高频电子线路实验

1、高频电子线路实验技能训练目的和任务一、本课程训练的基本要求通过电路实验训练，使学生加强理论联系实际，能用实验方法去测定相应电路元件的参数或绘制有关的曲线。训练教学的基本任务:1. 应在各实验结果的分析讨论中加深对有关电路理论的理解。2. 通过本课程训练应巩固和扩展所学到的理论知识，应能熟悉掌握使用下列实验设备：（1） 直流电流、电压表的使用方法（2） 交流电流、电压表的使用方法（3） 万用表的使用方法（4） 稳压电源使用方法（5） 示波器的使用方法（6） 电子毫伏表使用方法（7） 函数信号发生器使用方法3. 通过训练，学生应能正确使用常规的电工仪器，掌握一些基本的电路测试技术、试验方法及数据分

2、析处理。基本测量中的几个问题：在基本测量中，除了要有正确的测量方法 、严格的操作过程外，还要注意以下几个问题。1、 测量误差只要进行测量，得到的测量值与真值之间就会产生一定的误差，这是不可避免的。在电子测量中，测量误差通常有两种形式。1） 绝对误差绝对误差又称绝对真误差，可表示为 X = X - X0式中X为绝对误差，X为测量值，X0为真值。测量值即仪器的测出值，而真值虽然是客观存在，但通常是得不到的，一般要用理论值或精度较高的仪器测量值代替，绝对误差与被测量具有相同的单位，并有正负。2） 相对误差相对误差的定义如下式表示：=100%相对误差的引入是由于在电子测量时，有些量（如电压、频率等）的

3、绝对误差，其大小并不能确切地反映出测量的精确程度，用相对误差就能很好地解决这个问题。例如：某一测量中，在测100mv的电压时，绝对误差是1mv，测1V电压时的绝对误差是10mv，两电压的绝对误差相差10倍，但它们的相对误差却是相同的。因此，在电子测量中进行误差分析时，多采用相对误差。2测量精确度测量精确度可以用来说明测量效果，其高低通常与下述因素有关。1） 使用仪器通常把测量仪器分成不同的等级，不同的等级有着不同的精确度，如我国指针式（模拟）表头共分七个等级（0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0），表头的等级一般都在表盘上标出。表头等级采用了一种新的相对误差来表示，即引用误差

4、，也称满度相对误差，其定义为 = 100%式中为引用误差，x为绝对误差，X m为满刻度值。如一块仪表的等级是0.5级，也就是说它的最大绝对误差不超过满刻度值的0.5%。当仪表的等级确定后，由误差理论分析可知，测量中绝对误差的最大值与仪表的满刻度值成正比。因此在选用仪表时不要用大量程去测小电量，并且被测量与仪表的满刻度值越接近，测量越准确，一般应使指针的位置至少处在满刻度的1/3以上再读数。2） 数值读取当使用模拟式仪表进行测量时，测量结果通常是用刻度给出，因此在读取数值时，除了要有正确的姿势外，分刻度的估读（取几位有效数位）将直接影响测量结果。有时在某一测量点上或某一频率范围内，还可能发生指针

5、抖动、左右漂移等特殊情况，会给读数带来更大困难。如何获取正确的数值看起来很简单，其实不然，它影响着整个测量结果。因此，对于初学者来说，首先要端正心态，不急不躁，认真地按照刻度规律（多为均匀刻度）进行分刻度划分，直到满足测量精度要求。读取数值时，要根据测量精度的需要来确定估读的数位。一般估读的数位越多测量精度越高，但读数的时间也会延长，难度也会加大，因此在数值读取时要做到综合考虑。另外常见的一种情况是，当人靠近、移动被测系统或移动测量线及连接导线时，表针也随着漂移、不稳定。这多由测量系统某处接触不良或导线、测量线的芯线断裂造成，应首先找出原因，排除故障后再读数。目前，数字式表头越来越多地被电子仪

6、器所采用。使用数字式表头，给数据读取带来很大方便，但此时有两点需要注意：一是小数点的位置，读数前要调整仪器的量程，使读数有一个正确的有效数位，以保证精确度；二是使用数字表头虽然读数直观，但最后一位数字易不稳定，会不断变化，此时不要太在意最后一位究竟是多少，只要前面的位数能满足精度要求就够了。3） 有效数位的处理通常在生活中遇到的数据，一般反映的是某一量的大小或多少；但在测量中获取的原始数据，既反映被测量的大小又内含了测量精度。如1和1.0，它们的大小是相等的，但它们的测量精度却差了一个数量级。因此在测量中或实验后的数据处理时，要使同一项测量保持相同的测量精度，即它们的小数点后的数位应相同。当是

7、整数时，要根据精度的要求，在小数点后用0将数位补足，在同一项测量中不应出现不同的有效数位。数位少，说明测量精度不够，不能满足测量要求；数位多，虽然该点的测量精度高了，但从整体上看并没有多大的实际意义。为了记录的整齐，多余的位数应按照四舍五入的规则处理。在测量中，对于测量精确度，总希望越高越好，但高精度也需要高代价，如需要高等级的仪器、测量时间延长等。因此在精度的处理上，要根据具体情况而定，以满足要求为原则。在此前提下，尽量减少无谓的开支。3 测量仪器的选用测量仪器是实验时不可缺少的工具，因此仪器的选用尤为重要。仪器使用恰当，可以做到既省时又省力，如果仪器选用不正确，可能会导致实验的失败。选用仪

8、器一般应注意以下几点：（1） 了解仪器的基本功能和性能，仪器的等级是否满足测量要求。（2） 电子测量中的测量范围一般都比较宽，如电压通常可以从几毫伏至几十伏甚至上百伏，频率可以从直流到几兆赫或者更高。因此选用仪器时，一定要注意其技术指标、适用范围（量程、频带）。仪器的等级再高，如果使用不当，也达不到应有的效果。如用毫伏表测直流电压，用数字万用表测大于1KHz的交流信号，都将不会得到正确的结果。（3） 测量仪器都有一定的内阻，对于电压表来说，其输入电阻一定要远大于被测两端点的电阻，否则将会破坏被测电路的正常工作状态而得不到真实结果。（4） 当有多种仪器仪表都能满足测量要求时，应首选操作简单、读数

9、方便的一种，以减少因操作和读数带来的失误。测量结果的处理进行实验时，通常有两个目的，一是欲知某个基本电路或整个电路系统的工作状态，即电路的运行情况；二是了解电路或整个系统的特性，亦当某些条件如输入频率、幅度、负载、时间等）改变时，系统会出现什么反应。不管是哪种目的，首先都需要获取足够的原始数据，然后对这些原始数据进行加工、整理、分析，才能做出结论。因此，实验时仅获得一些测量数据还远达不到实验目的，还必须对其进行处理。对实验（测量）结果的处理通常采用两种方式：列表法和曲线法。（） 列表法列表法就是将测取的原始数据进行整理分类后放在一个特制的表格里，其目的是为了将所有数据有序地放在一起，既可以使实

10、验结果一目了然，也为对其进行分析提供方便。用列表法能否达到上述目的，制表是关键，因此制表时要注意以下问题。） 项目齐全。即原始数据、中间数据、最终结果，以及理论值、误差分析等不可缺项。） 项目名称简练易懂。项目名称可采用字母或文字，但一定要符合习惯。有量纲的要给出单位，间接量要给出计算公式；如果公式不易在表中给出，可在表后用加注的方法给出。） 测试条件明确。对大多数测试，都是在特定条件下进行的，因此，只有当给出测试条件时，测试结果才有意义。当测试条件不变时，可以把测试条件放在表格里，也可以放在表格外明显的地方，如右上角。） 制表规范、合理，易读懂，表达的信息完整。制表可能会被认为是一件简单的事

11、情，但要制出一种非常有效的表格，全面、正确地反映实验情况，则必须经过认真考虑、仔细斟酌，才能达到目的。（） 曲线法表达实验结果的曲线通常有两种类型。） 特性曲线用列表法可以把所有的实验数据有序地集中在一起，以便对其进行观察和分析。但在研究器件、电路的特性时（如伏安特性、频率特性），仅有数据表格还不能准确地反映出电路的变化规律。原因是：一般电路的变化规律是连续的，而表格中的数据却是有限的、间断的。因此，这就需要把表格中的数据作为点的坐标放在坐标系中，然后用线段将这些点连接起来，形成一条曲线。用这样的方法绘制曲线叫做描点法，绘制的曲线叫做电路的特性曲线。用特性曲线描述实验结果，具有直观完整、可获取

12、更多信息的优点，但在绘制时要注意以下几点。建立完备且合适的坐标系。完备，即坐标轴的方向、原点、刻度、函数变量及单位俱全，合适，是指坐标轴刻度的比例大小合适，它决定了曲线图形的大小。测量时要将所有的特殊点（如最大点、最小点、零点等）取到，此外应按照曲线曲率小的地方多取、曲率大的地方少取的原则，取足够数量的点。绘制曲线时，可剔除坏点（坏点可以标在图上，但曲线不用通过该点，只供分析时用）。坏点是指因操作或其他原因引起的测量结果与理论不符、脱离正常规律的点。曲线要光滑，精细一致特性曲线的绘制，原则上是用线段逐一将各点连接起来，但由于取点不可能无限多，再加上有测量误差的存在，这样绘出的曲线往往会是一段段

13、折线。此时允许在理论的指导下，按照函数的变化规律去处理曲线，即曲线可以不通过所有的测量点，这和处理数据时取平均值是一个道理。）响应曲线在实验室进行实验，对电路进行测量可看成是用仪器对电路进行求解。测量结果有的只是一个数值，但大多数情况则是一个函数（波形）。为了记录测量结果，就必须从测量仪器（多为图形显示仪器）上将其画下来。绘制的近似程度直接影响着测量结果的准确程度，因此在画图时一定要保持和原图一致或对应成比例。在绘制时，要注意做到以下几点。（） 首先将响应曲线的位置、大小调整合适，使曲线处在一个既携带了全部信息又便于绘制的状态。（） 绘制时使用坐标纸（因一般显示屏上有坐标格）。先在坐标纸上标出

14、与图形对应的一些点（具有一定特点），然后再对这些点进行连线。当两点之间曲线的曲率较小、不易连接时，可在这两点之间再插入点。（） 考虑是否建立坐标系。一旦建立坐标系，其刻度要与曲线的变量幅度对应起来。（） 当一个坐标系中有多条曲线时，要对这些曲线加文字说明，并用不同的线型或颜色加以区别。（） 绘制出的曲线要光滑。（） 另外，还有一些图形，如后面要学到的相位测量，其测量结果不是和整个图形有关，而只是和图形上个别点有关。这时对图形的调整要把注意力放在与结果有关的点上，绘制时要把这些点的位置找准，因为其他部分只会影响图形的美观而不会影响测量结果。二、基本仪器原理与使用、 概述“基本电子仪器”通常是指用

15、于测量信号电压、电流、频率、波形和器件参量的测试仪器及各种信号发生器，在电路实验中常用的电子仪器主要有示波器、信号发生器、频率计数器、晶体管毫伏表、万用表、直流稳压电源等。基本电子仪器按功能可分为两类。一类是“源”，它能提供电子电路及电子系统正常工作需要的能量或激励信号，如直流稳压电源、信号源等。这一类设备对外输出物理量，具有一定的内阻，使用时输出不能短路。另一类是测试设备，用于观察或测量电信号参量，如示波器、晶体管毫伏表、万用表、频率计数器等。这类设备要吸收一定的能量，具有输入电阻，大多数仪器使用前需要短路调零。以下介绍的各种基本测量仪器，虽然功能不同，但有共同之处，多数为模拟式，测量的为模

16、拟信号。仪器的测量功能是通过调节操作面板上的开关、旋钮来完成的，改变操作面板上开关、旋钮的位置，可以设置仪器的不同工作状态，以适应各种测试需要。、 稳压电源及信号源信号源又叫信号发生器，是能产生各种交流信号的仪器。按输出信号波形的不同可分为：正弦信号发生器、脉冲信号发生器、函数信号发生器、噪声信号发生器等。正弦信号发生器按输出信号频率范围的不同又分为：超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频信号发生器、超高频信号发生器。当输出频率为零时，输出的是直流信号。输出幅度不随负载变化的信号源，称之为稳压电源。（） 直流稳压电源） 直流稳压电源的工作原理：稳压电源是一种在电网电压或负载变化

17、时，其输出电压或电流基本保持不变的电源装置，通常有交流稳压电源和直流稳压电源两类。直流稳压电源通常由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图3-1所示。 图中，220V、50HZ的交流电压经过变压器被降至所需幅度，通过整流电路将交流电压变换为直流脉动电压，直流脉动电压再通过滤波电路滤去交流分量，得到比较平滑的直流电压，这个直流电压再经过稳压电路稳压，然后输出稳定的直流电压。） 直流稳压电源的主要技术指标直流稳压电源的技术指标是衡量其性能的标准，有下列几项内容。A、 指稳压电源输出的电压及调整范围B、 输出满载电流指在输出电压稳定度得到保证的条件下，稳压电源可输出的最大负荷电流。

18、不同型号的稳压电源具有不同的满载电流。C、 波纹电压波纹电压是指直流稳压电源输出中所含的交流成分，通常是与输入电源频率有关的谐波，其大小可用交流分量的有效值或峰-峰值表示。波纹电压越小，稳压电源的性能越好。D、 稳定系数Sr稳定系数是指在负载和工作环境温度不变时，电网电压变化的百分率和输出电压变化的百分率之比值，稳定系数的数值越大，表明稳压电源的性能越好。Sr = 式中为输出电压，为输出电压变化量，为电网电压，为电网电压变化量。E、 稳定度S稳定度是指稳压电源在规定的负载条件下，当电网电压变化10%时，输出电压的最大偏差与输出电压值之比。S=式中：为输出电压，为输出电压的最大偏差。） 直流稳压

19、电源的输出直流稳压电源的输出分为单路和多路两种，单路输出只有一组输出端子，多路输出则有两组或多组输出端子。无论是单路电源还是多路电源，输出电压值均有固定和连续可调两种。固定式电源可以输出一个或多个固定的直流电压，可调电源可通过调节操作面板旋钮，改变输出电压值，通常具有较宽的输出电压范围。如实验室中常用有双路通用直流稳压电源，输出电压可从0-30V连续调节，也有的输出电压是分段调节的，通过分别调节粗调及细调旋钮，可得到所需的电压值。） 直流稳压电源的使用直流稳压电源的一路输出端共有三个输出端子，即“+”、“-”端子和接地（GND）端子。若“+”、“-”两端都不与接地端相连接，则这时的输出电压是浮

20、置的，当“+”、“-”两端有一端与接地端连接在一起时，则电源输出是接地的。当需要输出正电压时，应将“-”端与地相连，需要输出负电压时，则应将“+”端与“地”端相连。由于接地端的不同，电源可输出正电压或负电压。因此，在使用直流稳压电源时，要根据电路的实际需要，正确连接输出端。有些集成电路需要正、负直流电压才能正常工作。这时可使用双路稳压电源，使其输出呈现一路为正、一路为负的形式，连接方法如图3-2所示。稳压电源一般都有过载及输出短路保护功能。在出现过载或短路时，它可自动降低电压或禁止电压输出，以防止输出过量电流。这样，既保护电源本身，也在一定程度上保护被供电电路。图4-1 输出正、负电压时的连接

21、方法使用稳压电源时，要特别注意输出端不允许短路或过载。当发现输出电压指示下降或突然为零时，应立即关闭电源或断开负载，以免损坏设备。（） 信号源信号源（函数发生器）用来产生所需信号，是电路实验中常用的仪器。一台性能良好的通用信号源应具备以下基本要求：A、 较宽的频率范围，且频率连续可调。B、 在整个频率范围内具有良好的输出波形，即波形失真要小。C、 输出电压幅度可连续调节，且基本不随频率的改变而改变。D、 具有输出指示（电压幅度、频率）。随着电子技术的发展，目前的信号源一般可输出多种波形，如能输出正弦波、方波、三角波、TTL电平和直流电平。在方波和三角波的基础上，还可调出各种矩形波和斜波。因此，

22、现在的信号源又称为函数发生器。有的函数发生器还具有调制和扫频的功能。函数发生器输出信号的波形、幅度、频率，都可通过仪器前面板上的旋钮、开关方便的调节、设定。1）函数发生器的工作原理函数发生器能输出多种波形，其工作原理框如图3-3所示。由图可看出，方波是由三角波通过比较器转换而成的，正弦波则是通过正弦波整形电路由三角波变换而成的，然后经过波形选取、放大、衰减输出。 图3-3 函数信号发生器原理框图直流偏置电路的作用是提供直流补偿，使函数发生器输出的交流信号可加进直流分量，而且直流分量的大小可调节。如图3-4所示，输出的交流信号中有不同直流成分的波形。图3-4 调节直流电平产生不同的方波通常函数发

23、生器还具有输出显示部分（图3-3中未给出），用于显示输出频率、幅度。频率显示电路除显示输出频率外，还可作为计数器（频率计）使用。在函数发生器的操作面板上有一个“计数、频率”输入端口，在这个端口输入交流信号的同时，按下“计数”按键，这时函数发生器显示的是输入信号的频率。） 函数发生器的输出信号的调整如前所述，函数发生器有一直流补偿电路，与其对应，前仪器面板有一电平按键（OFFSET）或旋钮，用于设置输出信号的直流电平。当不需要输出直流电平时，此按键（旋钮）应放在关的位置。函数发生器输出信号的频率是分段调整的，它有一组频率范围选择键，在每一个按键的上方标有数字，这个数字表示按下该键能够输出频率的最

24、高值。使用时可根据测试需要、选择相应的键，然后再通过调节“频率调节”旋钮（FREQUENCY），就可以在一定范围内改变输出信号的频率。函数发生器使用时的操作步骤如下：A、按下电源开关（POEWR）B、对于有功率输出的，根据需要选择电压输出或功率输出方式C、“计数”（COUNTER）键弹出（或“内/外”测频选择键置于“内”），使函数发生器工作于信号源方式。D、 据需要按下“波形选择开关”(WAVE FORM)，选择输出信号的波形（正弦、方波或三角波）。E、 “频率选择”按键置某一挡，确定输出信号的频率范围。F、 调整“频率调节”旋钮（FREQUNCY），改变输出信号的频率。G、 调节“幅度”旋钮

25、（AMPLITUDE），改变输出信号的幅度，当需要输出小信号时，按下“衰减”键（ATTE），输出信号的幅度将衰减20dB(0.1倍)，40dB(0.01倍)或60dB(0.001倍)。函数发生器通常有“占空比”（有时标“对称性”）按键和调节旋钮，它的作用是改变输出波形的对称度（正半周和负半周的宽度）。在不要求改变波形的对称度时，此按键应弹出。） 函数发生器使用注意事项A、 函数发生器前面板的按键及旋钮较多，使用前应认真阅读仪器使用说明书，弄清仪器前面板各按键及旋钮的作用，使用时对照说明书细心操作。B、 信号源的输出端不允许短路。、 测量仪器仪表测量仪器仪表是指用于对电信号的各项参量进行测量的设

26、备，如万用表、晶体管毫伏表、频率计和示波器等。（） 万用表万用表是一种最常用的多功能、便携式测量仪表，其特点是用途广、量程多、使用方便，一般可测量交流电压、直流电压、直流电流、电阻等。因此，万用表又称复用表或繁用表。万用表的种类繁多，按测试原理和测量结果显示方式的不同，可分为模拟式和数字式两大类。） 模拟式万用表模拟式万用表是通过指针在表盘上偏转位置的变化来指示被测量的数值，因此又称为机械指针式万用表。A、 组成模拟式万用表的组成如图3-5所示，它主要有表头（指示部分）、测量电路、转换装置三部分。 图3-5 模拟万用表的原理框图a、 表头表头的作用是指示被测量的大小。万用表的表头一般都采用灵敏

27、度高、准确度好的磁电式直流微安表，它是模拟万用表的关键部分，其性能是决定万用表技术指标的重要因素。直流微安表指针的偏转需要直流电流的驱动，而偏转大小是与驱动电流成正比的。当被测量与表盘刻度对应一致时，则读数就能直接反映出被测量的数值。b、 测量电路测量电路的作用是将被测量转换成表头所需的驱动电流。万用表之所以能完成多种电量的测量，是由于对应于每一种电量及量程，都有与其相适应的测量电路，它通常由直流电流测量电路、直流电压测量电路、交流电压测量电路、直流电阻测量电路组合而成。c、 转换装置转换装置的作用是选择测量项目和量程，它的主要部件是转换开关。通过转换开关，在不同的测量电路之间进行切换。B、

28、正确的使用方法模拟万用表的类型较多，面板上的旋钮、开关的形状、布局也有所不同。在使用万用表之前，必须详细阅读使用说明书，了解和熟悉操作面板各部件的作用，认真分清表盘上各刻度所对应的量和正确的读数。模拟万用表的正确使用应注意下列几点：a、 零位调整。使用前应首先检查指针是否在零位，若不在零位，应调整零位调整器，使指针调至零位。b、 正确连接表笔，红表笔应插入标有“+”的插孔，黑表笔插入“-”的插孔。c、 测直流电流和直流电压时，红表笔接被测电压、电流的正极，黑表笔接负极。用欧姆挡判断二极管的极性时，注意“+”插孔是接表内电池的负极，“_”插孔是接表内电池的正极。d、 测量电压时，万用表应与被测电

29、路并联，测量电流时，要把被测电路断开，将万用表串联接在被测电路中。e、 量程转换开关应根据被测量放在正确的位置，切不可使用电流挡或欧姆挡测电压，否则会损坏万用表。f、 合理选择量程挡。测量电压、电流时，应使表针偏转至满刻度的1/2或2/3以上，测量电阻时，应使表针偏转至中心刻度附近（电阻挡的设计是以中心刻度为标准的）。g、 测交流电压、电流时，注意被测量必须是正弦交流电压、电流，而被测信号的频率也不能超过说明书上的规定。h、 测量高电压、大电流时，不可带电转换量程开关，以免电弧烧坏转换开关触点。i、 测电阻时，应先进行电气调零。方法是将两表笔短路，调节“调零”旋钮使指针指在零点（注意欧姆的零刻

30、度在表盘的右侧）。如调不到零点，说明万用表内电池电压不足，需要更换新电池。测量大电阻时，两手不能同进接触电阻，防止人体电阻与被测电阻并联造成测量误差。每变换一次量程，都要重新调零。j、 在表盘上有多条刻度线，对应不同的被测量，读数时要在相应的刻度线上读取数值。k、 万用表使用完毕，将转换开关放在交流电压最大挡位，避免损坏仪表。l、 万用表长期不用时，应取出电池，防止电池漏液，腐蚀和损坏万用表内零件。） 数字万用表数字万用表也称数字多用表（DMM），它采用了先进的集成电路模数转换器和数显技术，将被测量的数值直接以数字形式显示出来。数字万用表显示清晰直观，读数准确，与模拟万用表相比，其各项性能指标

31、均有大幅度的提高。A、 组成与工作原理数字万用表除了具有模拟万用表的测量功能外，还可测量电容、二极管的正向压降、晶体管直流放大系数及检查线路短路告警等。数字万用表的测量基础是直流数字电压表，其功能都是在此基础上扩展而成的。为了完成各种测量功能，必须增加相应的转换器，将被测量转换成直流电压信号，再经过A/D转换器转换成数字量，然后通过液晶显示器以数字形式显示出来，其原理框图如图3-6所示。 图3-6 数字万用表原理框图转换器将各种被测量转换成直流电压信号，A/D转换器将随时间连续变化的模拟量变换成数字量，然后由电子计数器对数字量进行计数，再通过译码显示电路将测量结果显示出来。数字万用表的显示位数

32、通常为三位半八位半，位数越多，测量精度越高，但位数多的，其价格也高。一般通常用的是三位半、上位半数字万用表，即显示数字的位数分别是四位和五位，但其最高位只能显示数字0或1，称为半位，后几位数字可以显示数字09，称为整数位。对应的数字显示最大值为1 999（三位半）、19 999（四位半），满量程计数值分别为2 000、20 000.B、 主要特点与使用方法a、 数字万用表的主要特点数字显示，直观准确，无视觉误差，并且有极性自动显示功能；测量精度和分辨率高，功能全；输入阻抗高（大于1M），对被测电路影响小；电路的集成度高，产品的一致性好，可靠性强；保护功能齐全，有过压、过流、过载保护和超量程显示

33、；功耗低，抗干扰能力强；便于携带，使用方便；b、 使用方法及注意事项 插孔的选择数字万用表一般有四个表笔插孔，测量时黑表笔插入COM插孔，红表笔则根据测量需要，插入相应的插孔。测量电压和电阻时，应插入V.插孔，测量电流时注意有两个电流插孔，一个是测量小电流的，一个是测量大电流的，应根据被电流的大小选择合适的插孔。 测量量程的选择根据被测量选择合适的量程范围，测直流电压置于DCV量程、交流电压置于ACV量程、直流电流置于DCA量程、交流电流置于ACA量程、电阻置于量程。. 当数字万用表测量电压时，应注意它能够测量的最高电压（交流有效值），以免损坏万用表的内涵电路。. 用测量未知电压、电流时，应将

34、功能转换开关置于高量程挡，然后再逐步调低，直到合适的挡位。测量交流信号时，被测信号波形应是正弦波，频率不能超过仪表的规定值，否则将引起较大的测量误差。与模拟表不同，数字万用表红表笔接内部电池的正极，黑表笔接内部电池的负极。测量二极管时，将功能开关置于“ ”挡，这时的显示值为二极管的正向压降，单位为V。若二极管接反，则显示“1”。测量晶体管的hFE时，由于工作电压仅为2.8V，测量的只是一个近似值。测量完毕，应立即关闭电源，若长期不用，则应取出电池，以免电池漏电。（） 晶体管毫伏表晶体管毫伏表是一种在电路实验中常用的交流电压表，能直接测出正弦信号的有效值。它是模拟式电压表，采用磁电式电流表作为指

35、示器，属于指针式仪表，表盘以V和dB值为刻度，可以测量交流信号的电压值或电平值。） 组成及工作原理晶体管毫伏表属于宽频带放大-检波式电压表，由放大电路、检波电路和指示电路三部分组成，如图3-7所示。 图3-7 放大-检波式晶体管毫伏表原理框图衰减器的作用是将被测信号衰减到宽带放大器的输入所要求的数值，使毫伏表有较宽的电压测量范围。宽带放大器用于提高毫伏表的灵敏度，使毫伏表能够测量微弱信号，可达到毫伏级。由于磁电式电流表只能测量直流电流，因此必须通过检波器检波，将交流电压变换成相应大小的直流电流去驱动表头，使表头做出相应的偏转。由于第一衰减器是高阻抗的电容补偿式衰减器，所以毫伏表具有较高的输入阻

36、抗。晶体管毫伏表的表盘是按正弦信号的有效值刻度的，因此当测量正弦信号时，可以从表头直接读出正弦信号的有效值；而测量其他波形的信号时，其读数没有直接的意义；若需要进行换算，则要乘一个波形系数K才能得到其有效值。常见信号的波形系数K如表3-1所示。2）晶体管毫伏表的技术指标A、测量电压范围表示能够测量的最小到最大的电压值。各种型号的毫伏表的测量电压范畴有所不同，如DA-16FS的电压测量范围为100V300V，分11挡量程，每挡相差10dB。EM2173的电压范围为300V100V，分12挡，每挡相差10dB。B、测量范围频率范围是指被测交流信号最小到最大的频率。在这个范围内，测量误差符合说明书给

37、出的技术指标，若超出些范围，测量误差会增大。毫伏表的频率范围较宽，如DA-16FS频宽为20HZ1MHz，EM2173为5Hz2MHz.C、 输出阻抗毫伏表具有较高的输入阻抗。由于毫伏表使用时是与被测电路并联，输入阻抗高，则对被测电路的影响小。一般输入电阻1M.） 晶体管毫伏表的使用方法及注意事项晶体管毫伏表有单路输入和双路输入两种，对于双路输入的毫伏表，其两路的特性一样。A、 仪器操作介绍毫伏表的前面板上一般有以下部件。“测量范围”（RANGE）的选择开关：共有12挡，各挡所标的数值是毫伏表在这一挡位时能够测量的电压最大值，旁边是分贝（dB）数，用于电平测量。输入（INPUT）端：被测信号的

38、输入端口，通常用同轴电缆作输入测试线。双路毫伏表有两个相同的输入端，可同时测量两路信号。零点调整旋钮：用于电气调零。接通电源，输入测试线两端短路，表头指针应在零点，否则需要调整该旋钮。有些型号的毫伏表没有调零旋钮，则不需要电气调零。表头刻度：表头上有3条刻度线。第一条是010刻度线，当测量范围在1mV、10mV、0.1V、1V、10V、100V时，从这条刻度线读数；第二条是03刻度线，当测量范围在3mV、30mV、0.3V、3V、30V、300V时，从这条刻度线读数；第三条是对数刻度线，当测量电压的电平时，从这条刻度上读出绝对电平值，即分贝（dB）值。B、 使用方法及注意事项通电前应检查表头指

39、针是否指在零点，若有偏差，可进行机械调零（机械调零不需要经常调整）。通电后应调电气零点，方法是将输入线的两端夹在一起，若表针不指在零点，则调节调零旋钮，使指针指在零点。根据被测电压的大小，选择适当的测量范围。若不知被测电压的可能范围，应将测量范围置最大挡，然后逐渐减小，直至指针偏转至满量程的1/2以上。连接测试线时，毫伏表的接地线（一般为黑色夹子）应与被测电路的公共地端相连。测量时，应先接上地线，然后连接另一端。测量完毕时，应先断开信号端，后断开接地端，以免因感应电压过大而损坏仪表。小信号测量时，先把量程置于较大挡，接好线后，再调至适当位置。正确的读数。应待指针稳定后两眼正对指针来读数，如刻度

40、盘带有反光镜时，应使眼睛、指针和指针在镜内的影像成为一条直线时再读取。当作为电平表使用时，被测的实际电平分贝数为表头指示分贝数与量程选择开关所对应的分贝数的代数和。毫伏表读数时，要根据所选择的量程来确定从哪一条刻度读数。例如，指针指在第一条刻度线的数字6处，若此时量程为10V，则读数为6V；若量程为100mV，则读数为60mV；若量程为3V，则读数为1.9V；若量程为30mV,则读数为19mV；其他各量程依此类推。（） 示波器示波器是最常用的测试仪器之一，它可将电信号波形形象而直观地显示在荧光屏上。利用示波器，可以测量信号的幅值、瞬时值、频率、周期、相位和脉冲信号的宽度、上升时间、下降时间等参

41、量。通过传感器，还能测量各种非电量，如温度、压力、振动、冲击、距离、热、光、声音和磁效应等。示波器的种类较多，按用途和特点可分为通用示波器、取样示波器、记忆与数字存储示波器、专用示波器。通用示波器是示波器中应用最广泛的一种，它采用单束示波管，包括单踪型和双踪型。取样示波器是采用取样原理，将高频信号转换为低频信号，再进行显示。记忆与数字存储示波器具有记忆、存储信号波形功能，可用来观测和比较单次过程和非周期现象、超低频信号，以及在不同时间、不同地点观测到的信号。记忆示波器采用记忆示波管，数字存储示波器则应用了数字存储技术。专用示波器则是为满足特殊用途而设计的示波器。下面以电路实验中常用的通用示波器

42、为例，说明其组成、工作原理和应用。） 通用示波器的组成与原理通用示波器主要由示波管、垂直通道和水平通道三部分组成。此外，还有电源电路和产生校准信号的标准信号发生器。如图3-9所示。 图3-9 通用示波器原理方框图A、 示波管示波管是示波器的一个关键部件，其作用是把被测信号变换成荧光屏上可见的图形，主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，其结构如图3-10所示。图3-10 示波管结构示意图电子枪产生聚焦良好的高速电子束，高速电子束打在荧光屏上便可产生光点，偏转系统能改变电子束打到荧光屏上的位置。当偏转系统使高速电子束按照一定的规律产生位移时，在荧光屏上就可显示出一条光迹。当灯丝加热阴极时，涂有

43、氧化物的阴极会发射出大量的电子。控制栅极加负电压，对穿越控制栅极的电子密度进行调节，从而达到调节光点亮度的作用，故调节控制栅极电位的旋钮（电位器）称为“辉度”旋钮。第二栅极及第一阳极、第二阳极的电位远高于阴极，它们与控制栅极组成聚焦、加速系统，对阴极发射的电子束进行加速并聚焦，使得电子束以很高的速度射到荧光屏上，故改变第一阳极电位的旋钮称为“聚焦”旋钮。偏转系统有Y偏转和X偏转板各一对。通常Y偏转板上加被观察信号电压，这样光点沿T轴的运动规律就和被测信号幅值的变化规律一致；X偏转板上加一个随时间而线性变化的电压（锯齿波电压），称为扫描电压。若Y偏转板加上被观察信号，X偏转板不加扫描电压，则在荧

44、光屏上产生一条正比于被测电压的垂直亮线；若只有X偏转板加扫描电压，Y偏转板不加被观察信号（输入选择开关接地），则在荧光屏上显示一条反映时间变化的水平亮线。电子束在两个偏转电压作用下，荧光屏上会显示出被观察信号随时间变化的波形。示波管顶端内壁上涂有一层荧光物质（荧光屏），当高速电子束打在荧光屏上时使它发光。电子束停止轰击后，荧光物质的发光作用要经过一段时间后才停止，这段时间叫余辉时间。由于余辉现象和人眼的残留特性，所以能在荧光屏上观测到稳定的波形。B、 垂直通道和水平通道示波器的垂直通道通常又称为Y通道，它包括输入选择、衰减器、前置放大器和输出放大器。输入选择用来确定输入直流信号（DC）还是交流

45、信号（AC），或者输入接地（GND）。衰减器用来衰减被观察的大信号（幅度），以保证显示在荧光屏上的信号不致因过大而失真。示波器操作面板上与其相对应的旋钮为Y轴灵敏度粗调开关，也称Y轴衰减，常用V/DIV标记，其含意为Y轴每格（1cm）表示的电压数。由于Y放大器的作用，使示波器具有观测微弱信号的能力。与调整放大器增益对应的旋钮为Y轴灵敏度微调。在示波器做定量测量时，放大器的增益应是固定的，这时灵敏度微调应放在“校准”（CAL）位置，通常是顺时针旋到底。示波器的水平通道又称为X通道，它由扫描信号发生器、触发电路和X放大器组成。扫描发生器产生随时间线性变化的锯齿波扫描电压，又称为时基电压。触发电路用

46、来产生周期与被测信号有关的触发脉冲，用这个触发脉冲控制扫描电压的周期与被测信号的周期同步。扫描电压通过X放大器放大，加至X偏转板。电子束在扫描电压的作用下做水平运动，可在荧光屏上显示出一条水平亮线。由于这个电压在一周期内是线性增长的，与时间成正比，故电压的增长速度对应着光点的运动速度，光点从荧光屏左边到达右边移动的距离即为扫描电压的周期时间，因此荧光屏的水平距离代表是时间，X轴为时间轴。因荧光屏几何尺寸固定，光点从荧光屏左边到达右边移动的距离一定。改变扫描电压的频率，即改变了光点从左到右所需时间。与这一操作对应的旋钮开关称为扫描速度旋钮，也称X轴灵敏度，常用TIME/DIV标注，其含义为X轴上

47、每格（1cm）表示的时间数。改变扫描速度旋钮的位置，即改变了X轴的时间刻度。） 信号与扫描电压的同步当扫描电压的周期是被观察信号周期的整数倍时（相位差也为0），扫描的后一个周期所描绘的波形与前一周期完全一样，荧光屏上得到清晰而稳定的波形，这叫做信号与扫描电压同步，如图3-11所示。 图3-11 扫描电压与被测信号同步图3-11中，UY为被测信号电压，UX为扫描电压，TX=2TY.在扫描电压由最大值回到零时，被测电压恰好经历了两个周期。当下一个扫描周期开始时，重复上一扫描周期光点012移动的轨迹，得到稳定的波形。如果TY与TX不成整数倍的关系，后一扫描周期描绘的图形与前一扫描周期的不重合，则显示

48、的波形是不稳定的，如图3-12所示。 图3-12 扫描电压与被测电压不同步在图3-12中，TX=TY，第一个扫描周期显示的波形为图中实线所示，而第二个扫描周期显示的波形为图中虚线所示。此时在荧光屏上看到的波形是从右向左移动，显示的波形是不稳定的。可见，保证扫描电压周期是被观测信号周期的整数倍，才能使显示波形同步。在示波器中，扫描电压与被测信号分别来自两个电路，它们之间是不相关的。为了能使二者的频率保持整数倍的关系，一般需要给扫描电路加一个周期与被测信号有关的同步触发信号，以使扫描电压的周期与被测信号的周期严格同步。触发信号既可以选取Y通道经过放大的被测信号（内触发INT），也可外接触发信号。或

49、通过示波器的操作面板进行选择，与之相对应的开关叫“触发源”（TRIGGER SOURCE）选择。使用示波器时，应根据被测信号选择合适的触发源。一般测量通常选择被测信号作为触发源。） 示波器的使用方法使用示波器前应仔细阅读使用说明书，被测信号的电压不能超过允许范围。光点和扫描线不可调得过亮，否则会带来读数不准，不仅使眼睛疲劳，而且当光点长时间停留不动时，还会使荧光屏变黑，产生斑点。A、 通用旋钮介绍a、 调整旋钮 亮度旋钮（INTENSITY）：调整光点和扫描线的亮度。顺时针方向旋转旋钮，亮度增强。 聚焦旋钮（FOCUS）：调整光迹的清晰程度。测量时需要调节此旋钮，以使波形的光迹达到最清晰的程度

50、。b、 垂直系统 信号输入通道1（CH1 INPUT（X）：是被测信号的一个输入端。在X-Y方式时，变为X通道，X轴信号由此端输入。 信号输入通道2（CH2 INPUT（Y）：是被测信号的另一输入端。在X_Y方式时，输入端的信号仍为Y轴信号。 输入耦合（AC-GND-DC）选择开关：用于选择输入信号进入Y放大器的耦合方式 。.置于AC时，输入信号经电容耦合到Y放大器，信号中的直流分量被电容阻隔，交流分量可以通过。.置于接地时，输入端对地短路，没有信号输入Y通道，通常用于确定（调整）基准电平位置。.置于DC时，输入信号直接耦合到Y放大器，用于观测含有直流分量的交流信号或直流电压，频率较低的交流信

51、号（低于10Hz）也应采用DC输入。 Y位移旋钮（POSITION）：调节光迹在荧光屏垂直方向的位置。 电压灵敏度选择开关（VOLT/DIV）：用于垂直偏转灵敏度的调节。电压灵敏度微调旋钮在校准位置时，VOLT/DIV刻度值为荧光屏上每一个大格所代表的电压值。 电压灵敏度微调旋钮（VARIABLE）：可在电压灵敏度开关两挡之间连续调节，改变波形的大小。顺时针旋转到底时，这“校准”位置。在做电压测量时，此旋钮应放在校准位置。 垂直工作方式选择（VERTICAL MODE）：有CH1、CH2、DUAL、ADD四挡。.通道1选择（CH1）：荧光屏上只显示CH1的信号。.通道2选择（CH2）：荧光屏上

52、只显示CH2的信号。.双踪选择（DUAL）：荧光屏上同时显示CH1和CH2两个输入通道输入的信号。.叠加（ADD）：显示CH1和CH2两个输入通道的输入信号的代数和。 交替/断续选择键（ALT/CHOP）：当同时观察两路信号时，交替方式适合于在扫描速度较快时合用，断续方式适合于在扫描速度较慢时使用。c、 触发（TRIGGER）触发源选择（TRIGGER SOURCE）：用于选择触发信号。各种型号示波器的触发源选择有所不同，一般有以下几种.内触发（INT）：触发信号来自通道1或通道2.通道1触发（CH1）：触发信号来自通道1.通道2触发（CH2）：触发信号来自通道2.电源触发（LINE）：触发信

53、号为50H Z交流电压信号。.外触发（EXT）：触发信号来自外触发输入端，用于选择外触发信号。极性（SLOP）：选择触发信号的极性。.“+”表示在触发信号上升时触发扫描电路。.“-”表示在触发信号下降时触发扫描电路。触发电平（LEVEL）旋钮：用于调整触发电平，在荧光屏上显示稳定的波形，并可设定显示波形的起始点（初始相位）。 触发方式（TRIGGER MODE）按键：用于选择合适的触发方式，通常有以下几种。自动（AUTO）：当没有输入信号或输入信号没有被触发时，荧光屏上仍可显示一条扫描基线。常态（NORM）：当没有输入信号时，处于等待扫描状态，一般用于观察频率低于25Hz的信号或在自动方式时，

54、不能同步时使用。场信号触发（TV-V）：用于观测电视信号中的场信号。行信号触发（TV-H）：用于观测电视信号中的行信号。d、水平系统1、 扫描时基因数（又称扫描速度）开关（TIME/DIV）：用于设定扫描速度。当扫描微调在较准位置时，其刻度为屏幕上水平方向每一个大格所代表的时间。2、 扫描微调（SWEEP VARIBLE）：可以在扫描速度开关两档之间连续调节，改变周期个数。该旋钮逆时针方向旋转到底，扫描速度减慢2.5倍以上。在做定量测量时，该旋钮应顺时针旋转到底，即在校准位置。3、 水平移位（POSITION）：用于调节光迹在水平方向的位置。B、基本操作（1） 聚焦旋钮置于中间位置，Y输入耦合

55、方式置于接地（GND），垂直位移（POSITION）旋到中间位置，垂直工作方式（MODE）置于CH1，触发方式（TRIG MODE）放自动（AUTO），触发源（SOURCE）放内触发（INT），扫描速度（TIME/DIV）置于0.5ms/div。（2） 打开电源，顺时针旋转辉度旋钮，调整Y位移旋钮，直到显示出光迹。调节聚焦旋钮使光迹最清晰，为使聚焦效果最好，光迹不可调得过亮。（3） 调整输入耦合方式于AC，将示波器的校准信号输入至通道1（CH1），适当调节电平旋钮使波形稳定，屏幕上应显示方波信号。将Y轴灵敏度旋钮、扫描速度旋钮置于适当位置，若波形在垂直方向占格数、水平方向占格数与校准信号的要求

56、相符，则表示示波器工作基本正常。C、电压测量（1） 直流电压的测量 电压灵敏度微调放在校准位置，输入耦合方式开关置于GND，调整Y位移旋钮，使光迹对准任一条水平刻度线，此时扫描基线即为零基准线。将耦合方式换到DC，输入直流电压，如图3-13所示。即根据波形（直线）偏离零基准线的垂直距离h和电压灵敏度VOLT/DIV旋钮的指示值Ku，可以算出直流电压的数值，即U=Kuh。图3-13 直流电压的测量（2） 交流电压的测量按2）调整好示波器，然后输入信号。测量交流电压分为两种情况：一种是只测量被测信号的交流分量，另一种是测量含有直流分量的交流信号。只测量被测信号的交流分量时，应将Y输入耦合方式置AC位置。输入信号，调节电平（LEVEL）旋钮，使波形稳定，调节电压灵敏度（VOLT/DIV）开关，使屏幕上显示的波形幅度适中，便于读数，如图3-14所示。由波形峰-峰在垂直方向的距离h和VOLT/DIV的指示值Ku（微调在校准位置），就可以计算出电压的峰-峰值UP-P，即UP-P=Kuh。图3-14 交流电压的测量 例3-1 测得波形峰-峰值之间的距离为4格，电压灵敏度1V/div，则被信号的测峰-峰值为UP-P=Kuh=41=4V