項(xiàng)目2 模擬電子技術(shù)

學(xué)習(xí)情境2.1 常用電子儀器的使用

2.1.1 實(shí)訓(xùn)原理與內(nèi)容

在模擬電子電路實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表、萬(wàn)用電表等。可以完成對(duì)模擬電子電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況的測(cè)試。

1.示波器

打開電源開關(guān)前先設(shè)定各個(gè)控制鍵，見表2.1。

表2.1 各控制鍵的設(shè)定

所有的控制鍵設(shè)定后，打開電源。當(dāng)亮度旋鈕順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，軌跡大約15s后出現(xiàn)，如仍找不到光點(diǎn)，可調(diào)節(jié)亮度旋鈕，并按下“尋跡”按鍵，從中判斷光點(diǎn)位置，然后適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直（↑↓）和水平（→←）移位旋鈕，將光點(diǎn)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(guān)位于AC；“微調(diào)開關(guān)”于0.5V/div擋。然后

用同軸電纜將校準(zhǔn)信號(hào)輸出端與CH1的輸入端相連接，示波器屏幕上應(yīng)顯示幅度為

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

“輔助聚焦”各旋鈕使屏幕上觀察到的波形細(xì)而清晰，調(diào)節(jié)亮度旋鈕于適中位置。

（2）信號(hào)的測(cè)量。

1）直流電壓的測(cè)量。設(shè)定AC-GND-DC開關(guān)至GND，將零電平定位到屏幕上的最佳

圖2.1 測(cè)量直流電壓

位置（這個(gè)位置不一定在屏幕的中心）。將被測(cè)信號(hào)接入示波器CH1輸入端，直流信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生偏移，然后調(diào)節(jié)觸發(fā)“電平”，使波形穩(wěn)定，如圖

2.1所示。

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

當(dāng)然如果探頭為10∶1，實(shí)際信號(hào)的值就是×10，為2V_p-p。

2）交流電壓的測(cè)量。與測(cè)量直流電壓一樣，將垂直輸入耦合選擇開關(guān)置于AC，根據(jù)被測(cè)信號(hào)幅度和頻率對(duì)V/div開關(guān)和Time/div開關(guān)選取適當(dāng)?shù)膿跫?jí)，將被測(cè)信號(hào)接入V/

div示波器CH1，如圖2.2所示。

圖2.2 測(cè)量交流電壓

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

5V_p-p，當(dāng)然如果探頭為10∶1，實(shí)際值為50V_p-p。

3）頻率和時(shí)間的測(cè)量。如圖2.3所示，如果一個(gè)周期在屏幕上為2div（格），掃描時(shí)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(yùn)用×5擴(kuò)展，那么Time/div則為指示值的1/5。

4）相位差的測(cè)量。同時(shí)按下CH1和CH2按鈕，屏幕上會(huì)出現(xiàn)雙蹤并自動(dòng)以斷續(xù)或交替方式同時(shí)顯示CH1和CH2上的信號(hào)。調(diào)CH1和CH2上的移位按鈕，使兩條掃描基線重合。然后讀數(shù)，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(cè)量頻率和時(shí)間

圖2.4 測(cè)量相位差

2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

函數(shù)信號(hào)發(fā)生器按需要可輸出正弦波、方波、三角波三種信號(hào)波形。輸出信號(hào)電壓幅度可由輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。輸出信號(hào)電壓頻率可以通過(guò)頻率分擋開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并由頻率計(jì)讀取頻率值。

函數(shù)信號(hào)發(fā)生器作信號(hào)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(nèi)用來(lái)測(cè)量正弦交流電壓的有效值。為了防止過(guò)載而損壞，測(cè)量前一般先把量程開關(guān)置于量程較大位置處，然后在測(cè)量中慢慢減小量程。

接通電源后，將輸入端短接，進(jìn)行調(diào)零。然后斷開短路線進(jìn)行測(cè)量。

2.1.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟

1.XJ1630型信號(hào)發(fā)生器及DA16晶體管毫伏表的使用

（1）信號(hào)頻率的調(diào)節(jié)方法。按下面板下方的“頻率范圍”波段開關(guān)并配合右上方三個(gè)“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕，可以輸出20Hz～200kHz范圍內(nèi)任意的正弦信號(hào)。當(dāng)“輸出衰減”旋鈕旋至0dB，調(diào)節(jié)輸出細(xì)調(diào)使表頭指示為1V。直接將“頻率范圍”、“頻率調(diào)節(jié)”中×1、×0.1、×0.01旋鈕的對(duì)應(yīng)位置寫入表2.2中。要求掌握XJ1630信號(hào)源選取輸出頻率的方法。

（2）將XJ1630信號(hào)發(fā)生器頻率調(diào)至1kHz，并調(diào)節(jié)“輸出細(xì)調(diào)”旋鈕使表頭指示保持為滿刻度（5V）。用晶體管毫伏表直接測(cè)量信號(hào)發(fā)生器，將在不同“輸出衰減”位置時(shí)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(jìn)行調(diào)節(jié)。

（3）測(cè)量一個(gè)f=1.5kHz、幅度為1mV的信號(hào)，實(shí)驗(yàn)可以證明XJ1630各旋鈕應(yīng)置于

何位置才能做到調(diào)節(jié)方便。

將信號(hào)發(fā)生器輸出電壓調(diào)到1V位置，然后將輸出衰減開關(guān)分別置于0dB、20dB、40dB、60dB的位置，用毫伏表測(cè)量其輸出電壓（記入表2.3），觀察XJ1630表頭指示值與實(shí)際輸出的關(guān)系，總結(jié)“輸出衰減”的功能及其靈活應(yīng)用。

總結(jié)毫伏表DA16精確讀值的正確使用方法。

表2.2 調(diào)節(jié)信號(hào)頻率

表2.3 用DA16測(cè)XJ1630輸出電壓

2.示波器的使用（以YB4320為例）

（1）示波器的調(diào)整。示波器接通電源，待預(yù)熱后順時(shí)針調(diào)節(jié)“輝度”旋鈕，將觸發(fā)方式開關(guān)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(diào)“聚焦”旋鈕使基線細(xì)而清晰。

（2）學(xué)習(xí)并掌握下列旋鈕的作用。調(diào)整XJ1630輸出2V、1kHz信號(hào)，作為示波器輸入信號(hào)（思考此處應(yīng)怎樣連線）。調(diào)節(jié)示波器有關(guān)旋鈕使屏幕上顯示出清晰而穩(wěn)定的，幅度為4格的三個(gè)完整波形，按表2.4逐一了解各旋鈕功能，注意每次動(dòng)一個(gè)旋鈕，完成后恢復(fù)原狀，再調(diào)另一個(gè)旋鈕。

（3）用示波器測(cè)量信號(hào)幅度。XJ1630信號(hào)發(fā)生器f=1kHz，表頭指示為4V。示波器“微調(diào)”旋鈕至“校準(zhǔn)”位置，適當(dāng)改變V/div的位置，測(cè)試表2.5的內(nèi)容。

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

2.1.3 實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求

（1）根據(jù)實(shí)訓(xùn)記錄，列表整理、計(jì)算實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)，描繪觀察到的波形圖。（2）通過(guò)本實(shí)訓(xùn)總結(jié)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(jié)果記錄能畫波形的畫波形，其余可簡(jiǎn)述。

表2.5 用YB4320測(cè)量信號(hào)幅度

表2.6 用YB4320測(cè)量信號(hào)周期及頻率

YB4320采用“高頻”、“常態(tài)”、“自動(dòng)”三種觸發(fā)方式有什么區(qū)別?通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)它們的操作特點(diǎn)及適用場(chǎng)合加以總結(jié)。