電子安裝工藝與設備教材2常用電子測量儀器最后統(tǒng)稿

1、信號發(fā)生器信號發(fā)生器又稱信號源，它能產生不同頻率、不同幅度的規(guī)則的或不規(guī)則的波形信號。在實際應用中，信號發(fā)生器能給測試、研究和調整電子電路及電子整機產品提供符合一定技術要求的電信號。 信號發(fā)生器類型很多，按頻率和波段可分為低頻信號發(fā)生器、高頻信號發(fā)生器和脈沖信號發(fā)生器等。在電子整機產品裝調中高頻信號發(fā)生器使用較多。下面以ZN1060型高頻信號發(fā)生器為例說明其性能和使用方法。ZN1060型高頻信號發(fā)生器是一個具有數(shù)字顯示的產品，其輸出頻率和輸出電壓的有效范圍寬，頻率調節(jié)采用交流伺服電動機傳動系統(tǒng)，調諧方便，儀器內部有頻率計，可對輸出頻率進行顯示，提高了輸出頻率的準確度。1ZN1060型高頻信號發(fā)

2、生器的主要性能指標 ZN1060型高頻信號發(fā)生器的主要性能指標見表8.4。表8.4 ZN1060型高頻信號發(fā)生器的主要性能指標項 目性 能 指 標項 目性 能 指 標頻率范圍10kHz40MHz 10個波段，分為等幅、調幅調幅度080%連續(xù)可調載波頻率誤差四位數(shù)碼顯示±1個字（預熱30min）衰減器×10dB:0110dB分11擋×1dB:010dB分10擋輸出電壓有效范圍0dB120dB（1µV1V）電調制信號400Hz，1000Hz2ZN1060型高頻信號發(fā)生器的面板結構ZN1060型高頻信號發(fā)生器的面板結構如圖8-5所示。3ZN1060型高頻信號發(fā)

3、生器的功能ZN1060型高頻信號發(fā)生器有載波、調幅兩種信號輸出狀態(tài)。（1）載波工作狀態(tài)。波段按鍵17用來改變信號發(fā)生器輸出載波的波段，根據需要的信號頻率，按下相應波段按鍵，指示燈即亮，表示儀器工作于該波段。頻率電調按鍵19，標有“”符號表示按下此鍵頻率往高調節(jié)，標有“”符號表示按下此鍵頻率往低調節(jié)；頻率手調旋鈕18，用于微調輸出信號頻率，將信號頻率精確地調到所需數(shù)值；停振按鍵21，起開關作用，用來中斷測試過程中本儀器的輸出信號。（2）調幅工作狀態(tài)。工作選擇按鍵15有“400Hz”、“1kHz”、“外”3個鍵，按下對應按鍵分別輸出由400Hz、1kHz、外輸入信號調制的調幅波；載波按鍵，按下此鍵

4、后儀器輸出高頻載波信號；電平調節(jié)旋鈕14，調節(jié)載波輸出幅度；調幅度調節(jié)旋鈕16，用來調節(jié)調幅波的調幅度大小，調幅度的數(shù)值由數(shù)字電壓表顯示。（3）衰減器部分?！?#215;10dB”衰減器10從0110dB分11擋；“×1dB”衰減器11從010dB分10擋，衰減的分貝數(shù)由“衰減器dB數(shù)顯示”讀出。（4）頻率計開關。在測試過程中，如果被測設備受頻率計干擾大時，可以按動頻率計開關1使之彈出，停止頻率計工作，保證測試順利進行。 1頻率計開關；2頻率計顯示；3頻率單位顯示；4調幅度調節(jié)校正；5電壓、調幅顯示；6工作狀態(tài)顯示； 7載頻電壓校準；8衰減器dB顯示；9+10dB顯示；10×

5、;10dB顯示；11×1dB顯示；12輸出插座； 13終端負載顯示電阻（0dB=1mV）；14電平調節(jié)旋鈕；15工作選擇按鍵；16調幅度調節(jié)旋鈕； 17波段按鍵；18頻率手調旋鈕；19頻率電調按鍵；20電源開關；21停振按鍵圖8-5 ZN1060型高頻信號發(fā)生器的面板結構4ZN1060型高頻信號發(fā)生器的使用方法（1）按下“頻率計開關”、“0.82MHz”波段開關和“載波開關”，將“調幅度調節(jié)”旋鈕、“電平調節(jié)”旋鈕逆時針旋至最小位置，衰減器置于最大衰減位置。（2）按下“電源開關”，預熱30min即可正常使用。（3）根據所需要的輸出頻率，按下相應的波段后再按動“頻率電調按鍵”“”或“”

6、，并調節(jié)“頻率手調旋鈕”，使輸出頻率符合所需的數(shù)值。（4）調節(jié)“電平調節(jié)旋鈕”使數(shù)字電壓表顯示為1V。（5）根據所需要的輸出電壓，將“×10dB”和“×1dB”衰減器置于所需dB。在使用過程中電壓表應始終保持1V，以保證儀器輸出電壓值的準確性。（6）根據需要的調幅頻率，按“400Hz”或“1kHz”按鍵，此時儀器處于調幅工作狀態(tài)，調節(jié)“調幅度調節(jié)旋鈕”可改變調幅系數(shù)的大小，并在電壓表上直接顯示M%。電壓表所顯示的調幅度，只有載波電平保持1V的情況下M%才是準確的。若要檢查載波電平是否在1V上，可按下“載波開關”，則電壓表再次顯示電壓，可調節(jié)“電平調節(jié)旋鈕”使電壓表顯示出1V

7、。8.4 示波器 示波器是一種用途很廣的電子測量儀器，它能將非常抽象的看不見的隨著時間變化的電壓波形，變成具體的看得見的波形圖，通過波形圖可以看清信號的特征，并且可以從波形圖上計算出被測電壓的幅度周期、頻率、脈沖寬度及相位等參數(shù)。本節(jié)介紹YB4320型雙蹤示波器的使用方法。1YB4320雙蹤示波器主要技術指標 （1）垂直偏轉系統(tǒng)頻帶寬度：DC：09n MHz 3 dB、AC：10 Hz20 MHz 3 dB。輸入靈敏度：5 mVdiv5 Vdiv，按1-2-5步進，共分lO擋。“×1”精度為±5，“×5”精度為±10?？晌⒄{的垂直靈敏度：大于所標明的靈敏

8、度值的25倍。上升時間：175 ns。 輸入阻抗：1M（1±2）25 pF±3 pF。 最大輸入電壓：300 V（DCAC峰值）。 （2）水平扁轉系統(tǒng) 掃描時間因數(shù)：0.1usdiv0.2usdiv（誤差±5），按1-2-5步進，共分20擋。 觸發(fā)方式：自動、正常、TV-V、TV-H。 觸發(fā)信號源：INT、CH2、電源、外。 靈敏度：常態(tài)方式下頻率為lO Hz20 MHz時2div（內觸發(fā)）、03 V（外觸發(fā)）。 自動方式下頻率為20 Hz20 MHz時2div（內觸發(fā)）、03 V（外觸發(fā)）。 （3）電源 電壓為交流220（1±10）V，頻率為50（1&

9、#177;5）Hz，功耗為35W。2YB4320雙蹤示波器面板圖及控制鍵功能（1）YB4320雙蹤示波器面板 YB4320面板示意圖如圖8-6所示，各控制鍵功能和使用方法如下：1電源開關（POWER）：將電源開關按鍵彈出即為“關斷”位置，按下電源開關，將電源接入。2電源指示燈：電源接通時指示燈亮。3亮度旋鈕（INTENSITY）：順時針方向旋轉旋鈕，亮度增強。4聚焦旋鈕（FOCUS）：調節(jié)亮度控制鈕使亮度適中，然后調節(jié)聚焦旋鈕直至軌跡達到最清晰程度。5光跡旋轉旋鈕（TRACE ROTATION）：由于磁場的作用，當光跡在水平方向輕微傾斜時，該旋鈕用于調節(jié)光跡與水平刻度線平行。6刻度照明控制鈕（

10、SCALE ILLUM）：該旋鈕用于調節(jié)屏幕亮度。如果該旋鈕順時針方向旋轉，亮度將增加。該功能用于黑暗環(huán)境或拍照時的操作。7校準信號（CAL）：電壓幅度為05 V，頻率為1 kHz的方波信號。8ALT擴展按鈕（ALT-MAG）：按下此鍵，掃描因數(shù)×1，×5同時顯示。此時要把放大部分移到屏幕中心，按下ALT-MAG鍵。擴展后的光跡可由光跡分離控制鍵13移位距×1光跡15div或更遠的地方。同時使用垂直雙蹤方式和水平ALT-MAG可在屏幕上同時顯示4條光跡。9擴展控制鍵（MAG×5）：按下去時，掃描因數(shù)×5擴展。掃描時間是Timediv開關指示數(shù)值

11、的l5。10觸發(fā)極性按鈕（SLOPE）：觸發(fā)極性選擇。用于選擇信號的上升和下降沿觸發(fā)。11XY控制鍵：如XY工作方式時，垂直偏轉信號接入CH2輸入端，水平偏轉信號接入CH1輸入端。12掃描微調控制旋鈕（VARIBLE）：此旋鈕以順時針方向旋轉到底處為校準位置，該旋鈕逆時針方向旋轉到底，掃描減慢25倍以上。正常時該旋鈕應位于校準位置，以便于對時間、周期和頻率等參數(shù)的定量測量。13光跡分離控制鍵：功能見“8”。 圖8-6 YB4320面板示意圖14水平位移（POSITION）：用于調節(jié)軌跡在水平方向移動。順時針方向旋轉該旋 、鈕向右移動光跡，逆時針方向旋轉向左移動光跡。 15掃描時間因數(shù)選擇開關（

12、TIMEdiv）：共20擋，在01usdiv0.2sdiv范圍選擇掃描速率。 16觸發(fā)方式選擇（TRIGMODE）：自動（AUTO）：采取自動掃描方式時，掃描電路自動進行掃描。在沒有信號輸入或輸入信號沒有被觸發(fā)同步時，屏幕上仍然可以昆示掃描基線。常態(tài)（NORM）：有觸發(fā)信號才能掃描，否則屏幕上無掃描線顯示。當輸入信號頻率低于20 Hz時，請用常態(tài)觸發(fā)方式。 TVH：用于觀察電視信號中行信號波形。TVV：用于觀察電視信號中場信號波形。17觸發(fā)電平旋鈕（TRIG LEVEL）：用于調節(jié)被測信號在某電平觸發(fā)同步。 l8觸發(fā)源選擇開關（SOLRCE）：選擇觸發(fā)信號源。內觸發(fā)（IN1）：CH1或CH2通

13、道的輸入信號是觸發(fā)信號。 通道2觸發(fā)（CH2）：CH2通道的輸入信號是觸發(fā)信號。電源觸發(fā)（LINE）：電源頻率為觸發(fā)信號。外觸發(fā)（EXT）：觸發(fā)輸入為外部觸發(fā)信號，用于特殊信號的觸發(fā)。19外觸發(fā)輸入插座（EXT INPUT）：用于外部觸發(fā)信號的輸入。20、32CH1×5擴展、CH2×5擴展：按下×5擴展按鈕，垂直方向的信號擴大5倍，最高靈敏度變?yōu)? mVdiv。 21CH2極性開關（INVERT）：按此開關時CH2顯示反向電壓值。 22、28垂直輸入耦合選擇開關（AC-GNDDC）：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耦合。接地（GND）：

14、放大器的輸入端接地。直流（DC）：垂直放大器輸入端與信號直接耦合。23、25垂直移位（POSITION）：調節(jié)光跡在屏幕中的垂直位置。24通道2輸入端（CH2 INPUT）：和通道1一樣，但采取XY方式時輸入端的信號仍為Y軸信號。25、31垂直微調旋鈕（VARIBLE）：垂直微調用于連續(xù)改變電壓偏轉靈敏度。此旋鈕在正常情況下應位于順時針方向旋轉到底的位置，以便于對電壓的定性測量。將旋鈕逆時針萬向旋到底，垂直萬向的靈敏度下降到25倍以上。 26、30衰減器開關（VOLTSdiv）：用于選擇垂直偏轉靈敏度的調節(jié)。如果使用的是10：l的探頭計算時將幅度×lO。 27接地柱（）：接地端。 2

15、9通道l輸入端（CH1 INPUT）：該輸入端用于垂直方向的輸入。采取XY方式時輸入端的信號成為X軸信號。33交替觸發(fā)（ALT TRIG）：在雙蹤交替顯示時，觸發(fā)信號交替來自于兩個Y通道，此方式可用于同時觀察兩路不相關的信號。34垂直工作方式選擇（VERTICAL MODE）：按下CH1時，屏幕上僅顯示CH1通道的信號。按下CH2時，屏幕上僅顯示CH2通道的信號。同時按下CHI和CH2按鈕，屏幕上會出現(xiàn)雙蹤并自動以斷續(xù)或交替方式同時顯示CHI和CH2通道的信號。按下ADD時，顯示CH1和CH2輸入電壓的代數(shù)和。（2）基本操作方法 1打開電源開關前先檢查輸入的電壓，將電源線插入后面板上的交流插孔

16、打開電源，按如下設定功能鍵：電源（POWER）：開關鍵彈出。亮度（INTENSITY）：順時針旋轉。聚焦（Focus）：中間。ACGNDDC：AC。 垂直移位（POSITION）：中間（×5）擴展鍵彈出。 觸發(fā)方式（TRIG MODE）：自動。觸發(fā)電平（TRIG lEVEL）：中間。觸發(fā)源（SOURCE）：內。 Timediv：0.5 msdiv。水平位置：×l，（×5 MAG）、ALT MAG均彈出。垂直工作方式（MODE）：CHI。一般將下列微調旋鈕設定到“校準”位置。VOLTSDIV VAR：順時針方向旋轉到底，以便讀取電壓選擇旋鈕指示的VOLTSdiv上的

17、數(shù)值。TIMEDIV VAR：順時針方向旋轉到底，以便讀取掃描選擇旋鈕指示的TIMEdiv上的數(shù)值。2信號參數(shù)測量直流電壓的測量：設定AC -GNDDC開關至GND，將零電平定位在屏幕最佳位置。將VOLTSdiv設定到合適位置，然后將AC- GND- DC開關撥到DC，直流信號將會使光跡產生上下偏移，直流電壓可以通過光跡偏移的刻度乘以VOLTSdiv開關擋位值得到。交流電壓的測量：將零電平定位在屏幕合適位置，通過信號幅度在屏幕上所占的格數(shù)（div）乘以VOLTSdiv擋位值得到交流信號的幅值。如果交流信號疊加在直流信號上，將ACGND DC開關設置在AC，可隔開直流。如果探頭為10：l，實際值

18、是測量值的10倍。頻率和時間的測量：如果一個信號的周期在屏幕上占2個div，假設掃描時間為1 msdiv，則信號的周期為1 msdiv×2div2 ms，頻率為l（2 ms）500 Hz。如運用×5擴展那么TIMEdiv則為指示值的15。3測量方法舉例（1）幅度的測量方法幅度的測量方法包括峰峰值（VP-P）的測量、最大值的測量（VMAX）、有效值的測量（V），其中峰峰值的測量結果是基礎，后幾種測量都是由該值推算出來的。正弦波的測量。正弦波的測量是最基本的測量。按正常的操作步驟使用示波器顯示穩(wěn)定的、大小適合的波形后，就可以進行測量了。峰峰值（VP-P）的含義是波形的最高電壓與

19、最低電壓之差，因此應調整示波器使之容易讀數(shù)，方法是調節(jié)X軸和Y軸的位移，使正弦波的下端置于某條水平刻度線上，波形的某個上端位于垂直中軸線上，就可以讀數(shù)了，如圖8-7所示。 圖8-7 示波器上正弦波峰峰值幅度的讀數(shù)方法圖8-7（b）中，可以很容易讀出，波形的峰峰值占了6.3格（DIV），如果Y軸增益旋鈕被撥到2V/DIV，并且微調已撥到校準，則正弦波的峰峰值VP-P=6.3（DIV）×2（V/ DIV）=12.6（V）。 測出了峰峰值，就可以計算出最大值和有效值了。對于正弦波，這3個值有以下關系：由此計算出，。矩形波的測量。矩形波幅度的測量與正弦波相似，通過合適的方法找到其最大值與最小

20、值之間的差值，就是峰峰值（VP-P），如圖8-8所示。圖8-8 矩形波幅度的測量 示波器是通過掃描的方式進行顯示，因此矩形波的上升沿和下降沿由于速度太快，往往顯示不出來，但高電平與低電平仍能清晰看到。矩形波的峰峰值占4.6格（DIV），若Y軸增益旋鈕被撥到2V/DIV，則矩形波的峰峰值VP-P=4.6（DIV）×2（V/DIV）=9.2（V），最大值VMAX=4.6V。（2）周期和頻率的測量方法正弦波的測量。周期T的測量是通過屏幕上X軸來進行的。當適當大小的波形出現(xiàn)在屏幕上后，應調整其位置，使其容易對周期T進行測量，最好的辦法是利用其過零點，將正弦波的過零點放在X軸上，并使左邊的一個

21、位于某豎刻度線上，如圖8-9所示。 圖8-9 正弦波周期的測量圖中所示正弦波周期占了6.5格（DIV），如果掃描旋鈕已被撥到的刻度為5ms/DIV，可以推算出其周期T = 6.5（DIV）×5（ms/DIV）= 32.5（ms）。同時，根據周期與頻率的關系：可推算出，正弦波的頻率f 30.77(Hz)。為了使周期的測量更為準確，可以用如圖8-10所示的多個周期的波形來進行測量 圖8-10 用多個波形進行周期測量 矩形波的測量。矩形波周期的測量與正弦波相似，但由于矩形波的上升沿或下降沿在屏幕上往往看不清，因此一般要將它的上平頂或下平頂移到中間的水平線上，再

22、進行測量，如圖8-11所示。圖中一個周期占用了7.25格（DIV），如果掃描旋鈕已被撥到的刻度為2ms/DIV，可以推算出其周期T = 7.25（DIV）×2（ms/DIV）= 14.5（ms），頻率f  68.97Hz。圖8-11 矩形波周期的測量（3）上升時間和下降時間的測量方法在數(shù)字電路中，脈沖信號的上升時間tr和下降時間tf十分重要。上升時間和下降時間的定義是：以低電平為0%，高電平為100%，上升時間是電平由10%上升到90%時所使用的時間，而下降時間則是電平由90%下降到10%時使用的時間。測量上升時間和下降時間時，應將信

23、號波形展開使上升沿呈現(xiàn)出來并達到一個有利于測量的形狀，再進行測量，如圖8-12所示。 圖8-12 脈沖上升時間的測量 圖中波形的上升時間占了1.78格（DIV），如果掃描旋鈕已被撥到的刻度為20ms/DIV，可以推算出上升時間tr = 1.78（DIV）×20（ms/DIV）= 35.6（ms）。脈沖信號在上升沿的兩頭往往會有“冒頭”，稱為“過沖”，在測量時，不應將過沖的最高電壓作為100%高電平。 8.5 頻率特性測試儀頻率特性測試儀又叫掃頻儀，該儀器主要用于測定無線電設備（如寬帶放大器，雷達接收機的中頻放大器、高頻放大器，電視機的公共通道、伴音通道、

24、視頻通道以及濾波器等有源和無源四端網絡等）的頻率特性。若配用駐波電橋，還可以測量器件的駐波特性。下面以BT3CA型頻率特性測試儀為例來介紹此類儀器的性能和使用方法。1BT3CA型頻率特性測試儀的主要性能指標BT3CA型頻率特性測試儀既可作為信號發(fā)生器使用，又可輸出點頻信號，具有功耗低、體積小、重量輕、輸出電壓高、寄生調幅小，掃頻非線性系數(shù)小、頻譜純度好等特點。BT3CA型頻率特性測試儀的主要性能指標見表7.5所示。表7.5 BT3CA型頻率特性測試儀的主要性能指標項目性能指標項目性能指標中心頻率1MHz300MHz內連續(xù)可調輸出掃頻信號電壓0.5V最小掃頻頻偏±0.5MHz頻率標記信

25、號1MHz、10MHz、50MHz外接1MHz和10MHz組合顯示最大掃頻頻偏±15MHz掃頻信號輸出阻抗75掃頻頻偏在±15MHz以內輸出衰減器10dB×7、1dB×10步進全掃頻率范圍1MHz300MHz輸出平坦度不大于±0.7dB垂直輸入敏度2.5V（峰-峰值）/cm2BT3CA型頻率特性測試儀的面板結構及部件功能BT3CA型頻率特性測試儀的面板結構如圖8-13所示，各部件功能表見表7.6所示。 圖8-13 BT3CA型頻率特性測試儀的面板結構3BT3CA型頻率特性測試儀的使用方法（1）檢查顯示系統(tǒng)。接通電源，預熱 5min10min ，

26、調節(jié)“電源、輝度”和“聚焦”旋鈕，使掃描線細而清晰，亮度適中。（2）檢查儀器內部頻標。將“頻標調節(jié)”開關置于“1MHz·10MHz”處，此時掃描基線上呈現(xiàn)相應的頻標信號。調節(jié)“頻標幅度”旋鈕，使頻標幅度適中。（3）零頻（起始頻標）的確定。將“頻標調節(jié)”開關置于“ 1MHz · 10MHz ”處，“頻標幅度”旋鈕位置適中，“全掃一窄掃一點頻”開關置于“窄掃”、位置。調節(jié)“中心頻率”，使中心頻率在起始位置附近，在眾多的頻標中有一個頂端凹陷的頻標；將“頻標調節(jié)”開關置于“外接”，其他頻標信號消失，此標記仍然存在，則此標記為“零頻”頻標。 （4）頻偏檢查。將“頻率偏移”旋鈕調至最大

27、與最小，熒光屏上呈現(xiàn)的頻標數(shù)應滿足技術要求（士0.5MHz士15MHz）。（5）輸出掃頻信號頻率范圍的檢查。將檢波探測器插入儀器的“掃頻電壓輸出”端，并接好地線，每一波段都應在熒光屏上出現(xiàn)方框。將“頻標幅度”旋鈕置于適當位置，“頻標調節(jié)”開關置于“1MHz·10MHz”處，調節(jié)“中心頻率”旋鈕，應滿足技術要求（l MHz300Mz連續(xù)可調）。（6）寄生調幅系數(shù)和掃頻信號的非線性系數(shù)的檢查。具體內容請查閱有關資料。（7）檢查儀器輸出電壓。在輸出插座上接750輸出電纜，用超高頻毫伏表（如DA22）測其電壓值，掃頻調節(jié)放在點頻處，其有效值應大于0.5V。（8）“0dB ”校正及測量。在進行增益測量前，先要進行“ 0dB ”校正，即將掃頻儀的輸出電纜直接與檢波電纜對接，“輸入衰減”旋鈕置于0dB擋，調節(jié)“Y軸增益”旋鈕，使屏幕上顯示的兩條水平線占有一定的格數(shù)。這個格數(shù)為“0dB ”校正線，然后接入被測電路，保持“ Y 軸增益”旋鈕位置不變，改變“輸出衰減”旋鈕部位，使顯示的幅頻曲線高度處于0dB校正線高度，此時“輸出衰減”旋鈕所