第5章電子元件參數(shù)的測量技術(shù)

第5章電子元件參數(shù)的丈量技術(shù)5.1電子元件參數(shù)丈量的根本要求和方法5.2運用萬用電橋丈量電阻、電容和電感的操作方法5.3運用Q表丈量電容和電感的操作方法5.4運用數(shù)字萬用表丈量電容和二極管的操作方法5.5運用晶體管特性圖示儀丈量二極管和三極管的操作方法在電子技術(shù)中，電子元器件的丈量主要包括集中參數(shù)元件的丈量和晶體管、場效應(yīng)管等器件的丈量。集中參數(shù)元件丈量是指對電阻、電容、電感、阻抗質(zhì)量因數(shù)Q及損耗因數(shù)D的丈量。本章重點引見常見的電子元件在不同任務(wù)頻率時的丈量原理和方法。測試儀器主要有電橋和Q表等儀器。普通對低頻元件用電橋法丈量，高頻元件用諧振法丈量。引言5.1電子元件參數(shù)丈量的根本要求和方法5.1.1電阻器的丈量方法和要求1.電阻器的等效電路實踐電阻器可以等效為純電阻R與引線電感L0的串聯(lián)，再與分布電容C0的并聯(lián)。引線電感是由于繞制電阻的金屬絲或碳膜電阻制造過程中的刻槽等緣由而產(chǎn)生的。低頻形狀下，感抗很小，容抗很大，故可將電容看成開路，電感看成短路，但在高頻形狀下，由于感抗很大，容抗很小，就必需思索電感和電容的要素。2.丈量方法根據(jù)阻值的大小分為三類：電阻小電阻〔1Ω以下〕，丈量運用公用的儀器，如直流雙臂電橋中值電阻〔1Ω~0.1MΩ〕，萬用表法，伏安法，直流單臂電橋大電阻〔0.1MΩ〕，兆歐表法萬用表測電阻留意：待測電阻需在不帶電情況下丈量；萬用表選擇開關(guān)置于任一歐姆檔時，應(yīng)先進展調(diào)零；為丈量準(zhǔn)確，應(yīng)選擇適宜的量程，使指針在標(biāo)尺中心附近。〔a〕前接法〔b〕后接法伏安法測電阻伏安法，即電壓表-電流表法，是根據(jù)歐姆定律來丈量集中元件參數(shù)的。該方法運用方便，但丈量準(zhǔn)確度較差，僅適用于低頻丈量，比較適宜直流電阻的丈量。留意：電壓表前接法，又稱電流表內(nèi)接法和伏安法，此時丈量值包含被測電阻和電流表內(nèi)阻，因此適宜丈量阻值較大的電阻。電壓表后接法，又稱電流表外接法和安伏法，此時丈量值包含被測電阻和電壓表內(nèi)阻并聯(lián)，因此適宜丈量阻值較小的電阻。電橋法測電阻當(dāng)任務(wù)頻率較寬，丈量精度較高，低頻阻抗的丈量可用直流電橋進展。電橋法又稱為指零法，是利用示零電路作為指示器，根據(jù)電橋平衡時，各橋臂之間的關(guān)系來確定被丈量。按電橋中運用電源的不同可分為直流電橋和交流電橋。丈量電阻主要用直流電橋，通常又分為直流單臂電橋和直流雙臂電橋。直流單臂電橋又叫惠斯登電橋，適用于中值電阻的丈量。直流雙臂電橋用于丈量小電阻，大電阻可用超高阻電橋。原理如以下圖所示,圖中R1、R2是固定電阻，構(gòu)成比率臂，比例系數(shù)R1/R2=K，RN為規(guī)范電阻，Rx為被測電阻，G為檢流計。電橋平衡的條件：R2RN=R1Rx所以有1.電感的種類與參數(shù)理想電感器是儲能元件，存儲的磁場能量為E=LI2/2。它是用長導(dǎo)線繞制而成。電感的主要參數(shù)有三個，即電感量、質(zhì)量因數(shù)和分布電容 (1)電感量。 (2)質(zhì)量因數(shù)。電感損耗電阻為R，在一定頻率的交流電壓下任務(wù)時，電感所呈現(xiàn)的感抗與損耗電阻R之比，稱為電感的質(zhì)量因數(shù)，即

(3)分布電容。當(dāng)任務(wù)頻率較低時，分布電容作用可忽略。5.1.2電感器的丈量方法和要求2.電感器的等效電路實踐電感器在運用中除思索電感量參數(shù)外，由于線圈的要素也要思索損耗電阻，它的等效電路為損耗電阻RLS與純電感串聯(lián)或者并聯(lián)損耗電阻RLP與純電感并聯(lián)，如以下圖所示?！瞐〕〔b〕實踐電感器還存在分布電容C，在頻率不太高的情況下，分布電容的影響由于容抗很大可忽略不計。高頻時那么必需思索，高頻時電感的等效電路如以下圖所示。丈量電感主要是丈量電感值和質(zhì)量因數(shù)。質(zhì)量因數(shù)是存儲的功率與損耗功率之比。Q值越大損耗越小，電感的質(zhì)量越好。串聯(lián)等效電路：Q=XL/RLS=ωL/RLS并聯(lián)等效電路：Q=RLP/XL=RLP/ωL〔1〕諧振法測電感丈量時，首先調(diào)理信號源的頻率，使電壓表的讀數(shù)為最大值，記下此時頻率為f1，這時有由于式中C0還未可知，需進展第二次丈量，此時不接入電容C，對應(yīng)的諧振頻率為f2，因此有3.丈量方法所以有〔2〕交流電橋法丈量1.任務(wù)原理交流電橋原理圖如下，主要由橋體、電源G及平衡指示器P等組成。橋體由Z1、Z2、Z3、Zx四個橋臂組成，橋臂由電阻和電抗元件組成。電源為純粹弦交流電源。當(dāng)IP=0時，電橋處于平衡形狀，電橋平衡條件如下：或即：φx+φ2=φ1+φ3由此可見，要使交流電橋完全平衡，必需同時滿足后兩個等式，即振幅平衡條件和相位平衡條件。振幅平衡條件相位平衡條件當(dāng)相鄰兩橋臂為純電阻時，另外兩個橋臂應(yīng)呈現(xiàn)同性電抗；當(dāng)某一對角橋臂為純電阻時，另外一對角橋臂應(yīng)呈現(xiàn)異性電抗；當(dāng)兩個橋臂由純電阻構(gòu)成時，呈現(xiàn)電抗特性的橋臂必需由規(guī)范可調(diào)電阻和電抗件構(gòu)成，該電抗件普通選用規(guī)范可調(diào)電容。于是，當(dāng)Z1、Z2為純電阻R1、R2時，滿足關(guān)系：當(dāng)Z1、Z3為純電阻R1、R3時，滿足關(guān)系：由上式得，當(dāng)兩個鄰臂為純電阻時的電橋稱為臂比電橋，它比較適于丈量電容；當(dāng)兩個相對橋臂為純電阻時的電橋稱為臂乘電橋，它比較適于丈量電感。交流電橋的電源必需為純粹弦波交流電源，否那么，由于電源中頻率成分復(fù)雜，會使電橋產(chǎn)生假平衡，從而產(chǎn)生很大的誤差。為了提高丈量準(zhǔn)確度，IP要經(jīng)過選頻放大器放大、檢波器檢波后送入檢流計。為了減小雜散耦合的影響，電橋各部分之間要良好屏蔽，但即使如此，交流電橋也只適宜在音頻或低射頻段運用，高頻段的丈量適宜選用諧振法。 根據(jù)平衡方程有

式中ZL=Rx+jωLx

進一步推算可得

2.麥克斯韋電橋〔丈量低Q電感〕Q=ωRnCn3.海氏電橋〔丈量高Q電感〕該交流電橋平衡條件為：經(jīng)推導(dǎo)，得：Rx=R1R2/RSLx=R1R2CSQx=1/ωRsCs〔3〕利用通用儀器丈量其方法是在交流電壓任務(wù)條件下，利用電壓表和電流表測出加于電感兩端的電壓U和流過電感的電流I，那么有ωL=U/I，如以下圖所示。由復(fù)數(shù)的歐姆定律可知所以〔4〕電感的數(shù)字化丈量常用的LCR測試儀器丈量電感采用了電感—電壓轉(zhuǎn)換法。阻抗的數(shù)字化丈量是利用正弦信號在被測阻抗兩端產(chǎn)生交流電壓，然后對電壓實部和虛部進展分別，最后利用電壓的數(shù)字化丈量來實現(xiàn)阻抗的丈量。圖中Us、R1為固定量，運算放大器輸出為Uo，在復(fù)數(shù)領(lǐng)域后續(xù)虛部、實部分離電路可以從Uo中分別出實部Ur和虛部Ux，那么5.1.3電容器的丈量方法和要求1.電容的參數(shù)、種類與標(biāo)識方法1〕電容的參數(shù)電容是由兩片金屬相對，中間夾著介質(zhì)構(gòu)成的，是儲能元件，存儲的電場能量為E=CU2/2。實踐電容器那么存在損耗電阻和引線電感。由于電容器損耗電阻的存在，會使電容器在運用過程中耗費一定的能量，這種能量損耗稱為電容器的介質(zhì)損耗，用Rcs或Rcp來表示。在運用方式上可等效為串聯(lián)損耗電阻Rcs與純電容串聯(lián)或者并聯(lián)損耗電阻Rcp與純電容并聯(lián)的電路，如以下圖所示。在頻率不太高的情況下，引線電感的影響由于其感抗很小可忽略不計。在高頻電路中就必需思索其影響，高頻時的電容等效電路如以下圖所示。綜上所述，任何情況下，在實踐運用中對電容器元件需求丈量兩個參數(shù)，即電容量和損耗大小，電容器的損耗大小通常用損耗因數(shù)D來表示，D值越小損耗越小。通常用損耗因數(shù)D來表示電容器的損耗大小，詳細(xì)表達式為：D=RCS/XC=ωCRCSD=XC/RCP=1/(ωCRCP)串聯(lián)等效電路：并聯(lián)等效電路：式中，XC為電容器的容抗。2.丈量方法1)諧振法丈量丈量電路如以下圖所示，圖中Us為鼓勵信號源，L為規(guī)范電感，Cs為規(guī)范電感分布電容，R為信號源內(nèi)阻，Cx為被測電容。丈量時可反復(fù)調(diào)理信號源頻率，使電壓表讀數(shù)最大，這時信號源的頻率為f0，由電路諧振條件可知

即 所以2)交流電橋法丈量電容丈量低損耗因數(shù)D電容的串聯(lián)電阻式維恩電橋。該交流電橋平衡條件為：經(jīng)推導(dǎo)，得：Rx=R1RS/R2Cx=R2CS/R1Dx=ωRxCx=ωRsCs丈量高損耗因數(shù)D電容的并聯(lián)電阻式電橋。該交流電橋平衡條件為：經(jīng)推導(dǎo)，得：Rx=R1RS/R2Cx=R2CS/R1Dx=1/ωRsCs4〕電容的數(shù)字化丈量方法以下圖為電容-電壓變換器的阻抗—交流變換部分，其他部分與電感—電壓變換器的構(gòu)造類似。利用上述方法，可得：由此可見，也可以利用數(shù)字多用表來實現(xiàn)Cx、Rx及D的丈量。5.1.1萬用電橋的電路構(gòu)造萬用電橋包含三個部分：丈量橋體、1KHz交流電源和配有晶體管放大器的磁電系指零儀。丈量橋體由丈量電阻用的惠斯登電橋、丈量電容用的維恩電橋和丈量電感的麥克斯維電橋?！瞐〕丈量電阻的電路〔b〕丈量電感的電路〔c〕丈量電容的電路5.2運用萬用電橋丈量電阻、電容和電感的操作方法〔1〕丈量電阻的電路丈量電阻時，電橋接成惠斯登電橋。當(dāng)電橋平衡時〔2〕丈量電感的電路丈量電感時，電橋接成麥克斯威電橋。當(dāng)電橋平衡時〔3〕丈量電容的電路丈量電容時，電橋接成維恩電橋電橋。當(dāng)電橋平衡時5.1.2QS18A型萬用電橋的操作方法1．QS18A型萬用電橋主要性能目的當(dāng)儀器任務(wù)在+10℃～+30℃，相對濕度在30～80%情況下時，丈量結(jié)果應(yīng)不超越下表中所示的規(guī)定。被測量測量范圍基本誤差（按量程最大值計算）損耗范圍使用電源電阻10mΩ～1.1Ω1Ω～1.1MΩ1MΩ～11MΩ±(5%±5mΩ)±(1%±Δ)±(5%±Δ)10mΩ～10Ω用內(nèi)部1KHz電源大于10Ω用內(nèi)部9V電源電容1.0pF～110pF100pF～110μF100μF～1100μF±(2%±0.5pF)±(2%±Δ)D值0～0.010～10內(nèi)部1KHz電源電感1.0μH～11μH10μH～110μH100μH～1.1H1H～11H10H～110H±(2%±0.5μH)±(2%±Δ)±(2%±Δ)±(2%±Δ)Q值0～10內(nèi)部1KHz電源2.QS18A型萬用電橋的面板面板上各開關(guān)旋鈕的作用如下：1.被測元件接線柱—用于銜接被測元件。2.外接插孔—用于外接音頻電源。3.外-內(nèi)1kHz選擇開關(guān)—用于選擇電橋任務(wù)電源。凡運用機內(nèi)1kHz振蕩器時，應(yīng)把此開關(guān)撥向“內(nèi)1kHz〞位置。4.量程開關(guān)—確定丈量范圍，各示值是指電橋讀數(shù)在滿刻度時的最大值。5.損耗倍率選擇開關(guān)—分為三擋：Q×1，D×0.01，D×1。根據(jù)不同情況，按照下表選擇適宜擋位。丈量電阻時，該開關(guān)不起作用。表倍率開關(guān)位置6.指示電表，用于指示電橋的平衡形狀。當(dāng)電橋平衡時，電表指示為零。7.接地端，與機殼相連，接地。8.靈敏度調(diào)理旋鈕，用于控制電橋放大器的放大倍數(shù)。開場丈量時，應(yīng)降低靈敏度，使電表指示小于滿刻度，在運用時應(yīng)逐漸增大靈敏度，進展電橋平衡調(diào)理。9.讀數(shù)調(diào)理旋鈕〔讀數(shù)盤〕，用于調(diào)理電橋的平衡形狀，由粗調(diào)和細(xì)調(diào)組成。調(diào)理此二只讀數(shù)盤使電橋平衡時，第一位讀數(shù)盤的步級是0.1，也就是量程旋鈕指示值的1/10，第二第三位讀數(shù)是由延續(xù)可變電位器指示。11.損耗平衡調(diào)理旋鈕—用于指示被測元件〔電容或電感〕的損耗因數(shù)或質(zhì)量因數(shù)。被測元件的損耗讀數(shù)〔指電容、電感〕由此旋鈕指示，此讀數(shù)盤上的指示值乘以倍率外形指示值，即為正確的損耗示值。12.丈量選擇開關(guān)—用于確定電橋的丈量內(nèi)容。用來轉(zhuǎn)換電橋線路，測電容放在“C〞處，測電感放在“L〞處，測10以內(nèi)的電阻放在R<10處，測100以上的電阻放在R>10處。丈量終了，此開關(guān)應(yīng)置于“關(guān)〞位置，以降低機內(nèi)干電池的損耗。10.損耗微調(diào)旋鈕—用于細(xì)調(diào)平衡時的損耗，普通情況下置于“0〞位置。運用方法如下：①將被測元件接到“被測元件接線柱〞，撥動電源選擇開關(guān)至“內(nèi)1kHz〞位置，假設(shè)用外部電源，那么將外部電源接到“外接〞插孔上，撥動電源選擇開關(guān)至“外〞的位置。②根據(jù)被丈量，將丈量選擇開關(guān)旋至“C〞、“L〞、“R≤10〞或“R＞10〞處。③估計被丈量的大小，選擇量程開關(guān)的位置。④根據(jù)被測元件的情況，按照表選擇適宜的損耗倍率開關(guān)擋位。⑤根據(jù)電橋平衡情況，調(diào)整靈敏度調(diào)理旋鈕使指示電表讀數(shù)由小逐漸增大。⑥反復(fù)調(diào)理電橋的讀數(shù)盤和損耗平衡旋鈕，并在調(diào)整過程中逐漸提高指示電表的靈敏度直至電橋平衡。此時存在如下關(guān)系：Lx〔或Cx或Rx〕=量程開關(guān)指示值×電橋讀數(shù)盤示值Qx〔或Dx〕=損耗倍率指示值×損耗平衡盤指示值3.QS18A型萬用電橋的操作〔1〕電阻的丈量電阻的丈量可按照以下步驟進展：①估計被測電阻的大小，旋動量程開關(guān)到適當(dāng)?shù)牧砍涛恢谩＂谛齽诱闪窟x擇開關(guān)到適宜的位置。例如：被測電阻小于10Ω時，選擇開關(guān)旋到“R≤10〞處，量程應(yīng)置于“1Ω〞或“10Ω〞處；同理可知“R﹥10〞時的情況。③將被丈量電阻接在接線柱上。調(diào)理靈敏度旋鈕，使電表指針略小于滿刻度。④調(diào)理讀數(shù)旋鈕的第一位步進開關(guān)和第二位滑線盤，使電表指針往“0〞的方向偏轉(zhuǎn)。⑤再將靈敏度置到足夠大的位置，調(diào)理滑線盤，使電橋到達最后平衡，電橋的讀數(shù)即為被測電阻值。即；被丈量Rx﹦量程開關(guān)指示值×讀數(shù)指示值【例】用QS18A型萬用電橋丈量標(biāo)稱值為470pF的電容，試問：(1)怎樣設(shè)置量程選擇和損耗倍率開關(guān)？(2)當(dāng)電橋平衡時，左邊讀數(shù)盤〔粗調(diào)〕示值為0.4，右邊讀數(shù)盤〔細(xì)調(diào)〕示值為0.056，損耗平衡盤讀數(shù)為1.4，其電容量和損耗因數(shù)值各為多少？【解】：〔1〕量程選擇開關(guān)應(yīng)置于1000pF處，損耗倍率開關(guān)應(yīng)置于D×0.01處。Cx=(0.4+0.056)×1000pF=456pFDx=0.01×1.4=0.014答：〔略〕〔2〕由QS18A型萬用電橋的運用方法引見，可知：【練】用QS18A型萬用電橋丈量線圈的電感量Lx及Qx值，當(dāng)電橋平衡時，左邊讀數(shù)盤〔粗調(diào)〕示值為0.6，右邊讀數(shù)盤〔細(xì)調(diào)〕示值為0.028，量程開關(guān)在100mH擋上，損耗倍率開關(guān)在Q×1擋上，損耗平衡盤讀數(shù)為3.5，求被測電感Lx和質(zhì)量因數(shù)Qx?！窘狻浚河蒕S18A型萬用電橋的運用方法引見，可知：Lx=(0.6+0.028)×100mH=62.8mHQx=1×3.5=3.5答：〔略〕諧振法又稱Q表法，是以LC諧振回路諧振特性為根底而進展丈量的方法。在高頻段，諧振法受雜散耦合等的影響較小，且比較符合電感、電容的實踐任務(wù)情況，丈量結(jié)果比較可靠，是丈量高頻元件的常用方法。5.3運用Q表丈量電容和電感的操作方法5.3.1Q表的組成及任務(wù)原理諧振法構(gòu)成的丈量儀器稱為Q表，適宜在高頻形狀下丈量電容量、電感量、電容損耗因數(shù)、電感質(zhì)量因數(shù)。它由丈量回路、信號源、耦合回路及Q值電壓表等部分組成，以下圖為Q表任務(wù)原理圖，設(shè)丈量回路電流有效值、總電感、總電容為I、L、C。Q表任務(wù)原理圖Q表各組成部分的作用如下：〔1〕信號源信號源為正弦信號源，其振蕩頻率范圍即為Q表任務(wù)頻率范圍。〔2〕耦合回路它將信號源輸出的信號饋入到丈量回路，其耦合方式通常為電阻耦合方式，稱之為插入電阻，為減小信號源對丈量回路的影響，要求耦合電阻R2要很小〔如0.04Ω〕。高頻段、超高頻段Q表那么分別選用電容、電感作為Q表耦合元件?！?〕Q值電壓表即Q值刻度的電壓表，用于指示Q值大小。當(dāng)Q值電壓表指示電壓最大時，丈量回路處于諧振形狀?！?〕丈量回路即LC諧振回路，它由電感、電容及回路等效損耗電阻R組成。Q表就是根據(jù)該回路的諧振特性來丈量的。假設(shè)丈量回路處于諧振形狀，那么存在如下關(guān)系：I=Us/R=UL/XL=UC/XCQ=XL/R=XC/RQ=UC/Us=UL/Us可見，在Us一定時，電壓表可以刻度成為Q值指示器；改動Io值可以擴展質(zhì)量因數(shù)的丈量范圍，電流表那么變成了Q值倍乘指示器。Z0=R諧振法丈量電感，除了根據(jù)式L=1/〔ω02C〕直接丈量〔直接法〕外，還包括串聯(lián)替代法和并聯(lián)替代法。5.3.2丈量電感1.串聯(lián)替代法串聯(lián)替代法適宜丈量小電感，如以下圖所示，圖中信號源與丈量回路之間采用的互感耦合方式為松耦合，否那么，信號源內(nèi)阻將嚴(yán)重影響丈量回路的諧振特性而產(chǎn)生諧振點誤判。串聯(lián)替代法丈量電感原理圖其丈量步驟如下：①將1、2端短接，調(diào)理Cs到較大電容C1位置，調(diào)理信號源頻率，使回路諧振，設(shè)諧振頻率為f0，此時滿足：——式1②去掉1、2之間的短道路，將Lx接入回路，堅持信號源頻率f0不變，調(diào)理Cs至C2使回路重新諧振，此時滿足：——式2③求解式1和式2組成的方程組，得：2.并聯(lián)替代法并聯(lián)替代法適宜丈量大電感，一直將圖中1、2兩端短接。其丈量步驟如下：①不接入Lx，調(diào)小可變電容Cs為C1，調(diào)理信號源頻率使回路諧振，設(shè)諧振頻率為f0，此時滿足：——式3②將Lx接至3、4端，堅持信號源頻率f0不變，調(diào)理Cs至C2使回路重新諧振，此時滿足：——式4③求解式3和式4組成的方程組，得：——式55.3.3丈量電容諧振法丈量電容，普通采用串聯(lián)替代法和并聯(lián)替代法。替代法可以有效地消除分布電容或引線電感所呵斥的影響。串聯(lián)替代法適宜丈量大電容，如上圖所示。1.串聯(lián)替代法其丈量步驟如下：①將1、2端短接，調(diào)小可變電容Cs為C1，調(diào)理信號源頻率使丈量回路諧振，設(shè)諧振頻率為f0。②去掉短道路，將被測電容Cx接至1、2端，堅持信號源頻率f0不變，調(diào)理Cs至C2使丈量回路重新諧振。③上述兩步，丈量回路中的電感以及前后兩次的諧振頻率未變，因此，前后兩次丈量回路的等效電容值是相等的，即：2.并聯(lián)替代法其丈量步驟如下：并聯(lián)替代法適宜丈量小電容，如下圖，圖中1、2端一直短接或接入一規(guī)范電感?！?〕不接入被測電容Cx，調(diào)大可變電容Cs為C1，調(diào)理信號源頻率使丈量回路諧振，設(shè)諧振頻率為f0?！?〕將被測電容接至3、4端，堅持信號源頻率f0不變，調(diào)理Cs至C2使丈量回路重新諧振?！?〕上述兩步，丈量回路中的電感以及前后兩次的諧振頻率未變，因此，前后兩次丈量回路的等效電容值是相等的，即：C1=C2+CxCx=C1－C25.3.4Q表實例及運用方法以下圖為QBG-3型Q外表板構(gòu)造圖，它的運用方法如下：QBG-3型Q外表板圖1.丈量預(yù)備丈量前先對定位表和Q值表進展機械調(diào)零，然后將定位粗調(diào)逆時針調(diào)究竟，將“定位零位校直〞和“Q值零位校直〞置于中間，“微調(diào)〔電容〕〞調(diào)到零，開機預(yù)熱10min。2.電感線圈Q值的丈量將被測線圈接到Lx接線柱上；調(diào)理頻率旋鈕及波段開關(guān)至丈量所需的頻率點；選擇適宜的Q值擋級；調(diào)理“定位零位校直〞旋鈕使定位表指示為零，調(diào)理定位粗調(diào)及定位細(xì)調(diào)旋鈕使定位表指針指到“Q×1〞處；調(diào)整主調(diào)電容度盤遠(yuǎn)離諧振點，再調(diào)理“Q值零位校直〞使Q值表指針指在零點上，最后調(diào)解主調(diào)電容度盤和微調(diào)旋鈕使回路諧振〔Q值表指示最大〕，那么Q值表的示值即為被測線圈的Q值。3.電感量的丈量首先估計一下被測線圈的電感量，按照下表選出對應(yīng)頻率，再調(diào)理波段開關(guān)及頻率旋鈕使信號源頻率到達所需頻率值；將“微調(diào)〞置于零點，調(diào)理主調(diào)電容度盤使Q值表指示最大。此時，被測線圈的電感量等于主調(diào)電容度盤上讀出的電感值乘以L、f、倍率對照表中的倍率。L、f、倍率對照表4.線圈分布電容的丈量將主調(diào)電容度盤調(diào)至某一適當(dāng)電容值上〔普通為200pF〕，記為C1；再調(diào)理波段開關(guān)及頻率旋鈕使Q值表指示最大，即找到諧振點f1；重新調(diào)理波段開關(guān)、頻率旋鈕使信號源頻率為f1的兩倍，然后調(diào)理主調(diào)電容度盤使Q值表指示最大，記為C2，那么分布電容量C0可由下式計算：C0=(C1－4C2)/35.電容量的丈量被測電容量大小不同，其丈量方法也不同。主要有以下兩種情況：〔1〕小于460pF電容的丈量可以采用并聯(lián)替代法來丈量。從Q表附件中選取一只電感量大于1mH的規(guī)范電感接至Lx接線柱，將“微調(diào)〞調(diào)到零，主調(diào)電容度盤調(diào)至最大〔500pF〕，記為C1；然后調(diào)理“定為零位校直〞和“Q值零位校直〞旋鈕使定位表及Q值表指示為零，再調(diào)理定位粗調(diào)及定位細(xì)調(diào)旋鈕使定位表指針指在“Q×1〞處；最后調(diào)理頻率旋鈕及波段開關(guān)，使Q值表指示最大。將被測電容接至Cx接線柱，重調(diào)主調(diào)電容度盤使Q值表指示最大，此時度盤讀數(shù)為C2，那么被測電容Cx等于：Cx=C1-C2?！?〕大于460pF電容的丈量可以采用串聯(lián)替代法來丈量。將規(guī)范電感接至Lx接線柱，調(diào)理主調(diào)電容度盤，使Q值表指示最大，讀盤讀數(shù)記為C1；取下規(guī)范電感，將其與被測電容串聯(lián)后再接于Lx接線柱上，重調(diào)主調(diào)電容度盤使Q值表指示再次到達最大，此時度盤讀數(shù)記為C2。被測電容Cx為：6.電容損耗因數(shù)的丈量首先將主調(diào)電容度盤調(diào)至500pF，記為C1，將大于1mH的規(guī)范電感接至Lx接線柱，調(diào)理波段開關(guān)及頻率旋鈕使Q值表指示最大，設(shè)它的讀數(shù)為Q1；然后將被測電容并接于Cx接線柱上，調(diào)小主調(diào)電容度盤至某值，設(shè)為C2，重調(diào)信號源頻率使Q值表再次指示最大，設(shè)讀數(shù)為Q2，那么損耗因數(shù)Dx為：7.本卷須知運用Q表丈量過程中應(yīng)留意，被測元件不能直接放在儀器頂板上，要加一塊高頻損耗小的如聚乙烯之類的襯墊板；被測元件接線要短且接觸良好；被測元件的屏蔽罩要接到低電位接線柱上。5.5運用晶體管特性圖示儀丈量二極管和三極管的操作方法晶體管特性圖示儀簡稱為圖示儀，是一種采用圖示法在熒光屏上直接顯示各種晶體管、場效應(yīng)管等的特性曲線，并據(jù)此測算出元器件各項參數(shù)的元器件測試儀器，例如丈量PNP和NPN型三極管的輸入特性、輸出特性、電流放大特性；各種反向飽和電流、擊穿電壓，各類晶體二極管的正反向特性；場效應(yīng)管漏極特性、轉(zhuǎn)移特性、夾斷電壓和跨導(dǎo)等參數(shù)。與示波器的區(qū)別是晶體管特性圖示儀可以給本身提供測試時所需求的信號源，并將測試結(jié)果以曲線方式顯示在熒光屏上。5.5.1晶體管特性圖示儀的組成以下圖是共發(fā)射極NPN型三極管輸出特性曲線及其逐點丈量法表示圖。圖(a)中，先固定基極電流IB，改動EC值，可測得一組uCE和iC值；再改動基極電流IB，反復(fù)上述過程，可測得多組數(shù)值。適中選取坐標(biāo)，即可得到三極管輸出特性曲線，如圖(b)所示。晶體三極管輸出特性曲線及逐點丈量法表示圖晶體管特性儀的丈量為動態(tài)丈量法，逐點丈量法是晶體管特性圖示儀的丈量原理根底。晶體管特性圖示儀應(yīng)具備以下功能：①可以提供測試過程所需的各種基極電流IB。②每一個固定IB期間，集電極電壓EC應(yīng)作相應(yīng)改動。③可以及時取出各組uCE及iC值送顯示電路。晶體管特性圖示儀主要由階梯波發(fā)生器、集電極掃描信號源、測試變換電路、控制電路、X-Y方式示波器、主電源及高壓電源部分等部分組成。〔1〕集電極掃描電壓發(fā)生器。產(chǎn)生如圖〔a〕所示的正弦半波掃描電壓波。通常是由50Hz市電經(jīng)全波整流得到的100Hz正弦半波電壓。正弦半波掃描電壓波形和階梯信號波形及對應(yīng)關(guān)系〔2〕階梯信號發(fā)生器產(chǎn)生如圖〔b〕所示的階梯電壓或電流信號波。為防止被測管功耗過大而損壞，普通選用占空比可調(diào)的脈沖階梯波，這樣既可使晶體管導(dǎo)通時間減小，防止損壞被測管，又可提高圖示儀的性能。〔3〕測試變換電路。根據(jù)NPN、PNP晶體管基極階梯信號、集電極掃描電壓信號的極性而變換，并選擇適宜的顯示信號送至示波電路。經(jīng)過測試變換電路可使晶體管基極電壓、電流和階梯波、集電極掃描電壓的極性按不同要求而改動，并選擇適宜的顯示信號送至X、Y偏轉(zhuǎn)板，以顯示各種不同的曲線。〔4〕X軸放大器及Y軸放大器。放大測試變換電路輸出的電壓信號，然后送至示波管X、Y偏轉(zhuǎn)板構(gòu)成掃描曲線?！?〕波形顯示及控制電路。完成集電極掃描信號源與階梯波信號源的同步，并顯示測試元件的特性曲線?！?〕主電源及高壓電源部分。為儀器電路提供所需的電源電路。5.5.2晶體管特性圖示儀特性曲線測試原理晶體管特性圖示儀可直接測試晶體管各種組態(tài)的輸出、輸入特性以及各種參數(shù)的丈量。這里僅引見部分特性曲線的測試方法。1.二極管特性曲線的測試測試二極管時只需察看流過二極管的電流與二極管兩端電壓之間的關(guān)系，不用運用階梯信號源。將二極管的正極和負(fù)極分別插入C、E兩個接線端即可。測正向特性時加正極性掃描電壓，測反向特性時加負(fù)極性掃描電壓。集電極掃描電壓接至X軸，RF上的取樣電壓接至Y軸，那么可顯示出相應(yīng)的特性。為了能顯示出二極管的正反向特性，把未掃描時的亮點調(diào)至顯示屏的中心位置，扳動掃描電壓極性開關(guān)那么可分別顯示出正反向特性曲線。2.三極管輸出特性曲線的測試3.三極管輸入特性曲線的測試基極電壓加在示波器的X軸輸入端，基極電流經(jīng)取樣電阻后，接入示波器的Y軸輸入端。當(dāng)uCE=0時，此時示波器的屏幕上就出現(xiàn)了一條輸入特性，假設(shè)加上集電極掃描電壓，得到的是一簇平行的曲線。5.5.3晶體管特性圖示儀的運用1.XJ4810型晶體管特性圖示儀的面板構(gòu)造各開關(guān)旋鈕的作用如下：〔1〕電源及示波管控制部分電源及示波管控制部分開關(guān)旋鈕包括：聚焦、輔助聚焦、輝度及電源開關(guān)，各自的運用方法與示波器類似。〔2〕集電極電源1〕“峰值電壓范圍〞選擇開關(guān)“峰值電壓范圍〞選擇開關(guān)用于選擇集電極電源最大值。其中AC擋能使集電極電源變?yōu)殡p向掃描，使屏幕同時顯示出被測二極管的正、反方向特性曲線。當(dāng)電壓由低擋換向高擋時，應(yīng)先將“峰值電壓%〞旋鈕旋至0。2〕“峰值電壓%〞旋鈕調(diào)理“峰值電壓%〞旋鈕使集電極電源在確定的峰值電壓范圍內(nèi)延續(xù)變化。3〕“+、—〞極性按鍵開關(guān)按下“+、—〞極性按鍵開關(guān)時集電極電源極性為負(fù)，彈起時為正。4〕“電容平衡〞、“輔助電容平衡〞旋鈕當(dāng)Y軸為較高電流靈敏度時，調(diào)理“電容平衡〞、“輔助電容平衡〞旋鈕使儀器內(nèi)部容性電流最小，使熒光屏上的程度線根本重疊為一條。普通情況下無需調(diào)理。5〕“功耗限制電阻〞旋鈕“功耗限制電阻〞旋鈕用于改動集電極回路電阻的大小。丈量被測管的正向特性時應(yīng)置于低電阻撓，丈量反向特性時應(yīng)置于高阻撓?！?〕Y軸部分1〕“電流/度〞旋鈕“電流/度〞旋鈕是丈量二極管反向漏電流IR及三極管集電極電流IC的量程開關(guān)。當(dāng)開關(guān)置于“〞〔該擋稱為基極電流或基極源電壓〕位置時，可使屏幕Y軸代表基極電流或電壓；當(dāng)開關(guān)置于“外接〞時，Y軸系統(tǒng)處于外接納形狀，外輸入端位于儀器左側(cè)面。2〕“移位〞旋鈕“移位〞旋鈕可進展垂直移位外，還兼作倍率開關(guān)，當(dāng)旋鈕拉出時，指示燈亮，Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)減少為原來的1/10。3〕“增益〞電位器“增益〞電位器用于調(diào)整Y軸放大器的總增益，即Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)。普通情況下無需經(jīng)常調(diào)整。〔4〕X軸部分1〕“電壓/度〞旋鈕“電壓/度〞旋鈕是集電極電壓UCE及基極電壓UBE的量程開關(guān)。當(dāng)開關(guān)置于“〞位置時，可使屏幕X軸代表基極電流或電壓；當(dāng)開關(guān)置于“外接〞時，X軸系統(tǒng)處于外接納形狀，外輸入端位于儀器左側(cè)面。2〕“增益〞電位器“增益〞電位器用于調(diào)整X軸放大器的總增益，即X軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)。普通情況下無需經(jīng)常調(diào)整?！?〕顯示部分1〕“變換〞選擇開關(guān)“變換〞選擇開關(guān)用于同時變換集電極電源及階梯信號的極性，以簡化NPN型管與PNP管轉(zhuǎn)測時的操作。2〕“⊥〞按鍵開關(guān)“⊥〞按鍵開關(guān)按下時，可使X、Y放大器的輸入端同時接地，以確定零基準(zhǔn)點。3〕“校準(zhǔn)〞按鍵開關(guān)“校準(zhǔn)〞按鍵開關(guān)用于校準(zhǔn)X軸及Y軸放大器增益。開關(guān)按下時，在熒光屏有刻度的范圍內(nèi)，亮點應(yīng)自左下角準(zhǔn)確地跳至右上角，否那么應(yīng)調(diào)理X軸或Y軸的增益電位器來校準(zhǔn)?！?〕階梯信號