù)的方法。

實(shí)訓(xùn)原理

在模擬電路實(shí)訓(xùn)中，經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表及頻率計(jì)等。它們和萬(wàn)用電表一起，可以完成對(duì)模擬電子電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況的測(cè)試。

實(shí)訓(xùn)中要對(duì)各種電子儀器進(jìn)行綜合使用，可按照信號(hào)流向，以連線簡(jiǎn)捷、調(diào)節(jié)順手、觀察與讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局，各儀器與被測(cè)實(shí)訓(xùn)裝置之間的布局與連接如圖1-6-1所示。接線時(shí)應(yīng)注意，為防止外界干擾，各儀器的公共接地端應(yīng)連接在一起，稱“共地”。信號(hào)源和交流毫伏表的引線通常用屏蔽線或?qū)Ｓ秒娎|線，示波器接線使用專用電纜線，直流電源的接線用普通導(dǎo)線。

圖1-6-1　模擬電路中常用電子儀器布局圖

實(shí)訓(xùn)器材

函數(shù)信號(hào)發(fā)生器；雙蹤示波器；交流毫伏表。

實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

1.用機(jī)內(nèi)校正信號(hào)對(duì)示波器進(jìn)行自檢。

(1)掃描基線調(diào)節(jié)

將示波器的顯示方式開(kāi)關(guān)置于“單蹤”顯示(Y1或Y2)，輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置“GND”，觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”。開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”等旋鈕，使熒光屏上顯示一條細(xì)而且亮度適中的掃描基線。然后調(diào)節(jié)“X軸位移”()和“Y軸位移”(↑↓)旋鈕，使掃描線位于屏幕中央，并且能上下左右移動(dòng)自如。

(2)測(cè)試“校正信號(hào)”波形的幅度、頻率

將示波器的“校正信號(hào)”通過(guò)專用電纜線引入選定的Y通道(Y1或Y2)，將Y軸輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置于“AC”或“DC”，觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“內(nèi)”，內(nèi)觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“Y1”或“Y2”。調(diào)節(jié)X軸“掃描速率”開(kāi)關(guān)(t/DIV)和Y軸“輸入靈敏度”開(kāi)關(guān)(V/DIV)，使示波器顯示屏上顯示出一個(gè)或數(shù)個(gè)周期穩(wěn)定的方波波形。

①校準(zhǔn)“校正信號(hào)”幅度

將“Y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，“Y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)幅度，記入表1-6-1。

表1-6-1　校準(zhǔn)信號(hào)測(cè)量

注：不同型號(hào)示波器標(biāo)準(zhǔn)值有所不同，請(qǐng)按所使用示波器將標(biāo)準(zhǔn)值填入表格中。

②校準(zhǔn)“校正信號(hào)”頻率

將“掃速微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，“掃速”開(kāi)關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)周期，記入表1-6-2。

③測(cè)量“校正信號(hào)”的上升時(shí)間和下降時(shí)間

調(diào)節(jié)“Y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)及微調(diào)旋鈕，并移動(dòng)波形，使方波波形在垂直方向上正好占據(jù)中心軸，且上、下對(duì)稱，便于閱讀。通過(guò)掃速開(kāi)關(guān)逐級(jí)提高掃描速度，使波形在X 軸方向擴(kuò)展(必要時(shí)可以利用“掃速擴(kuò)展”開(kāi)關(guān)將波形再擴(kuò)展10倍)，并同時(shí)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平旋鈕，從顯示屏上清楚地讀出上升時(shí)間和下降時(shí)間，記入表1-6-1。

2.用示波器和交流毫伏表測(cè)量信號(hào)參數(shù)

調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使正弦波信號(hào)的輸出頻率分別為100 Hz、1 kHz、10 kHz、100 kHz，有效值均為1 V(交流毫伏表測(cè)量值)。

改變示波器“掃速”開(kāi)關(guān)及“Y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)的位置，測(cè)量信號(hào)源輸出電壓頻率及峰-峰值，記入表1-6-2。

表1-6-2　信號(hào)參數(shù)測(cè)量

3.測(cè)量?jī)刹ㄐ伍g相位差

(1)觀察雙蹤顯示波形“交替”與“斷續(xù)”兩種顯示方式的特點(diǎn)

Y1、Y2均不加輸入信號(hào)，輸入耦合方式置“GND”，掃速開(kāi)關(guān)置掃速較低擋位(如0.5 s/DIV擋)和掃速較高擋位(如5 μs/DIV擋)，把顯示方式開(kāi)關(guān)分別置“交替”和“斷續(xù)”位置，觀察兩條掃描基線的顯示特點(diǎn)，記錄之。

(2)用雙蹤顯示測(cè)量?jī)刹ㄐ伍g相位差

①按圖1-6-2連接實(shí)訓(xùn)電路，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓調(diào)至頻率為1 kHz，幅值為2 V的正弦波，經(jīng)RC移相網(wǎng)絡(luò)獲得頻率相同但相位不同的兩路信號(hào)ui和uR，分別加到雙蹤示波器的Y1和Y2輸入端。

為便于穩(wěn)定波形，比較兩波形相位差，應(yīng)使內(nèi)觸發(fā)信號(hào)取自被設(shè)定為測(cè)量基準(zhǔn)的一路信號(hào)。

圖1-6-2　兩波形間相位差測(cè)量電路

② 把顯示方式開(kāi)關(guān)置于“交替”擋位，將Y1和Y2輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置于“⊥”擋位，調(diào)節(jié)垂直移位旋鈕，使兩條掃描基線重合。

③將Y1、Y2 輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置于“AC”擋位，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平、掃速開(kāi)關(guān)及 Y1、Y2 靈敏度開(kāi)關(guān)位置，使在熒屏上顯示出易于觀察的兩個(gè)相位不同的正弦波形ui及uR，如圖1-6-3所示。根據(jù)兩波形在水平方向的差距X及信號(hào)周期XT，則可求得兩波形相位差。

圖1-6-3　雙蹤示波器顯示兩相位不同的正弦波

×360°

式中： XT——一周期所占格數(shù);

X——兩波形在X軸方向差距格數(shù)。

記錄兩波形相位差于表1-6-3。

表1-6-3　正弦波測(cè)量

為讀數(shù)和計(jì)算方便，可適當(dāng)調(diào)節(jié)掃速開(kāi)關(guān)及微調(diào)旋鈕，使波形一周期占整數(shù)格。

4.整理實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。

實(shí)訓(xùn)注意事項(xiàng)

1.如何操縱示波器有關(guān)旋鈕，以便從示波器顯示屏上觀察到穩(wěn)定、清晰的波形？

2.用雙蹤顯示波形，并要求比較相位時(shí)，為在顯示屏上得到穩(wěn)定波形，應(yīng)怎樣選擇下列開(kāi)關(guān)的位置：

(1)顯示方式選擇(Y1、Y2、Y1+Y2、交替、斷續(xù))；

(2)觸發(fā)方式(常態(tài)、自動(dòng))；

(3)觸發(fā)源選擇(內(nèi)、外)；

(4)內(nèi)觸發(fā)源選擇(Y1、Y2、交替)。

3.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有哪幾種輸出波形？它的輸出端能否短接，如用屏蔽線作為輸出引線，則屏蔽層一端應(yīng)該接在哪個(gè)接線柱上？

4.交流毫伏表是用來(lái)測(cè)量正弦波電壓還是非正弦波電壓？它的表頭指示值是被測(cè)信號(hào)的什么數(shù)值？它是否可以用來(lái)測(cè)量直流電壓的大??？

5.什么是“共地”？為什么要“共地”？

(李小紅)