儀器的基本組成及使用方法
在模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表及頻率計(jì)等。它們和萬(wàn)用電表一起,可以完成對(duì)模擬電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況的測(cè)試。
實(shí)驗(yàn)中要對(duì)各種電子儀器進(jìn)行綜合使用,可按照信號(hào)流向,以連線(xiàn)簡(jiǎn)捷,調(diào)節(jié)順手,觀察與讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局,各儀器與被測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置之間的布局與連接如圖1.1所示。接線(xiàn)時(shí)應(yīng)注意,為防止外界干擾,各儀器的共公接地端應(yīng)連接在一起,稱(chēng)共地。信號(hào)源和交流毫伏表的引線(xiàn)通常用屏蔽線(xiàn)或?qū)S秒娎|線(xiàn),示波器接線(xiàn)使用專(zhuān)用電纜線(xiàn),直流電源的接線(xiàn)用普通導(dǎo)線(xiàn)。
圖1.1 模擬電路中常用電子儀器布局圖
- 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器
函數(shù)信號(hào)發(fā)生器主要由信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)放大電路等部分組成?奢敵稣也ā⒎讲、三角波三種信號(hào)波形。輸出信號(hào)電壓幅度可由輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié),輸出信號(hào)頻率可通過(guò)頻段選擇及調(diào)頻旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。其外形如下圖:
使用說(shuō)明:
電源開(kāi)關(guān):將電源開(kāi)關(guān)按鍵彈出即為“關(guān)”位置,將電源線(xiàn)接入,按電源開(kāi)關(guān),以接通電源。
LED顯示窗口:此窗口指示輸出信號(hào)的頻率,當(dāng)“外測(cè)”開(kāi)關(guān)按入,顯示外測(cè)信號(hào)的頻率。如超出測(cè)量范圍,溢出指示燈亮。
頻率調(diào)節(jié)旋鈕:調(diào)節(jié)此旋鈕改變輸出信號(hào)頻率,順時(shí)針旋轉(zhuǎn),頻率增大,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),頻率減小,微調(diào)旋鈕可以微調(diào)頻率。
占空比調(diào)節(jié):占空比開(kāi)關(guān),占空比調(diào)節(jié)旋鈕,將占空比開(kāi)關(guān)按入,占空比指示燈亮,調(diào)節(jié)占空比旋鈕,可改變波形的占空比。
波形選擇開(kāi)關(guān):按對(duì)應(yīng)波形的某一鍵,可選擇需要的波形。
衰減開(kāi)關(guān):電壓輸出衰減開(kāi)關(guān),二檔開(kāi)關(guān)組合為20dB、40dB、60dB。
頻率范圍選擇開(kāi)關(guān)(并兼頻率計(jì)閘門(mén)開(kāi)關(guān)):根據(jù)所需要的頻率,按其中一鍵。
計(jì)數(shù)、復(fù)位開(kāi)關(guān):按計(jì)數(shù)鍵,LED顯示開(kāi)始計(jì)數(shù),按復(fù)位鍵,LED顯示全為0
計(jì)數(shù)/頻率端口:計(jì)數(shù)、外測(cè)頻率輸入端口。
外測(cè)頻開(kāi)關(guān):此開(kāi)關(guān)按入LED顯示窗顯示外測(cè)信號(hào)頻率或計(jì)數(shù)值。
電平調(diào)節(jié):按入電平調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān),電平指示燈亮,此時(shí)調(diào)節(jié)電平調(diào)節(jié)旋鈕,可改變直流偏置電平。
幅度調(diào)節(jié)旋鈕:順時(shí)針調(diào)節(jié)此旋鈕,增大電壓輸出幅度。逆時(shí)針調(diào)節(jié)此旋鈕可減小電壓輸出幅度。
電壓輸出端口:電壓輸出由此端口輸出。
TTL/CMOS輸出端口:由此端口輸出TTL/CMOS信號(hào)。
功率輸出端口:功率輸出由此端口輸出。
掃頻:按入掃頻開(kāi)關(guān),電壓輸出端口輸出信號(hào)為掃頻信號(hào),調(diào)節(jié)速率旋鈕,可改變掃頻速率,改變線(xiàn)性/對(duì)數(shù)開(kāi)關(guān)可產(chǎn)生線(xiàn)性?huà)哳l和對(duì)數(shù)掃頻。
電壓輸出指示:3位LED顯示輸出電壓值,輸出接50Ω負(fù)載時(shí)應(yīng)將讀數(shù)÷2。
- 直流穩(wěn)壓電源
直流穩(wěn)壓電源可以產(chǎn)生所需的電壓或電流值。其面板結(jié)構(gòu)如下圖:
使用說(shuō)明:
電源開(kāi)關(guān):按下開(kāi)關(guān),即接通電源。
CH1端口、CH2端口:可輸出可調(diào)電壓0~30V,可調(diào)電流0~2A
CH3端口:可輸出固定電壓5V,固定電流2A
獨(dú)立/組合開(kāi)關(guān):按鍵彈起時(shí),兩路輸出電壓?jiǎn)为?dú)使用;按鍵按下時(shí),兩路輸出電壓組合使用
串聯(lián)/并聯(lián)開(kāi)關(guān):按鍵彈起時(shí),兩路輸出電壓串聯(lián);按鍵按下時(shí),兩路輸出電壓并聯(lián)
兩路輸出組合使用時(shí),可調(diào)節(jié)一路主路電源,從路自動(dòng)跟蹤。
LED顯示器:分別指示兩路輸出電壓和電流值
電壓調(diào)節(jié)旋鈕:調(diào)節(jié)電壓
電流調(diào)節(jié)旋鈕:調(diào)節(jié)電流
- 示波器
示波器是一種用來(lái)觀測(cè)各種周期性變化電壓波形的電子儀器,可用來(lái)測(cè)量其幅度、頻率、相位等等。一個(gè)示波器主要由示波管、垂直放大器、水平放大器、鋸齒波發(fā)生器、衰減器等部分組成。YB43020B型示波器具有 0~20MHz的頻帶寬度;垂直靈敏度為 2mV/div~10V/div,掃描系統(tǒng)采用全頻帶觸發(fā)式自動(dòng)掃描電路,并具有交替擴(kuò)展掃描功能,實(shí)現(xiàn)二蹤四跡顯示。(整體面板如下圖)
使用說(shuō)明:
示波器操作部分如下圖所示,以下介紹操作過(guò)程:
電源開(kāi)關(guān):按入此開(kāi)關(guān),儀器電源接通,指示燈亮。
輝度:光跡亮度調(diào)節(jié),順時(shí)針旋轉(zhuǎn)光跡增亮。
聚焦:用以調(diào)節(jié)示波管電子束的焦點(diǎn),使顯示的光點(diǎn)成為細(xì)而清晰的圓點(diǎn)。
光跡旋轉(zhuǎn): 調(diào)節(jié)光跡與水平線(xiàn)平行。
探極校準(zhǔn)信號(hào): 此端口輸出幅度為 0.5V,頻率為 1kHz的方波信號(hào),用以校準(zhǔn) Y軸偏轉(zhuǎn)系數(shù)和掃描時(shí)間系數(shù)。
耦合方式選擇: 垂直通道1,2的輸入耦合方式選擇,AC:信號(hào)中的直流分量被隔開(kāi),用以觀察信號(hào)的交流成份; DC:信號(hào)與儀器通道直接耦合,當(dāng)需要觀察信號(hào)的直流分量或被測(cè)信號(hào)的頻率較低時(shí)應(yīng)選用此方式;接地:輸入端處于接地狀態(tài),用以確定輸入端為零電位時(shí)光跡所在位置。
通道 1輸入插座 CH1(X): 雙功能端口,在常規(guī)使用時(shí),此端口作為垂直通道 1 的輸入口,當(dāng)儀器工作在 X-Y方式時(shí)此端口作為水平軸信號(hào)輸入口。
通道 2輸入插座CH1(Y):垂直通道 2的輸入端口,在 X-Y方式時(shí),作為 Y軸輸入口。
靈敏度選擇開(kāi)關(guān): 選擇垂直軸的偏轉(zhuǎn)系數(shù),從 2mV/div~10V/div分 12個(gè)檔級(jí)調(diào)整,可根據(jù)被測(cè)信號(hào)的電壓幅度選擇合適的檔級(jí).
微調(diào): 用以連續(xù)調(diào)節(jié)垂直軸的偏轉(zhuǎn)系數(shù),調(diào)節(jié)范圍≥2.5倍,該旋鈕逆時(shí)針旋足時(shí)為校準(zhǔn)位置,此時(shí)可根據(jù)“VOLTS/DIV”開(kāi)關(guān)度盤(pán)位置和屏幕顯示幅度讀取該信號(hào)的電壓值。
垂直位移: 用以調(diào)節(jié)光跡在垂直方向的位置。
垂直方式: 選擇垂直系統(tǒng)的工作方式。
CH1:只顯示 CH1通道的信號(hào)。
CH2:只顯示 CH2通道的信號(hào)。
交替:用于同時(shí)觀察兩路信號(hào),此時(shí)兩路信號(hào)交替顯示,該方式適合于在掃描速率較快時(shí)使用。
斷續(xù):兩路信號(hào)斷續(xù)工作,適合于在掃描速率較慢時(shí)同時(shí)觀察兩路信號(hào)。
疊加:用于顯示兩路信號(hào)相加的結(jié)果,當(dāng) CH2極性開(kāi)關(guān)被按入時(shí),則兩信號(hào)相減。
CH2反相:此按鍵未按入時(shí),CH2的信號(hào)為常態(tài)顯示,按入此鍵時(shí),CH2的信號(hào)被反相。
水平位移:用以調(diào)節(jié)光跡在水平方向的位置。
極性:用以選擇被測(cè)信號(hào)在上升沿或下降沿觸發(fā)掃描。
電平:用以調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)在變化至某一電平時(shí)觸發(fā)掃描。
掃描方式:選擇產(chǎn)生掃描的方式。
自動(dòng)(AUTO):當(dāng)無(wú)觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí),屏幕上顯示掃描光跡,一旦有觸發(fā)信號(hào)輸入,電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換為觸發(fā)掃描狀態(tài),調(diào)節(jié)電平可使波形穩(wěn)定的顯示在屏幕上,此方式適合觀察頻率在50Hz以上的信號(hào)。
常態(tài)(NORM):無(wú)信號(hào)輸入時(shí),屏幕上無(wú)光跡顯示,有信號(hào)輸入時(shí),且觸發(fā)電平旋鈕在合適位置上,電路被觸發(fā)掃描,當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率低于 50Hz時(shí),必須選擇該方式。
鎖定:儀器工作在鎖定狀態(tài)后,無(wú)需調(diào)節(jié)電平即可使波形穩(wěn)定的顯示在屏幕上。
單次:用于產(chǎn)生單次掃描,進(jìn)入單次狀態(tài)后,按動(dòng)復(fù)位鍵,電路工作在單次掃描方式,掃
描電路處于等待狀態(tài),當(dāng)觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí),掃描只產(chǎn)生一次,下次掃描需再次按動(dòng)
復(fù)位按鍵。
觸發(fā)指示(TRIG’D READY):該指示燈具有兩種功能指示,當(dāng)儀器工作在非單次掃描方式時(shí),
該燈亮表示掃描電路工作在被觸發(fā)狀態(tài),當(dāng)儀器工作在單次掃描方式時(shí),該燈亮表
示掃描電路在準(zhǔn)備狀態(tài),此時(shí)若有信號(hào)輸入將產(chǎn)生一次掃描,指示燈隨之熄滅。
掃描擴(kuò)展指示:在按入“×5擴(kuò)展”或“交替擴(kuò)展”后指示燈亮。
×5擴(kuò)展:按入后掃描速度擴(kuò)展 5倍。
交替擴(kuò)展掃描:按入后,可同時(shí)顯示原掃描時(shí)間和被擴(kuò)展×5后的掃描時(shí)間。(注:在掃描速度慢時(shí),可能出現(xiàn)交替閃爍)。
光跡分離:用于調(diào)節(jié)主掃描和擴(kuò)展×5掃描后的掃描線(xiàn)的相對(duì)位置。
掃描速率選擇開(kāi)關(guān):根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率高低,選擇合適的檔極。當(dāng)掃描“微調(diào)”置校準(zhǔn)位
置時(shí),可根據(jù)度盤(pán)的位置和波形在水平軸的距離讀出被測(cè)信號(hào)的時(shí)間參數(shù)。
微調(diào):用于連續(xù)調(diào)節(jié)掃描速率,調(diào)節(jié)范圍≥2.5倍。逆時(shí)針旋足為校準(zhǔn)位置。
慢掃描開(kāi)關(guān):用于觀察低頻脈沖信號(hào)。
觸發(fā)源:用于選擇不同的觸發(fā)源。
第一組:
CH1:在雙蹤顯示時(shí),觸發(fā)信號(hào)來(lái)自 CHl通道,單蹤顯示時(shí),觸發(fā)信號(hào)則來(lái)自被顯示的通道。
CH2:在雙蹤顯示時(shí),觸發(fā)信號(hào)來(lái)自 CH2通道,單蹤顯示時(shí),觸發(fā)信號(hào)則來(lái)自被顯示的通道。
交替:在雙蹤交替顯示時(shí),觸發(fā)信號(hào)交替來(lái)自于兩個(gè)Y通道,此方式用于同時(shí)觀察兩路不相關(guān)的信號(hào)。
外接:觸發(fā)信號(hào)來(lái)自于外接輸入端口。
第二組:
常態(tài):用于一般常規(guī)信號(hào)的測(cè)量。
TV-V:用于觀察電視場(chǎng)信號(hào)。
TV-H:用于觀察電視行信號(hào)。
電源:用于與市電信號(hào)同步。
AC/DC:外觸發(fā)信號(hào)的耦合方式,當(dāng)選擇外觸發(fā)源,且信號(hào)頻率很低時(shí),應(yīng)將開(kāi)關(guān)置 DC位置。
4.?dāng)?shù)字萬(wàn)用表
萬(wàn)用表可用于測(cè)量交直流電壓、電流,也可測(cè)量電阻、電容等。其外形如下圖:
使用說(shuō)明:
ON/OFF開(kāi)關(guān):控制萬(wàn)用表是否處于工作狀態(tài)。將ON/OFF開(kāi)關(guān)置于ON位置,檢查9V電池,如果電池電壓不足,""將顯示在顯示器上,這時(shí)則需更換電池。如果顯示器沒(méi)有顯示"",則可以正常使用。
測(cè)試筆插孔旁邊的""符號(hào):表示輸入電壓或電流不應(yīng)超過(guò)指示值,這是為了保護(hù)內(nèi)部線(xiàn)路免受損傷。
直流電壓測(cè)量:
1.將黑表筆插入COM插孔,紅表筆插入V/Ω插孔。
2.將功能開(kāi)關(guān)置于直流電壓檔 V- 量程范圍,并將測(cè)試表筆連接到待測(cè)電源(測(cè)開(kāi)路電壓)或負(fù)載上(測(cè)負(fù)載電壓降),紅表筆所接端的極性將同時(shí)顯示于顯示器上。
交流電壓測(cè)量:
1.將黑表筆插入COM插孔,紅表筆插入V/Ω插孔。
2.將功能開(kāi)關(guān)置于交流電壓檔 V~ 量程范圍,并將測(cè)試 筆連接到待測(cè)電源或負(fù)載上。測(cè)量交流電壓時(shí)沒(méi)有極性顯示.
直流電流測(cè)量:
1.將黑表筆插入COM插孔,當(dāng)測(cè)量Z大值為200mA的電流時(shí),紅表筆插入mA插孔,當(dāng)測(cè)量Z大值為20A的電流時(shí),紅表筆插入20A插孔。
2.將功能開(kāi)關(guān)置于直流電流檔 A- 量程,并將測(cè)試表筆串聯(lián)接入到待測(cè)負(fù)載上,電流值顯示的同時(shí),將顯示紅表筆的極性.
交流電流的測(cè)量:
1.將黑表筆插入COM插孔,當(dāng)測(cè)量Z大值為200mA的電流時(shí),紅表筆插入mA插孔,當(dāng)測(cè)量Z大值為20A的電流時(shí),紅表筆插入20A插孔.
2.將功能開(kāi)關(guān)置于交流電流檔 A~ 量程,并將測(cè)試表筆串聯(lián)接入到待測(cè)電路中.
電阻測(cè)量:
1.將黑表筆插入COM插孔,紅表筆插入V/Ω插孔.
2.將功能開(kāi)關(guān)置于Ω量程,將測(cè)試表筆連接到待測(cè)電阻上.
電容測(cè)試:
1.將功能開(kāi)關(guān)置於電容量程C(F)
2.測(cè)量電容時(shí),將電容插入專(zhuān)用的電容測(cè)試座中(不要插入表筆插孔COM、V/Ω).
二極管測(cè)試及蜂鳴器的連接性測(cè)試:
1.將黑表筆插入COM插孔,紅表筆插入V/Ω插孔(紅表筆極性為“+”)將功能開(kāi)關(guān)置于“”檔、并將表筆連接到待測(cè)二極管,讀數(shù)為二極管正向壓降的近似值.
2.將表筆連接到待測(cè)線(xiàn)路的兩端如果兩端之間電阻值低于約70Ω,內(nèi)置蜂鳴器發(fā)聲.
三極管電流放大倍數(shù)β的測(cè)量:
- 將功能開(kāi)關(guān)置於hFE檔。
- 對(duì)NPN三極管,將發(fā)射極(e)、基極(b)和集電極(c)分別插入管插座NPN邊的e、b和c孔中,顯示器顯示的數(shù)字即是三極管的電流放大倍數(shù)β 。
- 對(duì)PNP三極管,同樣將發(fā)射極(e)、基極(b)和集電極(c)分別插入管插座PNP邊對(duì)應(yīng)的e、b和c孔中,顯示器顯示的數(shù)字即是該管的電流放大倍數(shù)β 。
自動(dòng)電源切斷使用說(shuō)明:
1.儀表設(shè)有自動(dòng)電源切斷電路,當(dāng)儀表工作時(shí)間約30分鐘——1小時(shí),電源自動(dòng)切斷,儀表進(jìn)入睡眠狀態(tài),這時(shí)儀表約消耗7μA的電流。
2.當(dāng)儀表電源切斷后若要重新開(kāi)起電源請(qǐng)重復(fù)按動(dòng)電源開(kāi)關(guān)兩次。