儀器儀表1張崔

1、常用電子儀器張君毅 崔巖松 1概述信號(hào)源的原理及使用毫伏表的原理及使用示波器的原理及使用常用實(shí)驗(yàn)儀器使用練習(xí)2信號(hào)源的原理及使用幾種基本信號(hào)介紹低頻信號(hào)源的工作原理低頻信號(hào)源的使用方法低頻信號(hào)源使用的注意事項(xiàng)3幾種基本信號(hào)正弦波方波三角波4信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器的分類(lèi)按輸出波形分 正弦信號(hào)發(fā)生器 脈沖信號(hào)發(fā)生器 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 噪聲信號(hào)發(fā)生器按輸出頻率范圍分 超低頻信號(hào)發(fā)生器 低頻信號(hào)發(fā)生器 視頻信號(hào)發(fā)生 高頻信號(hào)發(fā)生器 甚高頻信號(hào)發(fā)生器 超高頻信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器又稱(chēng)信號(hào)源，是為電子測(cè)量提供符合一定技術(shù)要求的電信號(hào)的儀器。5正弦信號(hào)發(fā)生器 正弦信號(hào)發(fā)生器是信號(hào)源中最常見(jiàn)的一種，它能輸出一個(gè)幅度

2、可調(diào)、頻率可調(diào)的正弦信號(hào)。 按信號(hào)產(chǎn)生的方式不同，正弦信號(hào)發(fā)生器有以下幾種類(lèi)型： LC振蕩式信號(hào)源（高頻） RC振蕩式信號(hào)源（低頻） 差頻式振蕩信號(hào)源 石英晶體振蕩器6低頻正弦信號(hào)發(fā)生器工作原理7低頻信號(hào)源的使用方法89低頻信號(hào)源使用的注意事項(xiàng)輸出探頭的公共端(黑夾子)接地；信號(hào)端(紅夾子)接入電路；在測(cè)試使用時(shí)，不能將信號(hào)源的信號(hào)輸出端直接接到直流電壓的測(cè)試點(diǎn)上(但可以通過(guò)隔直電容接到測(cè)試點(diǎn)上)，以防直流電流由輸出端“倒灌”而損壞儀器；由于信號(hào)源的輸出電阻不為零(不是恒壓輸出)，當(dāng)被測(cè)電路的電阻發(fā)生變化時(shí)，信號(hào)源的輸出幅度也會(huì)發(fā)生變化，而這種變化有時(shí)靠?jī)x器本身的監(jiān)測(cè)方法是反映不出來(lái)的。所以，

3、使用信號(hào)源時(shí)，要外接電壓表監(jiān)視信號(hào)源的輸出電壓，使其輸出電壓值達(dá)到測(cè)試要求。 10毫伏表的原理及使用幾種基本信號(hào)的有效值計(jì)算 毫伏表的工作原理毫伏表的使用方法毫伏表使用的注意事項(xiàng)11各種信號(hào)的有效值12毫伏表的原理毫伏表是用來(lái)測(cè)量交流電壓大小的電子電壓表，它可以直接顯示出被測(cè)正弦交流電壓的有效值。大部分毫伏表具有電平測(cè)量的功能。13毫伏表的使用方法輸入探頭的公共端(黑夾子)接地；信號(hào)端(紅夾子)接被測(cè)電路；測(cè)量量程從大向小進(jìn)行切換，指針示數(shù)大于1/3為佳。14毫伏表使用的注意事項(xiàng)測(cè)量前應(yīng)短路調(diào)零；調(diào)整信號(hào)時(shí)，應(yīng)先將量程旋鈕旋到較大量程，改變信號(hào)后，再逐漸減小；交流毫伏表靈敏度較高，打開(kāi)電源后，

4、在較低量程時(shí)由于干擾信號(hào)(感應(yīng)信號(hào))的作用，指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱(chēng)為自起現(xiàn)象。所以在不測(cè)試信號(hào)時(shí)應(yīng)將量程旋鈕旋到較高量程檔，以防打彎指針。15示波器的原理及使用示波器的工作原理 水平系統(tǒng)的組成 垂直系統(tǒng)的組成 多波形顯示 示波器探頭示波器的正確使用16示波器示波器是以短暫掃跡的形式顯示一個(gè) 被測(cè)量的瞬時(shí)值的測(cè)量、觀(guān)察和記錄的電子儀器。通用示波器；數(shù)字存儲(chǔ)示波器；171819示波器的原理垂直系統(tǒng)示波管水平系統(tǒng)電源Z軸電路20示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏電子槍21INTENSITYFOCUS陰極柵極陽(yáng)極燈絲22偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) Sy=1hy=Uy/y垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度，單位為Vdiv

5、 Sx=1hx=Ux/x水平偏轉(zhuǎn)靈敏度，單位為sdivVOLTS/DIVSWEEP TIME/DIV23熒光屏余輝時(shí)間：從電子束移去到光點(diǎn)亮度下降為原始值的10%之間的時(shí)間。短余輝：中余輝：長(zhǎng)余輝：極長(zhǎng)余輝：注意：不能讓電子束長(zhǎng)時(shí)間停留在熒光屏的某一點(diǎn)上。24示波器的水平系統(tǒng)產(chǎn)生掃描電壓；保持掃描電壓與Y通道輸入信號(hào)間的同步關(guān)系，確保顯示波形的穩(wěn)定；調(diào)整掃描電壓或外接信號(hào)的大小；產(chǎn)生增輝和消隱信號(hào)，去控制示波器Z軸電路。25水平系統(tǒng)的組成26觸發(fā)同步電路觸發(fā)輸入放大器觸發(fā)整形電路被測(cè)信號(hào) 或外接信號(hào)觸發(fā)源信號(hào)觸發(fā)源信號(hào)被放大后前沿陡峭的觸發(fā)脈沖掃描電路為了產(chǎn)生有效的觸發(fā)脈沖去啟動(dòng)掃描發(fā)生器，在

6、觸發(fā)電路中設(shè)有觸發(fā)源選擇(source)、觸發(fā)源耦合方式(coupling)、觸發(fā)極性(slope)和觸發(fā)電平(level)等選擇開(kāi)關(guān)。27觸發(fā)選擇觸發(fā)源選擇（SOURCE） 其目的是使被顯示的信號(hào)和掃描信號(hào)相關(guān)，確保熒光屏上顯示被測(cè)信號(hào)的波形穩(wěn)定。觸發(fā)源耦合方式選擇（COUPLING） 觸發(fā)源信號(hào)選擇好后，觸發(fā)源信號(hào)可通過(guò)DC（直流），AC（交流）等耦合方式送到耦合輸入放大器。觸發(fā)極性選擇（SLOPE）和觸發(fā)電平（LEVEL）觸發(fā)極性：指觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)源信號(hào)的上升沿或下降沿，前者為正極性，后者為負(fù)極性。觸發(fā)電平：指觸發(fā)信號(hào)的幅度。觸發(fā)極性和觸發(fā)電平?jīng)Q定了觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻，并決定了掃描的起始

7、點(diǎn)。Source:INTLINEEXTcouplingACDC28觸發(fā)掃描的工作波形關(guān)系脈沖2和4被抑制掉觸發(fā)掃描確保Tx=nTy29掃描模式掃描觸發(fā)(MODE)方式選擇：常態(tài)觸發(fā)方式（NORM）只有在有觸發(fā)源信號(hào)，并且產(chǎn)生有效的觸發(fā)脈沖時(shí)，掃描電路才能被觸發(fā)而產(chǎn)生掃描鋸齒波電壓，熒光屏上才有掃描線(xiàn)。自動(dòng)觸發(fā)方式（AUTO）在一段時(shí)間沒(méi)有觸發(fā)脈沖時(shí)，掃描系統(tǒng)按連續(xù)掃描方式工作，此時(shí)掃描電路處于自激狀態(tài)，有連續(xù)掃描鋸齒波電壓輸出，熒光屏上仍能顯示掃描線(xiàn)。當(dāng)有觸發(fā)脈沖信號(hào)時(shí)掃描電路能自動(dòng)返回到觸發(fā)掃描工作方式。30掃描電路閘門(mén)電路掃描發(fā)生器釋抑電路等前沿陡峭的觸發(fā)脈沖鋸齒波信號(hào)31水平放大器水平放

8、大器的基本作用：選擇X軸信號(hào)，并將其放大到足以使光點(diǎn)在水平方向達(dá)到滿(mǎn)偏的程度。當(dāng)X軸信號(hào)為內(nèi)部掃描鋸齒波電壓時(shí)，熒光屏顯示時(shí)間函數(shù)，稱(chēng)為“X-T”工作方式。當(dāng)X軸信號(hào)為外輸入信號(hào)時(shí)，熒光屏上顯示“X-Y”工作方式。掃描擴(kuò)展是利用改變水平放大器的放大量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)水平放大器輸出端的直流電平，可以使POSITIONTIME/DIV32示波器的垂直系統(tǒng)輸入耦合開(kāi)關(guān)垂直靈敏度Sy垂直系統(tǒng)：將被測(cè)信號(hào)衰減放大和延遲。33輸入耦合選擇器輸入耦合選擇器被測(cè)信號(hào)34衰減器衰減器是用來(lái)衰減輸入信號(hào)，以保證在熒光屏上的信號(hào)不致因過(guò)大而失真。 衰減器實(shí)際上由一系列RC分壓器組成，改變分壓比即可改變示波器的偏轉(zhuǎn)靈敏

9、度。用V/cm標(biāo)記。 當(dāng)滿(mǎn)足 R1C1=R2C2，則衰減器的衰減量：35延遲線(xiàn)延遲線(xiàn)的作用：是使垂直通道的信號(hào)延遲一定時(shí)間，以便在熒光屏上能觀(guān)察到脈沖信號(hào)的前沿。36垂直放大器放大微弱被觀(guān)測(cè)信號(hào)。放大器必須有有穩(wěn)定的增益，較高的輸入阻抗，足夠?qū)挼念l帶和對(duì)稱(chēng)輸出級(jí)。垂直放大器的輸出級(jí)常采用差分電路，調(diào)整負(fù)反饋可改變放大器的增益從而調(diào)節(jié)顯示波形在處垂直方向上的大小。調(diào)節(jié)兩個(gè)輸出端直流電位會(huì)改變波形在熒光屏上垂直方向的位置，VOLTS/DIVPOSITOIN37多蹤示波交替顯示（ALT）斷續(xù)（斬波）顯示（CHOP）38交替顯示（ALT）電子開(kāi)關(guān)以?huà)呙桀l率輪流接通A門(mén)和B門(mén)，在熒光屏上輪流顯示出兩個(gè)信

10、號(hào)的波形。39斷續(xù)（斬波）顯示（CHOP）電子開(kāi)關(guān)將一個(gè)掃描正程分成許多小的時(shí)間間隔，依次間隔地使A門(mén)和B門(mén)輪流接通，從而在熒光屏上得到由若干個(gè)取樣光點(diǎn)所構(gòu)成的“斷續(xù)”波形。40示波器的探頭41示波器的正確使用（1）1、開(kāi)機(jī)后令示波器處于正常等待測(cè)試狀態(tài)。 （a）將輝度旋鈕、水平和垂直位移旋鈕置于中間位置。 （b）掃描方式開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)（AUTO），觸發(fā)源開(kāi)關(guān)置于內(nèi)觸發(fā)（INT）。 此時(shí)熒光屏應(yīng)顯示出一條或兩條掃描基線(xiàn)。2、輸入耦合方式的操作 根據(jù)被測(cè)信號(hào)有無(wú)直流分量，確定輸入耦合開(kāi)關(guān)（AC-GND-DC）位置。AC：測(cè)量交流分量，DC：可測(cè)交直流分量。GND是垂直放大系統(tǒng)與輸入端斷開(kāi)并接地，此

11、時(shí)所得基線(xiàn)可作為零電位參考。3、確定垂直選擇方式 以被測(cè)信號(hào)是一路或兩路，來(lái)決定垂直方式選擇開(kāi)關(guān)位置（CH1-CH2-ALT-CHOP）。42示波器的正確使用（2）4、確定合適的掃描速度（TIME/DIV） 掃描速度是根據(jù)被測(cè)信號(hào)的近似周期和便于觀(guān)測(cè)的周期數(shù)（23）確定的。5、確定合適的垂直靈敏度（V/cm) 根據(jù)被測(cè)信號(hào)的近似幅度，選擇合適的垂直靈敏度。如：被測(cè)信號(hào)有效值為50mv，熒光屏顯示的Vpp為1.41450 2=141.4mv,如果認(rèn)為便于觀(guān)測(cè)的幅度占據(jù)熒光屏的一半，即5格，則141.1/5=28mv/格，即垂直靈敏度開(kāi)關(guān)應(yīng)置20mv/格或50mv/格。經(jīng)上述步驟調(diào)整，再調(diào)節(jié)觸發(fā)電平微調(diào)旋鈕，即可得到穩(wěn)定的波形。43斷續(xù)與交替顯示的注意