实验二 常用电子仪器的使用

1.掌握雙踪用示波器测量交流信号的基本参数的基本操作方法掌握电信号基本参数：电压、频率、周期和相位的测量方法。

2.掌握函数信号发生器和晶体管毫伏表的正确使用方法 3.培养阅读仪器说明书的能力、仪器操作能力和观察能力。

1.阅读第五章中日立V―252型用示波器测量交流信號的基本参数GFG―8016G型函数信号发生器，DA－16型晶体管毫伏表的面板说明和了解面板上各旋钮的用途

2.按实验内容要求画好记录波形及数据的唑标和表格。 3.计算本实验内容中移相电路[图3（a）]的相位差理论值 ??arctg1 ?RC三．实验原理

用示波器测量交流信号的基本参数是一种用途广泛的电子測量仪器，它可直观地显示随时间变化的电信号图形如电压（或转换成电压的电流）波形，并可测量电压的幅度、频率、相位等用示波器测量交流信号的基本参数的特点是直观，灵敏度高对被测电路的工作状态影响小。因此被广泛地应用于无线电测量领域中 用示波器测量交流信号的基本参数主要有两种工作方式：y-t工作方式（又称连续工作方式）和x-y工作方式（又称水平工作方式）。

（1）y-t工作方式下鼡示波器测量交流信号的基本参数屏幕构成一个y-t坐标平面，能够显示时间函数y = f（t）的波形例如电压u（t）和电流i（t）的波形。

（2）x-y工作方式下用示波器测量交流信号的基本参数屏幕构成一个x-y坐标平面，屏幕上显示的图形具有函数关系y = f（x）该工作方式可测定元件特性曲线，同频率正弦量的相位差以及二维状态向量的状态轨迹等

函数信号发生器是常用的电子仪器，用来产生各种波形（正弦波、方波、锯齿波、三角波等）函数信号发生器的频率和输出幅度，一般可以通过开关和旋钮加以调节是常用的电子仪器。

晶体管毫伏表是一种常用嘚电子测量仪器 晶体管毫伏表 主要用来测量正弦交流电压的有效值。正弦电 压有效值和峰值的关系是：

U峰值? CH1输入 2U有效值当测量非正弦交鋶电压时晶体管毫伏表 信号发生器 CH2输入 读数没有直接的意义。晶体管毫伏表不能用来 用示波器测量交流信号的基本参数 测量直流电压（参考第一章第三节有关电压

测量方法的内容） 图1 仪器之间的连接图

本实验采用常用的三种电子仪器，它们之间的连接方式如图1所示 它們的使用方法， 请阅读本书第五章中的有关内容

1．函数信号发生器和晶体管毫伏表的使用

（1）对照第五章中有关仪器的说明部分，熟悉兩种仪器面板各旋钮的用途 （2）用晶体管毫伏表测量信号发生器输出的正弦电压。

1）图2是用晶体管毫伏表直接测量信号发生器输出电压嘚连接图在测量前，晶体管 毫伏表量程应选择最大量程以避免表头过载而打弯指针。测量时根据所测信号大小选

择合适的量程。为叻减小误差要求晶体管毫

伏表指针位于满刻度的1/3以上。当晶体管毫 信号发生器 晶体管毫伏表 伏表接入被测信号电压时一般应先接地线，

再接信号线 图2用毫伏表测量电压的连接图 2）信号发生器“波形输出选择”选择正弦信号，“频率范围选择”选择1kHz其它旋钮处于常规狀态，调节“频率调整旋钮”使“计频器”显示频率为1kHz。调节“信号输出旋钮”使晶体管毫伏表测量的输出电压有效值为1V。

3）记下这時信号发生器输出电压的频率和有效值的大小 思考题：

①．若要使信号发生器的输出电压有效值为20mV，应如何调节这时的电压峰值等于哆少？

②．是否可用万用表的交流电压档测量交流信号 ③．是否可用晶体管毫伏表测量直流信号？ 2．用示波器测量交流信号的基本参数嘚使用

（1）熟悉用示波器测量交流信号的基本参数各主要旋钮的作用

1）用示波器测量交流信号的基本参数“触发方式选择开关”打在“AUTO”即自动扫描方式接通电源预热后，分别调节“INTENSITY”辉线亮度旋钮、“FOCUS”聚焦调整旋钮、“POSITION”垂直位移和水平位移等旋钮使用示波器测量茭流信号的基本参数荧光屏上显示出一条亮度适中、均匀光滑而纤细的扫描线。

2）将信号发生器输出电压调至最小并接至用示波器测量茭流信号的基本参数输入端（按图1连接），调节信号发生器的电压输出旋钮使用示波器测量交流信号的基本参数的荧光屏上显示出峰峰徝为6V（高度为6格）的信号波形。分别调节用示波器测量交流信号的基本参数的垂直系统和水平扫描系统的各旋钮体会这些旋钮的作用以忣对输入信号波形的形状和稳定性的影响。分别改变信号的幅值和频率重复调节并加以体会。

3）把输入探头衰减开关打在?10处观察用示波器测量交流信号的基本参数荧光屏上信号的变化 （2）测量信号电压

将用示波器测量交流信号的基本参数“可变衰减旋钮”调到“校准”位置（即顺时针旋到底），此时垂直电压灵敏度选择开关“V/div”所在挡位的刻度值表示着屏幕上纵向每格的伏特数这样就能根据屏幕上波形高度所占的格数，读出电压的大小为了保证测量精度，在屏幕上应显示足够高度的波形灵敏度选择开关也应置于合适的档位。

调节信号发生器使其分别输出频率为1kHz、电压峰值为2V、0.1V的正弦信号分别用用示波器测量交流信号的基本参数和毫伏表测量其输出电压峰值和有效值。将测量结果记录于表1中

电压 电压峰值Um有效值（V） （V） 么？待测信号的大小有否变化 （3）测量信号周期

将用示波器测量交流信号嘚基本参数“扫描速度”可变旋钮旋至“校准”位置（顺时针旋到底），此时扫描速度选择开关“t/div”所置档位的刻度表示屏幕上水平轴每格的时间值根据屏幕上所显示波形在水平轴上所占格数可读出信号周期。为了保证测量精度通常要求一个周期在水平方向上应占足够嘚格数，也就是应将“扫描速度选择”开关置于合适档位

信号发生器输出峰值为5V的正弦信号，改变信号频率测量信号的周期，将测量結果记入表2中

信号频率（Hz） T/div所置刻度值 一周期所占水平格数 信号周期T(ms) 50 表2 100 1k 5k 25k 100k 用示波器测量交流信号的基本参数V/div所在档位 峰－峰波形高度（格） 峰－峰电压UP-P（V） 思考题：若在测量中，把探头衰减开关打在?10处这时用示波器测量交流信号的基本参数上电压的读数应注意什

思考题：洳何用用示波器测量交流信号的基本参数测量信号频率？ 移相网络 （4）测量两信号的相位差 CH1输入 测量相位差可用双踪测量法也可用 信号 C 0.027μF x-y测量法。 CH2输入 1）双踪测量法 发生器 R 1.8kΩ uo 双踪测量法的仪器连线如图3（a）所 用示波器测量交流信号的基本参数 示用示波器测量交流信号的基本参数的显示方式切换开关“MODE”

选择“CHOP”。将f＝1kHz、幅度Um＝2V （a）连线图 的正弦信号经过RC移相网络获得同频率不 uo 同相位的两路信号分别加到鼡示波器测量交流信号的基本参数的CH1 和CH2输入端然后分别调节用示波器测量交流信号的基本参数的 a b c 2Y 2Ym CH1、CH2“位移”旋钮“垂直灵敏度 ? t V/div”旋钮及其“微调”旋钮，就可以在

屏幕上显示出如图3（b）所示的两个高度 （b）显示波形 相等的正弦波为了显示波形稳定，应将 图3 双踪测量法测量相位

“内部触发信号源选择开关”选在CH2处使内触发信号取自CH2的输入信号，这样便于比较两信号的相位

双踪测量法测量信号相位差的方法为：

从图3（b）显示图形读出ac和ab的长度（格数），根据 ac ：3600 = ab ：? 可 求得两信号的相位差为：

?? 将测量结果记入表3中。

信号周期长度（ac格数） 信号相位差长度（ab格数） 相位差（度） ab?3600 ac ②．由显示图形读出Y和Ym的格数则两信号的相位差为：

?Y? 将测量结果记录于表4中，并画出波形图分析测量值与理论值的误差原因。

波形高度Ym（格数） 两交点间垂直距离Y（格数） 相位差（度） 22）x-y测量法（选做） 将用示波器测量交流信号的基本参数“扫描速度开关”调至“x-y” uo 位置即可进行测量，这时用示波器测量交流信号的基本参数成为x-y

工作方式CH1为x信号通道，CH2为y 2Y 2Ym 信号通噵 ui x-y测量法的连接如图3（a）所示，输 入信号仍为f ＝1kHz、Um＝2V的正弦信号

经过RC移相网络获得同频不同相的两路信 图4用椭圆载距法测量相位差时顯示的图形 号，一路加入到用示波器测量交流信号的基本参数CH1的输入端一路加入到用示波器测量交流信号的基本参数CH2的输入端。调节“位移”、“垂直轴电压灵敏度”旋钮使用示波器测量交流信号的基本参数荧光屏上显示出图4所示的椭圆图形。由图形直接读出y和ym所占的格数则两信号的相位差为：

将测量结果记录于表5中

椭圆高度ym（格数） 在y轴的截距y（格数） 相位差（度） 思考题：用示波器测量交流信号嘚基本参数的“显示方式”选择开关置于“CHOP” 档位时适合测量何种频率的 信号？当置于“ALT” 档位时又适合测量何种频率的信号？ （5）用礻波器测量交流信号的基本参数校准信号的测量

1） 用函数信号发生器外测信号频率功能测量用示波器测量交流信号的基本参数校准信号嘚频率。

2）用用示波器测量交流信号的基本参数观察校准信号及其频率和幅度并与函数发生器所测的频率比较，分析误差原因

1．根据實验记录，列表整理实验数据及描绘移相器电路输入、输出波形 2．回答实验中提出的思考题。

3．总结用用示波器测量交流信号的基本参數测量信号电压的幅值、频率和两个同频率信号相位差的步骤和方法

;;; 图显电信用示波器测量交流信号的基本参数观察波形测周期，

;;; 测量信号分幾种超低、普通、高频的，

;;; 观察两信用双踪同屏比较好分析，

;;; 电路结构有不同晶体、集成与电子，

;;; 测量功能来分类数字记忆与模擬，

;;; 显示器件有区分液晶、电脑、CRT。

;;; 通用用示波器测量交流信号的基本参数组成直偏放大、显示屏，

;;; 平偏锯齿波发生同步触发图像清。

;;; 用示波器测量交流信号的基本参数的种类用示波器测量交流信号的基本参数是一种能将电信号用图形方式显电信用示波器测量交流信号的基本参数，ATmega32A-AU观察波形测周示出来的电子测量仪器它不仅能观察到电信号的波形，而且能定量地测期测量信号; 量电信号的各种参數，例如测量电信号的幅度、周期、相位等

;;; 用示波器测量交流信号的基本参数根据内部结构或使用领域以及测量范围等可以进行分类，此外普通、高频的;;; 还有一些用于特殊环境的用示波器测量交流信号的基本参数

;;; 根据测量信号的范围分类，可分为如下几种：①超低频用礻波器测量交流信号的基本参数适合

;;; 于测量超低频信号；②普通用示波器测量交流信号的基本参数，适合于测量中频信号；③高频用示波器测量交流信号的基本参数和超高频用示波器测量交流信号的基本参数适合于测量高频( 100MHz)和超高频(1000MHz)信号。;;;;;;;;;;;;;

;;; 按显示信号的数量来分有单垛用示波器测量交流信号的基本参数（只显示一个信号）、双踪示观察波器（可同时显示两个信号），还有多踪用示波器测量交流信号的基本参数可同时显示多个信号的从电路结构来分，有电子管用示波器测量交流信号的基本参数、晶体管用示波器测量交流信号的基本参數和集成电路用示波器测量交流信号的基本参数;;

;;; 从测量功能来分，有模拟用示波器测量交流信号的基本参数和数字式记忆用示波器测量茭流信号的基本参数数字式记忆示; 凑感萄电子，波器是将测量的信号数字化以后暂存在存储器中然后再从存储器中读出显示在示波管仩。在测量数字信号的场合经常使用便于观察数字数据信号的波形和信号内容。

;;; 用示波器测量交流信号的基本参数从波形显示器件来分有阴极射线管( CRT)用示波器测量交流信号的基本参数、彩色液; 藜舄、鹰敝晶显示器和用电脑彩色监视器做成的用示波器测量交流信号的基本參数。;;;

;;; 为适应测量电视信号的特点用示波器测量交流信号的基本参数生产厂家专门生产了同步用示波器测量交流信号的基本参数，在用礻波器测量交流信号的基本参数电路中设有与电视的行、场信号同步的电路在控制面板上专门设置了选择电视行或电视场的键钮，以便茬观测电视信号时信号波形稳定。;;;