《電工電子實(shí)踐基礎(chǔ)》課件第3章

第3章常用電子儀器儀表的使用3.1萬(wàn)用表3.2交流毫伏表3.3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器3.4模擬示波器3.5數(shù)字示波器3.6直流穩(wěn)定電源

3.1萬(wàn)用表

3.1.1指針式萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)

指針式萬(wàn)用表是用指針指示的方式，顯示出所測(cè)量的數(shù)據(jù)。它的核心部分是一個(gè)較靈敏的指針磁電式電流表，其基本結(jié)構(gòu)如圖3.1.1所示。圖3.1.1電流表的基本結(jié)構(gòu)擴(kuò)展電流量程的電路如圖3.1.2(a)所示，采用并聯(lián)電阻分流原理擴(kuò)大量程。由量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)分擋變換分流電阻R就可變換電流量程，例如：r=4R時(shí)，會(huì)有1/5的電流流過(guò)表頭，也就使量程擴(kuò)大了5倍。

用這個(gè)電流表組裝成直流電壓表的基本電路如圖3.1.2(b)所示。設(shè)滿刻度電壓為E，根據(jù)歐姆定律可得：

E/I=R+r

求得

R=(E/I)－r若設(shè)計(jì)多擋電壓量程，只要算出不同的R值，用量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)分別接入電路即可實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)需要測(cè)量交流電壓時(shí)，表頭需組裝成圖3.1.2(c)所示。從右端輸入交流電壓的正半周時(shí)，二極管VD1導(dǎo)通，VD2截止，電流可流過(guò)表頭；當(dāng)輸入變?yōu)樨?fù)半周時(shí)，VD1截止，VD2導(dǎo)通，電流只流過(guò)電阻R，不流過(guò)表頭。表頭只能得到交流電壓的正半周，是脈動(dòng)的直流電。采用電容濾波后，其電流指示將代表交流電壓有效值。圖3.1.2萬(wàn)用表的基本電路(a)電流量程的擴(kuò)展;(b)直流電壓表電路;(c)交流電壓表電路;(d)測(cè)量電阻電路3.1.2數(shù)字萬(wàn)用表的結(jié)構(gòu)

數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量的過(guò)程如圖3.1.3所示。被測(cè)模擬量先由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后通過(guò)電子計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，最后把測(cè)量結(jié)果用數(shù)字直接顯示在顯示屏上。可見(jiàn)，數(shù)字萬(wàn)用表的核心部件是A/D轉(zhuǎn)換器。目前，教學(xué)、科研領(lǐng)域使用的數(shù)字萬(wàn)用表大都以ICL7106、7107大規(guī)模集成電路為主芯片。該芯片內(nèi)部包含雙斜積分A/D轉(zhuǎn)換器、顯示鎖存器、七段譯碼器、顯示驅(qū)動(dòng)器等。圖3.1.3數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量過(guò)程數(shù)字萬(wàn)用表的顯示形式不局限于數(shù)字，還可以顯示圖表、文字和符號(hào)。數(shù)字萬(wàn)用表分為便攜式和臺(tái)式。便攜式數(shù)字萬(wàn)用表一般為3.1位和4.1位，體積小、重量輕、耗電少，外形如圖3.1.4所示。臺(tái)式數(shù)字萬(wàn)用表可達(dá)6.1位或7.1位，精度越來(lái)越高，采用微處理器配以完善的軟件功能，在計(jì)量、科研上作為標(biāo)準(zhǔn)表和精密測(cè)量用。圖3.1.4

VC98系列數(shù)字萬(wàn)用表（便攜式）外形3.1.3

VC98系列數(shù)字萬(wàn)用表操作面板簡(jiǎn)介

VC98系列數(shù)字萬(wàn)用表具有3.1位(1999)自動(dòng)極性顯示功能。該表以雙斜積分A/D轉(zhuǎn)換器為核心，采用26mm字高液晶(LCD)顯示屏，可用來(lái)測(cè)量交/直流電壓、電流、電阻、電容、二極管、三極管及頻率等參數(shù)。圖3.1.4為VC98系列數(shù)字萬(wàn)用表的操作面板。3.1.4

VC98系列數(shù)字萬(wàn)用表的使用方法

1.直流電壓的測(cè)量

2.交流電壓的測(cè)量

3.直流電流的測(cè)量

4.交流電流的測(cè)量

5.電阻的測(cè)量

6.電容的測(cè)量

7.三極管hFE值的測(cè)量

8.二極管及通斷測(cè)試3.1.5

VC98系列數(shù)字萬(wàn)用表使用時(shí)的注意事項(xiàng)

(1)測(cè)量電壓時(shí)，輸入直流電壓切勿超過(guò)1000V，交流電壓有效值切勿超過(guò)700V。

(2)測(cè)量電流時(shí)，切勿輸入超過(guò)20A的電流。

(3)被測(cè)直流電壓高于36V或交流電壓有效值高于25V時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查表筆是否可靠接觸、連接是否正確、絕緣是否良好等，以防電擊。

(4)測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇正確的功能和量程，謹(jǐn)防誤操作；切換功能和量程時(shí)，表筆應(yīng)離開(kāi)測(cè)試點(diǎn)；顯示值的“單位”與相應(yīng)量程擋的“單位”一致。

(5)若測(cè)量前不知道被測(cè)量的范圍，應(yīng)先將量程開(kāi)關(guān)置到最高擋，再根據(jù)顯示值調(diào)到合適的擋位。

(6)測(cè)量時(shí)若只有最高位顯示“1”或“－1”，表示被測(cè)量超過(guò)了量程范圍，應(yīng)將量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至較高的擋位。

(7)在線測(cè)量電阻時(shí)，應(yīng)確認(rèn)被測(cè)電路所有電源已關(guān)斷且所有電容都已完全放完電，方可進(jìn)行測(cè)量，即不能帶電測(cè)電阻。

(8)用“200Ω”量程時(shí)，應(yīng)先將表筆短路測(cè)引線電阻，然后在實(shí)測(cè)值中減去所測(cè)的引線電阻；用“200MΩ”量程時(shí)，將表筆短路儀表將顯示1.0MΩ，屬正?，F(xiàn)象，不影響測(cè)量精度，實(shí)測(cè)時(shí)應(yīng)減去該值。

(9)測(cè)電容前，應(yīng)對(duì)被測(cè)電容進(jìn)行充分放電；用大電容擋測(cè)漏電或擊穿電容時(shí)，讀數(shù)將不穩(wěn)定；測(cè)電解電容時(shí)，應(yīng)注意正、負(fù)極，切勿插錯(cuò)。

(10)顯示屏顯示符號(hào)時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換9V堿性電池，以減小測(cè)量誤差。單位與詞頭

1.單位

單位是表示數(shù)量大小的基準(zhǔn)。國(guó)際上普遍采用的是SI單位制。國(guó)際單位制中有七種基本單位和兩個(gè)輔助單位,如表3.1.1所示，由這些基本單位進(jìn)一步組合構(gòu)成表3.1.2所示的組合單位。表中括號(hào)內(nèi)的字，在不致混淆的情況下，可以省略。

2.詞頭

在電子領(lǐng)域，常用10的3次方為級(jí)差，構(gòu)成十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)的詞頭。例如：1mV=1×10－3V=0.001V，33μF=33×

10－6F=0.000033F。表3.1.3給出了詞頭等級(jí)。

3.2交流毫伏表

3.2.1

AS2294D型交流毫伏表的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及面板

AS2294D型雙通道交流毫伏表由兩組性能相同的集成電路及晶體管放大電路和表頭指示電路組成，如圖3.2.1所示。

AS2294D型雙通道交流毫伏表的前面板如圖3.2.2所示。圖3.2.1

AS2294D型交流毫伏表的組成及工作原理框圖圖3.2.2

AS2294D型交流毫伏表的前面板3.2.2

AS2294D型交流毫伏表的測(cè)量方法和浮置功能的應(yīng)用

1.交流電壓的測(cè)量

AS2294D型交流毫伏表實(shí)際上是兩個(gè)獨(dú)立的電壓表，因此它可作為兩個(gè)單獨(dú)的電壓表使用。測(cè)量時(shí)，先將被測(cè)電壓正確地接入所選輸入通道，然后根據(jù)所選通道的量程開(kāi)關(guān)及表針指示位置讀取被測(cè)電壓值即可。

2.異步狀態(tài)的測(cè)量

當(dāng)被測(cè)的兩個(gè)電壓值相差較大，如測(cè)量放大電路的電壓放大倍數(shù)或增益時(shí)，可將儀器置于異步狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量方法如圖3.2.3所示。圖3.2.3異步狀態(tài)測(cè)量方法

3.同步狀態(tài)的測(cè)量

同步狀態(tài)測(cè)量適合于測(cè)量立體聲錄放磁頭的靈敏度、錄放前置均衡電路及功率放大電路等。由于兩路電壓表的性能、量程相同，因此可直接讀出兩個(gè)被測(cè)聲道的不平衡度。測(cè)量方法如圖3.2.4所示。將“同步/異步”鍵置于同步狀態(tài)，即SYNC燈亮，分別接入L、R立體聲的左、右放大器，如性能相同(平衡)，紅、黑表針應(yīng)重合;如不重合,則可讀出不平衡度的dB值。圖3.2.4同步狀態(tài)測(cè)量方法

4.浮置功能的應(yīng)用

(1)在測(cè)量差動(dòng)放大電路雙端輸出電壓時(shí)，電路的兩個(gè)輸出端都不能接地，否則會(huì)引起測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)。此時(shí)可將后面板上的浮置/接地開(kāi)關(guān)上扳，采用浮置方式測(cè)量。

(2)某些需要防止地線干擾的放大器或帶有直流電壓輸出的端子，以及元器件兩端電壓的在線測(cè)量等均可采用浮置方式測(cè)量，以免公共接地帶來(lái)干擾或短路。

(3)在音頻信號(hào)傳輸中，有時(shí)需要平衡傳輸，此時(shí)測(cè)量其電平時(shí)，應(yīng)采用浮置方式測(cè)量。3.2.3

AS2294D型交流毫伏表使用時(shí)的注意事項(xiàng)

(1)測(cè)量時(shí)儀器應(yīng)垂直放置,即儀器表面應(yīng)垂直于桌面。

(2)所測(cè)交流電壓中的直流分量不得大于100V。

(3)測(cè)量30V以上電壓時(shí)，應(yīng)注意安全。

(4)接通電源及轉(zhuǎn)換量程開(kāi)關(guān)時(shí)，由于電容放電過(guò)程中指針有晃動(dòng)現(xiàn)象，待指針?lè)€(wěn)定后方可讀數(shù)。

(5)測(cè)量時(shí)應(yīng)根據(jù)被測(cè)量的大小選擇合適的量程，一般應(yīng)取被測(cè)量的1.2～2倍，即使指針偏轉(zhuǎn)1/2以上。在無(wú)法預(yù)知被測(cè)量大小的情況下先用大量程擋，然后逐漸減小量程至合適

擋位。

(6)毫伏表屬不平衡式儀表且靈敏度很高，測(cè)量時(shí)黑夾子必須牢固地接被測(cè)電路的“公共地”，與其他儀器連用時(shí)還應(yīng)正確“共地”，紅夾子接測(cè)試點(diǎn)。接拆電路時(shí)注意順序，測(cè)試時(shí)

先接黑夾子，后接紅夾子，測(cè)量完畢，應(yīng)先拆紅夾子，后拆黑夾子。

(7)儀器應(yīng)避免劇烈振動(dòng)，周圍不應(yīng)有高熱及強(qiáng)磁場(chǎng)干擾。

(8)儀器面板上的開(kāi)關(guān)不應(yīng)劇烈、頻繁地扳動(dòng)，以免造成人為損壞。

3.3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器

3.3.1

SP1641B型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器

1.SP1641B型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器的組成和工作原理

SP1641B型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器屬模擬式，它不僅能輸出正弦波、三角波、方波等基本波形，還能輸出鋸齒波、脈沖波等多種非對(duì)稱波形，同時(shí)對(duì)各種波形均可實(shí)現(xiàn)掃描功能。此外，它還具有點(diǎn)頻正弦信號(hào)、TTL電平信號(hào)及CMOS電平信號(hào)輸出和外測(cè)頻功能等。其組成及電路原理框圖如圖3.3.1。圖3.3.1

SP1641B型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器組成及電路原理框圖

2.SP1641B型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器的操作面板

SP1641B型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器的前操作面板如圖3.3.2所示。圖3.3.2

SP1641B型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器前面板

3.SP1641B型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器/計(jì)數(shù)器的使用方法

(1)主函數(shù)信號(hào)輸出方法:

(2)點(diǎn)頻正弦信號(hào)輸出方法:

(3)內(nèi)掃描信號(hào)輸出方法:

(4)外掃描信號(hào)輸入方法:

(5)TTL／CMOS電平輸出方法:3.3.2

DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

1.技術(shù)指標(biāo)

1)A路輸出技術(shù)指標(biāo)

2)B路輸出技術(shù)指標(biāo)

3)TTL輸出技術(shù)指標(biāo)

2.面板鍵盤功能

TFG2003型DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的前面板如圖3.3.3所示。圖3.3.3

DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的前面板

3.使用方法

1)數(shù)據(jù)輸入方式

2)“常規(guī)”功能的使用

3)“掃描”功能的使用

4)“調(diào)幅”功能的使用

5)“觸發(fā)”功能的使用

6)鍵控功能的使用

7)B路輸出的使用

8)出錯(cuò)顯示功能

頻率的重要性

電波與光的傳播速度都是30萬(wàn)千米/秒，盡管因?yàn)轭l率不同而有無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、X射線等不同名稱，但它們本身都是電磁波，如圖3.3.4所示。因?yàn)槿澜绲娜硕荚谟脽o(wú)線電傳送信息，而用于傳輸信息的電磁波頻率從極低頻(小于100Hz)到高頻(30MHz)，范圍有限。所以，我們可以感到頻率的極端重要，頻率是一個(gè)資源。圖3.3.4電磁波頻譜在離地面70至400千米的高空有一些離子化的、能把電磁波折射下來(lái)的大氣層，叫做電離層，如圖3.3.5所示。利用這種折射特性，電磁波可以傳到非常遠(yuǎn)的地方。圖3.3.5電波在電離層中的傳播3.4模擬示波器

3.4.1模擬示波器的組成和工作原理

模擬示波器的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖3.4.1所示。它由垂直系統(tǒng)(Y軸信號(hào)通道)、水平系統(tǒng)(X軸信號(hào)通道)、示波管及其電路、電源等組成。圖3.4.1模擬示波器的基本結(jié)構(gòu)框圖

1.示波管的結(jié)構(gòu)和工作原理

1)示波管的結(jié)構(gòu)

示波管是用以將被測(cè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)并加以顯示的光電轉(zhuǎn)換器件，主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成，如圖3.4.2所示。圖3.4.2示波管結(jié)構(gòu)示意圖

2)波形顯示原理

電子束的偏轉(zhuǎn)量與加在偏轉(zhuǎn)板上的電壓成正比，將被測(cè)正弦電壓加到垂直(Y軸)偏轉(zhuǎn)板上，通過(guò)測(cè)量偏轉(zhuǎn)量的大小就可以測(cè)出被測(cè)電壓值。但由于水平(X軸)偏轉(zhuǎn)板上沒(méi)有加偏轉(zhuǎn)電壓，電子束只會(huì)沿Y軸方向上下垂直移動(dòng)，光點(diǎn)重合成一條豎線，無(wú)法觀察到波形的變化過(guò)程。為了觀察被測(cè)電壓的變化過(guò)程，就要同時(shí)在水平(X軸)偏轉(zhuǎn)板上加一個(gè)與時(shí)間成線性關(guān)系的周期性的鋸齒波。電子束在鋸齒波電壓作用下沿X軸方向勻速移動(dòng),即“掃描”。在垂直(Y軸)和水平(X軸)兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板的共同作用下，電子束在熒光屏上顯示出波形的變化過(guò)程，如圖3.4.3所示。圖3.4.3模擬示波器的波形顯示原理

2.水平系統(tǒng)

水平系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖3.4.4所示，其主要作用是：產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓并保持與Y通道輸入的被測(cè)信號(hào)同步，放大掃描電壓或外觸發(fā)信號(hào)，產(chǎn)生增輝或消隱作用以控制示波器Z軸電路。

1)觸發(fā)同步電路

2)掃描電路

3)水平放大電路圖3.4.4水平系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

3.垂直系統(tǒng)

垂直系統(tǒng)主要由輸入耦合選擇器、衰減器、延遲電路和垂直放大器等組成，如圖3.4.1所示。其作用是將被測(cè)信號(hào)送到垂直偏轉(zhuǎn)板，以再現(xiàn)被測(cè)信號(hào)的真實(shí)波形。

1)輸入耦合選擇器

2)衰減器

3)延遲電路

4)垂直放大器3.4.2模擬示波器的正確調(diào)整

1.MOS-620/640系列雙蹤示波器前面板簡(jiǎn)介

MOS-620CH/640CH雙蹤示波器的調(diào)節(jié)旋鈕、開(kāi)關(guān)、按鍵及連接器等都位于前面板上，如圖3.4.5所示，其作用如下：

(1)示波管操作部分。

(2)垂直軸操作部分。

(3)觸發(fā)操作部分。

(4)水平軸操作部分。

(5)其他操作部分。圖3.4.5

MOS-620CH/640CH雙蹤示波器前面板

2.雙蹤示波器的正確調(diào)整與操作

雙蹤示波器的正確調(diào)整與操作對(duì)于提高測(cè)量精度和延長(zhǎng)儀器的使用壽命十分重要。

(1)聚焦和輝度的調(diào)整。

(2)正確選擇觸發(fā)源和觸發(fā)方式。

(3)正確選擇輸入耦合方式。

(4)合理調(diào)整掃描速度。

(5)波形位置和幾何尺寸的調(diào)整。

(6)合理操作雙通道。

(7)觸發(fā)電平調(diào)整。3.4.3模擬示波器測(cè)量實(shí)例

1.直流電壓的測(cè)量

2.交流電壓的測(cè)量

3.周期的測(cè)量

4.頻率的測(cè)量

5.相位差的測(cè)量

(1)將水平掃描微調(diào)旋鈕、垂直靈敏度旋鈕置于校正(CAL)位置。

(2)將垂直系統(tǒng)工作模式開(kāi)關(guān)置于DUAL，并使兩個(gè)通道的時(shí)間基線均落在水平中心刻度線上。

(3)輸入兩路頻率相同而相位不同的交流信號(hào)至CH1和CH2，將垂直輸入耦合開(kāi)關(guān)置于AC。

(4)調(diào)節(jié)相關(guān)旋鈕，使熒光屏上穩(wěn)定顯示出兩個(gè)大小適中的波形。

(5)確定兩個(gè)被測(cè)信號(hào)的相位差。如圖3.4.6所示，測(cè)出信號(hào)波形一個(gè)周期在X軸方向所占的格數(shù)m(5格)，再測(cè)出兩波形上對(duì)應(yīng)點(diǎn)(如過(guò)零點(diǎn))之間的水平格數(shù)n(1.6格)，則u1超前u2的相位差角:圖3.4.6測(cè)量?jī)烧医涣麟姷南辔徊?/p>

3.5數(shù)字示波器

3.5.1數(shù)字示波器快速入門

1.DS1000系列數(shù)字示波器前操作面板簡(jiǎn)介

DS1000系列數(shù)字示波器前操作面板如圖3.5.1所示。按功能可將前面板分為8大區(qū)，即液晶顯示區(qū)、功能菜單操作區(qū)、常用菜單區(qū)、執(zhí)行按鍵區(qū)、垂直控制區(qū)、水平控制區(qū)、觸發(fā)控制區(qū)、信號(hào)輸入/輸出區(qū)等。圖3.5.1

DS1000系列數(shù)字示波器前操作面板功能菜單操作區(qū)有5個(gè)按鍵，1個(gè)多功能旋鈕和1個(gè)按鈕。5個(gè)按鍵用于操作屏幕右側(cè)的功能菜單及子菜單；多功能旋鈕用于選擇和確認(rèn)功能菜單中下拉菜單的選項(xiàng)等；按鈕用于

取消屏幕上顯示的功能菜單。

常用菜單區(qū)如圖3.5.2所示。圖3.5.2前面板常用菜單區(qū)執(zhí)行按鍵區(qū)有【AUTO】(自動(dòng)設(shè)置)和【RUN/STOP】(運(yùn)行/停止)兩個(gè)按鍵。按下【AUTO】按鍵，示波器將根據(jù)輸入的信號(hào)，自動(dòng)設(shè)置和調(diào)整垂直、水平及觸發(fā)方式等各項(xiàng)控制值，使波形顯示達(dá)到最佳適宜觀察狀態(tài)，如需要，還可進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。按【AUTO】鍵后，菜單顯示及功能如圖3.5.3所示。圖3.5.3

【AUTO】按鍵功能菜單及作用垂直控制區(qū)如圖3.5.4所示。垂直位置旋鈕【POSITION】可設(shè)置所選通道波形的垂直顯示位置。轉(zhuǎn)動(dòng)該旋鈕不但顯示的波形會(huì)上、下移動(dòng)，且所選通道的“地”(GND)標(biāo)識(shí)也會(huì)隨波形上、下移動(dòng)并顯示于屏幕左狀態(tài)欄，移動(dòng)值則顯示于屏幕左下方；按下旋鈕【POSITION】，垂直顯示位置快速恢復(fù)到零點(diǎn)(即顯示屏水平中心位置)處。垂直衰減旋鈕【SCALE】用于調(diào)整所選通道波形的顯示幅度。轉(zhuǎn)動(dòng)該旋鈕改變“Volt/div(伏/格)”垂直擋位，同時(shí)下?tīng)顟B(tài)欄對(duì)應(yīng)通道顯示的幅值也會(huì)發(fā)生變化。【CH1】、【CH2】、【MATH】、【REF】為通道或方式按鍵，按下某按鍵屏幕將顯示其功能菜單、標(biāo)志、波形和擋位狀態(tài)等信息。【OFF】鍵用于關(guān)閉當(dāng)前選擇的通道。圖3.5.4垂直控制區(qū)水平控制區(qū)如圖3.5.5所示，主要用于設(shè)置水平時(shí)基。

觸發(fā)控制區(qū)如圖3.5.6所示，主要用于觸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)置。圖3.5.5水平控制區(qū)圖3.5.6觸發(fā)控制區(qū)信號(hào)輸入/輸出區(qū)如圖3.5.7所示，CH1和CH2為信號(hào)輸入通道，EXTTREIG為外觸發(fā)信號(hào)輸入端，最右側(cè)為示波器校正信號(hào)輸出端(輸出頻率為1kHz、幅值為3Vpp的方波信號(hào))。圖3.5.7信號(hào)輸入/輸出區(qū)

2.DS1000系列數(shù)字示波器顯示界面說(shuō)明

DS1000系列數(shù)字示波器顯示界面如圖3.5.8所示，它主要包括波形顯示區(qū)和狀態(tài)顯示區(qū)。圖3.5.8

DS1000系列數(shù)字示波器顯示界面

3.使用要領(lǐng)和注意事項(xiàng)

(1)信號(hào)接入方法。這里以CH1通道為例介紹信號(hào)接入方法。

(2)為了加速調(diào)整，便于測(cè)量，當(dāng)被測(cè)信號(hào)接入通道時(shí)，可直接按【AUTO】鍵以便立即獲得合適的波形顯示和擋位設(shè)置等。

(3)示波器的所有操作只對(duì)當(dāng)前選定(打開(kāi))通道有效。通道選定(打開(kāi))方法是：按【CH1】或【CH2】鍵即可選定(打開(kāi))相應(yīng)通道，并且下?tīng)顟B(tài)欄的通道標(biāo)志變?yōu)楹诘住?/p>

關(guān)閉通道的方法是：按【OFF】鍵或再次按下通道按鍵，當(dāng)前選定通道即被關(guān)閉。圖3.5.9通道功能菜單及說(shuō)明

(4)數(shù)字示波器的操作方法類似于計(jì)算機(jī)，其操作分為三個(gè)層次。第一層：按下前面板上的功能鍵即進(jìn)入不同的功能菜單或直接獲得特定的功能應(yīng)用；第二層：通過(guò)5個(gè)功能菜單操作鍵選定屏幕右側(cè)對(duì)應(yīng)的功能項(xiàng)目或打開(kāi)子菜單，或轉(zhuǎn)動(dòng)多功能旋鈕調(diào)整項(xiàng)目參數(shù)；第三層：轉(zhuǎn)動(dòng)多功能旋鈕

選擇下拉菜單中的項(xiàng)目并按下對(duì)所選項(xiàng)目予以確認(rèn)。

(5)使用時(shí)應(yīng)熟悉并通過(guò)觀察上、下、左狀態(tài)欄來(lái)確定示波器設(shè)置的變化和狀態(tài)。3.5.2數(shù)字示波器的高級(jí)應(yīng)用

1.垂直系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用

1)通道設(shè)置

DS1000系列數(shù)字示波器CH1和CH2通道的垂直菜單是獨(dú)立的，每個(gè)項(xiàng)目都要按不同的通道進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置，但兩個(gè)通道功能菜單的項(xiàng)目及操作方法則完全相同?，F(xiàn)以CH1通道

為例予以說(shuō)明。

按【CH1】鍵，屏幕右側(cè)顯示CH1通道的功能菜單,如圖3.5.9所示。

(1)設(shè)置通道耦合方式。

(2)設(shè)置通道帶寬限制。

(3)調(diào)節(jié)探頭比例。

為了配合探頭衰減系數(shù)，需要在通道功能菜單中調(diào)整探頭衰減比例。如探頭衰減系數(shù)為10∶1，示波器輸入通道【探頭】的比例也應(yīng)設(shè)置成10X，以免顯示的擋位信息和測(cè)量的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤。探頭衰減系數(shù)與通道“探頭”菜單設(shè)置要求見(jiàn)表3.5.1。

(4)垂直擋位調(diào)節(jié)設(shè)置。

(5)波形反相設(shè)置。

(6)數(shù)字濾波設(shè)置。按【數(shù)字濾波】對(duì)應(yīng)的4號(hào)功能菜單操作鍵，打開(kāi)Filter(數(shù)字濾波)子功能菜單，如圖3.5.10所示。

可選擇濾波類型，見(jiàn)表3.5.2。轉(zhuǎn)動(dòng)多功能旋鈕(

)可調(diào)節(jié)頻率的上限和下限,還可設(shè)置濾波器的帶寬范圍等。圖3.5.10

Filter子功能菜單

2)MATH(數(shù)學(xué)運(yùn)算)按鍵功能

Math(數(shù)學(xué)運(yùn)算)功能菜單及說(shuō)明如圖3.5.11和表3.5.3所示。它可顯示CH1、CH2通道波形相加、相減、相乘以及FFT(傅立葉變換)運(yùn)算的結(jié)果。數(shù)學(xué)運(yùn)算結(jié)果同樣可以通過(guò)柵格或光標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。圖3.5.11

Math功能菜單

3)REF(參考)按鍵功能

在有電路工作點(diǎn)參考波形的條件下，通過(guò)REF按鍵的菜單，可以把被測(cè)波形和參考波形樣板進(jìn)行比較，以判斷故障原因。

4)垂直旋鈕【POSITION】和【SCALE】的使用

(1)垂直旋鈕【POSITION】用于調(diào)整所有通道(含MATH和REF)波形的垂直位置。

(2)垂直旋鈕【SCALE】調(diào)整所有通道(含MATH和REF)波形的垂直顯示幅度。

調(diào)整通道波形的垂直位置時(shí)，屏幕左下角會(huì)顯示垂直位置信息。

2.水平系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用

1)水平旋鈕【POSITION】和【SCALE】的使用

(1)轉(zhuǎn)動(dòng)水平旋鈕【POSITION】，可調(diào)節(jié)通道波形的水平位置。按下此旋鈕則觸發(fā)位置立即回到屏幕中心位置。

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)水平旋鈕【SCALE】，可調(diào)節(jié)主時(shí)基，即秒/格(s/div)；當(dāng)延遲掃描打開(kāi)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)水平旋鈕【SCALE】可改變延遲掃描時(shí)基以改變窗口寬度。

2)水平【MENU】鍵

按下水平【MENU】鍵，顯示水平功能菜單，如圖3.5.12所示。在X-Y方式下，自動(dòng)測(cè)量模式、光標(biāo)測(cè)量模式、REF和MATH、延遲掃描、矢量顯示類型、水平旋鈕【POSITION】、觸發(fā)控制等均不起作用。圖3.5.12水平【MENU】鍵菜單及意義延遲掃描用來(lái)放大某一段波形，以便觀測(cè)波形的細(xì)節(jié)。在延遲掃描狀態(tài)下，波形被分成上、下兩個(gè)顯示區(qū)，如圖3.5.13所示。圖3.5.13延遲掃描波形

3.觸發(fā)系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用

【MENU】按鍵：觸發(fā)系統(tǒng)菜單設(shè)置鍵。其功能菜單、下拉菜單及子菜單如圖3.5.14所示。

下面對(duì)主要觸發(fā)菜單予以說(shuō)明。圖3.5.14觸發(fā)系統(tǒng)菜單及其子菜單

1)觸發(fā)模式

(1)邊沿觸發(fā)：

(2)脈寬觸發(fā)：

(3)斜率觸發(fā)：

(4)交替觸發(fā)：

(5)視頻觸發(fā)：

2)觸發(fā)方式

(1)自動(dòng)：

(2)普通：

(3)單次：

3)觸發(fā)設(shè)置

在功能菜單操作區(qū)按5號(hào)鍵進(jìn)入觸發(fā)設(shè)置子菜單，可對(duì)與觸發(fā)相關(guān)的選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。觸發(fā)模式、觸發(fā)方式、觸發(fā)類型不同，可設(shè)置的觸發(fā)選項(xiàng)也有所不同。

4.采樣系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用

在常用菜單區(qū)按【Acquire】鍵，彈出采樣系統(tǒng)功能菜單，其選項(xiàng)和設(shè)置方法如圖3.5.15所示。圖3.5.15菜單系統(tǒng)功能菜單

5.存儲(chǔ)和調(diào)出功能的高級(jí)應(yīng)用

在常用菜單區(qū)按【Storage】鍵，彈出存儲(chǔ)和調(diào)出功能菜單，如圖3.5.16所示。通過(guò)該菜單及相應(yīng)的下拉菜單和子菜單可對(duì)示波器內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)和USB存儲(chǔ)設(shè)備上的波形和設(shè)置文件等進(jìn)行保存、調(diào)出、刪除操作，操作的文件名稱支持中、英文輸入。圖3.5.16存儲(chǔ)與調(diào)出功能菜單

6.輔助系統(tǒng)功能的高級(jí)應(yīng)用

常用菜單區(qū)的【Utility】為輔助系統(tǒng)功能按鍵。在按【Utility】鍵后彈出的功能菜單中，可以進(jìn)行接口、打印、屏幕保護(hù)等設(shè)置，可以打開(kāi)或關(guān)閉示波器按鍵聲、頻率計(jì)等，可以選擇顯示的語(yǔ)言文字、波特率的值等，還可以進(jìn)行波形的錄制與回放等。

7.顯示系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用

在常用菜單區(qū)按【Display】鍵，彈出顯示系統(tǒng)功能菜單,如圖3.5.17所示。通過(guò)功能菜單控制區(qū)的5個(gè)按鍵及多功能旋鈕可設(shè)置調(diào)整顯示系統(tǒng)。圖3.5.17顯示系統(tǒng)功能菜單、子菜單及設(shè)置選擇

8.自動(dòng)測(cè)量功能的高級(jí)應(yīng)用

在常用菜單區(qū)按【Measure】(自動(dòng)測(cè)量)鍵，彈出自動(dòng)測(cè)量功能菜單，如圖3.5.18所示。圖3.5.18自動(dòng)測(cè)量功能菜單

9.光標(biāo)測(cè)量功能的高級(jí)應(yīng)用

按下常用菜單區(qū)的【Cursor】鍵，彈出光標(biāo)測(cè)量功能菜單，如圖3.5.19所示。光標(biāo)測(cè)量有手動(dòng)、追蹤和自動(dòng)測(cè)量三種模式。圖3.5.19光標(biāo)測(cè)量功能菜單

(1)手動(dòng)模式：光標(biāo)X或Y成對(duì)出現(xiàn)，并可手動(dòng)調(diào)整兩個(gè)

光標(biāo)間的距離，顯示的讀數(shù)即測(cè)量的電壓值或時(shí)間值,如圖2.5.20所示。圖3.5.20手動(dòng)模式(a)光標(biāo)類型X;(b)光標(biāo)類型Y

(2)追蹤模式：水平與垂直光標(biāo)交叉構(gòu)成十字光標(biāo)，十字光標(biāo)自動(dòng)定位在波形上，轉(zhuǎn)動(dòng)多功能旋鈕，光標(biāo)自動(dòng)在波形上定位，并在屏幕右上角顯示當(dāng)前定位點(diǎn)的水平、垂直坐標(biāo)和兩個(gè)光標(biāo)間的水平、垂直增量。其中，水平坐標(biāo)以時(shí)間值顯示，垂直坐標(biāo)以電壓值顯示，如圖3.5.21所示。圖3.5.21追蹤模式

(3)自動(dòng)測(cè)量模式：在自動(dòng)測(cè)量模式下，屏幕上會(huì)自動(dòng)顯示對(duì)應(yīng)的電壓或時(shí)間光標(biāo)，以揭示測(cè)量的物理意義，同時(shí)系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)信號(hào)的變化，自動(dòng)調(diào)整光標(biāo)位置，并計(jì)算相應(yīng)的

參數(shù)值,如圖3.5.22所示。光標(biāo)自動(dòng)測(cè)量模式顯示當(dāng)前自動(dòng)測(cè)量參數(shù)所應(yīng)用的光標(biāo)。若沒(méi)有在【MEASURE】菜單下選擇任何自動(dòng)測(cè)量參數(shù)，將沒(méi)有光標(biāo)顯示。圖3.5.22自動(dòng)測(cè)量模式3.5.3數(shù)字示波器測(cè)量實(shí)例

用數(shù)字示波器進(jìn)行任何測(cè)量前，都要先將CH1、CH2探頭菜單衰減系數(shù)和探頭上的開(kāi)關(guān)衰減系數(shù)設(shè)置為一致。

1.測(cè)量簡(jiǎn)單信號(hào)

例如,觀測(cè)電路中一未知信號(hào)，顯示并測(cè)量信號(hào)的頻率和峰峰值。

2.觀測(cè)正弦信號(hào)通過(guò)電路產(chǎn)生的延遲和畸變

(1)顯示輸入、輸出信號(hào)。

①將電路的信號(hào)輸入端接于CH1，輸出端接于CH2。

②按下【AUTO】(自動(dòng)設(shè)置)鍵，自動(dòng)搜索被測(cè)信號(hào)并顯示在顯示屏上。

③調(diào)整水平、垂直系統(tǒng)旋鈕直至波形顯示符合測(cè)試要求，如圖3.5.23所示。圖3.5.23正弦信號(hào)通過(guò)電路產(chǎn)生的延遲和畸變

(2)測(cè)量并觀察正弦信號(hào)通過(guò)電路后產(chǎn)生的延遲和波形畸變。

按【Measure】鍵以顯示自動(dòng)測(cè)量菜單→按【1號(hào)】菜單操作鍵選擇信源【CH1】→按【3號(hào)】菜單鍵選擇【時(shí)間測(cè)量】→在時(shí)間測(cè)量下拉菜單中選擇【延遲1→2↑】。此時(shí)，在屏幕下方顯示出通道1、2在上升沿的延遲數(shù)值，波形的畸變見(jiàn)圖3.5.23。

3.捕捉單次信號(hào)

用數(shù)字示波器可以快速方便地捕捉脈沖、突發(fā)性毛刺等非周期性的信號(hào)。要捕捉一個(gè)單次信號(hào)，先要對(duì)信號(hào)有一定的了解，以正確設(shè)置觸發(fā)電平和觸發(fā)沿。例如，若脈沖是TTL

電平的邏輯信號(hào)，觸發(fā)電平應(yīng)設(shè)置為2V，觸發(fā)沿應(yīng)設(shè)置成上升沿。如果對(duì)信號(hào)的情況不確定，則可以通過(guò)自動(dòng)或普通觸發(fā)方式先對(duì)信號(hào)進(jìn)行觀察，以確定觸發(fā)電平和觸發(fā)沿。

4.應(yīng)用光標(biāo)測(cè)量sinc函數(shù)信號(hào)波形

示波器自動(dòng)測(cè)量的20種參數(shù)都可以通過(guò)光標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。現(xiàn)以sinc函數(shù)信號(hào)波形測(cè)量為例，說(shuō)明光標(biāo)測(cè)量方法。

(1)測(cè)量sinc函數(shù)信號(hào)第一個(gè)波峰的頻率。

①按【Cursor】鍵以顯示光標(biāo)測(cè)量功能菜單。

②按【1號(hào)】菜單操作鍵設(shè)置光標(biāo)模式為“手動(dòng)”。③按【2號(hào)】菜單操作鍵設(shè)置光標(biāo)類型為“X”。

④如圖3.5.24所示，按【4號(hào)】菜單操作鍵，激活光標(biāo)CurA，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕將光標(biāo)A移動(dòng)到sinc波形的第一個(gè)峰值處。

⑤按【5號(hào)】菜單操作鍵，激活光標(biāo)CurB，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕

將光標(biāo)B移動(dòng)到sinc波形的第二個(gè)峰值處。此時(shí)，屏幕右上角顯示出光標(biāo)A、B處的時(shí)間值、時(shí)間增量和sinc波形的頻率。圖3.5.24測(cè)量sinc信號(hào)第一個(gè)波峰的頻率

(2)測(cè)量sinc