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第四章模拟电子技术实验,直流稳压电源示波器信号发生器交流毫伏表数字式或指针式万用表频率仪,电子电路实验常用仪表,第一节直流稳压电源和信号发生器,一、直流稳压电源的组成和功能二、整流电路三、滤波电路四、稳压电路,电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。,整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。,滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。,稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。,一、直流稳压电源的组成和功能,整流电路,滤波电路,稳压电路,本课主要介绍：单相半波整流，单相全波整流，单相桥式整流,任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。,整流电路分类：,二、整流电路,二、单相整流电路,1.单相半波整流电路,二极管导通，忽略二极管正向压降，uo=u2,为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。,二极管截止,uo=0,u20时:,u20时,D1,D4导通D2,D3截止电流通路:aD1RLD4b,u20时,D2,D3导通D1,D4截止电流通路:bD2RLD4a,单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形,集成硅整流桥：,三、滤波电路,滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联(RC型滤波器)，或电感与负载RL串联。,交流电压,脉动直流电压,直流电压,电容滤波电路,以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。,电容滤波原理,RL未接入时(忽略整流电路内阻),a,RL接入（且RLC较大）时(忽略整流电路内阻)画图说明,无滤波电容时的波形,加入滤波电容时的波形,电感滤波原理,稳压电源类型:,电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。,效率较高，目前用的也比较多，,稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低,稳压管稳压电路,信号发生器,信号发生器的功能,1.作激励源：作为某些电气设备的激励信号。2.信号仿真：在设备测量中，常需要产生模拟实际环境相同特性的信号，如对干扰信号进行仿真。3.校准源：产生一些标准信号，用于对一般信号源进行校准（或比对）。,.按频率范围分,信号发生器的分类,低频信号发生器（1HZ-1MHZ）,低频信号发生器,A,F,放大器：提高信号能量,电压放大,功率放大,衰减器：输出连续可调的电压信号,输出指示器：提供观察输出幅值和频率的指示装置,8038电路原理图,模拟函数信号发生器,数字函数发生器：采用直接数字合成法DDS来产生不同频率，不同初相位的正弦波，同时具备产生任意波形的能力。,通用示波器：采用单束示波管显示波形的示波器多束示波器：采用多束示波管显示波形的示波器，每个波形分别由单独的电子束产生取样示波器：采用取样技术，将高频信号转换成低频信号，再用类似通用示波器原理进行显示。（300MHZ以上）记忆与存储示波器：具有存储记忆功能的示波器,电子示波器,示波器分类,示波器结构图,电子示波器的组成,示波管,示波器波形显示原理,示波器波形显示原理,示波器的组成部分垂直放大电路,示波器的组成部分扫描与同步电路,扫描触发方式的选择,常态触发方式自动触发方式单次触发方式,示波器的多波形显示原理,交替方式,断续方式,示波器的组成部分水平放大电路,交流毫伏表和数字万用表,一电压测量的特点和对电压表的基本要求,（1）频率范围宽（2）测量电压范围广（3）输入阻抗高（4）测量精度高（5）抗干扰能力強,电子电压表的分类,模拟式电压表分类：按工作频率分类分为超低频（1kHz以下）、低频（1MHz以下）、视频（30MHz以下）、高频或射频（300MHz以下）、超高频（300MHz以上）电压表。按测量电压量级分类分为电压表（基本量程为V量级）和毫伏表（基本量程为mV级）按检波方式分类分为均值电压表、有效值电压表和峰值电压表。按电路组成形式分类分为检波-放大式电压表、放大-检波式电压表、外差式电压表三类。,模拟电子电压表工作原理,指示电路,指示电路,数字电压表,数字电压表优点：）量程范围宽，精度高，并以数字显示结果）测量速度快，它能向外输出数字信号，可与其它存储、记录、打印设备相连接；）输入阻抗高，一般可达10M左右。,DVM的主要技术性能,（1）电压测量范围量程:DVM的量程以其基本量程（即未经衰减和放大的量程）为基础，再和输入通道中的步进衰减器及输入放大器适当配合向两端扩展来实现。量程转换有手动和自动两种，自动转换借助于内部逻辑控制电路来实现。显示位数:DVM的位数指完整显示位，即能显示09十个数码的那些位。因此最大显示为名9999和19999的数字电压表都为四位数字电压表。但是为了区分起见，也常把最大显示为19999的数字电压表称作位4位数字电压表。,超量程能力：指DVM所能测量的最大电压超过量程值的能力，它是数字电压表的一个重要指标。显示位数全是完整位的DVM，没有超量程能力。带有1/2位的数字电压表，如果按2V、20V、200V分挡，也没有超量程能力。带有1/2位并以1V、10V、100V分挡的DVM，才具有超量程能力。如5位的DVM，在10V量程上，最大显示19.9999V电压，允许有100的超量程。如果数字电压表的最大显示为5.9999，称为4位。如量程按5V、50V、500V分挡，则允许有20超量程。,DVM的组成及主要类型,（1）数字电压表(DVM)的组成数字电压表的组成如图所示，主要由模拟电路部分和数字电路部分组成。,（2）数字电压表(DVM)的类型比较式数字电压表：采用将输入模拟电压与离散标准电压相比较的方法，典型的是具有闭环反馈系统的逐次比较式。斜坡式数字电压表：一种间接转换形式。它对输入模拟电压进行积分并转换成中间量时间T或频率F，再通过计数器等将中间量转换成数字量。复合式数字电压表：将积分型与比较型结合起来的一种类型。,斜坡电压式数字电压表,斜坡电压式DVM简化方框图如图所示，它的A/D变换部分实质上是一个电压-时间(V-T)变换器。,斜坡电压式数字电压表简化方框图,斜坡电压分别接到两个比较器：输入比较器和接地比较器。输入比较将斜坡电压与输入被测电压于进行比较，当两者相等时，即测量过程发生第一次符合见图4.14（），输入比较器的输出便改变状态。同样，在接地比较器中，当斜坡电压从12V变化到12V的过程中通过0V时，发生第二次符合，接地比较器的输出改变状态。上述两个比较器的输出接至逻辑控制电路，后者输出控制计数器闸门的门控制信号，若斜坡电压Vr是理想线性的，则门控的时间间隔T正比于Ux。在闸门开通期间T内，时钟脉冲通过闸门进行计数。适当选择时钟脉冲频率和小数点的位置，就能以一定的位数显示出被测量。一次测量结束，逻辑控制电路输出复位信号，将计数器置零。,数字万用表,数字万用表组成原理图,与普通的模拟式多用表相比，数字多用表的测量功能较多，它不但能测量直流电压、交流电压、交流电流、直流电流和电阻等参数，而且能测量信号频率、电容器容量及电路的通断等。除以上测量功能外，还有自动校零、自动显示极性、过载指示、读数保持、显示被测量单位的符号等功能。它的基本测量方法以直流电压的测量为基础。测量时，先把其它参数变换为等效的直流电压U，然后通过测量U获得所测参数的数值。,和模拟直流电压表前端配接检波器即可构成模拟交流电压表一样，在数字直流电压表前端接相应的交流-直流转换器(AC