实验绪论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一一数字示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、方用表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。2、初步掌握用数字示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。二、实验设备1、函数信号发生器2、数字示波器3、交流毫伏表三、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、置流稳压电源、交流毫伏表、频率计、万用表等。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1-1所示。接线时应注意，为防止外界于扰，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-.温馨提示：普通连接线，红色鳄鱼夹接正极，黑色鳄鱼夹接负极（地）：示波器专用探头连接线，探头钩子用于测试信号，黑色夹子用于接地。-1-
- 1 - 实验绪论 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——数字示波器、函数信 号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、万用表等的主要技术指标、性 能及正确使用方法。 2、初步掌握用数字示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方 法。 二、实验设备 1、 函数信号发生器 2、 数字示波器 3、 交流毫伏表 三、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、频率计、万用表等。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 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。 温馨提示： 普通连接线，红色鳄鱼夹接正极，黑色鳄鱼夹接负极（地）; 示波 器专用探头连接线，探头钩子用于测试信号，黑色夹子用于接地
示波器专用探头钩双通道交流直流稳压源子用于测试信号，黑毫伏表+色夹子用于接地。dOUcc8函数示波器被测实验乡发生器电路O1FC黑黑图1-1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，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垂直方向Y轴显示方式置“CH1”或“CH2”，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：①适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直位移（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（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）、数字示波器一般有五种显示方式，即“CH1”、“CH2”、“CH1十CH2”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）、触发方式菜单设置：通常默认设置于“自动”调出波形后：若被显示的波形不稳定，可设置触发方式开关于“正常”模式，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。-2-
- 2 - 图 1-1 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 将示波器垂直方向 Y 轴显示方式置“CH1”或“CH2”，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： ①适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直 位移 () 、水平 () “位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（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）、数字示波器一般有五种显示方式，即“CH1”、“CH2”、“CH1 ＋CH2”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）、触发方式菜单设置：通常默认设置于“自动”调出波形后；若 被显示的波形不稳定，可设置触发方式开关于“正常”模式，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“文轴扫速微调”旋钮置手“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，一般使用不扩展。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25Vp-P。通过右下角输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在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，它的输出端不充许短路。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。四、实验内容及方法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（CH1或CH2），输入耦合方式开关置“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-3-
- 3 - 有时，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，一般 使用不扩展。 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 25VP－P。通过右下角输出衰减开关和输出幅度调节旋 钮，可使输出电压在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。 四、实验内容及方法 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（CH1 或 CH2），输入 耦合方式开关置“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”（）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（CH1或CH2），将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“CH1”或“CH2”。调节X轴“扫描速率”开关（t/div）和Y轴“输入灵敏度”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。读取校正信号幅度，记入表1一1。测试项目标准值实测值幅度Up-p(V)频率f(kHz)上升沿时间uS下降沿时间μS表1-1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。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、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”开关等位置，测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表1一2。用交流毫伏表测出Uo（有效值），则动态范围等于2V2Uo，或用示波器直接读出Uop-p来，注意正弦波峰峰值是有效值的（2/2）倍。二者转换关系为：Uop-p=2.828Uo或Uo=0.354Uop-p。信号电压信号电压毫示波器测量值示波器测量值-4-
- 4 - 移” () 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（CH1 或 CH2），将 Y 轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择 开关置“内”，内触发源选择开关置“CH1”或“CH2”。调节 X 轴“扫 描速率”开关（t/div）和 Y 轴“输入灵敏度”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。读取校正信号幅 度，记入表 1－1。 测试项目 标 准 值 实 测 值 幅 度 Up-p(V) 频 率 f(kHz) 上升沿时间μS 下降沿时间μS 表 1－1 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。 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、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”开关等位置， 测量信 号源输出电压频率及峰峰值，记入表 1－2。 用交流毫伏表测出 Uo（有效值），则动态范围等于 2 2 Uo，或用示 波器直接读出 Uop-p 来，注意正弦波峰峰值是有效值的 (2 2 )倍。二者 转换关系为：Uop-p=2.828Uo 或 Uo =0.354 Uop-p。 信号电压 示波器测量值 信号电压毫 示波器测量值
频率伏表读数周期频率峰峰值V有效值(V)V(ms)(Hz)100Hz1kHz10kHz100kHz表123、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CH1、CH2均不加输入信号，输入耦合方式置“GND”，扫速开关置扫速较低位（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“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A、按图1一2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u,和uR，分别加到数字示波器的CHI和CH2输入端。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。CH1示波器CH2信号发生器0.011ak图1一2两波形间相位差测量电路-5-
- 5 - 频率 周期 （ms） 频率 （Hz） 伏表读数 （V） 峰峰值 V 有效值 V 100Hz 1kHz 10kHz 100kHz 表 1－2 3、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 CH1、CH2 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“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 A、按图 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，分别加到数字示波器的 CH1 和 CH2 输入端。 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
B、把显示方式开关置“交替”挡位，将CHI和CH2输入耦合方式开关置“工”挡位，调节CH1、CH2的移位旋钮，使两条扫描基线重合。C、将CH1、CH2输入耦合方式开关置“AC”挡位，调节触发电平、扫速开关及CH1、CH2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形u及ur，如图1一3所示。根据两波形在水平方向差距X，及信号周期Xr，则可求得两波形相位差。学习使用数字示波器的“光标”功能和“测量”功能。X+XT图1一3数字示波器显示两相位不同的正弦波X(div)X3600A. =X,(div)式中：X一一一周期所占格数X一一两波形在X轴方向差距格数记录两波形相位差于表1一3。相位差一周期格数两波形X轴差距格数实测值计算值0=0 =Xr=X=表1-3-6-
- 6 - B、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“⊥”挡位，调节 CH1、CH2 的移位旋钮，使两条扫描基线重合。 C、将 CH1、CH2 输入耦合方式开关置“AC”挡位，调节触发电平、 扫速开关及 CH1、CH2 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形 ui及 uR，如图 1－3 所示。根据两波形在水平方 向差距 X，及信号周期 XT，则可求得两波形相位差。 学习使用数字示波器的“光标”功能和“测量”功能。 图 1－3 数字示波器显示两相位不同的正弦波 式中： XT—— 一周期所占格数 X—— 两波形在 X 轴方向差距格数 记录两波形相位差于表 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＝ θ＝ θ＝ 表 1－3
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（CH1；CH2：CH1十CH2：交替：断续）B、触发方式（正常；自动）C、触发源选择（内；外）D、内触发源选择（CH1、CH2、交替）3、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?-7-
- 7 - 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（CH1；CH2；CH1＋CH2；交替；断续） B、 触发方式（正常；自动） C、 触发源选择（内；外） D、 内触发源选择（CH1、CH2、交替） 3、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？