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1、实验一 常用电子仪器的使用一、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、频率计等的主要技术指标、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11所示。接线时应注意
2、，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11 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1、示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形 又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点：1）、寻找扫描光迹将示波器Y轴显示方式置“Y ”或“丫2”，输入耦合方式置“GND”，开 机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线： 适当调节亮度旋钮。触发方式开关置“自动”。适当调节垂直（N）、水 平（=）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中
3、央。（若示波器设有“寻迹”按 键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。）2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y”、“丫2”、“Y + Y2”三种单 踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输 入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内” 触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。4）、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳 定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触 发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有
4、时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被 测信号的波形不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。5）、适当调节“扫描速率”开关及“ Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示 一二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“Y轴灵敏度微调” 旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时， 应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到 关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置。根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div或cm）与“Y 轴灵敏度”开关指示值（v/div）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。根据被测信号波形一个周期在
5、屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div或 cm）与“扫速”开关指示值（t/div ）的乘积，即可算得信号频率的实测值。2、函数信号发生器函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电 压最大可达20V 。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在PP 毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率 分档开关进行调节。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之内，用来测量正弦交流电压的有效值。 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上，然 后在测量中逐档减小量程。三、实验设备
6、与器件1、函数信号发生器2、 双踪示波器3、 交流毫伏表四、实验内容1 、用机内校正信号对示波器进行自检。1）扫描基线调节将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（Y或Y）,输入耦合方式开12关置“GND”，触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、 “聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描 基线。然后调节“X轴位移”（ = ）和“Y轴位移”（N ）旋钮，使扫描线位于 屏幕中央，并且能上下左右移动自如。2）测试“校正信号”波形的幅度、频率将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道（Y或Y）,将12Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发
7、源选择开关置“内”，内触 发源选择开关置“Y ”或“Y ”。调节X轴“扫描速率”开关（t/div）和Y轴“输12入灵敏度”开关（V/div），使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的 方波波形。a. 校准“校正信号”幅度将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“y轴灵敏度”开关置适当位 置，读取校正信号幅度，记入表11。表11标准值幅度Up-p（V）频率f（KHz）上升沿时间p S下降沿时间p S注：不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用示波器将标准值填入表 格中。b. 校准“校正信号”频率将“扫速微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”开关置适当位置，读取校 正信号周期，记入表11。c 测量“
8、校正信号”的上升时间和下降时间调节“y轴灵敏度”开关及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方 向上正好占据中心轴上，且上、下对称，便于阅读。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”开关将波形再扩 展10倍），并同时调节触发电平旋钮，从显示屏上清楚的读出上升时间和下降 时间，记入表11。2 、用示波器和交流毫伏表测量信号参数调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100Hz、lKHz、lOKHz、 lOOKHz，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”开关等位置，测量信号源输出 电压频率及峰峰值，记入表
9、12。表12信号电压频率示波器测量值信号电压毫伏表读数（V）示波器测量值周期（ms）频率（Hz）峰峰值（V）有效值（V）100HzlKHz10KHz100KHz3、测量两波形间相位差1）观察双踪显示波形“交替”与“断续”两种显示方式的特点Y、Y均不加输入信号，输入耦合方式置“GND”，扫速开关置扫速较低挡 12位（如0.5s / div挡）和扫速较高挡位（如5S/div挡），把显示方式开关分 别置“交替”和“断续”位置，观察两条扫描基线的显示特点，记录之。2）用双踪显示测量两波形间相位差 按图12 连接实验电路， 将函数信号发生器的输出电压调至频率为 lKHz，幅值为2V的正弦波，经RC移相网
10、络获得频率相同但相位不同的两路信 号 u 和 u ，分别加到双踪示波器的 Y 和 Y 输入端。iR12为便于稳定波形，比较两波形相位差，应使内触发信号取自被设定作为测 量基准的一路信号。图 1 2 两波形间相位差测量电路 把显示方式开关置“交替”挡位，将Y和Y输入耦合方式开关置“丄”12挡位，调节Y丫?的（卄）移位旋钮，使两条扫描基线重合。 将Y、Y输入耦合方式开关置“AC”挡位，调节触发电平、扫速开关及12Y 、 Y 灵敏度开关位置，使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波 12形u及u，如图1 3所示。根据两波形在水平方向差距X,及信号周期X，则i R T 可求得两波形相位差。X（d
11、iv）6=x3600X （div）T式中： X 一周期所占格数TX 两波形在 X 轴方向差距格数记录两波形相位差于表 13。表 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X =T1x=0 =0 =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。五、实验总结1、 整理实验数据，并进行分析。2、问题讨论1）如何操纵示波器有关旋钮，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰 的波形？2） 用双踪显示波形，并要求比较相位时，为在显示屏上得到稳定波形， 应怎样选择下列开关的位置？a）显示方式选择（Y ； Y ； Y +Y ；交替；断续）1212b）触发方式（常态；自动）c）触发源选择（内；外）d）内触发源选择（ Y 、Y 、交替）123、函数信号发生器有哪几种输出波形？它的输出端能否短接，如用屏蔽 线作为输出引线，则屏蔽层一端应该接在哪个接线柱上?4、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？它的表头指示值是被测信号的什么数值？它是否可以用来测量直流电压的大小？六、预习要求1、 阅读实验附录中有关示波器部分内容。2、已知C = 0.01p f、R=10K，计算图1 2 RC移相网络的阻抗角8 。
