实验四 常用电子仪器的使用

实验四 常用电子仪器的使用

预习部分

一、实验目的

1. 学习电子电路实验中常用的电子仪器──示波器、 函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

2. 初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

二、实验原理

在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。

实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图2-1-1所示。接线时应注意，为防止外界干扰， 各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。

图 2-1-1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图

1. 示波器

这里对YB4324 型双踪示波器的使用作说明如下： 1) 寻找扫描光迹点 在开机半分钟后，如仍找不到光点，可调节垂直（position↓↑）和水平（positiom← →）移位旋钮，将光点移至荧光屏的中心位置。

2) 为显示稳定的波形，需注意YB4324 示波器面板上的下列几个控制开关（或旋钮）的位置。 a、“扫描速率(sec/div)”开关──它的位置应根据被观察信号的周期来确定。 b、“触发源（trigger source）”选择开关（内、外）──CH1（CH2）：在双踪显示时，触发信号来自CH1（CH2）通道，在单踪显示时，触发信号来自被显示的通道；交替（ALT）：在双踪交替显示时，触发信号来自于两个Y通道，此方式用于同时观察两路不相关的信号；

电源（line）：触发信号来自于市电；外接（ext）：用于外触发，外触发输入端口（ext input）。耦合方式（coupling） 用于外触发。 c、“扫描方式（sweep mode）”开关──置于“自动(auto)”位置观察频率高于50Hz的信号，当频率低于50Hz时选择“常态（norm）”。 3）示波器有五种显示方式 “CH1”、“CH2”、“ADD”、“ALT”与“CHOP”。作双踪显示时，通常采用“ALT”交替显示方式，仅当被观察信号频率很低时（如几十赫芝以下），为在一次扫描过程中同时显示两个波形，才采用“CHOP”断续显示方式。

4）在测量波形的幅值时，应注意Y 轴灵敏度(volts/div)上的“微调(variable)”旋钮置于“校准(cal)”位置（顺时钟旋到底）。在测量波形周期时，应将扫描速率（sec/div）上的“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时钟旋到底）。 2. 函数信号发生器

函数信号发生器按需要可输出正弦波、方波、三角波等信号波形。输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。输出信号电压频率可以通过频率分挡开关进行调节，并由频率计读取频率值。

函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。 3. 交流毫伏表

交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量正弦交流电压的有效值。DF2173交流电压表适用于5Hz~2MHz,30μV~300V 的交流信号的电压有效值测量。 为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置处，然后在测量中逐挡减小量程。

接通电源后，将输入端短接，进行调零。然后断开短路线，即可进行测量。

三、预习要求

1. 阅读有关示波器部分内容。

2. 已知C＝0.01μf、R＝10K，计算图2-1-2 RC移相网络的阻抗角θ。

实验部分

一、实验设备与器件

序号 1 2 3 4 名称 函数发生器 示波器 交流毫伏表 实验线路板 型号与规格 DF1641 YB4324 数量 1 1 1 1 备注

二、实验内容

1. 测量示波器内的校准信号 用机内校准信号（probe adjust）（方波 f ＝1KHz±2％，电压幅度 (0.5V±2％) 对示波器进行自检。

1) 调出“校准信号”波形

将示波器校准信号输出端通过专用电缆线与CH1（或CH2）输入插口接通，调节示波器各有关旋钮，将扫描方式开关置“自动”位置，对校准信号的频率和幅值正确选择扫速开

关(sec/div)及Y轴灵敏度开关(Volts/div)位置， 则在荧光屏上可显示出一个或数个周期的方波。

2) 测量“校准信号”幅度

将Y轴灵敏度（volts/div）微调旋钮(variable)置“校准(cal)”位置，Y轴灵敏度开关置适当位置，读取校准信号幅度，记入表2-1-1。 表2-1-1 标准值 实测值 幅 度 0.5V V(P-P) 频 率 1KHz 上升沿时间 ≤2μS 下降沿时间 ≤2μS

3) 测量“校准信号”频率

将扫速微调旋钮(sec/div)置“校准”位置，扫速开关置适当位置，读取校准信号周期，记入表2-1-1。

4) 测量“校准信号”的上升时间和下降时间

通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在X 轴方向扩展（必要时可以利用“扫速扩展(pull)”开关将波形再扩展5倍）。由于扫速太快，方波在X轴上伸展得很宽，荧光屏上只能显示方波的一个边沿。有两种方法可以使荧光屏上分别显示上升沿和下降沿：方法一，利用X轴触发极性选择开关，若X轴触发极性为“+”，则X轴从方波上升沿开始扫描，荧光屏显示方波下降沿；改变X轴触发极性为“—”，则X轴从方波下降沿开始扫描，荧光屏显示方波上升沿。方法二，触发方式开关置于“常态”，调节X轴触发电平旋钮，使荧光屏上波形移相。从荧光屏上读出上升时间和下降时间，记入表2-1-1。 2. 用示波器和交流毫伏表测量信号参数

令函数信号发生器输出频率分别为100HZ、1KHZ、10KHZ、100KHZ，有效值均为1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。

改变示波器扫速开关及Y轴灵敏度开关位置， 测量信号源输出电压的频率及峰峰值（VP-P），记入表2-1-2。 表2-1-2 信号电压示波器测量值 频 率 周期(mS) 频率(HZ) 100HZ 1KHZ 10KHZ 100KHZ 信号电压毫示波器测量值 伏表读数(V) 峰峰值(V) 有效值(V)

3. 测量两波形间相位关系。

1) 观察双踪显示波形“交替”与“断续”两种显示方式的特点

CH1，CH2均不加输入信号，扫速开关置扫速较低挡位（如0.5s／div挡）和扫速较高挡位（如5μs／div挡）， 把“显示方式”开关分别置于“交替”和“断续”位置，观察两条扫描线的显示特点。

2) 用双踪显示测量两波形间相位关系 ① 按图2-1-2连接实验电路， 将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHZ，幅值为2V的正弦波，经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号ui和uR，分别加到双踪示波器的CH1和CH2输入端。

图 2-1-2 两波形间相位差测量电路

② 把显示方式开关置“交替”挡位，将CH1和CH2输入耦合方式开关置“gnd”位，调节CH1、CH2的↑↓移位旋钮，使两条扫描基线重合，再将CH1、CH2 输入耦合方式开关置“AC”挡位，调节扫速开关及CH1、CH2灵敏度开关位置，此时在荧屏上将显示出ui和uR两个相位不同的正弦波形如图2-1-3所示，则两波形相位差为

图 2-1-3 双踪示波器显示两相位不同的正弦波

Q?X?div??3600XT?div? 式中：XT── 一周期所占刻度片格数 X── 两波形在x轴方向差距格数 记录两波形相位差于表2-1-3。 表2-1-3 一周期格数 两波形x轴差距格数 相 位 差 实测值 计算值 XT＝ X＝ Q＝ Q＝

为数读和计算方便，可适当调节扫速开关及微调旋钮，使波形一周期占整数格。

三、实验报告

1．整理实验数据，并进行分析。

⒉．通过实验对YB4324示波器它们的操作特点及适用场合加以总结。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rtmg.html