模拟电路实验——常用电子仪器的使用
模拟电路实验——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Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，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（）、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）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋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。通过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达20V P
－P
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（Y1或Y2），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（Y1或Y2），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“Y1”或“Y2”。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。
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1－1。
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。
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1－1。
c．测量“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1－1。
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。
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
Y1、Y2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
①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u i和u R，分别加到双踪示波器的Y1和Y2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
②把显示方式开关置“交替”挡位，将Y 1和Y 2输入耦合方式开关置“⊥”挡位，调节Y 1、Y 2的（ ）移位旋钮，使两条扫描基线重合。
③将Y 1、Y 2 输入耦合方式开关置“AC”挡位，调节触发电平、扫速开关及 Y 1、Y 2 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 i 及u R ，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 T ，则可求得两波形相位差。
图 1－3 双踪示波器显示两相位不同的正弦波
0T 360(div)
X X(div)
?=
θ
式中： X T —— 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。
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（Y1；Y2；Y1＋Y2；交替；断续）
b)触发方式（常态；自动）
c)触发源选择（内；外）
d)内触发源选择（Y1、Y2、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？
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＝0.01μf、R＝10K，计算图1－2 RC移相网络的阻抗角θ。
实验报告
实验名称同组人
实验台号日期
挽轻风拂墨，泼洒一秋雨红，拨开海棠的花事，聆听花瓣细语呢喃，深情里，香醉十里桃花，溪留百亩婉蓝。
摇曳的风铃，恍惚的倩影。沉月入水禅心未改，凝霜了一夜烟波的伤梦。灵润如玉的杏花黄似菊染的丝雨，阵阵飘莹、落琴弦瑟。
拂墨轻风，笔尖莹绕了一圈年轮，轻轻的描出了圆圆的印迹，淡色中，雅致的轻雨，穿巷飘过，留下了一串串流香的诗花。模糊的撇捺、不清的横竖，送走着残血的时光。
摘一支轻雨，铺一笺墨迹，在灯火阑珊处窥探一叶棂窗，熟悉的倩影淡淡一笑，倾城了岁月的柔情，暖雨中蜜意了情侣的梦香。
一杯轻风，半壶墨迹。捧着安静的角落，独饮墨香，留韵素白。轻风拂过，开满了一园禅意，一片樱花。
轻风缓缓，墨香袭袭。长长的倩影里，柔软了风韵的味律，洒脱的静悟中遥远变成了传说，把爱定格在一瞬间。
这第一段似乎是着重描摹春的美丽，可起首有“多事的东风”一句，暗示着有人恼春，于是有个人物忽悠地闪了一下，桃红“醉依在封姨的臂弯里”，一下子就不见了。但“多事”里隐蕴着的愠意，因封姨的出现有了着落。春天写足了，那位对春天怀着恨意的人物便在作者的笔下十分不情愿地亮相了。“只有一个孤独的影子，她，倚在栏杆上，”这就是封姨了，她“才从青春之梦醒过来”，茫然不解这眼前发生的一切。
作者笔下的她原来是一个芳华已失的女人！眼前的春天只是她过去的影子。