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1、项目7电子元件测量仪器 2 3 电子元件特性及参数测量仪器 集总参数元件测量仪器 项目习题 下一页 返回 任务1电子元件特性及参数测量仪器 活动1 三极管特性曲线的测量三极管特性曲线是指三极管各个电极的电压 电流之间或者电流 电流之间的关系曲线 活动2 半导体管特性图示仪 1 组成原理 1 基极阶梯信号源 阶梯信号源可提供不同极性 不同大小的阶梯信号 用以产生阶梯电流或阶梯电压 供测试不同类型的半导体分立器件时采用 测试时 阶梯信号源为被测半导体分立器件提供偏置 阶梯信号源内设有调零电位器 调整它可保证阶梯电压的起始级为零电平 2 集电极扫描电压发生器 集电极扫描电压发生器用以供给所需的集电极
2、扫描电压 3 示波器 用于显示晶体管的特性曲线 包括X放大器 Y放大器及示波管 4 开关及附属电路 1 极性开关 包括基极阶梯信号源和集电极扫描电压发生器的正 负极性选择开关 以适应不同类型晶体管的测试要求 2 X轴 Y轴选择开关 把不同信号接至X放大器或Y放大器 3 零电压 零电流开关 可使基极接地或基极开路 4 灵敏度校准电压 提供校准电压 用于对刻度进行校正 2 测量原理 1 二极管特性曲线的测量 要测量二极管的正向特性就加正极性扫描电压 测量反向特性就加负极性扫描电压 不必使用阶梯信号 将集电极电压接至X轴 取样电压接至Y轴 即可显示相应的特性曲线 2 三极管输出特性曲线的测试 三极管
3、输出特性曲线及测试原理在前面已经介绍过 这里不再赘述 3 三极管输入特性曲线的测试 三极管输入特性曲线是一组以UCE为参变量的曲线 按照类似于输出特性曲线的显示方法 在基极回路加上经全波整流后的扫描电压 E极接至示波器X输入端 B极接示波器的 地 端 设示波器X放大器反相一次 使图像仍为正向扫描 由电阻RB上的电压降获得iB变化的取样 接至示波器Y输入端 在集电极回路加阶梯电压 即可得到一组输入特性曲线 活动3 典型产品介绍1 主要技术性能 2 工作原理XJ4810型半导体管的工作原理与一般的半导体管特性图示仪基本相同 为了方便使用 增设 二簇电子开关 当阶梯信号每次复零时 二簇电子开关 将阶
4、梯信号交替送至其中一只被测管的基极 从而实现了在屏幕上同时显示两只三极管的特性曲线的目的 3 面板说明 1 电源及示波管控制部分 2 集电极电源部分 1 峰值电压范围 按键开关 2 峰值电压 调节旋钮 3 极性按键开关 4 电容平衡 与 辅助电容平衡 旋钮 5 功耗限制电阻 选择开关 3 Y轴部分 1 电流 格 开关 2 移位 旋钮 3 增益 旋钮 4 X轴部分 1 电压 格 开关 集电极电压和基极电压的量程开关 2 移位 旋钮 该旋钮用于水平移位 3 增益 旋钮 该旋钮用于调节X轴的偏转因数 5 显示部分 1 转换 按键开关 2 上 按键开关 3 校准 按键开关 6 阶梯信号部分 1 电压
5、电流 级 开关 2 串联电阻 开关 3 级 簇 旋钮 4 调零 旋钮 5 极性 开关 该开关用于选择阶梯信号的极性 6 重复 关 开关 7 单簇 按钮 4 使用方法 1 开启电源 指示灯亮 预热约10min 2 调节 辉度 聚焦 辅助聚焦 旋钮 使屏幕上的光点或线条明亮 清晰 3 灵敏度校准 将 峰值电压 旋钮调至0 利用 移位 旋钮使光点位于屏幕左下角 按下显示部分的 校准 按键开关 此时光点应准确地跳至右上角 向上 向右各10div 若跳变后位置不准确 可调节X轴 Y轴 增益 旋钮校准 注意一般情况无须经常进行此项调整 4 阶梯调零 5 根据被测器件的性质和测试要求 调节图示仪上各部分的开
6、关 旋钮到合适位置 然后插上被测器件 进行测试 6 仪器复位 5 使用注意事项 1 为了保证测试的顺利进行 测试前应根据被测器件的参数规范及测试条件 预设一些关键开关和旋钮的位置 2 在使用 峰值电压范围 峰值电压 电压 电流 级 及 功耗限制电阻 这几个开关 旋钮时 应特别注意 若使用不当 很容易损坏被测器件 3 当测试大功率器件及其极限参数时 多采用 单簇 阶梯 以防止损坏器件及仪器本身 任务2集总参数元件测量仪器 活动1 集总参数元件活动2万用电桥的工作原理活动3万用电桥测量电阻 电感和电容活动4典型万用电桥活动5Q表 活动1 集总参数元件1 电阻器理想的电阻器是一纯电阻元件 即不含电抗
7、分量 流过它的电流与其两端的电压同相 而实际的电阻器总存在一定的寄生电感和分布电容 2 电容器实际电容器也不可能是理想的纯电容 还存在引线电感和损耗电阻 包括漏电阻及介质损耗等 在频率不太高的情况下 由于引线电感感抗很小 其影响可忽略不计 3 电感器实际电感器 除了电感量外 也存在损耗电阻和分布电容 活动2 万用电桥的工作原理电桥法用来测量工作在低频状态的集总参数元件 电桥法是一种比较测量法 它把被测量与同类性质的已知标准量相比较 从而确定被测量的大小 利用电桥法原理制成的测量仪器称为电桥 同时具备测量电阻器 电容器和电感器功能的电桥称为万用电桥 或万能电桥 电桥的种类很多 但基本原理相同 其
8、电路组成主要包括电桥电路 信号源和指零电路三部分 电桥的平衡条件 对于电桥可调元件的选择 可依据以下两条原则 1 若Z1和Z2为纯电阻 则Z3和Z4必须是性质相同的电抗 即它们必定是同为电感或电容 才可能使电桥平衡 2 若两相对臂Z1和Z3是电阻 则另外两个相对臂必须接入性质相反的电抗 活动3 万用电桥测量电阻 电感和电容万用电桥可以测量电阻器 电容器和电感器 电路由桥体 测量用信号源 振荡器 选频放大器 检波器和指零仪组成 其中桥体是电桥的核心部分 由标准电阻 标准电容和转换开关组成 1 测量电阻时 多采用惠斯通电桥 利用惠斯通电桥可方便地测量被测电阻Rx的值 由于4个桥臂元件均为纯电阻 因
9、此测量信号源可以采用直流电源 指零仪可用检流计 组成的电桥称为直流电桥 2 测量电容时 采用串联电容比较电桥或并联电容比较电桥 其中 串联电容比较电桥适用于测量损耗小的电容 并联电容比较电桥适用于测量损耗大的电容 这里桥臂元件包含电抗元件 故信号源必须是交流电源 实际多采用音频电源 3 测量电感时 一般采用麦克斯韦 文氏电桥或海氏电桥 其中 麦克斯韦 文氏电桥适用于测量Q值较低的电感 后者适用于测量Q值较高的电感 它们也都是交流电桥 2 组合触发 逻辑分析仪具有 字识别 触发的功能 将逻辑分析仪各通道的信号和其预置的触发字进行比较 当各位一一对应相等时 才产生触发信号 这就是所谓的组合触发功能
10、 3 序列触发 序列触发是一种多级触发 由多个触发字按规定的次序排列 只有当被观察的程序按同样的顺序先后满足所有触发条件时才能有效触发 活动4 典型万用电桥根据电桥平衡原理 做成能测量电阻器的电阻 电容器的电容及其损耗因数 线圈的电感及其品质因数等参数的测量仪器 称为万用电桥 也称为阻抗电桥 其中 QS18A型万用电桥主要由桥体 交流电源 晶体管振荡器 晶体管检流计三部分组成 1 被测 端钮 此端钮用来连接所需测量元件 2 外接 插孔 3 拨动开关 4 量程 开关 该开关用于选择测量范围 5 损耗倍率 开关 用来扩展损耗平衡的读数范围 6 指示电表 指示电表用做平衡指示 7 接壳端钮 它与机壳
11、相连 8 灵敏度 旋钮 用于控制放大器的放大倍数 9 读数 旋钮 该旋钮由粗调旋钮和细调旋钮组成 用于调节电桥的平衡状态 10 损耗微调 旋钮 用来提高损耗平衡旋钮的调节细度 11 损耗平衡 旋钮 用于指示被测元件的损耗读数 指电容 电感 12 测量选择 旋钮 该旋钮用来转换电桥线路 活动5 Q表1 测量原理谐振法的原理 利用RLC串联谐振电路 当信号源的频率与回路的谐振频率相同时 电路产生串联谐振 2 测量方法 1 直接法 1 测量电容 2 测量电感 2 并联替代法 1 测量电容 2 测量电感 3 串联替代法 1 测量电容 2 测量电感 3 典型Q表 1 工作原理 QBG 3型Q表由高频振荡
12、器 RLC测量回路及输入输出指示器3部分组成 2 技术参数 1 Q值测量 Q值测量范围 10 600 Q值测量分挡 10 100 20 300 50 600 准确度 10 或 8 Q 2 电感测量 测量范围 0 1 100 H 测量分挡 0 1 1 H 1 10 H 10 100 H 0 1 1mH 1 10mH 10 100mH 测量准确度 5 或 0 3 H 2 技术参数 3 电容测量 测量范围 1 460pF 460pF以上的电容测量见使用规则 电容器调节范围 主调电容器 40 500pF准确度 150pF以下时 准度度小于等于 1 5 150pF以上时 准度度小于等于 1 微调电容器
13、3pF 准确度 0 2pF 4 振荡频率 振荡频率范围 50KHz 50MHz 3 使用方法 1 测量前的准备 首先要对 定位 电压表和 Q 电压表进行机械调零 然后将 定位粗调 旋钮沿逆时针方向转到底 定位零位校直 及 Q值零位校直 旋钮置于中间 微调 电容器 旋钮旋至零 其次 被测元件与接线柱之间的连线应越粗 越短越好 测量时手不要靠近被测元件 以免人体感应引起误差 仪器通电后应预热约10min 2 线圈Q值的测量 将被测线圈接到 Lx 接线柱上 调节 频率旋钮 及 波段开关 至测量所需的频率点 将 Q值范围 置于适当挡位 调节 定位零位校直 旋钮使 定位 电压表指示为零 调节 定位粗调
14、和 定位细调 旋钮使 定位 电压表的指针指到 Q 1 处 调整主调电容度盘 即 Q 电压表右边的 C L 度盘 到远离谐振点 再调节 Q值零位校直 使Q表的指针指在零点上 最后调节主调电容度盘和 微调 旋钮使回路谐振 此时Q表指示最大 其示值即为被测线圈的Q值 3 线圈电感量的测量 首先估计一下被测线圈的电感值 在 f L对照表 上找出对应的频率 再调节 波段开关 及 频率旋钮 至这一频率值 将 微调 置于零点 调节主调电容度盘使Q表指示最大 此时 从主调电容度盘上读出的电感值乘以 f L对照表 中的倍率 即为被测线圈的电感量 4 电容量的测量 小于460pF电容的测量 大于460pF电容的测量 项目习题 1 半导体管特性图示仪由哪几个部分组成 2 简述万用电桥的工作原理及测量电阻的方法 3 简述Q表的各部分组成的作用 4 简述Q表直接法测量电容的方法 5 简述麦克斯韦 文氏电桥的平衡条件
