項目2 模擬電子技術

學習情境2.1 常用電子儀器的使用

2.1.1 實訓原理與內容

在模擬電子電路實驗中，經常使用的電子儀器有示波器、函數信號發生器、直流穩壓電源、交流毫伏表、萬用電表等。可以完成對模擬電子電路的靜態和動態工作情況的測試。

1.示波器

打開電源開關前先設定各個控制鍵，見表2.1。

表2.1 各控制鍵的設定

所有的控制鍵設定后，打開電源。當亮度旋鈕順時針方向旋轉時，軌跡大約15s后出現，如仍找不到光點，可調節亮度旋鈕，并按下“尋跡”按鍵，從中判斷光點位置，然后適當調節垂直（↑↓）和水平（→←）移位旋鈕，將光點移至熒光屏的中心位置。

（1）使用前的校正。先將示波器面板上各鍵置于如下位置：“顯示方式”位于X-Y：

“極性”選擇位于“+”；AC-GDN-DC開關位于AC；“微調開關”于0.5V/div擋。然后

用同軸電纜將校準信號輸出端與CH1的輸入端相連接，示波器屏幕上應顯示幅度為

0.5V_p-p、周期為1ms的方波。調節“微調V/div”，“微調”使方波幅值為1格（Y軸），調節“微調Time/div”，“微調”使方波周期為1格（X軸），調節“輝度”、“聚焦”和

“輔助聚焦”各旋鈕使屏幕上觀察到的波形細而清晰，調節亮度旋鈕于適中位置。

（2）信號的測量。

1）直流電壓的測量。設定AC-GND-DC開關至GND，將零電平定位到屏幕上的最佳

圖2.1 測量直流電壓

位置（這個位置不一定在屏幕的中心）。將被測信號接入示波器CH1輸入端，直流信號將會產生偏移，然后調節觸發“電平”，使波形穩定，如圖

2.1所示。

如果Volts/div為50mV/div擋，示波器讀數為4div（格），則計算方法為：50mV/div×4div=200mV_p-p

當然如果探頭為10∶1，實際信號的值就是×10，為2V_p-p。

2）交流電壓的測量。與測量直流電壓一樣，將垂直輸入耦合選擇開關置于AC，根據被測信號幅度和頻率對V/div開關和Time/div開關選取適當的擋級，將被測信號接入V/

div示波器CH1，如圖2.2所示。

圖2.2 測量交流電壓

如果輸入端Volts/div為1V/div擋，示波器讀數為5div（格），則計算方法為1V/div×5div=

5V_p-p，當然如果探頭為10∶1，實際值為50V_p-p。

3）頻率和時間的測量。如圖2.3所示，如果一個周期在屏幕上為2div（格），掃描時間為

1ms/div，則周期為

1ms/div×2div=2.0ms

由此可得，頻率為1/（2ms）=500Hz，如

果運用×5擴展，那么Time/div則為指示值的1/5。

4）相位差的測量。同時按下CH1和CH2按鈕，屏幕上會出現雙蹤并自動以斷續或交替方式同時顯示CH1和CH2上的信號。調CH1和CH2上的移位按鈕，使兩條掃描基線重合。然后讀數，如圖2.4所示。周期為4div（格）兩曲線相差0.5div，則它們的相位差為

Φ=0.45didviv×360°=45°

圖2.3 測量頻率和時間

圖2.4 測量相位差

2.函數信號發生器

函數信號發生器按需要可輸出正弦波、方波、三角波三種信號波形。輸出信號電壓幅度可由輸出幅度調節旋鈕進行連續調節。輸出信號電壓頻率可以通過頻率分擋開關進行調節，并由頻率計讀取頻率值。

函數信號發生器作信號源，它的輸出端不允許短路。3.晶體管毫伏表

晶體管毫伏表只能在其工作頻率范圍內用來測量正弦交流電壓的有效值。為了防止過載而損壞，測量前一般先把量程開關置于量程較大位置處，然后在測量中慢慢減小量程。

接通電源后，將輸入端短接，進行調零。然后斷開短路線進行測量。

2.1.2 實訓內容和步驟

1.XJ1630型信號發生器及DA16晶體管毫伏表的使用

（1）信號頻率的調節方法。按下面板下方的“頻率范圍”波段開關并配合右上方三個“頻率調節”旋鈕，可以輸出20Hz～200kHz范圍內任意的正弦信號。當“輸出衰減”旋鈕旋至0dB，調節輸出細調使表頭指示為1V。直接將“頻率范圍”、“頻率調節”中×1、×0.1、×0.01旋鈕的對應位置寫入表2.2中。要求掌握XJ1630信號源選取輸出頻率的方法。

（2）將XJ1630信號發生器頻率調至1kHz，并調節“輸出細調”旋鈕使表頭指示保持為滿刻度（5V）。用晶體管毫伏表直接測量信號發生器，將在不同“輸出衰減”位置時的輸出電壓記入表2.3中（注意要正確連線）。

要求掌握XJ1630輸出衰減的作用，并知道如何靈活使用它既能輸出所需要大小的電壓，又能方便可靠地進行調節。

（3）測量一個f=1.5kHz、幅度為1mV的信號，實驗可以證明XJ1630各旋鈕應置于

何位置才能做到調節方便。

將信號發生器輸出電壓調到1V位置，然后將輸出衰減開關分別置于0dB、20dB、40dB、60dB的位置，用毫伏表測量其輸出電壓（記入表2.3），觀察XJ1630表頭指示值與實際輸出的關系，總結“輸出衰減”的功能及其靈活應用。

總結毫伏表DA16精確讀值的正確使用方法。

表2.2 調節信號頻率

表2.3 用DA16測XJ1630輸出電壓

2.示波器的使用（以YB4320為例）

（1）示波器的調整。示波器接通電源，待預熱后順時針調節“輝度”旋鈕，將觸發方式開關置AUTO，并將Y軸、X軸位移旋鈕置中，屏幕上顯示出一條掃描基線，調“聚焦”旋鈕使基線細而清晰。

（2）學習并掌握下列旋鈕的作用。調整XJ1630輸出2V、1kHz信號，作為示波器輸入信號（思考此處應怎樣連線）。調節示波器有關旋鈕使屏幕上顯示出清晰而穩定的，幅度為4格的三個完整波形，按表2.4逐一了解各旋鈕功能，注意每次動一個旋鈕，完成后恢復原狀，再調另一個旋鈕。

（3）用示波器測量信號幅度。XJ1630信號發生器f=1kHz，表頭指示為4V。示波器“微調”旋鈕至“校準”位置，適當改變V/div的位置，測試表2.5的內容。

（4）示波器測量信號周期及頻率。先校準Time/div靈敏度（掃描速度“微調”旋鈕置“校準”位置），XJ1630輸出2V。按表2.6記錄。注意：為保證測量精度，減少讀數誤差，應顯示幾個波形?

2.1.3 實訓報告要求

（1）根據實訓記錄，列表整理、計算實訓數據，描繪觀察到的波形圖。（2）通過本實訓總結如何正確使用示波器。

表2.4 了解YB4320示波器各旋鈕作用

注：表中結果記錄能畫波形的畫波形，其余可簡述。

表2.5 用YB4320測量信號幅度

表2.6 用YB4320測量信號周期及頻率

YB4320采用“高頻”、“常態”、“自動”三種觸發方式有什么區別?通過實驗對它們的操作特點及適用場合加以總結。