電子測(cè)量技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一：示波器的一般應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)一：示波器的一般應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馔ㄓ秒娮邮静üて鞴ぷ髟淼幕A(chǔ)上，學(xué)會(huì)正確使用示波器測(cè)量各種電參數(shù)的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器： 二、實(shí)驗(yàn)儀器：1、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，SG1646，1 臺(tái)；2、雙蹤示波器，型號(hào) CA8000 系列，數(shù)量 1 臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)原理 三、實(shí)驗(yàn)原理在時(shí)域信號(hào)測(cè)量中，電子示波器無疑是最具代表性的典型測(cè)量儀器。它可以精確復(fù)現(xiàn)作為時(shí)間函數(shù)的電壓波形（橫軸為時(shí)間軸，縱軸為幅度軸）

2、，不僅可以觀察相對(duì)于時(shí)間的連續(xù)信號(hào)，也可以觀察某一時(shí)刻的瞬間信號(hào)，這是電壓表所做不到的。我們不僅可以從示波器上觀察電壓的波形，也可以讀出電壓信號(hào)的幅度、頻率及相位等參數(shù)。電子示波器是利用隨電信號(hào)的變化而偏轉(zhuǎn)的電子束不斷轟擊熒光屏而顯示波形的，如果在示波管的 X 偏轉(zhuǎn)板（水平偏轉(zhuǎn)板）上加一隨時(shí)間作線性變化的時(shí)基信號(hào)，在 Y 偏轉(zhuǎn)板（垂直偏轉(zhuǎn)板）加上要觀測(cè)的電信號(hào)，示波器的熒光屏上便能顯示出所要觀測(cè)的電信號(hào)的時(shí)間波形。若水平偏轉(zhuǎn)板上無掃描信

3、號(hào)，則從熒光屏上什么也看不見或只能看到一條垂直的直線。因此，只有當(dāng) X 偏轉(zhuǎn)板加上鋸齒電壓后才有可能將波形展開，看到信號(hào)的時(shí)間波形。一般說來，Y 偏轉(zhuǎn)板上所加的待觀測(cè)信號(hào)的周期與 X 偏轉(zhuǎn)板上所加的掃描鋸齒電壓的周期是不相同的，也不一定是整數(shù)倍，因而每次掃描的起點(diǎn)對(duì)待觀測(cè)信號(hào)來說將不固定，則顯示波形便會(huì)不斷向左或向右移動(dòng)，波形將一片模糊。這就有一個(gè)同步問題，即怎樣使每次掃描都在待觀測(cè)信號(hào)不同周期的相同相位點(diǎn)開始。近代電子示波器通常是采用

4、等待觸發(fā)掃描的工作方式來實(shí)現(xiàn)同步的。只要選擇不同的觸發(fā)電平和極性，掃描便可穩(wěn)定在待觀測(cè)信號(hào)的某一相應(yīng)相位點(diǎn)開始，從而使顯示波形穩(wěn)定、清晰。在現(xiàn)代電子示波器中，為了便于同時(shí)觀測(cè)兩個(gè)信號(hào)（如比較兩個(gè)信號(hào)的相位關(guān)系） ，采用了雙蹤顯示的辦法，即在熒光屏上可以同時(shí)有兩條光跡出現(xiàn)，這樣，兩個(gè)待測(cè)的信號(hào)便可同時(shí)顯示在熒光屏上，雙蹤顯示時(shí)，有交替、斷續(xù)兩種工作方式。交替、斷續(xù)工作時(shí)，掃描電壓均為一種，只是把顯示時(shí)間進(jìn)行了相應(yīng)的劃分而已。由于雙蹤顯示時(shí)

5、兩個(gè)通道都有信號(hào)輸入，因此還可以工作于疊加方式，這時(shí)是將兩個(gè)信號(hào)逐點(diǎn)相加起來后送到 Y 偏轉(zhuǎn)板的。這種工作方式可模擬諧波疊加，波形失真等問題。同時(shí)，如果改變其中一個(gè)的極性，也可以實(shí)現(xiàn)相減的顯示功能。這相當(dāng)于兩個(gè)函數(shù)的相加減。示波器除了用于觀測(cè)信號(hào)的時(shí)間波形外，還可將兩個(gè)相同或不同的信號(hào)分別加于垂直和水平系統(tǒng)，以觀測(cè)兩信號(hào)在平面上正交疊加所組成的圖形，如李沙育圖形。它可用于觀測(cè)兩個(gè)信號(hào)之間的幅度、相位和頻率關(guān)系。下面介紹示波器的使用方

6、法。示波器種類、型號(hào)很多，功能也不同。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中使用較多的是 20MHz 或者 40MHz 的雙蹤示波器。這些示波器用法大同小異。以下介紹不針對(duì)某一型號(hào)的示波器，只是從概念上介紹示波器在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中的常用功能。 3.1 熒光屏 熒光屏 熒光屏是示波管的顯示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多條刻度線，指示出信號(hào)波形的電壓和時(shí)間之間的關(guān)系。水平方向指示時(shí)間，垂直方向指示電壓。水平方向分為 10格，垂直方向分為 8 格，每格又分為

7、5 份。垂直方向標(biāo)有 0％，10％，90％，100％等標(biāo)志，水平方向標(biāo)有 10％，90％標(biāo)志，供測(cè)直流電平、交流信號(hào)幅度、延遲時(shí)間等參數(shù)使用。根據(jù)被測(cè)信號(hào)在屏幕上占的格數(shù)乘以適當(dāng)?shù)谋壤?shù)(V／DIV，TIME／DIV)能得出電壓值與時(shí)間值。 示波器前面板上的位移(Position)旋鈕調(diào)節(jié)信號(hào)波形在熒光屏上的位置。旋轉(zhuǎn)水平位移旋鈕(標(biāo)有水平雙向箭頭)左右移動(dòng)信號(hào)波形，旋轉(zhuǎn)垂直位移旋鈕(標(biāo)有垂直雙向箭頭)上下移動(dòng)信號(hào)波形。 3.4

8、輸入通道和輸入耦合選擇 輸入通道和輸入耦合選擇 1．輸入通道選擇 輸入通道至少有三種選擇方式：通道 1(CH1)、通道 2(CH2)、雙通道(DUAL)。選擇通道 1 時(shí)，示波器僅顯示通道 1 的信號(hào)。選擇通道 2 時(shí)，示波器僅顯示通道 2 的信號(hào)。選擇雙通道時(shí)，示波器同時(shí)顯示通道 1 信號(hào)和通道 2 信號(hào)。測(cè)試信號(hào)時(shí)，首先要將示波器的地與被測(cè)電路的地連接在一起。根據(jù)輸入通道的選擇，將示波器探頭插到相應(yīng)通道插座上，示波器探頭上的

9、地與被測(cè)電路的地連接在一起，示波器探頭接觸被測(cè)點(diǎn)。示波器探頭上有一雙位開關(guān)。此開關(guān)撥到“×1”位置時(shí)，被測(cè)信號(hào)無衰減送到示波器，從熒光屏上讀出的電壓值是信號(hào)的實(shí)際電壓值。此開關(guān)撥到“×10“位置時(shí)，被測(cè)信號(hào)衰減為 1／10，然后送往示波器，從熒光屏上讀出的電壓值乘以 10 才是信號(hào)的實(shí)際電壓值。  2．輸入耦合方式 輸入耦合方式有三種選擇：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。當(dāng)選擇“地”時(shí)，掃描線顯示出

10、“示波器地”在熒光屏上的位置。直流耦合用于測(cè)定信號(hào)直流絕對(duì)值和觀測(cè)極低頻信號(hào)。交流耦合用于觀測(cè)交流和含有直流成分的交流信號(hào)。在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，一般選擇“直流”方式，以便觀測(cè)信號(hào)的絕對(duì)電壓值。 3.5 觸發(fā) 觸發(fā) 第一節(jié)指出，被測(cè)信號(hào)從 Y 軸輸入后，一部分送到示波管的 Y 軸偏轉(zhuǎn)板上，驅(qū)動(dòng)光點(diǎn)在熒光屏上按比例沿垂直方向移動(dòng)；另一部分分流到 x 軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)掃描發(fā)生器，產(chǎn)生重復(fù)的鋸齒波電壓加到示波管的 X 偏轉(zhuǎn)板上，使

11、光點(diǎn)沿水平方向移動(dòng)，兩者合一，光點(diǎn)在熒光屏上描繪出的圖形就是被測(cè)信號(hào)圖形。由此可知，正確的觸發(fā)方式直接影響到示波器的有效操作。為了在熒光屏上得到穩(wěn)定的、清晰的信號(hào)波形，掌握基本的觸發(fā)功能及其操作方法是十分重要的。 1．觸發(fā)源(Source)選擇 要使屏幕上顯示穩(wěn)定的波形，則需將被測(cè)信號(hào)本身或者與被測(cè)信號(hào)有一定時(shí)間關(guān)系的觸發(fā)信號(hào)加到觸發(fā)電路。觸發(fā)源選擇確定觸發(fā)信號(hào)由何處供給。通常有三種觸發(fā)源：內(nèi)觸發(fā)(INT)、電源觸發(fā)(LINE)

12、、外觸發(fā) EXT)。 內(nèi)觸發(fā)使用被測(cè)信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，是經(jīng)常使用的一種觸發(fā)方式。由于觸發(fā)信號(hào)本身是被測(cè)信號(hào)的一部分，在屏幕上可以顯示出非常穩(wěn)定的波形。雙蹤示波器中通道 1 或者通道2 都可以選作觸發(fā)信號(hào)。 電源觸發(fā)使用交流電源頻率信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)。這種方法在測(cè)量與交流電源頻率有關(guān)的信號(hào)時(shí)是有效的。特別在測(cè)量音頻電路、閘流管的低電平交流噪音時(shí)更為有效。 外觸發(fā)使用外加信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，外加信號(hào)從外觸發(fā)輸入端輸入。外觸發(fā)信號(hào)與被