实验1常用电子仪器的使用.ppt

实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o一、实验目的一、实验目的o1、学习电子电路实验中常用的电子仪器、学习电子电路实验中常用的电子仪器示波器、函数信号发生器、直流稳压电示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。标、性能及正确使用方法。o2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。形和读取波形参数的方法。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o二、实验原理二、实验原理o在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。静态和动态工作情况的测试。o实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图如图11所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用图11 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点：现着重指出下列几点：o1）、寻找扫描光迹）、寻找扫描光迹o将示波器将示波器Y轴显示方式置轴显示方式置“Y1”或或“Y2”，输入耦合方式，输入耦合方式置置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度适当调节亮度旋钮。旋钮。触发方式开关置触发方式开关置“自动自动”。适当调节垂直适当调节垂直（）（）、水平（）、水平（）“位移位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（若示波器设有（若示波器设有“寻迹寻迹”按键，可按下按键，可按下“寻迹寻迹”按键，按键，判断光迹偏移基线的方向。）判断光迹偏移基线的方向。）o2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三种单三种单踪显示方式和踪显示方式和“交替交替”“断续断续”二种双二种双踪显示方式。踪显示方式。“交替交替”显示一般适宜于输入信号频率较显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。高时使用。“断续断续”显示一般适宜于输入信号频率较底显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。时使用。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o3）、为了显示稳定的被测信号波形，）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择触发源选择”开开关一般选为关一般选为“内内”触发，使扫描触发信号取自示波器内触发，使扫描触发信号取自示波器内部的部的Y通道。通道。o4）、触发方式开关通常先置于）、触发方式开关通常先置于“自动自动”调出波形后，若调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态常态”，通过调节通过调节“触发电平触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。o有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形不在闪烁的光迹，但被测信号的波形不在X轴方向左右移动，轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。这样的现象仍属于稳定显示。o5）、适当调节）、适当调节“扫描速率扫描速率”开关及开关及“Y轴灵敏度轴灵敏度”开关开关使屏幕上显示一二个周期的被测信号波形。在测量幅使屏幕上显示一二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将值时，应注意将“Y轴灵敏度微调轴灵敏度微调”旋钮置于旋钮置于“校准校准”位位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时，置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时，应注意将应注意将“X轴扫速微调轴扫速微调”旋钮置于旋钮置于“校准校准”位置，即顺位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。还要注意时针旋到底，且听到关的声音。还要注意“扩展扩展”旋钮旋钮的位置。的位置。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（所占的格数（div或或cm）与）与“Y轴灵敏度轴灵敏度”开关指示值（开关指示值（v/div）的乘积，即可算得信）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。号幅值的实测值。o根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（度水平方向所占的格数（div或或cm）与）与“扫扫速速”开关指示值（开关指示值（t/div）的乘积，即可算）的乘积，即可算得信号频率的实测值。得信号频率的实测值。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o 2、函数信号发生器、函数信号发生器o函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达信号波形。输出电压最大可达20VPP。通过输出衰减。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。以通过频率分档开关进行调节。o函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。o交流毫伏表交流毫伏表o交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然先把量程开关置于量程较大位置上，然o后在测量中逐档减小量程。后在测量中逐档减小量程。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o 三、实验设备与器件三、实验设备与器件o 1、函数信号发生器函数信号发生器 o 2、双踪示波器双踪示波器o 3、交流毫伏表交流毫伏表实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o四、实验内容四、实验内容o1、用机内校正信号对示波器进行自检。、用机内校正信号对示波器进行自检。o1)扫描基线调节扫描基线调节o将示波器的显示方式开关置于将示波器的显示方式开关置于“单踪单踪”显示（显示（Y1或或Y2），输入耦合方式开关置），输入耦合方式开关置“GND”，触发方，触发方式开关置于式开关置于“自动自动”。开启电源开关后，调节。开启电源开关后，调节“辉度辉度”、“聚焦聚焦”、“辅助聚焦辅助聚焦”等旋钮，使荧等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节后调节“X轴位移轴位移”（）和（）和“Y轴位移轴位移”()旋钮，旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。如。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o2）测试）测试“校正信号校正信号”波形的幅度、频率波形的幅度、频率o将示波器的将示波器的“校正信号校正信号”通过专用电缆线引入选定的通过专用电缆线引入选定的Y通通道（道（Y1或或Y2），将），将Y轴输入耦合方式开关置于轴输入耦合方式开关置于“AC”或或“DC”，触发源选择开关置，触发源选择开关置“内内”，内触发源选择开关，内触发源选择开关置置“Y1”或或“Y2”。调节。调节X轴轴“扫描速率扫描速率”开关（开关（t/div）和和Y轴轴“输入灵敏度输入灵敏度”开关（开关（V/div），使示波器显示屏），使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。oa.校准校准“校正信号校正信号”幅度幅度o将将“y轴灵敏度微调轴灵敏度微调”旋钮置旋钮置“校准校准”位置，位置，“y轴灵敏轴灵敏度度”开关置适当位置，读取校正信号幅度，记入表开关置适当位置，读取校正信号幅度，记入表11。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o表11 标 准 值实 测 值幅 度Up-p(V)频 率f(KHz)上升沿时间S下降沿时间S注：不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用示波器将标准值填入表格中。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用ob.校准校准“校正信号校正信号”频率频率o 将将“扫速微调扫速微调”旋钮置旋钮置“校准校准”位置，位置，“扫速扫速”开关开关置适当位置，读取校正信号周期，记入表置适当位置，读取校正信号周期，记入表11。o c 测量测量“校正信号校正信号”的上升时间和下降时间的上升时间和下降时间o 调节调节“y轴灵敏度轴灵敏度”开关及微调旋钮，并移动波形，使开关及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上，且上、下对方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上，且上、下对称，便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波称，便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在形在X 轴方向扩展（必要时可以利用轴方向扩展（必要时可以利用“扫速扩展扫速扩展”开关开关将波形再扩展将波形再扩展10倍），并同时调节触发电平旋钮，从显倍），并同时调节触发电平旋钮，从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间，记入表示屏上清楚的读出上升时间和下降时间，记入表11。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o 2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数、用示波器和交流毫伏表测量信号参数o 调节函数信号发生器有关旋钮，使输出调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均为，有效值均为1V（交流毫伏表测（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。量值）的正弦波信号。o改变示波器改变示波器“扫速扫速”开关及开关及“Y轴灵敏度轴灵敏度”开关等位置，开关等位置，测量信号源输出电压频率及测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表峰峰值，记入表12。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用信号电压频率示波器测量值信号电压毫伏表读数（V）示波器测量值周期（ms）频率（Hz）峰峰值（V）有效值（V）100Hz1KHz10KHz100KHz表表12 实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o3、测量两波形间相位差、测量两波形间相位差o1)观察双踪显示波形观察双踪显示波形“交替交替”与与“断续断续”两种显示方式两种显示方式的特点的特点oY1、Y2均不加输入信号，输入耦合方式置均不加输入信号，输入耦合方式置“GND”，扫，扫速开关置扫速较低挡位（如速开关置扫速较低挡位（如div挡）和扫速较高挡位挡）和扫速较高挡位（如（如5Sdiv挡），把显示方式开关分别置挡），把显示方式开关分别置“交替交替”和和“断续断续”位置，观察两条扫描基线的显示特点，记录之。位置，观察两条扫描基线的显示特点，记录之。o2)用双踪显示测量两波形间相位差用双踪显示测量两波形间相位差o按图按图12连接实验电路，连接实验电路，将函数信号发生器的输出将函数信号发生器的输出电压调至频率为电压调至频率为1KHz，幅值为，幅值为2V的正弦波，经的正弦波，经RC移相移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号网络获得频率相同但相位不同的两路信号ui和和uR，分别，分别加到双踪示波器的加到双踪示波器的Y1和和Y2输入端。输入端。o为便于稳定波形，比较两波形相位差，应使内触发信号为便于稳定波形，比较两波形相位差，应使内触发信号取自被设定作为测量基准的一路信号。取自被设定作为测量基准的一路信号。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o图图 12 两波形间相位差测量电路两波形间相位差测量电路实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o 把显示方式开关置把显示方式开关置“交替交替”挡位，将挡位，将Y1和和Y2输入耦合方式开关置输入耦合方式开关置“”挡位，调节挡位，调节Y1、Y2的（的（）移位旋钮，使两条扫描基线重合。）移位旋钮，使两条扫描基线重合。o将将Y1、Y2 输入耦合方式开关置输入耦合方式开关置“AC”挡位，挡位，调节触发电平、扫速开关及调节触发电平、扫速开关及 Y1、Y2 灵敏度开关灵敏度开关位置，使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不位置，使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形同的正弦波形ui及及uR，如图，如图13所示。根据两波所示。根据两波形在水平方向差距形在水平方向差距X，及信号周期，及信号周期XT，则可求得，则可求得两波形相位差。两波形相位差。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o图图 13 双踪示波器显示两相位不同的正弦波双踪示波器显示两相位不同的正弦波实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o o式中：式中：XT 一周期所占格数一周期所占格数o X 两波形在两波形在X轴方向差距格数轴方向差距格数o记录两波形相位差于表记录两波形相位差于表13。o表表13一周期格数两波形X轴差距格数相 位 差实 测 值计 算 值XTX为数读和计算方便，可适当调节扫速开关及微调旋钮，使波形一周期占整数格。为数读和计算方便，可适当调节扫速开关及微调旋钮，使波形一周期占整数格。实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o五、实验总结五、实验总结o1、整理实验数据，并进行分析。o2、问题讨论o1）如何操纵示波器有关旋钮，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形？o2)用双踪显示波形，并要求比较相位时，为在显示屏上得到稳定波形，应怎样选择下列开关的位置？oa)显示方式选择（Y1；Y2；Y1Y2；交替；断续）ob)触发方式（常态；自动）oc)触发源选择（内；外）o d)内触发源选择（Y1、Y2、交替）实验一实验一 常用电子仪器的使用常用电子仪器的使用o3、函数信号发生器有哪几种输出波形？它的输出端能否短接，如用屏蔽o线作为输出引线，则屏蔽层一端应该接在哪个接线柱上?o4、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？它的表头指示o值是被测信号的什么数值？它是否可以用来测量直流电压的大小？o六、预习要求六、预习要求o1、阅读实验附录中有关示波器部分内容。o2、已知C、R10K，计算图12 RC移相网络的阻抗角。