第3章電子示波器及測量技術(shù)

電子示波器的類型；示波管及波形顯示原理、通用電子示波器的組成及原理；示波器的雙蹤顯示原理；掌握通用電子示波器的正解選擇與使用；通用示波器的基本測量方法；電子示波器的發(fā)展。

3.1概述

電子示波器（簡稱示波器）是一種以陰極射線管作為顯示器的顯示信號波形的測量儀器。它對電信號的分析是按時域法進(jìn)行的，即研究信號的瞬時幅度與時間的函數(shù)關(guān)系3.1.1電子示波器的主要特點1．具有良好的直觀性，可直接顯示信號的波形；也可測量信號的瞬時值。2．靈敏度高、工作頻帶寬、速度快，對觀測瞬變信號的細(xì)節(jié)帶來了很大的便利。3．輸入阻抗高（兆歐級），對被測電路的影響小。3.1.2電子示波器的類型電子示波器種類型號繁多，主要分為以下幾大類：1．通用示波器：應(yīng)用了基本顯示原理，可對電信號進(jìn)行定性和定量觀測。2．取樣示波器：采用取樣技術(shù)將高頻信號轉(zhuǎn)換成模擬的低頻信號，再應(yīng)用通用示波器的基本顯示原理觀測信號。取樣示波器一般用于觀測頻率高、速度快的脈沖信號。3．記憶示波器和存貯示波器：這兩種示波器均具有存儲信息功能，前者采用記憶示波管存貯，后者采用數(shù)字存貯器存貯。它們能對單次瞬變過程、非周期現(xiàn)象、低重復(fù)頻率信號進(jìn)行觀測。4．?dāng)?shù)字示波器：被測信號經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器送入數(shù)據(jù)存儲器，應(yīng)用微處理器以數(shù)字形式處理并記錄波形，自動顯示測量結(jié)果，測量速度更快、重復(fù)性更高。5．邏輯示波器：又稱邏輯分析儀，主要用以分析數(shù)字系統(tǒng)的邏輯關(guān)系。本章將介紹通用示波器的基本原理、基本使用方法和測試技術(shù)。3.2示波管及波形顯示原理3.2.1示波管示波管（或稱陰極射線管CRT）——示波器的核心組件，是一種將被測電信號轉(zhuǎn)換成光信號的顯示器件（真空電子管）。

它分為靜電偏轉(zhuǎn)式和磁偏轉(zhuǎn)式兩大類，在電子示波器中應(yīng)用最廣的是靜電偏轉(zhuǎn)式。

示波管（或稱陰極射線管CRT）主要由三部分組成：電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏。其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。

圖3-1示波管結(jié)構(gòu)示意圖1．電子槍電子槍的作用是發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束，去轟擊熒光屏使之發(fā)光。電子槍由燈絲（F）、陰極（K）、柵極（G）、第一陽極（A1）和第二陽極（A2）組成。

燈絲用于加熱陰極；陰極是一個表面涂有氧化物，在燈絲加熱下發(fā)射電子。

柵極是一個頂端有小孔的圓筒，套在陰極外邊，其電位比陰極低，對陰極發(fā)射出來的電子起控制作用，它控制射向熒光屏的電子流密度，從而改變熒光屏亮點的輝度。調(diào)節(jié)電位器RP1改變柵、陰極之間的電位差，即可達(dá)到此目的，故RP1在面板上的旋鈕標(biāo)以“輝度”。除燈絲之外，各電極的結(jié)構(gòu)均為金屬圓筒形，且所有電極的軸心都保持在同一條軸線上。

第一陽極和第二陽極對電子束有加速作用，同時和控制柵極構(gòu)成一個對電子束的控制系統(tǒng)，想聚焦作用。調(diào)節(jié)可改RP2可改變第一陽極的電位，調(diào)節(jié)RP3可以改變第二陽極的電位，使電子束恰好在熒光屏上匯聚成細(xì)小的亮點，以保證顯示波形的清晰度。因此把RP2和RP3分別稱為“聚焦”和“輔助聚焦”電位器，儀器面板上對應(yīng)的旋鈕分別是“聚焦”和“輔助聚焦”旋鈕。使用中要注意的是：在調(diào)節(jié)“輝度”旋鈕時會影響聚焦效果，因此，示波管的“輝度”與“聚焦”并非相互獨(dú)立，要配合調(diào)節(jié)。2．偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)圖3-1中，在第二陽極的后面，用兩對相互垂直的偏轉(zhuǎn)板組成偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。垂直（Y軸）偏轉(zhuǎn)板在前（靠近第二陽極），水平（X軸）偏轉(zhuǎn)板在后，兩對極板間各自形成靜電場，分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉(zhuǎn)。

從電子槍射出的電子束，若不受電場的作用，則將沿直線向熒光屏方向運(yùn)行，在熒光屏中心軸線位置顯示出靜止的光點；若電子束受到電場的作用，則其運(yùn)動方向就會偏離中心軸線，即熒光屏上的光點位置就會產(chǎn)生位移；如果電場是周期性交變的，則熒光屏上將顯示出一條光點的軌跡。電子束在偏轉(zhuǎn)電場作用下的運(yùn)動規(guī)律可用圖3-2來分析。

圖3-2電子束的偏轉(zhuǎn)規(guī)律其偏轉(zhuǎn)位移可由式下式來表示。式中：l---偏轉(zhuǎn)板長度（cm）

L---偏轉(zhuǎn)板右側(cè)邊緣到熒光屏之間的距離（cm）

d---兩偏轉(zhuǎn)板之間的距離（cm）

UA2---第二陽極與陰極間的電壓（V）

Uy---加一起Y軸兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓（V）

上式中L、l、d均為常數(shù)，當(dāng)亮點聚焦調(diào)整好以后，UA2也基本不變，則熒光屏上的亮點偏轉(zhuǎn)距離y與加于偏轉(zhuǎn)板上的電壓Uy成正比。設(shè)

則稱Sy為示波管Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度，表示亮點在熒光屏上偏轉(zhuǎn)1cm所需加于偏轉(zhuǎn)板上的電壓值（峰-峰值）。此值愈小表示靈敏度愈高。偏轉(zhuǎn)靈敏度是與外加偏轉(zhuǎn)電壓大小無關(guān)的常數(shù)。同理，X軸偏轉(zhuǎn)板也有靈敏度的數(shù)值。3．熒光屏熒光屏一般為圓形或矩形的，其內(nèi)壁沉積有磷光物質(zhì)，形成熒光膜，面向電子槍的一側(cè)。它在受到高速運(yùn)動著電子轟擊后，將其動能轉(zhuǎn)化為光能，產(chǎn)生亮點。當(dāng)電子束隨信號電壓偏轉(zhuǎn)時，這個亮點的移動軌跡就形成了信號的波形。

不同熒光材料余輝時間不一樣，小于10μs的為極短余輝；10μs—1ms為短余輝；1ms—0.1s為中余輝；0.1—1s為長余輝；大于1s為極長余輝。

余輝時間

:當(dāng)電子束停止作用后，光點仍能在屏幕上保持一定的時間才消失。激勵過后，亮點輝度下降到原始值的10%所延續(xù)的時間稱為余輝時間。

實際應(yīng)用中，根據(jù)示波器用途不同選用不同余輝的示波管，顯示高頻信號的示波器宜用短余輝管；觀察生物及自動控制等緩慢信號的超低頻示波器宜用長余輝管；一般用途的示波器均用中余輝管。3.2.2波形顯示原理

用示波器顯示被測信號的波形，基本上有兩種類型：一種是顯示任意兩個信號與的關(guān)系；另一種是顯示隨時間變化的信號。

1．電子束沿與作用的合成方向運(yùn)動

打在熒光屏上亮點的位置取決于同時加在垂直和水平偏轉(zhuǎn)板上的電壓。

當(dāng)示波管的兩對偏轉(zhuǎn)板上不加任何信號時，亮點則打在熒光屏的中心位置。

若僅在Y軸偏轉(zhuǎn)板加一個隨時間變化的電壓，例如，uy=umsinωt，則電子束沿垂直方向運(yùn)動，任一瞬間的偏轉(zhuǎn)距離正比于該瞬間Y偏轉(zhuǎn)板上的電壓，其軌跡為一條垂直直線，如圖3-3（a）所示。（a）只加時的波形（b）只加時的波形（c）同時加、時的波形圖3-3顯示波形與偏轉(zhuǎn)極板所加電壓的關(guān)系

同理，若僅在X軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦波電壓，則電子束沿水平方向運(yùn)動，軌跡為一條水平線，如圖3-3(b)所示。

在Y軸和X軸同時加同一正弦波電壓時，如果=，亮點在熒光屏上的位置由電壓和共同決定。因為在同一時刻，X、Y方向偏轉(zhuǎn)的距離相同，則在熒光屏上顯示一條直線，這條直線與水平軸呈45，如圖3-3（c）。2．顯示隨時間變化的波形

⑴掃描的概念

為了顯示uy的波形，必須在Y軸偏轉(zhuǎn)板加有uy信號的同時，在X軸偏轉(zhuǎn)板加隨時間線性變化的掃描電壓（鋸齒波形電壓）,如圖3-4所示。

0tUmTx圖3-4鋸齒波電壓波形

若在Y方向不加電壓，則光點在熒光屏上構(gòu)成一條反映時間變化的直線，稱為時間基線，如圖3-3（b）所示。

光點在鋸齒波作用下移動的過程稱為掃描，能實現(xiàn)掃描的鋸齒波電壓叫掃描電壓，光點自左向右的連續(xù)移動稱為掃描正程，光點自屏幕的右端迅速返回起點稱為掃描回程。

當(dāng)Y軸加被觀測的信號，X軸加掃描電壓，則屏幕上光點的Y和X坐標(biāo)分別與這一瞬時的信號電壓和掃描電壓成正比。由于掃描電壓與時間成比例，所以熒光屏上所描繪的就是被測信號隨時間變化的波形，如圖3-5所示。圖3-5顯示波形原理

圖中的周期為，如果掃描電壓的周期等于，在及共同作用下，亮點的軌跡正好是一條與相同的正弦曲線。亮點從0點經(jīng)1、2、3至4點移動為正程，從4點迅速返回到0點的移動為回程，如圖3-5所示。

⑵同步的概念

如果=2，其波形顯示如圖3-6所示，可以觀察到兩個周期的信號電壓波形。如果波形多次重復(fù)出現(xiàn)，而且重疊在一起，就可以觀察到一個穩(wěn)定的圖像。圖3-6

=2時顯示的波形

顯示兩個周期被測信號※由圖3-6可見，欲顯示多個周期的波形圖，應(yīng)增加掃描電壓的周期，即降低的掃描頻率。在使用示波器時應(yīng)當(dāng)根據(jù)原理進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。熒光屏上顯示波形的周期個數(shù)為：

其中為n整數(shù)。若不n為整數(shù)，會有什么樣的結(jié)果呢？

如圖3-7所示波形是=7/8時的情況。

圖3-7

=7/8

時顯示的波形

由此可見，為了在屏幕上獲得穩(wěn)定的圖像，

（包括正程和回程）與之比必須成整數(shù)關(guān)系，即

=n

,以保證每次掃描起始點都對應(yīng)信號的相同相位點上，這種過程稱為“同步”。3.3通用電子示波器3.3.1通用電子示波器的基本組成

1．電子示波器的結(jié)構(gòu)

通用電子示波器的種類很多，但無論何種類型都有以下幾部分組成：示波管、垂直系統(tǒng)（Y軸系統(tǒng)）和水平系統(tǒng)（X軸系統(tǒng)），如圖3-8所示。圖3-8電子示波器的基本組成

⑴垂直系統(tǒng)（Y軸系統(tǒng)或Y通道）：由衰減器、前置放大器、延遲線和后置放大器等組成。

Y軸主要作用：是放大被測信號電壓，控制電子束的垂直偏轉(zhuǎn)。

⑵水平系統(tǒng)（X軸系統(tǒng)或X通道）：由觸發(fā)整形電路、掃描發(fā)生器及X放大器組成。

⑶主機(jī)部分（Z軸系統(tǒng)）：主機(jī)包括示波管、Z通道、整機(jī)供電電源和校準(zhǔn)信號發(fā)生器等。

2．通用示波器的主要技術(shù)性能為了正確選擇和使用示波器，必須了解以下主要性能指標(biāo)：⑴頻率響應(yīng)（頻帶寬度）示波器的頻帶寬是指加至輸入端的信號（包括Y軸和X軸——不加說明時均指Y軸）其上限頻率與下限頻率之差。

一般情況＞＞

，所以頻率響應(yīng)可用上限頻率表示。⑵時域響應(yīng)（瞬態(tài)響應(yīng)）表示放大電路在方波脈沖輸入信號作用下的過渡特性。常用參數(shù)有上升時間（）、下降時間（）等。

Y軸系統(tǒng)的頻帶寬度與上升時間之間有確定的內(nèi)在聯(lián)系，一般有：·≈350

上式中，及的單位分別為MHZ與ns。因為≈，所以也就有

·≈350。當(dāng)已知的值時，就可以算出上升時間：≈

例1．知GOS-6013C型示波器=100MHZ，求示波器的上升時間是多少？解：∵=100MHZ∴≈350/=350/10×106=3.5ns此值愈小愈好。

⑶偏轉(zhuǎn)靈敏度指輸入信號在無衰減情況下，亮點在屏幕上偏轉(zhuǎn)1cm（或1格—div）所需信號電壓的峰—峰值（）。其單位為/cm或/div，它反映示波器觀察微弱信號的能力。其值愈小，偏轉(zhuǎn)靈敏度愈高。

⑷輸入阻抗用在示波器輸入端測得的直流電阻值和并聯(lián)電容值分別給出。希望值越大、值越小越好。一般示波器值和值分別在MΩ和pF數(shù)量級。

⑸掃描因數(shù)表示在無擴(kuò)展情況下，亮點在屏幕上x軸方向移動單位長度1cm（或1格—div）所表示的時間，其單位為t/cm。其中t可取μs、ms或s。

掃描因數(shù)愈高（即t/cm值愈小），表明示波器能夠展開高頻信號或窄脈沖信號波形的能力愈強(qiáng)。3.3.2示波器的垂直系統(tǒng)（Y軸系統(tǒng)）Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是傳送被測信號的通道。它的作用是引入被測信號，將其不失真地放大后傳送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板，使屏幕上顯示大小適中的信號波形，主要性能有：足夠的頻帶寬度和靈敏度、小的上升時間等。Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)（Y通道）主要由探極、衰減器、前置放大器、延遲級、后置放大器及電子開關(guān)（雙蹤示波器特有）等組成，如圖3-9所示。延遲線前置放大輸入電路X通道觸發(fā)放大后置放大Y1Y2ux圖3-9Y通道的基本組成1．輸入電路

輸入電路的基本作用是引入被測信號，為前置放大器提供良好的工作條件。

它包括探極、交直流耦合開關(guān)、高阻抗輸入衰減器、阻抗轉(zhuǎn)換器等電路，如圖3-10所示。圖3-10輸入電路方框圖

⑴探極

探極裝在示波器機(jī)體的外面，用電纜線和儀器相連接，它用于直接探測被測信號、提高示波器的輸入阻抗、減小波形失真、展寬示波器的帶寬。探極分為無源探極和有源探極兩種。

無源探極是一個衰減器，衰減比有1：1、10：1、100：1三種，多用于觀察低頻信號；有源探極內(nèi)部包括有高輸入阻抗放大器，多用于探險高頻信號。

⑵耦合方式選擇開關(guān)

有三個檔位（儀器面板上有設(shè)置）：DC、AC、接地，如圖3-10所示耦合方式部分。在直流DC位，信號可直接通過；在交流AC位，信號經(jīng)C耦合至衰減器，此時只有輸入交流信號才可以通過；在“”（接地）位，若無需斷開被信號的情況下，可為示波器提供接地參考電平。⑶衰減器

對應(yīng)示波器面板上的Y軸靈敏度粗調(diào)旋鈕，衰減器是為測量不同幅度的被測信號而設(shè)置的。

衰減器常使用阻、容分壓器電路，其原理示意圖如圖3-11所示。

C2C1R2R1Uoui圖3-11阻容衰減器原理圖

衰減器的衰減量為輸出電壓uo與輸入電壓ui之比，也等于R1C1的并聯(lián)阻抗Z1與R2C2的并聯(lián)阻抗Z2的分壓比。其中C1做成可調(diào)電容，當(dāng)滿足R1C1=R2C2時，則衰減器的分壓比為：==

這時分壓比與頻率無關(guān)。滿足上式的情況稱為最佳補(bǔ)償。如圖3-12所示的幾種補(bǔ)償情況。

圖3-12幾種補(bǔ)償?shù)牟ㄐ?/p>

⑷阻抗變換器

阻抗變換器用于變換阻抗。為了保證Y軸輸入端為高阻抗，在衰減器和放大電路之間必須插入阻抗轉(zhuǎn)換電路，并且把單端輸入的被測信號變成對稱輸出的平衡信號。2．延遲線

因為掃描信號的引出是從Y軸系統(tǒng)分離出來，并且要經(jīng)過一定的過程才能產(chǎn)生，它和被觀測信號相比總是滯后一段時間，如圖3-13所示。圖3-13沒有延遲線時的情況3．Y軸系統(tǒng)的放大器Y放大器使示波器具有觀測微弱信號的能力。通常把Y放大器分成前置放大器和輸出放大器兩部分。前置放大器的輸出信號一方面引至觸發(fā)電路，作為同步觸發(fā)信號；另一方面經(jīng)過延遲線延遲以后引至輸出放大器。

Y軸采用變換放大器的增益的方法，進(jìn)行“倍率”調(diào)節(jié)。

例如，許多示波器Y軸的“倍率”開關(guān)有“×5”和“×1”兩個位置，在通常情況下“倍率”開關(guān)置“×1”位置，若把“倍率”開關(guān)置于“×5”，則放大器增益增加5倍，這便于觀測微弱信號或看清波形某個局部的細(xì)節(jié)。但在進(jìn)行定量計算時要注意其中的換算。

Y軸通過調(diào)節(jié)放大器的增益還可以實現(xiàn)靈敏度微調(diào)。當(dāng)靈敏度微調(diào)電位器處于極端位置時，示波器靈敏處于“校正”位置，在用示波器作定量時，放大器的增益應(yīng)是固定的，此時應(yīng)將靈敏度微調(diào)于“校正”。

Y放大器的輸出級常采用差分電路，以使加在偏轉(zhuǎn)板上的電壓能夠?qū)ΨQ。Y軸“移位”調(diào)節(jié)就是改變差分電路的直流電位，它能使屏幕上的波形上下平移，以便觀察和讀數(shù)。

4．雙蹤顯示基本原理

在實際測試中，常常希望把兩個相關(guān)的信號波形同時顯示在屏幕上，以便進(jìn)行信號之間的比較，或顯示兩個信號疊加波形：“和”、“差”的顯示。

常用的方法在通用示波器的Y軸系統(tǒng)中加入電子開關(guān)S1、S2，其工作過程如圖3-14所示。

圖3-14電子開關(guān)的工作原理

采用單束示波管“同時”顯示兩個被測信號波形的示波器——雙蹤示波器。

雙蹤示波器是在Y通道中多設(shè)一個前置放大器、兩個電子開關(guān)。通過電子開關(guān)的切換，可使示波器的顯示方式有五種：YA、YB

、YA±YB

、交替和斷續(xù)。

前三種均為單蹤顯示，YA

、YB與普通示波器相同，此時的S1或S2處于恒接通狀態(tài)；YA±YB顯示的波形為兩個信號的和或差（與“極性”選擇開關(guān)相配合），此時把S1和S2恒接通。

下面重點討論后兩種顯示方式。

⑴“交替”顯示方式當(dāng)掃描電壓第一次掃描時，S1閉合、S2斷開；第二次掃描時，S1斷開、S2閉合，如此重復(fù)下去。

如圖3-15所示?！敖惶妗狈绞竭m用于顯示高頻信號。圖3-15“交替”顯示方式⑵“斷續(xù)”顯示方式

這種方式就是在一次掃描時間內(nèi)輪番開閉和，顯示出被測信號的某一段，以后各次掃描重復(fù)以上過程。這種工作方式適用于觀測低頻信號。如圖3-16所示。

圖3-16“斷續(xù)”顯示方式3.3.3示波器的水平系統(tǒng)（X軸系統(tǒng)）X軸系統(tǒng)（X通道）的作用是產(chǎn)生一個與時間呈線性關(guān)系的鋸齒波電壓，當(dāng)這個掃描電壓的正程加到水平偏轉(zhuǎn)板上時，電子束就沿水平方向偏轉(zhuǎn)，形成時間基線。X通道主要包括觸發(fā)整形電路、掃描電路、X放大器等部分，如圖3-17所示。圖3-17X通道的基本組成1．觸發(fā)整形電路

觸發(fā)整形電路的作用在于把來源不同的觸發(fā)信號整形為具有一定波形、一定幅度的觸發(fā)脈沖。其主要功能有觸發(fā)源選擇、耦合方式選擇、觸發(fā)極性選擇、觸發(fā)電平調(diào)節(jié)、觸發(fā)放大整形電路等，其方框圖如圖3-18所示。到時基發(fā)生器觸發(fā)源選擇輸入耦合方式選擇觸發(fā)放大器觸發(fā)極性轉(zhuǎn)換觸發(fā)脈沖整形電路圖3-18觸發(fā)整形電路方框圖觸發(fā)整形電路的原理圖如圖3-19所示。圖3-19觸發(fā)整形電路原理圖

⑴觸發(fā)源選擇

觸發(fā)源選擇一般有兩種，即內(nèi)觸發(fā)和外觸發(fā)；前者的觸發(fā)信號取自Y通道中的被測信號，后者取自外部信號源。由轉(zhuǎn)換開關(guān)S1（對應(yīng)面板上“極性”開關(guān)）選擇不同的觸發(fā)信號源。

⑵觸發(fā)耦合方式

為適合不同的信號頻率示波器設(shè)有多種耦合方式。由開關(guān)S2選擇?！癉C”：直流耦合。用于接入直流或緩慢變化的信號，或者頻率較低且有直流成分的信號。“AC”：交流耦合。用于觀察由低頻到較高頻率的信號?！癆C（H）”：高頻耦合。用于觀察高頻（一般大于5MHz）的信號。

⑶觸發(fā)極性選擇

觸發(fā)極性開關(guān)用于確定在觸發(fā)信號的那一點上產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。當(dāng)觸發(fā)點在觸發(fā)脈沖的上升段時，稱之為正極性觸發(fā)；當(dāng)觸發(fā)點在下降段時，稱之為負(fù)極性觸發(fā)。⑷觸發(fā)電平調(diào)節(jié)

觸發(fā)電平是指觸發(fā)點位于觸發(fā)信號波形的上部、中部及下部，由RP電位器調(diào)節(jié)。

觸發(fā)極性、電平的共同作用對顯示脈沖信號或只顯示周期連續(xù)信號中的某一段具有明顯的作用，如圖3-20所示。

圖3-20觸發(fā)極性—電平的不同對波形顯示的影響

⑸放大整形電路

一般由電壓比較器、施密特電路、微分電路組成。電壓比較器將觸發(fā)信號與RP確定的電平進(jìn)行比較，其輸出信號再經(jīng)整形產(chǎn)生矩形脈沖，經(jīng)微分電路之后變換為掃描發(fā)生器所需要的觸發(fā)脈沖。2．掃描發(fā)生器

掃描發(fā)生器電路在觸發(fā)脈沖啟動下，產(chǎn)生周期線性變化的鋸齒波掃描電壓。

它的組成如圖3-21所示。

圖3-21掃描發(fā)生器原理圖

掃描發(fā)生器電路主要包括掃描閘門、掃描電壓產(chǎn)生電路（鋸齒波發(fā)生器）、比較電路、釋抑電路等。上述電路組成一個閉環(huán)，也稱掃描發(fā)生器環(huán)。掃描通常分連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描兩種形式。

連續(xù)掃描是在示波器的水平偏轉(zhuǎn)板上加上不間斷的鋸齒波，如圖3-22（b）、（c）所示。圖3-22連續(xù)掃描與觸發(fā)掃描的比較

觸發(fā)掃描也稱等待掃描，其特點是每次掃描均由被測信號觸發(fā)啟動，如圖3-21（d）所示。當(dāng)信號到來時，示波器進(jìn)行一次掃描，沒有信號時，掃描也就停止，等待下一次信號的到來，現(xiàn)代通用示波器廣泛采用了這種觸發(fā)掃描方式。3.X放大器X放大器的作用是為示波管的水平偏轉(zhuǎn)板提供對稱的推動電壓，使電子束能在水平方向滿偏轉(zhuǎn)。當(dāng)示波器工作在X-Y方式時，外加的X輸入信號也要由X放大器傳送到X偏轉(zhuǎn)極板。

改變X放大器的增益可以使亮點在屏幕的水平方向得到擴(kuò)展，或?qū)呙枰驍?shù)進(jìn)行微調(diào)，或校準(zhǔn)掃描因數(shù)。改變X放大器有關(guān)的直流電位也可以使光跡產(chǎn)生水平位移。3.3.4主機(jī)系統(tǒng)（Z軸系統(tǒng)）

通用示波器的主機(jī)系統(tǒng)主要包括抵壓直流電源，高頻高壓直流電源及校準(zhǔn)信號發(fā)生器。

低壓直流電源主要是為各單元電路提供工作電壓。

高頻高壓直流電源的作用是為示波管各電極供給合適的工作電壓。另外還有Z軸放大器，用來進(jìn)行輝度調(diào)節(jié)。

校準(zhǔn)信號發(fā)生器的作用是用來產(chǎn)生幅度已知的精度較高的穩(wěn)定方波，以便校準(zhǔn)示波器垂直系統(tǒng)的靈敏度。通用示波器常提供1V、1kHz的標(biāo)準(zhǔn)方波信號。3.4通用電子示波器的使用

使用示波器進(jìn)行有效測量時，必須合理地選擇各種示波器，并應(yīng)能正確地操作它。1．根據(jù)被測信號的波形和個數(shù)來選擇3.4.1示波器的選擇

若需要觀測一個低頻正弦信號，可選用普通示波器；若需要同時觀測和比較兩個信號，則可選擇雙蹤示波器等。2．根據(jù)被測信號的頻率來選擇

示波器Y軸系統(tǒng)的通頻帶愈寬，被測信號的波形失真愈小。因此，一般要求示波器通頻帶寬應(yīng)大于被測信號最高頻率以上，即＞3。例如，要觀測頻率為50MHz的正弦信號，則應(yīng)選擇通頻帶寬大于150MHz的示波器。3．根據(jù)示波器的上升時間來選擇

一般要求示波器本身的上升時間應(yīng)比被測脈沖信號的上升時間小三倍以上。又知示波器通頻帶寬與上升時間的關(guān)系為：·≈350

式中，及的單位分別為MHZ與ns若要選擇為被測信號上升時間的1/3時，即=則應(yīng)選擇示波器的通頻帶寬為:≈≈

另外要根據(jù)被測信號幅度選擇示波器要有相適應(yīng)的Y軸靈敏度、掃描因數(shù)的范圍。

3.4.2示波器的正確使用正確使用示波器時要注意以下幾點：1．用光點聚焦，不要用掃描線聚焦

在未接入信號時先使屏幕上只出現(xiàn)一個亮點。并能過“聚焦”、“輝度”及“輔助聚焦”各旋鈕的調(diào)節(jié)，使亮點聚至最小。2．探頭的使用一般示波器與探頭應(yīng)配套使用，不能互換，否則會帶來不必要的測量誤差。

3．注意屏幕有效面積的使用屏幕的有效面積是屏幕比較平整的部分，測量時應(yīng)將波形主要部分顯示在有效面積范圍內(nèi)可以提高測量精度。4．善于使用靈敏度選擇開關(guān)Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度開關(guān)的最小數(shù)值檔（即最高靈敏度檔），反映觀測微弱信號的能力。

5.正確使用輝度開關(guān)顯示波形時，輝度不宜調(diào)的過亮，屏幕上亮點不要長時間停留在一個位置，以免縮短示波管的壽命；中途暫時不使用時，應(yīng)將輝度調(diào)暗。3.5SR8型示波器的面板圖

下面以常用的SR8型雙蹤示波器為例，介紹其使用方法。3.5.1主要技術(shù)性能1．Y軸系統(tǒng)⑴輸入靈敏度：10mV/div～20V/div分11檔；⑵頻帶寬度：DC為0～15MHz；

AC為10Hz～15MHz⑶輸入阻抗：直接輸入為1M?//35pF，經(jīng)探頭輸入為10M?//15pF⑷最大輸入電壓：DC為250VAC為500V；⑸上升時間：≤24ns。2．X軸系統(tǒng)⑴掃描速度：0.2μs/div～1s/div分21檔。處于“擴(kuò)展×10”檔時，最快掃描可達(dá)20ns/div；3．標(biāo)準(zhǔn)信號頻率為1kHz、幅度為1V的矩形波。⑵X外接：靈敏度≤3V/div,帶寬0～500，輸入阻抗為1M?//35pF。3.5.2面板布置SR8型雙蹤示波器的面板布置如圖3-24所示，各種開關(guān)旋鈕主要分三大功能區(qū)：位于面板左方的示波器顯示控制區(qū)；位于面板右上方的X軸系統(tǒng)控制區(qū)；位于面板右下方的Y軸系統(tǒng)控制區(qū)。

圖3-24SR8型雙蹤示波器面板圖3.5.3示波器使用方法

1．使用前準(zhǔn)備（1）使用前面板各旋鈕位置使用示波器前，應(yīng)將面板上主要旋鈕旋至相應(yīng)位置，表3-1是示波器使用前各主要旋鈕的初始位置。

開關(guān)或旋鈕名稱位置開關(guān)或旋鈕名稱位置輝度中間X軸電平中間校準(zhǔn)信號開關(guān)關(guān)掃描速度及微調(diào)50μs/div，校準(zhǔn)內(nèi)、外觸發(fā)內(nèi)內(nèi)觸發(fā)拉-YA按下觸發(fā)耦合AC輸入耦合AC觸發(fā)方式自動顯示方式Y(jié)A或YB觸發(fā)極性+極性/拉-YA按下X軸位移中間Y軸位移中間Y軸擴(kuò)展按下靈敏度開關(guān)及微調(diào)根據(jù)輸入信號大小選擇V/div，校準(zhǔn)表3-1儀器面板主要旋鈕的初始位置

（2）接通電源，電源指示燈亮。（3）找亮點調(diào)節(jié)“輝度”旋鈕使亮點的亮度適中，如果找不到亮點，可以按下“尋跡”開關(guān)尋找光點所在位置，然后適當(dāng)調(diào)節(jié)“X軸位移”、“Y軸位移”，使亮點呈現(xiàn)在屏幕中心位置。（4）聚焦與輔助聚焦調(diào)節(jié)聚焦和輔助聚焦旋鈕，使屏幕上亮點最小且清晰。

2．示波器使用時注意事項（1）測量中，使用探頭時，實際輸入示波器的電壓是經(jīng)衰減后的電壓，因此，在測量結(jié)果處理時，應(yīng)將示值乘以探頭衰減倍數(shù)。（2）在交流耦合方式下，測量較低頻率信號時，會出現(xiàn)嚴(yán)重失真。（3）在使用示波器時，輸入線必須使用示波器專用的屏蔽電纜線。（4）在進(jìn)行定量測量時，X軸掃描速度選擇開關(guān)和Y軸靈敏度開關(guān)中的內(nèi)套微調(diào)開關(guān)旋至“校準(zhǔn)”位置。（5）在進(jìn)行定量測量中，應(yīng)調(diào)節(jié)被測信號波形占滿整個屏幕，減小測量誤差。3.6示波器的基本測量方法

示波器的基本測量技術(shù)，就是利用示波器對信號進(jìn)行時域分析，?？赏瓿傻臏y量有電壓的測量、時間的測量、頻率的測量、相位的測量等。3.6.1電壓的測量

利用示波器測電壓有它獨(dú)特的特點，它可以測量各種波形的電壓幅度。電壓測量又分直流電壓和交流電壓的測量。

電壓測量時，都應(yīng)將示波器的Y軸靈敏度開關(guān)“V/div”的“微調(diào)”旋鈕順時針方向轉(zhuǎn)至“校準(zhǔn)”位置。當(dāng)Y軸微調(diào)處于“校準(zhǔn)”位置時，Y軸系統(tǒng)的電壓增益為定值。1．直流電壓的測量測量方法：⑴先將觸發(fā)方式開關(guān)置“自動”或“高頻”，使屏幕上出現(xiàn)掃描基線，再將Y軸輸入耦合方式開關(guān)置于“”處，然后調(diào)節(jié)Y軸“移位”旋鈕使掃描線位于屏幕中間。

⑵確定被測電壓極性接入被測電壓，將Y軸輸入耦合方式開關(guān)置于“DC”處，觀察掃描光跡的偏移方向，若光跡向屏幕上方偏移，則被測電壓為正極性，否則為負(fù)極性。⑶將Y軸輸入耦合方式開關(guān)置于“”處，然后按照直流電壓極性的反方向，調(diào)節(jié)Y“移位”旋鈕，將掃描線移動到屏幕的合適位置上（整刻度線上為宜），將此處定為零電平線，此后不再移動Y軸“移位”旋鈕。⑷測量直流電壓值將Y軸輸入耦合再次撥到“DC”處，選擇合適的Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏“V/div”,使屏幕顯示盡可能多地覆蓋Y方向分度格數(shù)（在有效面積范圍內(nèi)），以提高測量準(zhǔn)確度。⑸觀察掃描線在Y軸方向平移的分度格數(shù)H，如圖3-25所示。圖3-25直流電壓的測量

分度格數(shù)H與Y軸靈敏度開關(guān)“V/div”指示值相乘，即為被測信號的直流電壓值：

其中，H—為掃描線在Y軸方向移動的格數(shù)（div）；

Sy—為所選用的Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度(V/div)；

K—為探極衰減系數(shù)。

例3.2：

Y軸靈敏度開關(guān)置“V/div”置0.5處，讀出水平掃描線上移6個格，且信號輸入進(jìn)經(jīng)10:1探極，則直流電壓為:

2．交流電壓的測量示波器只能測出被測電壓的峰值、峰-峰值、任意時刻的電壓瞬時值或任意兩點間的電位差值，如果需要求被測電壓的有效值或平均值，則必須進(jìn)行換算。

測量方法:⑴測量時先將Y軸耦合方開關(guān)置“”處，調(diào)節(jié)Y“移位”旋鈕使掃描線至屏幕中心（或所需位置），以此作為零電平線，此后不現(xiàn)移動Y“移位”。⑵將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“AC”處。當(dāng)信號頻率很低時，則應(yīng)置于“DC”處。⑶選擇合適的Y軸靈敏開關(guān)（V/div）,使顯示的波形在Y軸方向中心位置盡可能展開。⑷按坐標(biāo)刻度片的分度讀出波形中所測點到零電平間的分度格數(shù)，與Y軸靈敏開關(guān)“V/div”指示值相乘，則可求出被測點的電壓：

若被測電壓是正弦波，則讀出整個波形所占Y軸方向的分度格數(shù)，如圖3-26所示。與Y軸靈敏開關(guān)“V/div”指示值相乘，即為被測信號的交流電壓峰-峰值：圖3-26正弦電壓的測量其峰值電壓為：有效值為：

3.6.2時間和頻率的測量

時間是描述周期性現(xiàn)象的重要參數(shù)，時間包括時刻和時間間隔，示波器所進(jìn)行的時間測量是指后者。

實際測量時,利用示波器的X軸掃描因數(shù)開關(guān)“t/div”,將其“微調(diào)”旋扭順時針方向轉(zhuǎn)至“校準(zhǔn)”位置，此時X軸系統(tǒng)的電壓增益為定值。1．時間間隔的測量

在屏幕上調(diào)出適度的被測波形，讀出被測兩點間距離在水平方向上所占的分度格數(shù)，由掃描因數(shù)（t/div）標(biāo)稱值及擴(kuò)展倍率，即可算出被測信號的時間間隔，如圖3-27所示。圖3-27時間間隔的測量

其中，為任意兩點的時間間隔；為X軸掃描因數(shù)（t/div）；(div)為被測兩點間距離在水平方向所點分度格數(shù)；為X軸擴(kuò)展倍率（根據(jù)需要選用）。2．周期和頻率的測量

周期的測量，本質(zhì)上是時間間隔的測量。為了提高測量的準(zhǔn)確度，常常在屏幕顯示多個（例如N個周期）周期的波形，先讀出多周期波形兩個同相位點（正弦波可取兩個峰頂或兩個方向相同的過零點；脈沖波可取兩個變化相同的突變點）在水平方向所占格數(shù)。

由掃描因數(shù)（t/div）標(biāo)稱值及擴(kuò)展倍率，計算出這兩點間的時間間隔，然后再求出一個周期值，如圖3-28所示。這種方法稱為多周期測量法。

圖3-28示波器的多周期測量法被測信號的頻率為：3.相位的測量

相位測量是指兩個同頻信號之間相位差的測量。設(shè)有兩個頻率的正弦信號電壓，其表達(dá)式為它們之間的相位差為

用示波器測量相位差可用單蹤示波器測量，也可用雙蹤示波器進(jìn)行測量。

⑴單蹤示波法單蹤示波法測量相位差的線路接法如圖3-29所示。

圖3-29單蹤示波法測量相位差

當(dāng)測量、之間的相位差時，若以作為參考信號，可認(rèn)為的初始相位為零，這時應(yīng)將接至示波器的外觸發(fā)端。、的表達(dá)式可寫為

測量時，首先令開關(guān)置于“1”處，顯示出的波形，如圖3-28（b）中的實線。調(diào)整儀器使顯示波形的始點固定在某一位置a，讀出ac的長度并記錄下來。然后將開關(guān)置于“2”處，這時顯示出的波形，圖3-28（b）中的虛線所示，讀出ab的長度。相位差可按下式計算：

為便于直接讀數(shù)，也可以將ac長度調(diào)整為6格，則每格為。

⑵雙蹤示波法使用雙蹤示波器測量相位時，可將被測信號、分別接至Y軸系統(tǒng)的兩個通道輸入端，并選擇作為觸發(fā)信號（超前者）。適當(dāng)整“Y移位”，使兩個信號重疊起來，如圖3-30所示。

圖3-30雙蹤示波器法測量相位差

從圖中直接讀取ab和ac的長度。并按式

計算相位差。4.李薩育圖形法測頻率

使示波器工作在X-Y顯示方式，在X、Y軸系統(tǒng)同時加入兩個正弦信號，此時，屏幕上顯示的波形就是李薩育圖形。

李薩育圖形的形狀與輸入的兩個正弦信號的頻率和相位有關(guān)。因此，可以通過對圖形的分析來確定信號的頻率及兩者的相位差，這種方法稱之為波形合成法。

在測量時，應(yīng)把示波器的觸發(fā)源選擇開關(guān)置于“外”處。測量時儀器的連接方法如圖3-31所示。YX圖3-31李薩育圖形法測頻率連接圖圖3-32是一些典型的李薩育圖形。圖3-32典型的李薩育圖形

如果用表示被測信號的頻率，表示標(biāo)準(zhǔn)信號的頻率，兩者有以下關(guān)系：

式中的m、n分別表示假設(shè)在李薩育圖形上作的一條水平線和一條垂直線與圖形的交點數(shù)，且水平線和垂直線不通過圖形交點或圖形相切。

例：調(diào)節(jié)示波器和標(biāo)準(zhǔn)信號顯示出如圖3-33所示的圖形，且標(biāo)準(zhǔn)信號源的輸出頻率=2kHz，求圖3-33顯示波形

解：假設(shè)水平線與圖形最多可以有三個相交點，即；同理。所以

用李薩育圖形沙法測頻率值只能測量低頻率信號的頻率。5．用示波器檢測低頻放大器

用示波器可對各種低頻放大系統(tǒng)進(jìn)行檢測，如家用電器及電子儀器等設(shè)備中的低頻放大電路。

檢測方法如圖3-34所示。

圖3-34用示波器檢測低頻放大器3.7電子示波器的發(fā)展概況電子示波器發(fā)展大致可分為以下幾個階段：1.第一階段第一階段為三十至五十年代，用電子管制成，頻帶較窄，多用于定性測試。

2.第二階段第二階段為六十至七十年代，除示波管外均用晶體管制成，準(zhǔn)確度較高，并且具有雙蹤顯示能力，出現(xiàn)了取樣示波器，頻帶較高，可達(dá)到18GHz。六十年代初制成了記憶示波器；六十年找期出現(xiàn)了存儲示波器。

3.第三階段

第三階段是指八十年代以后，由于出現(xiàn)了微處理器，使示波器向智能化方向發(fā)展。

圖3-36是一種數(shù)字式示波器的簡化原理圖,其核心是一個中央微處理器。數(shù)據(jù)存儲器中央微處理器模/數(shù)變換器取樣發(fā)生器顯示器外部設(shè)備圖3-36數(shù)字式示波器簡化原理圖

數(shù)字式示波器已成為示波器的發(fā)展主流產(chǎn)品。它主要具有以下特點：

⑴波形處理能力強(qiáng)；

⑵具有移動光標(biāo)測量功能；

⑶向多功能化發(fā)展。3.8數(shù)字示波器3.8.1組成原理圖3-37UPO7104Z示波器原理框圖

1．輸入耦合直流(DC)、交流(AC)、接地(GND)。2．輸入阻抗1MΩ±2%、/21pF±3pF。3．探頭衰減系數(shù)0.001×，0.01×，0.1×，1×，10×，100×，1000×。4．最大輸入電壓CATⅠ300Vrms，CATⅡ100Vrms，瞬態(tài)過壓1000Vpk。5．模擬通道數(shù)量具有4通道輸入，每通道時基獨(dú)立可調(diào)。6．模擬帶寬及上升時間通道帶寬為100MHz，上升時間為≤3.5ns。7．垂直檔位1mV/div~20V/div(1-2-5進(jìn)制)。8．時基檔位5ns/div~50s/div(1-2-5進(jìn)制)。9．采樣方式實時采樣；最高實時采樣率1GS/s。3.8.2主要技術(shù)指標(biāo)

10．觸發(fā)模式自動、正常、單次。11．測量方式自動測量、光標(biāo)測量。12．?dāng)?shù)學(xué)運(yùn)算波形計算、數(shù)字濾波、邏輯運(yùn)算、高級運(yùn)算（對數(shù)、指數(shù)及三角函數(shù)等）。13．存儲類型內(nèi)存256組、外部USB存儲器。14．顯示配置8英寸WVGA（800×RGB×480）TFTLCD，24bit真色彩。15．接口配置標(biāo)準(zhǔn)配置端口有USB-Host、USB-Device、LAN、EXTTrig、AUXOut。16．溫度范圍-20℃～+60℃。

1．前面板圖3-36UPO7104Z示波器前面板圖圖3-36UPO7104Z示波器前面板圖3.8.3面板功能介紹

1．前面板圖3-41UPO7104Z示波器后面板圖圖3-36UPO7104Z示波器前面板圖

3.8.4用戶界面圖3-42UPO7104Z示波器用戶界面

3.8.5菜單特殊符號說明圖3-43UPO7104Z示波器菜單示例

3.8.6設(shè)置垂直通道圖3-44通道激活狀態(tài)1．打開/激活/關(guān)閉模擬通道a.激活狀態(tài)b.打開未激活狀態(tài)

圖3-45垂直通道耦合方式選擇2．選擇垂直通道耦合方式a.直流耦合b.交流耦合c.接地

按下前面板通道1鍵，屏幕顯示相應(yīng)菜單；按F3鍵選擇“伏格”菜單，彈出“粗調(diào)”、“細(xì)調(diào)”進(jìn)行選擇。也可按下旋鈕前面板SCALE鍵快速切換“粗調(diào)”/“細(xì)調(diào)”(按一下SCALE鍵是“粗調(diào)”，再按一下SCALE鍵是“細(xì)調(diào)”)。在“粗調(diào)”時，伏/格范圍是1mV/div～20V/div，以1－2－5方式步進(jìn)。例如：10mV—>20mV—>50mV—>100mV。在“細(xì)調(diào)”時，指在當(dāng)前垂直檔位范圍內(nèi)以1%的步進(jìn)改變垂直檔位。例如：10.00mV—>10.10mV—>10.20mV—>10.30mV。2．電壓檔位伏格調(diào)置

3.8.7設(shè)置水平系統(tǒng)圖3-46水平通道時基信號設(shè)置1．水平通道檔位設(shè)置

圖3-47ROLL滾動模式顯示2．ROLL滾動模式顯示

3.8.8應(yīng)用實例圖3-49所有參數(shù)測試界面1．自動測量（1）所有參數(shù)測量

圖3-50用戶定義參數(shù)選擇界面（2）用戶定義參數(shù)

圖3-51用戶定義參數(shù)底端顯示界面（2）用戶定義參數(shù)

圖3-52測量統(tǒng)計界面（2）用戶定義參數(shù)

圖3-53時間測量界面2．光標(biāo)測量

圖3-54電壓測量界面2．光標(biāo)測量

圖3-55X-Y模式波形顯示3．X-Y模式的應(yīng)用

4．存儲與回調(diào)功能菜單設(shè)定說明類型設(shè)置

磁盤DSO按“保存”時，設(shè)置會被存儲到示波器內(nèi)部USB按“保存”時，設(shè)置會被存儲到外部USB存儲設(shè)備文件名

通過調(diào)節(jié)Multipurpose旋鈕改變存儲或者回調(diào)的文件名，文件名命名成set001、set002、……set255保存

執(zhí)行設(shè)置保存操作，將設(shè)置保存到指定的存儲位置回調(diào)

回調(diào)指定的存儲位置中之前保存的設(shè)置，使示波器回到所保存的設(shè)置狀態(tài)（1）設(shè)置存儲和回調(diào)表3-5波形存儲菜單表

（2）波形存儲和回調(diào)表3-5波形存儲菜單表功能菜單設(shè)定說明類型波形

信源CH1、CH2、CH3、CH4設(shè)定執(zhí)行波形保存操作時，保存哪個通道的波形磁盤DSO按“保存”時，波形會被存儲到示波器內(nèi)部USB按“保存”時，波形會被存儲到外部USB存儲設(shè)備USB按“保存”時，波形以.csv格式存儲到USB存儲設(shè)備，該格式可以在PC上直接通過Excel等軟件打開文件名

通過調(diào)節(jié)Multipurpose旋鈕改變波形存儲的文件名，文件名命名成wav001、wav002、……wav255保存

執(zhí)行波形保存操作，將波形保存到指定的存儲位置①波形存儲

（2）波形存儲和回調(diào)表3-5波形存儲菜單表功能菜單設(shè)定說明類型波形

信源CH1、CH2、CH3、CH4設(shè)定執(zhí)行波形保存操作時，保存哪個通道的波形磁盤DSO按“保存”時，波形會被存儲到示波器內(nèi)部USB按“保存”時，波形會被存儲到外部USB存儲設(shè)備USB按“保存”時，波形以.csv格式存儲到USB存儲設(shè)備，該格式可以在PC上直接通過Excel等軟件打開文件名

通過調(diào)節(jié)Multipurpose旋鈕改變波形存儲的文件名，文件名命名成wav001、wav002、……wav255保存

執(zhí)行波形保存操作，將波形保存到指定的存儲位置①波形存儲

②波形回調(diào)表3-6波形回調(diào)菜單表功能菜單設(shè)定說明參考Ref-A、Ref-B、Ref-C、Ref-D、選擇四個REF位置中的任意一個進(jìn)行波形回調(diào)磁盤DSO按回調(diào)時，從示波器內(nèi)部回調(diào)波形USB按回調(diào)時，從外部USB回調(diào)波形文件名

通過調(diào)節(jié)Multipurpose旋鈕改變回調(diào)的波形文件名，文件名命名成wav001、wav002、……wav255，文件名應(yīng)與波形存儲時的文件名一致。回調(diào)

執(zhí)行波形回調(diào)操作，將之前存儲的波形回調(diào)到屏幕上清除

關(guān)閉當(dāng)前REF的波形

②波形回調(diào)圖3-56Ref波形狀態(tài)顯示界面4.1概述

4.2模擬式萬用表的使用

4.3數(shù)字式萬用表的使用

第4章萬用表及其測試技術(shù)4.1概述萬用電表簡稱萬用表，萬用表是電子測量技術(shù)領(lǐng)域中最早出現(xiàn)的測量儀表，它以測量電壓、電流、電阻三大參量為主，所以也稱為三用表，國家標(biāo)準(zhǔn)中稱為復(fù)用表。萬用表是一種具有多種測量功能、多個測量范圍（量程）、應(yīng)用非常廣泛的便攜式儀表，它操作簡單、讀數(shù)方便、可靠性高、價格低廉等特點，在相當(dāng)長的時間內(nèi)，仍然在發(fā)揮著它獨(dú)特的作用。所以，本書以普遍使用、技術(shù)成熟的指針式儀表為基礎(chǔ)，對常見萬用表測試原理進(jìn)行分析，掌握其使用方法和測試技術(shù)。萬用表種類繁多，根據(jù)其測量原理及測量結(jié)果的顯示方式進(jìn)行分類，一般可分為模擬式萬用表和數(shù)字式萬用表兩大類。4.2模擬式萬用表4.2.1模擬式萬用電表的基本原理

4.2.2MF500型萬用電表

4.3.3MF500型萬用電表的使用4.2.4模擬式萬用電表應(yīng)用實例4.2.1模擬式萬用電表的基本原理模擬式萬用電表的基本測量過程是通過一定的測量機(jī)構(gòu)，將被測的模擬電量轉(zhuǎn)換成電流信號，再由電流信號去驅(qū)動表頭指針偏轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)的刻度板讀數(shù)即可指示出被測量的大小1．直流電流的測量萬用電表的表頭是一個動圈式直流電流表，可以直接測量微小的直流電流。2．直流電壓的測量萬用電表表頭是一直流電流表，但由于表頭具有一定的內(nèi)阻R0，電流流過表頭就會產(chǎn)生一定的電壓降，這個電壓的大小與通過的電流成正比。直流電流表分流原理圖直流電流表分壓原理圖3．交流電壓的測量萬用電表的表頭是一個直流電流表，不能直接測量交流電壓。交流電流表整流、分壓原理圖直流電阻的測量4．直流電阻的測量萬用電表的電阻檔是一個多量程的歐姆表。測量直流電阻的基本原理電路如圖4-6所示。萬用表測量電阻，實質(zhì)是測量流過被測電阻Rx的電流。5．音頻電平的測量萬用電表可以測量音頻電平值。電平值的測量是以測量交流電壓來實現(xiàn)的，因此，電平測量原理與交流電壓的測量相同。4.2.2MF500型萬用電表

MF500型萬用電表等是電子實訓(xùn)室最常見電子測量儀表，MF500型萬用電表是一種高靈敏度，多量限的攜帶式整流系儀表。該儀表有二十四個，甚至更多的測量量程，能分別測量交直流電壓、直流電流、電阻及音頻電平。1．MF500型萬用電表的主要性能指標(biāo)（1）測量范圍及基本誤差（2）靈敏度（3）工作環(huán)境2．MF500型萬用電表整機(jī)原理圖3．轉(zhuǎn)換開關(guān)通過上面知識的認(rèn)識，可知萬用電表的“萬用”是通過節(jié)換測量線路實現(xiàn)的。而完成這種“切換”的裝置，是轉(zhuǎn)換開關(guān)。它分為單轉(zhuǎn)換開關(guān)和雙轉(zhuǎn)換開關(guān)兩種，常用的為單轉(zhuǎn)換開關(guān)。轉(zhuǎn)換開關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)由多個活動接觸點和多個固定接觸點組成，前者稱為“刀”，后者稱為“擲”，且刀和刀之間是聯(lián)動的，轉(zhuǎn)換開關(guān)可以使某些“刀”與“擲”閉合，接通所要求的測量線路。4.2.3MF500型萬用電表的使用1．操作面板

500型萬用電表面板圖2．表頭刻度與符號

（1）刻度MF500型萬用電表表頭刻度盤上有四條刻度線，刻度線的兩端標(biāo)注著讀測的種類。

（2）符號萬用電表表頭上有一些表示萬用電表的特性和使用范圍的符號，為了能更好地識別和使用萬用電表，分別介紹這些常見的符號所代表的意義。3．模擬式萬用電表的準(zhǔn)確度等級及測量誤差分析

（1）人身誤差

測量前要把萬用電表水平放置，進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。讀數(shù)時眼睛要與指針保持垂直。測量電阻時，每換一次檔都要進(jìn)行調(diào)零。調(diào)不到零時要更換電池。測量電阻或高壓時，不能用手捏住表筆的金屬部位，以免人體電阻分流，增大測量誤差或觸電。（2）電壓、電流檔量程選擇與測量誤差直流電壓、電流，交流電壓、電流等各檔，準(zhǔn)確試等級的標(biāo)定是由最大絕對允許誤差與所選量程滿度值的百分?jǐn)?shù)表示：4．模擬式萬用電表的基本使用方法（1）機(jī)械調(diào)零（2）接線端口選擇（3）功能及量程的選擇（4）測量過程4.2.4MF500型萬用電表

MF500型萬用電表等是電子實訓(xùn)室最常見電子測量儀表，MF500型萬用電表是一種高靈敏度，多量限的攜帶式整流系儀表。該儀表有二十四個，甚至更多的測量量程，能分別測量交直流電壓、直流電流、電阻及音頻電平。4.2.2MF500型萬用電表1．晶體二極管的測量萬用電表歐姆檔含內(nèi)置電源，把萬用電表的表筆接觸到二極管的兩個引腳上，二極管兩端相當(dāng)于加上了電壓。二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通電阻很??；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。根據(jù)這一特性，用萬用電表的歐姆檔測出二極管的正向電阻和反向電阻就可判斷它的極性及其質(zhì)量的好壞。2．發(fā)光二極管的測量對LED的檢測采用萬用表的R×10k檔（內(nèi)部電源為9V），其測量方法及對其質(zhì)量好壞判別與普通二極管相同，但LED的正向、反向電阻均比普通二極管大得多。在測量LED的正向電阻時，可以看到二極管有發(fā)光現(xiàn)象。3．晶體三極管的測量晶體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)PNP管、NPN管結(jié)構(gòu)的原理，可以將三極管視為由兩個二極管反向串聯(lián)而成，如圖4-10所示。4．變壓器線圈極性的判定Tr為被測變壓器，E為1.5V的干電池，N1為初級線圈，N2為次級線圈，K為開關(guān)。將萬用電表置于直流電壓1V或2.5V檔，接入N2。觀察開關(guān)k\K閉合一瞬間電表指針的擺動方向，若表針迅速向右擺動又回到零點，則說明a與c為同名端；否則，電表指針左擺，則a與c是異名端。4．變壓器線圈極性的判定Tr為被測變壓器，E為1.5V的干電池，N1為初級線圈，N2為次級線圈，K為開關(guān)。將萬用電表置于直流電壓1V或2.5V檔，接入N2。觀察開關(guān)k\K閉合一瞬間電表指針的擺動方向，若表針迅速向右擺動又回到零點，則說明a與c為同名端；否則，電表指針左擺，則a與c是異名端。5．電感器的檢測（1）電容器容量大小及質(zhì)量的判別（2）電解電容器的正、負(fù)極判別（3）變電容器的檢測6．電容器的檢測用萬用表最小電阻檔（R×1檔，一般電感器的電感線圈的電阻值為幾Ω或幾十Ω）測量電感器的通斷。具體操作：萬用電表的兩只表筆分別接觸電感器的接線端，若測得線圈的電阻遠(yuǎn)大于標(biāo)稱值或趨于無窮大，說明電感器內(nèi)部斷路；若測得線圈的電阻遠(yuǎn)小于標(biāo)稱阻值或趨于0，說明電感線圈內(nèi)部短路。4.3數(shù)字式萬用電表4.3.1數(shù)字式萬用電表結(jié)構(gòu)圖4.2.2MF500型萬用電表1．晶體二極管的測量萬用電表歐姆檔含內(nèi)置電源，把萬用電表的表筆接觸到二極管的兩個引腳上，二極管兩端相當(dāng)于加上了電壓。二極管的主要特性是單向?qū)щ娦裕簿褪窃谡螂妷旱淖饔孟?，?dǎo)通電阻很??；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。根據(jù)這一特性，用萬用電表的歐姆檔測出二極管的正向電阻和反向電阻就可判斷它的極性及其質(zhì)量的好壞。4.3.2數(shù)字式萬用電表的分類國內(nèi)外生產(chǎn)數(shù)字式萬用電表多達(dá)數(shù)百種，其分類方法也很多。如果按顯示器顯示結(jié)果的位數(shù)分，可分為三位半、五位、八位等；按A/D轉(zhuǎn)換方式可分為比較型和積分型等等。4.3.3數(shù)字式萬用電表的性能特點1．顯示直觀2．測量速度快4．輸入阻抗高5．抗干擾能力強(qiáng)6．具有完善的保護(hù)功能4.3.4DT830型數(shù)字式萬用電表13DT830型數(shù)字式萬用電表面板圖1．DT830型數(shù)字式萬用電表的主要技術(shù)指標(biāo)DT830型數(shù)字式萬用電表基本檔共有28個：DCV：200mV、2V、20V、200V、1000VACV：200mV、2V、20V、200V、750VDCA：200μA、2mA、20mA、200mAACA：200μA、2mA、20mA、200mAΩ：200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ2.數(shù)字式萬用電表的基本測量方法（1）直流電壓的測量將功能量程選擇開關(guān)撥至“DCV”區(qū)域內(nèi)合適的量程檔，紅表筆插入“V.Ω”插孔，黑表筆插入“COM”插孔，然后將電源開關(guān)撥至“ON”位置，將表筆與被測電路并聯(lián)接入，顯示器將顯示被測電壓的值。在顯示直流電壓值的同時，同時也顯示紅表筆端的極性。（2）交流電壓的測量將功能量程選擇開關(guān)撥到“ACV”區(qū)域內(nèi)合適的量程檔，表筆接法同直流電壓的測量。將電源開關(guān)撥至“ON”的位置，即可進(jìn)行交流電壓的測量。（3）直流、交流電流的測量將功能量程選擇開關(guān)撥至“DCV”或“ACA”區(qū)域內(nèi)合適的量程檔，紅表筆接“mA”插孔（被測電流≤200mA）或接“10A”插孔（被測電流＞200mA）,黑表筆插入“COM”插孔，然后接通電源，將數(shù)字式萬用電表串接于電路中，顯示器即顯示被測電流值，在顯示直流電流的同時，將顯示紅表筆端的極性（測直流電流時，不必考慮正、負(fù)極性，電表可自動顯示極性）。（4）電阻的測量將功能量程選擇開關(guān)撥至“Ω”區(qū)域內(nèi)的合適量程檔，紅表筆接“Ω”插孔，黑表筆接“COM”插孔。接通電源，將兩表筆接于被測電阻兩端，顯示器將顯示被測電阻值。（5）二極管的測試將功能量程選擇開關(guān)撥至二極管符號“

”檔，紅表筆插入“V.Ω”，黑表筆插入“COM”插孔。接通電源，兩表筆接到被測二極管兩端或?qū)⒍O管插入三極管專用管座C和E孔，顯示器將顯示二極管正向壓降的mV值。當(dāng)二極管反向連接時，顯示超量程“1”標(biāo)志。（6）晶體三極管的測量將功能量程選擇開關(guān)撥至“hEF”位置（有的數(shù)字式萬用電表為“NPN”或“PNP”標(biāo)識），接通電源，將三極管的三個管腳按被測管型的不同，分別插入“hEF”相應(yīng)的管座內(nèi)，此時顯示器將顯示出晶體管的放大系數(shù)hEF值。4.3.5數(shù)字式萬用電表的應(yīng)用實例（1）線路通斷的檢測將功能量程選擇開關(guān)撥至蜂嗚器位置，紅表筆接““V.Ω”插孔，黑表筆接“COM”插孔，接通電源。用表筆分別接于待測導(dǎo)體兩端，若被測電路電阻低于約30Ω，蜂嗚器發(fā)聲，表示線路是通的。若被測電路是開路，蜂嗚器不發(fā)聲且顯來為“1”。（2）判別電源火線與零線數(shù)字式萬用電表對電源火線、零線的判別（3）發(fā)光二極管的檢測從結(jié)構(gòu)上分析，發(fā)光二極管有單色、雙色、變色三種類型，如圖4-15所示。單色發(fā)光二極管只有一個PN結(jié)，常見的發(fā)光顏色有紅色、綠色、黃色、藍(lán)色、橙色等等。對于單色LED管的檢測：對于單色LED管的檢測：（4）LED數(shù)碼管的檢測（5）電容器的測量電容器測量原理：電源正極對電容進(jìn)行充電，開始充電的瞬間，充電電壓為0，所示顯示000。隨著充電電容的逐漸升高，顯示值亦隨之增大，直至顯示超量程標(biāo)識“1”。5.1概述

5.2模擬式電子電壓表

4.3數(shù)字電子電壓表

4.4電子電壓表的使用方法

第5章電壓測量技術(shù)5.1概述

5.1.1電子電路中電壓的特點

5.1.2交流電壓的基本參數(shù)

5.1.3電子電壓表的分類4.1概述電壓測量是電子電路測量的一個重要內(nèi)容。是許多電參量測量的基礎(chǔ)。在科學(xué)實驗中、生產(chǎn)及儀器設(shè)備的檢修和調(diào)試中，采用普通的電工儀表是不能進(jìn)行有效測量的，必須借助于電子電壓表來進(jìn)行測量。本章將討論模擬式和數(shù)字式兩種電子電壓表，它們是應(yīng)用最廣泛的電壓測量儀器。1．頻率范圍寬電子電路中電壓的頻率可以從直流到數(shù)百M(fèi)Hz范圍內(nèi)變化。而單純50Hz的電壓是很少的。不同頻率的電壓量就要用相應(yīng)的電壓表去測量。談到電壓的測量，很多人會首先想到萬用表。的確，萬用表的應(yīng)用是很廣泛的，但是在電子電路中它往往是不能適應(yīng)的。電子電路中的電壓具有如下特點：5.1.1電子電路中電壓的特點2．電壓范圍廣被測電壓的量值范圍是選定電壓測量儀器量程范圍的依據(jù)。通常，電子電路中的電壓值的下限低至ns數(shù)量級，而上限高至幾十kV左右。這就要求所使用的電壓測量儀器依測量電壓的量值進(jìn)行不同電壓表的選擇。3．等效電阻高電壓測量儀器的輸入電阻就是被測電路的額外負(fù)載，為了減小儀器的接入對被測電路的影響，要求其具有較高的輸入電阻。4．波形多種多樣電子電路中除了正弦波電壓外，還有大量的非正弦電壓。這時，從普通指示儀表度盤上直接獲得的示值往往含有較大的波形誤差。另外，被測的電壓中往往是交流與直流并存，甚至還串入一些噪聲干擾等不需要測量的成份。這需要在測量中加以區(qū)分。電子電路中電壓量的測量，通常屬于工程測量，只要求有一定的精確度即可。但有些場合，要求有較高的精確度。具體測量要識具體情況現(xiàn)而定。5.1.2交流電壓的基本參數(shù)

描述交流電壓的基本參數(shù)有：峰值、平均值和有效值。

1．峰值任一個交變電壓在所觀察的時間內(nèi)或一個周期性信號在一個周期內(nèi)偏離零電平的最大電壓瞬時值稱為峰值，通常，用表示。如果電壓波形是雙極性的，且不對稱，則正峰值和負(fù)峰值是不同的，如圖5-1（a）所示。任一個交變電壓在所觀察的時間內(nèi)或一個周期性信號在一個周期內(nèi)偏離直流分量的最大值稱為幅值或振幅，用表示，正、負(fù)幅值不等時分別用和表示，如圖5-1（b）所示，圖中=0，且正、負(fù)幅值相等。圖5-1交流電壓的峰值

2．平均值任何一個周期性信號u(t)，在一周期內(nèi)電壓的平均大小稱為平均值，通常，用表示。平均值的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

在交流電壓測量中，平均值指檢波之后的平均值，故又可分為半波平均值及全波平均值。3．有效值任何一個交流電壓，通過某純電阻所產(chǎn)生的熱量與一個直流電壓在同樣情況下產(chǎn)生的熱量相同時，該直流電壓的數(shù)值即為交流電壓的有效值，通常，用Urms表示。有效值的數(shù)學(xué)表達(dá)式為當(dāng)不特別指明時，交流電壓的值就是指它的有效值，而且各類電壓表的示值都是按有效值刻度的。4.波形因數(shù)和波峰因數(shù)為了表征同一信號的峰值、有效值及平均值的關(guān)系，引入了波形因數(shù)和波峰因數(shù)。波形因數(shù)：交流電壓的有效值與平均值之比，通常，用表示，即波峰因數(shù)：交流電壓峰值與有效值之比，通常，用表示，即電子電壓表的類型很多，一般按測量結(jié)果的顯示方式將它們分為模擬式電子電壓表和數(shù)字式電子電壓表。

5.1.3電子電壓表的分類

1．模擬式電子電壓表

模擬式電子電壓表，一般是用磁電式電流表頭作為指示器。由于磁電式電流表只能測量直流電流，測量直流電壓時，可直接經(jīng)放大或經(jīng)衰減后變成一定量的直流電流驅(qū)動直流表頭的指針偏轉(zhuǎn)指示其大??；測量交流電壓時，須經(jīng)過交流-直流變換器，將被測交流電壓先轉(zhuǎn)換成與之成比例的直流電壓后，再進(jìn)行直流電壓的測量。

在模擬式電子電壓表中，大都采用整流的方法將交流信號轉(zhuǎn)換成直流信號，然后通過直流表頭指示讀數(shù)，這種方法稱為檢波法；另外還有熱電偶轉(zhuǎn)換法和公式轉(zhuǎn)換法等。根據(jù)電子電壓表電路組成方式的不同，模擬式電子電壓表又有不同類型，下面介紹幾種典型的類型。⑴放大-檢波式放大-檢波式電子電壓表，是先將被測信號進(jìn)行放大，再進(jìn)行檢波，然后通過直流表頭指示讀數(shù)，如圖4-2所示。

其中放大電路一般采用多級寬帶交流放大器，靈敏度很高，可測幾十～幾百微伏左右的電壓，頻率上限可達(dá)10MHz；交直流轉(zhuǎn)換器常采用平均值檢波器。這種類型的電子電壓表常稱為“毫伏表”。檢波衰減交流放大μA圖5-2檢波-放大式電子電壓表的原理框圖⑵檢波-放大式檢波放大式電子電壓表對被測交流電壓采取了先檢波后放大的方法，故頻率范圍、輸入阻抗等都主要取決于檢波器。如果應(yīng)用超高頻檢波二極管檢波，則頻率范圍可達(dá)20Hz~1GHz。因此，這類電壓表也稱為“超高頻電子電壓表”。原理框圖如5-3所示。檢波-放大式電子電壓表的交直流轉(zhuǎn)換器采用了峰值檢波器。檢波衰減直流放大μA圖5-3檢波-放大式電子電壓表原理框圖⑶熱電轉(zhuǎn)換式和公式法熱電轉(zhuǎn)換式通過熱電偶將交流電有效值轉(zhuǎn)換成直流電壓值，這種方法的優(yōu)點是沒有波形誤差，但是有熱慣性,頻帶不寬。公式法是利用有效值公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。經(jīng)過模擬平方器、積分器、開方器等轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。這種方法，頻帶受轉(zhuǎn)換器的限制，準(zhǔn)確度較低。常用于較低頻率有效值電壓的測量。2．?dāng)?shù)字式電壓表數(shù)字式電壓表首先利用模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換原理，將被測的模擬量電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，用數(shù)字式直接顯示被測電壓的量值。與模擬式電壓表相比，數(shù)字式電壓表具有精度高、測量速度快、抗干擾能力強(qiáng)、自動化程度高、便于讀數(shù)等優(yōu)點。最基本、最常見的數(shù)字電壓表是直流數(shù)字電壓表（DVM），在其輸入端配以不同的轉(zhuǎn)換器或傳感器就可測量交流電壓、電流、電阻等電量。它是多種數(shù)字測量儀器的基本組成部分。典型的數(shù)字式電壓表的組成框圖如圖4-4所示。儀器主要由模擬電路、數(shù)字邏輯電路及顯示器組成。其中模擬電路中的模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器是數(shù)字式電壓表的核心，應(yīng)用不同的A/D轉(zhuǎn)換原理就能構(gòu)成不同類型的數(shù)字電壓表。圖5-4直流數(shù)字電壓表的組成⑴逐次比較型數(shù)字電壓表

以逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器為核心部件，將被測電壓與已知的不斷遞減的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行逐次比較，最終獲得被測電壓值。⑵積分型數(shù)字電壓表

以積分型A/D轉(zhuǎn)換器為核心部件，利用積分原理把被測電壓量轉(zhuǎn)換為與之成正比的時間或頻率，再利用計數(shù)器測量脈沖的個數(shù)來反映電壓的數(shù)值。5.2模擬式電子電壓表5.2.1均值型電子電壓表5.2.2峰值型電壓表5.2.3有效值電子電壓表5.2.4應(yīng)用實例

模擬式電子電壓表根據(jù)交直流轉(zhuǎn)換方式（檢波方式）的不同分為均值型、峰值型和有效值型三種。下面分別討論這三種類型電壓表的基本組成、工作及其使用中的誤差處理方法。

均值型電子電壓表屬于放大-檢波式電子電壓表。被測交流電壓先進(jìn)行放大，然后進(jìn)行檢波。檢波器-交直流轉(zhuǎn)換器常采用平均值檢波器，所以稱為均值型電壓表。均值型電壓表常用測低頻信號電壓。平均值檢波器分為半波式和全波式兩種，不特別注明時，都指全波式平均檢波器。5.2.1均值型電子電壓表1．均值檢波器原理均值電壓表內(nèi)常用均值檢波電路如圖4-5所示。圖4-5（a）為橋式全波整流器電路，4-5（b）為半橋式的全波整流電路。圖4-5（b）中以電阻代替了圖4-5（a）中的兩只二極管，這在實際電路中是常見的。圖5-5平均值檢波器電路以圖5-5（a）為例，設(shè)輸入電壓為U（t）、D1～D4相同其正向電阻為Rd，微安表內(nèi)阻為rm。理論證明，流過微安表的電流為由上式可知，均值電壓表的表頭偏轉(zhuǎn)正比于被測電壓的平均值，即∝（K為比例系數(shù)）。整流后的平均電流與輸入波形無關(guān)，只與其平均值有關(guān)。2．定度系數(shù)與波形換算由于實際測量中正弦波使用最普遍，因此，電子電壓表刻度皆用正弦有效值來定度。微安表的指針偏轉(zhuǎn)角α與被測電壓平均值成正比，但儀表度盤是按正弦波電壓有效值刻度的。所以電表在額定頻率下加正弦交流電壓時的指示值其中，式中是被測任意波形電壓的平均值；是定度系數(shù)。由上式可知如果被測電壓是正弦波，又采用全波檢波電路，若已知正弦有效值電壓為1V時，全波檢波后的平均值為V，故利用均值表測量非正弦波電壓時，其示值是沒有直接意義的，只有把示值轉(zhuǎn)換后，才能得到被測電壓的有效值。這是在使用此類電壓表要特別注意的一點。首先按“平均值相等示值也相等”的原則將示值折算成被測電壓的平均值。再根據(jù)波形系數(shù)求出被測電壓的有效值。不同波形的信號電壓具有不同的波形系數(shù)，見表4-1。常用的波形系數(shù)有：正弦波=1.11，方波=1，三角波=1.15。

由上可知，用均值型電壓表測電壓時，對非正弦波要進(jìn)行波形換算。換算方法是：當(dāng)測量任意波形電壓時，將從電壓表刻度盤上讀取的示值先除以定度系數(shù)折算成正弦波電壓的平均值；然后按平均值相等示值也相等的原則，用波形系數(shù)換算出被測的非正弦電壓有效值。對于采用全波檢波電路的電壓表，被測電壓的有效值與示值的關(guān)系是想一想：用均值型電壓表測量正弦波電壓時，讀數(shù)有意義嗎？其值是什么？例5.1

用均值表（全波式）分別測量正弦波、方波及三角波電壓，電壓表示值為10V，問被測電壓的有效值分別是多少伏？解：⑴對于正弦波示值就是有效值，故正弦波的有效值

⑵對于方波

∵方波的波形因數(shù)=1，示值