模電實(shí)驗(yàn)常用電子儀器的使用

1、實(shí)驗(yàn)一常用電子儀器的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表等常用電子儀器的使用方法。 2、初步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。二、實(shí)驗(yàn)原理在模擬電子電路實(shí)驗(yàn)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)驗(yàn)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，如圖11所示是測(cè)試放大電路時(shí)各儀器與被測(cè)電路之間的布局與連接。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，

2、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11 模擬電子電路中常用電子儀器布局圖 1、示波器示波器是一種用途很廣的電子測(cè)量儀器，它既能直接顯示電信號(hào)的波形，又能對(duì)電信號(hào)進(jìn)行各種參數(shù)的測(cè)量?，F(xiàn)著重指出下列幾點(diǎn)：1）、尋找掃描光跡將示波器Y軸顯示方式置“Y1”或“Y2”，輸入耦合方式置“GND”，開機(jī)預(yù)熱后，若在顯示屏上不出現(xiàn)光點(diǎn)和掃描基線，可按下列操作去找到掃描線：適當(dāng)調(diào)節(jié)亮度旋鈕。觸發(fā)方式開關(guān)置“自動(dòng)”。適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直（）、水平（）“位移”旋鈕，使掃描光跡位于屏幕中央。（若示波器設(shè)有“尋跡”按鍵，可按下“尋跡”按鍵，判斷光跡偏

3、移基線的方向。） 2）、雙蹤示波器一般有五種顯示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三種單蹤顯示方式和“交替”“斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式?！敖惶妗憋@示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較高時(shí)使用?！皵嗬m(xù)”顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較底時(shí)使用。3）、為了顯示穩(wěn)定的被測(cè)信號(hào)波形，“觸發(fā)源選擇”開關(guān)一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號(hào)取自示波器內(nèi)部的Y通道。4）、觸發(fā)方式開關(guān)通常先置于“自動(dòng)”調(diào)出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開關(guān)于“常態(tài)”，通過調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測(cè)試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。有時(shí)，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會(huì)出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測(cè)信號(hào)的波形

4、不在X軸方向左右移動(dòng)，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。5）、適當(dāng)調(diào)節(jié)“掃描速率”開關(guān)及“Y軸靈敏度”開關(guān)使屏幕上顯示一二個(gè)周期的被測(cè)信號(hào)波形。在測(cè)量幅值時(shí)，應(yīng)注意將“Y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底，且聽到關(guān)的聲音。在測(cè)量周期時(shí)，應(yīng)注意將“X軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底，且聽到關(guān)的聲音。還要注意“擴(kuò)展”旋鈕的位置。根據(jù)被測(cè)波形在屏幕坐標(biāo)刻度上垂直方向所占的格數(shù)（div或cm）與“Y軸靈敏度”開關(guān)指示值（v/div）的乘積，即可算得信號(hào)幅值的實(shí)測(cè)值。根據(jù)被測(cè)信號(hào)波形一個(gè)周期在屏幕坐標(biāo)刻度水平方向所占的格數(shù)（div或cm）與“掃速”開關(guān)指示值（t/div）的乘積，

5、即可算得信號(hào)頻率的實(shí)測(cè)值。 2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波等多種種信號(hào)波形。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用主要是掌握輸出信號(hào)的幅度和輸出信號(hào)頻率的調(diào)節(jié)，輸出電壓的幅度最大可達(dá)20VPP。通過輸出衰減開關(guān)和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級(jí)到伏級(jí)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。一般信號(hào)發(fā)生器輸出幅值的大小本身不能顯示，需要專門的測(cè)試儀表（毫伏表）來測(cè)量；函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率可以通過頻率分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸出信號(hào)的頻率數(shù)值本身一般都有指示。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，它的輸出端不允許短路，在使用時(shí)應(yīng)先將輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕反時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底（使輸出為零），然后根據(jù)需要信號(hào)幅值的大小再進(jìn)行調(diào)

6、節(jié)。3、 交流毫伏表交流毫伏表可以用來測(cè)量正弦交流電壓的有效值，它的靈敏度比較高，有一定的頻率響應(yīng)的范圍。使用時(shí)注意兩點(diǎn)：一是要正確接線（將被測(cè)信號(hào)正確地輸入到毫伏表里），二是要合理地選擇毫伏表的量程。以免因接線錯(cuò)誤或者量程選擇不當(dāng)而損壞儀表。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1、 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 2、 雙蹤示波器3、 交流毫伏表 4、直流穩(wěn)壓電源5、直流電壓表 6、毫安表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容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關(guān)置于“單蹤”顯示（Y1或Y2），輸入耦合方式開關(guān)置“GND”，觸發(fā)方式開關(guān)置于“自動(dòng)”。開啟電源開關(guān)后，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”等旋鈕，

7、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軸輸入耦合方式開關(guān)置于“AC”或“DC”，觸發(fā)源選擇開關(guān)置“內(nèi)”，內(nèi)觸發(fā)源選擇開關(guān)置“Y1”或“Y2”。調(diào)節(jié)X軸“掃描速率”開關(guān)（t/div）和Y軸“輸入靈敏度”開關(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。a. 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”開關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)幅度，記入

8、表11。 表11標(biāo) 準(zhǔn) 值實(shí) 測(cè) 值幅 度Up-p(V)頻 率f(KHz)上升沿時(shí)間S下降沿時(shí)間S 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。*b. 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”開關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)周期，記入表11。 *c 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)中心軸上，且上、下對(duì)稱，便于閱讀。通過掃速開關(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，從顯示屏上清楚的讀出上升時(shí)間

9、和下降時(shí)間，記入表11。 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，使輸出頻率分別為100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均為1V（交流毫伏表測(cè)量值）的正弦波信號(hào)。改變示波器“掃速”開關(guān)及“Y軸靈敏度”開關(guān)等位置，測(cè)量信號(hào)源輸出電壓頻率及峰峰值，記入表12。表12信號(hào)電壓頻率示波器測(cè)量值信號(hào)電壓毫伏表讀數(shù)（V）示波器測(cè)量值周期（ms）頻率（Hz）峰-峰值（V）有效值（V）100Hz1KHz10KHz100KHz*3、測(cè)量兩波形間相位差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”，掃速開關(guān)置掃

10、速較低擋位（如0.5sdiv擋）和掃速較高擋位（如5Sdiv擋），把顯示方式開關(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)量兩波形間相位差按圖12連接實(shí)驗(yàn)電路， 將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓調(diào)至頻率為1KHz，幅值為2V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)定作為測(cè)量基準(zhǔn)的一路信號(hào)。 把顯示方式開關(guān)置“交替”擋位，將Y1和Y2輸入耦合方式開關(guān)置“”擋位，調(diào)節(jié)Y1、Y2的（ ）移位旋鈕，使兩條掃描基線重合。將Y1、Y2 輸入耦合方式開

11、關(guān)置“AC”擋位，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平、掃速開關(guān)及 Y1、Y2 靈敏度開關(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13所示。根據(jù)兩波形在水平方向差距X，及信號(hào)周期XT，則可求得兩波形相位差。圖 12 兩波形間相位差測(cè)量電路圖 13 雙蹤示波器顯示兩相位不同的正弦波 （1-1）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13。 表13一周期格數(shù)兩波形X軸差距格數(shù)相 位 差實(shí) 測(cè) 值計(jì) 算 值XTX為讀數(shù)和計(jì)算方便，可適當(dāng)調(diào)節(jié)掃速開關(guān)及微調(diào)旋鈕，使波形一周期占整數(shù)格。五、注意事項(xiàng)1、不要隨意插拔各儀器的輸入、輸出及測(cè)試線。2、在進(jìn)行儀器調(diào)節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕一定要用力適度，以免損壞設(shè)備！六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。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)怎樣選擇下列開關(guān)的位置？ a) 顯示方式選擇（Y1；