2.1項目分析1.項目內(nèi)容3.能力要求下頁總目錄2.知識點

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，我國電子產(chǎn)品的制造和應(yīng)用日漸廣泛，這將使在生產(chǎn)企業(yè)及科研院所中從事各種電子產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試、維修的工程技術(shù)人員起來越多，電子測量儀器必然是他們?nèi)粘９ぷ髦胁豢苫蛉钡脑O(shè)備，所以，使工程技術(shù)人員正確掌握各種電子測量儀器的使用方法，將為科研、生產(chǎn)調(diào)試及維修工作帶來更高的效率。2.1項目分析下頁首頁上頁1.項目內(nèi)容

本項目闡述了基本電子測量儀器儀表的工作原理與使用方法。內(nèi)容包括電子測量時常用的電子示波器、信號發(fā)生器、交流毫伏表等。在實驗、實訓(xùn)中要使用眾多的測量儀器，應(yīng)查對測量儀器與電路及設(shè)備間連線是否正確，有無斷線、短路或損壞情況，以便在實驗、實訓(xùn)時能迅速找到測試點，讀出正確數(shù)值，這些就是本項目培養(yǎng)學(xué)生的儀表測量能力的體現(xiàn)。下頁上頁首頁2.知識點

①各種測量儀器的特點、分類和工作原理；

②常用信號發(fā)生器、交流毫伏表、示波器等的使用。3.能力要求

①掌握信號發(fā)生器、示波器、毫伏表的正確使用方法；

②熟練掌握直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、示波器的使用方法；

③掌握利用信號發(fā)生器輸出相應(yīng)幅值和頻率的波形的方法；

④掌握利用示波器測試信號發(fā)生器輸出波形的特性參數(shù)的方法。下頁上頁首頁2.2相關(guān)知識2.2.1函數(shù)發(fā)生器2.2.2 示波器2.2.3毫伏表總目錄下頁

低頻信號發(fā)生器能產(chǎn)生一定頻率的低頻正弦信號，是工廠和實驗室中用于調(diào)試相應(yīng)頻率段的放大器等電子線路及電子設(shè)備的信號源。實驗臺上的函數(shù)發(fā)生器，它有三種信號輸出：正弦波信號、矩形波信號和三角波信號。2.2.1函數(shù)發(fā)生器下頁上頁首頁1.簡介

示波器的型號和種類很多，我們不必要每種都介紹，因為示波器的基本使用原理是相同的。在熟練掌握了一種示波器面板上各機件的功能之后，也能使用好其他示波器。即根據(jù)調(diào)節(jié)要求，識別并選中要調(diào)節(jié)的機件，調(diào)整它就可以達到使用好它的目的。至于某一種示波器的特殊功能，只要參閱其使用說明書，也可以很快地掌握它的功能?，F(xiàn)介紹MOS-620CH雙蹤示波器，這種示波器最大靈敏度為5mV/div，最大掃描速度為0.2μs/div,并可擴展10倍使掃描速度達到20ns/div。該示波器采用6英寸并帶有刻度的矩形CRT，操作簡單，穩(wěn)定可靠。2.2.2 示波器2.MOS-620CH雙蹤示波器的特點

（1）高帶寬：DC~20MHz；

（2）高靈敏度：最高達5mv/div；

（3）6″大矩形示波管，觀察波形方便；

（4）內(nèi)刻度：消除了觀察時的平行誤差；

（5）交替觸發(fā)：觀察兩個頻率不同的波形時，兩個通道都能穩(wěn)定觸發(fā)；

（6）電視同步：采用新穎的電視同步分離電路，能穩(wěn)定地觀察電視信號；

（7）自動聚焦：聚調(diào)電平可自動校正。下頁上頁首頁DA-16型晶體管毫伏表是一種目前應(yīng)用較廣的測量低頻交流電壓的晶體管毫伏表。測量低頻電壓多用平均值電壓值，它的主要作用是進行低頻交流電壓有效值測量。測量電壓范圍：100μV~300V分12個檔位；測量頻率范圍：10Hz~2MHz。2.2.3毫伏表下頁上頁首頁２.3項目實施2.3.1任務(wù)一信號發(fā)生器的使用下頁總目錄2.3.2任務(wù)二示波器的使用2.3.3任務(wù)三交流毫伏表的使用２.3項目實施2.3.1任務(wù)一信號發(fā)生器的使用下頁總目錄1．實驗?zāi)康?/p>

1）學(xué)會使用函數(shù)發(fā)生器；

2）能根據(jù)給定的頻率、幅度、波形要求，調(diào)試出相應(yīng)的波形。2.3.1任務(wù)一：信號發(fā)生器的使用下頁上頁首頁2．低頻信號發(fā)生器的使用

（1）頻率調(diào)節(jié)

正弦波信號、三角波信號和矩形波信號的頻率表指示：頻率粗調(diào)、頻率細(xì)調(diào)用于表示頻率的多少，頻率可經(jīng)連續(xù)調(diào)節(jié)，可調(diào)范圍為5Hz~550KHz。信號頻率的大小等于頻率粗調(diào)所選擇的量限和頻率表頭的指示的乘積。而表頭的指示是由頻率細(xì)調(diào)來調(diào)整的。所以，我們可以調(diào)出信號的頻率。例如，要調(diào)一個1KHz的信號，那么我們可以把粗調(diào)調(diào)到102位置，調(diào)節(jié)細(xì)調(diào)，使表頭指示到10位置，這時信號的頻率即是1KHz。下頁上頁首頁

（2）波幅度調(diào)節(jié)

1）矩形波幅度調(diào)節(jié)：可以調(diào)節(jié)矩形波信號的幅度的大小，順時針調(diào)節(jié)增大，反之減小。

2）正弦波幅度調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)正弦波輸出信號的大小。下頁上頁首頁

（3）正弦波衰減

正弦波衰減它決定正弦波信號的輸出和正弦波信號表頭的顯示之間的關(guān)系，它有三個檔位，分別是0dB、20dB、40dB。

1）當(dāng)衰減調(diào)到0dB位置時，正弦波表頭指示等于其輸出。

2）當(dāng)衰減調(diào)到20dB位置時，正弦波表頭指示等于其輸出的10倍。

3）當(dāng)衰減調(diào)到40dB位置時，正弦波表頭指示等于其輸出的100倍。

引入衰減速的優(yōu)點是為了調(diào)節(jié)小信號時方便。下頁上頁首頁２.3項目實施下頁總目錄2.3.2任務(wù)二示波器的使用1．實驗?zāi)康?/p>

1）熟練掌握示波器使用方法；

2）學(xué)會用示波器觀察信號波形，測試信號的幅值，測試信號周期或頻率。2.3.2任務(wù)二

示波器的使用下頁上頁首頁2．示波器面板介紹

MOS-620CH的面板如圖2－1所示。

(1)前面板介紹

6）電源開關(guān)（POWER）：電源開關(guān)按進去為電源開，恢復(fù)是電源斷。

2）輝度控制（INTEN）：這個旋鈕用來調(diào)節(jié)輝度電位器，改變輝度。順時針旋轉(zhuǎn)，輝度增加。

3）聚焦控制（FOCUS）：當(dāng)輝度調(diào)到適當(dāng)?shù)牧炼群?，調(diào)節(jié)聚焦控制直至掃描線最佳。雖然聚焦在調(diào)節(jié)亮度時能自動調(diào)整，聚焦有時稍微漂移，應(yīng)用手調(diào)節(jié)以便獲得最佳聚焦?fàn)顟B(tài)。

4）基線旋轉(zhuǎn)控制（TRACEROTATION）：用于調(diào)節(jié)掃描線和水平刻度線水平。下頁上頁首頁

33）顯示屏：用于顯示波形。

1）校正2V端子（CAL）：輸出1kHz和2V的校正方波。用于校正探頭補償。下頁上頁首頁

（2）垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的控制件

8）CH1輸入：此端子用于垂直軸信號輸入。當(dāng)示波器工作于X-Y方式時，輸入到此端子的信號變成X軸信號。

20）CH2輸入：同CH1，但當(dāng)示波器工作在X-Y方式時，輸入到此端的信號作為Y軸信號。

10）和19）輸入耦合開關(guān)（AC-GND-DC）：該開關(guān)用于選擇輸入信號饋至垂直軸放大器的耦合方式。

AC：在此耦合方式時，信號經(jīng)過一個電容器輸入。輸入信號的直流成份被隔離，只有交流成份被顯示。

GND：在此方式垂直放大器輸入端接地。

DC：在此耦合方式，輸入信號直接饋至垂直放大器輸入端而顯示，包含直流成份。下頁上頁首頁

7）和22）垂直衰減開關(guān)：該開關(guān)用于選擇垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。置于一個易于觀察輸入信號幅度的范圍。當(dāng)10：1探頭連接于示波器時，熒光屏上的讀數(shù)要乘以10。

9）和21）微調(diào)控制：當(dāng)旋轉(zhuǎn)此旋鈕時，可小范圍地連續(xù)改變垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度，當(dāng)此旋鈕以反時針旋轉(zhuǎn)到底時，其變化范圍應(yīng)大于2.5倍。此旋鈕用于比較波形、同時觀察兩個通道方波上升時間或者要定量測量波形的大小時。通常將這個旋鈕順時針旋到底校準(zhǔn)位置。當(dāng)旋鈕被拉出時，垂直系統(tǒng)的增益擴展5倍。最高靈敏度變成1mV/DIV。

11）和18）垂直位移旋鈕：此旋鈕用于調(diào)節(jié)垂直方向的位移。順時針旋轉(zhuǎn)波形上移，逆時針旋轉(zhuǎn)波開下移。下頁上頁首頁

14）垂直工作方式選擇開關(guān)：這個開關(guān)用于選擇垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作方式。

CH1：只有加到CH1通道的信號才能被顯示。

CH2：只有加到CH2通道的信號才能被顯示。

DUAL：兩個通道同時顯示。工作方式由ALT/CHOP決定。

ADD：加到CH1、CH2上信號的代數(shù)和在熒光屏上顯示。下頁上頁首頁

12）交替方式與斷續(xù)方式：用于慢掃描的觀察。

ALT：加到CH1、CH2通道的信號能交替顯示在熒光屏上，這個工作方式用于掃描時間短的兩通道觀察。

CHOP：在這個工作方式時，加到CH1、CH2的信號被250KHz自激振蕩電子開關(guān)的控制，同時顯示在熒光屏上，這個工作方式用于掃描時間長的兩通道觀察。

17）CH2INV通道2的信號反向，當(dāng)此鍵按下時，通道2的信號以及通道2的觸發(fā)信號同時反向。下頁上頁首頁

（3）水平控制偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

29）TIME/DIV選擇開關(guān)：掃描時間范圍從0.2μs/DIV到0.5s/DIV分20個檔。

30）掃描微調(diào)控制：此旋鈕在校準(zhǔn)位置時，掃描因數(shù)按TIME/DIV讀出，當(dāng)旋鈕不在校準(zhǔn)位置時，掃描因數(shù)能連續(xù)變化。當(dāng)開關(guān)順時針旋到校準(zhǔn)位置時，此進掃描時間由TIME/DIV開關(guān)準(zhǔn)確讀出，反時針旋轉(zhuǎn)到底掃描因數(shù)擴大2.5倍多。

32）位移控制旋鈕：本旋鈕用于水平移動掃描線，在測量波形的時間參數(shù)時適用。該旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)，掃描線向右移，反時針旋轉(zhuǎn)，掃描線向左移。

31）掃描擴展開關(guān)：當(dāng)旋鈕被按下時，掃描擴展10倍。

（4）同步系統(tǒng)

23）外觸發(fā)輸入插座：用于外部觸發(fā)信號；當(dāng)使用該插座時，開關(guān)24）設(shè)置在EXT的位置上。

24）觸發(fā)源選擇開關(guān)（SOURCE）：該開關(guān)是用于選擇掃描觸發(fā)信號源。

CH1：加到CH1的信號作為觸發(fā)信號；

CH2：加到CH2的信號作為觸發(fā)信號；

LINE：選擇交流電源作為觸發(fā)信號；

EXT：外部觸發(fā)信號接于24）作為觸發(fā)信號源。下頁上頁首頁25）觸發(fā)方式選擇開關(guān)（MODE）

自動（AUTO）：本狀態(tài)儀器始終顯示掃描線。有觸發(fā)信號，獲得正常觸發(fā)掃描，波形穩(wěn)定顯示。沒有觸發(fā)信號，掃線將自動出現(xiàn)。通常情況下，這種狀態(tài)是方便的。

常態(tài)（NORM）：當(dāng)觸發(fā)信號產(chǎn)生，獲得觸發(fā)掃描信號，實現(xiàn)掃描。若沒有觸發(fā)信號或不同步，應(yīng)當(dāng)不出現(xiàn)掃描線。一個非常低的頻率信號（25Hz或更低）用這個方式時，將影響同步。

TV-V：這種狀態(tài)用于觀察電視信號的全場波形。

TV-H：這種狀態(tài)用于觀察電視信號的全行波形。下頁上頁首頁26）觸發(fā)極性（SLOPE）：選擇觸發(fā)信號上升沿或下降沿觸發(fā)。

27）觸發(fā)電平控制旋鈕（LEVEL）：該旋鈕通過調(diào)節(jié)觸發(fā)電平來確定波形掃描的起始點，亦能控制觸發(fā)開關(guān)的極性。按進是正極性，拉出來是負(fù)極性。

28）交替觸發(fā)（TRIGALT）：觸發(fā)信號來自于CH1、CH2。下頁上頁首頁3.基本使用方法

1）打開電源開關(guān)，在沒有信號的情況下調(diào)出一條水平亮線。

2）校準(zhǔn)示波器：將示波器探頭接到校準(zhǔn)信號源上（1KHz，2V的方波信號）,調(diào)出方波信號,觀察其波形的幅度和周期(從而可以計算出頻率)的大小。

3）測信號，將示波器探頭接至被測信號端，注意地線（即黑夾子是地線）要與被測信號共地，信號線（探頭或紅夾子）接被測信號。通過調(diào)垂直和水平掃描旋鈕使波形清晰地顯示在示波器的屏幕上。從上面可以讀出波形的峰峰值和周期的大小（注意：在定量測量時，垂直和水平掃描的微調(diào)開關(guān)要打至校正位置）。下頁上頁首頁

峰峰值的大小=波形垂直所占的格數(shù)乘以垂直掃描的靈敏度。周期的大小=波形的一個周期水平所占的格數(shù)乘以時間掃描靈敏度。頻率=周期的倒數(shù)。

要同時觀察兩個波形的情況時，必須把工作方式選擇開關(guān)打至DUAL的ALT或CHOP位置。從上面不僅能測出兩個波形的峰峰值和周期的大小，而且也能測兩個波形之間的相位差等。下頁上頁首頁4.實驗內(nèi)容

1）校準(zhǔn)示波器，即用示波器測其上面的一個標(biāo)準(zhǔn)信號源的峰峰值和頻率的大小。

2）用示波器和頻率表調(diào)出下表2－1中所要求的函數(shù)發(fā)生器輸出幅值和頻率的大小。下頁上頁首頁下頁上頁首頁函數(shù)發(fā)生器輸出示波器各旋鈕的位置情況以及計算結(jié)果DA-16測量結(jié)果F(Hz)幅值(V)V/DIV位置

微調(diào)垂直格數(shù)峰峰值有效值T/DIV位置微調(diào)水平格數(shù)周期計算的頻率2502

1K0.2

10K0.02

表2－1用示波器測量的函數(shù)輸出幅值和頻率２.3項目實施下頁總目錄2.3.3任務(wù)三交流毫伏表的使用1．實驗?zāi)康?）了解交流毫伏表上各部件的作用；2）掌握交流毫伏表的使用方法。2.3.3任務(wù)三

交流毫伏表的使用下頁上頁首頁2．交流毫伏表介紹

常用的交流毫伏表的型號為DA-16，它的作用是用來測量正弦交流信號的有效值的。

（1）主要技術(shù)指標(biāo)

測量電壓范圍：100μV~300V分12個檔位；

測量頻率范圍：10Hz~2MHz。下頁上頁首頁

（2）使用方法1）接通電源前，首先觀察表頭指針是否指到零位置，若不在0，應(yīng)進行機械零點調(diào)節(jié)，將儀器站立放平，調(diào)節(jié)表頭的調(diào)零螺絲，使指針指到零位置。然后把轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)到最大量程上。2）通電后，接入信號，將探頭線的黑夾子接到被測信號的地線上，紅夾子接被測信號端。然后逐漸調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換開關(guān)，使檔位量程減小，觀察儀器的指針指向的位置，盡可能地使指針接近滿度以減小示值相對誤差。下頁上頁首頁3）讀數(shù)：讀表盤最上面的二條刻度線，當(dāng)選擇的量程是以3開頭的讀第二條，其中3就是量程值，如選擇3mv檔，那么滿度3就代表3mv。當(dāng)量程以1開頭時，讀第一條刻線，10就代表量程值，然后按比例算出其大小。下頁上頁首頁

（3）注意事項1）切勿使用低電壓檔去測高電壓，否則可能損壞儀表。2）使用儀表的毫伏檔測低電壓時，應(yīng)先接地線，而后再接入另一個測試線，測試完畢，把量程調(diào)到盡可能大一些，然后按相反的順序取下線，以免引入干擾，使指針急速打向滿度，造成儀表損壞。3）測試時儀表地線應(yīng)與被測電路的地線接在一起，以免引入干擾電壓。連接線宜短，最好使用屏蔽線。下頁上頁首頁4）用DA-16測量市電時，量程轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)置于300V檔，然后將儀表地線接在市電的零線上，另一根線接于火線上，若接反了，可能損壞儀表。5）10Hz以下或2MHz以上的交流電壓和非正弦電壓不宜用DA-16測量。下頁上頁首頁3.實驗內(nèi)容

調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使正弦波的信號的幅值和頻率按下表輸出。記下函數(shù)發(fā)生器上每個旋鈕的位置，并用DA-16測出對應(yīng)的電壓的大小。結(jié)果填入下表2－2中。下頁上頁首頁下頁上頁首頁正弦波信號函數(shù)發(fā)生器面板上各旋鈕的位置DA-16測量f（Hz）幅值（V）頻率粗調(diào)頻率表指示正弦波衰減正弦波表頭指示2502

1K0.2

10K0.02

表2－2用DA-16測出對應(yīng)的電壓的大小2.4拓展知識2.4.1示波器測量相位差的方法2.4.2虛擬儀器技術(shù)下頁總目錄2.4拓展知識2.4.1示波器測量相位差的方法下頁總目錄

在電路測試實驗中，相位差測量（簡稱相位測量）的應(yīng)用很廣泛。例如測量各種濾波器移相器和放大器等雙口網(wǎng)絡(luò)的頻率特性時，就需要對它們的輸入信號與輸出信號之間的相位差進行測量，也就是測量不同頻率的正弦信號在通過雙口網(wǎng)絡(luò)時所產(chǎn)生的相位移。用示波器來進行相位差的測量，能測量的最小相角可達5-10度。

選擇雙通道的斷續(xù)模式，信號分別輸入CH1、CH2，調(diào)節(jié)Y軸增益，使兩個信號幅度相同。選擇CH1觸發(fā)，如果CH2的波形在CH1之后，就是CH1超前CH2，觀察波形相同位置的時間差，再與一個周期的時間相比，就知道相位差了。2.4.1 示波器測量相位差的方法下頁上頁首頁

示波器的李沙育圖形，廣泛應(yīng)用于頻率和相位的測量。這種測量方法不僅為我們提供了示波器頻率及相位測量方法，而且能對其他所有基于示波器測試原理的學(xué)習(xí)，打下良好的理論基礎(chǔ)。一個基準(zhǔn)信號已知頻率和相位，一個待測信號，在雙蹤示波器中進行波型疊加，調(diào)整基準(zhǔn)信號源，在示波器上得到某種特殊圖形，可以表示待測信號與已知基準(zhǔn)信號源之間的頻率和相位關(guān)系，從而計算出被測信號的頻率和上位。這種方法使用的圖形列表叫李沙育圖形如表2－3，該方法稱為李沙育圖形法。下頁上頁首頁表2－3李沙育圖形列表2.4拓展知識2.4.2虛擬儀器技術(shù)下頁總目錄

虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應(yīng)用的需求。這也正是NI近30年來始終引領(lǐng)測試測量行業(yè)發(fā)展趨勢的原因所在。只有同時擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)性能高、擴展性強、開發(fā)時間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢。2.4.2虛擬儀器技術(shù)下頁上頁首頁1.虛擬儀器技術(shù)的三大組成部分

（1）高效的軟件

軟件是虛擬儀器技術(shù)中最重要的部份。使用正確的軟件工具并通過調(diào)用特定的程序模塊，工程師和科學(xué)家們可以高效地創(chuàng)建自己的應(yīng)用以及友好的人機交互界面。

擁有了功能強大的軟件，您就可以在儀器中創(chuàng)建智能性和決策功能，從而發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)在測試應(yīng)用中的強大優(yōu)勢。下頁上頁首頁

（2）模塊化的I/O硬件

面對如今日益復(fù)雜的測試測量應(yīng)用，NI提供了全方位的軟硬件解決方案。無論您是使用PCI,PXI,PCMCIA,USB或者是IEEE1394總線，NI都能提供相應(yīng)的模塊化硬件產(chǎn)品，產(chǎn)品種類從數(shù)據(jù)采集及信號調(diào)理、模塊化儀器、機器視覺、運動控制、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業(yè)通訊，應(yīng)有盡有。NI高性能的硬件產(chǎn)品結(jié)合靈活的開發(fā)軟件，可以為負(fù)責(zé)測試和設(shè)計工作的工程師們創(chuàng)建完全自定義的測量系統(tǒng)，滿足各種靈活獨特的應(yīng)用需求。

（3）用于集成的軟硬件平臺