测试组入职培训基础教程-常用仪器仪表的使用

第三单元

常用仪器仪表使用测试系统资源简介第一节常用仪器仪表使用

在电子电路实验和验证中，经常使用的电子仪器仪表有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、电子负载等，它们和万用表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试.一、常用仪器仪表

在实验中，要对各种电子低度器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如下图所示。接线时应注意，为防止外界干扰，保证仪器的共公接地端应连接在一起，称为共地。信号源、示波器和交流毫伏表的引线通常使用屏蔽线和专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。一、常用仪器仪表一、函数信号发生器

函数信号发生器是用来产生不同形状和不同频率波形的电子仪器。实验中常用作信号源。信号发生器种类较多，性能各有差异，但它们都可以产生不同频率的正弦波、方波、三角波、锯齿波、正负脉冲波、调幅波、调频波信号等。利用信号发生器输出的信号，可以对元器件的特性及参数进行测量,信号的波形、频率和幅度等可通过开关和旋钮进行调节。

函数信号发生器有模拟式和数字式两种。1、函数信号发生器1、函数信号发生器/AFG30211、面板功能说明：（1）电源开关，开启信号发生器，等待前面板显示器通过所有开机自我测试。（2）把任意函数信号发生器CH1输出的BNC缆线连接到示波器输入接头或线路的相关输入端。1、函数信号发生器/AFG30211、函数信号发生器/AFG3021（3）按前面板[Sine](正弦)按钮，之后按[Continuous]（连续）按钮来选取所需波形。（4）按前面板CH1输出上的[On]按扭来开启输出。（5）使用示波器的自动测量刻度功能，来显示萤屏上的正弦波形。（6）若要改变频率，按前面板的[Frequency/Period]（频率/周期）按钮一、函数信号发生器/AFG3021（7）显示[频率/周期/相位]功能表,然后选取[频率]，此时便可改变频率值。（8）若要改变频率值，使用键盘及[单位]斜面钮例如：若使用键盘输入数值“2”，斜面钮功能表会自动改变成[单位]。输入频率值后，按[单位]斜面钮或前面板[输入]按钮来完成输入。用相同的方式来改变[振幅]、[相位]及[偏移]值。（9）也可以使用通用旋钮及箭头按键来改变频率值。若要增加数值，将旋钮顺时针转动.若要改变特定数字，按箭头按键选取，然后转动旋钮来改变。1、函数信号发生器/AFG3021当需要把信号发生器输出通道连到DUT时，为了避免损坏DUT，提供以下措施进行设置：（1）按[OutputMenu]（输出菜单）旁边的接钮。（2）本例中，上限设为5.000V,gh限设为-5.000V。（3）接[Limit]（限制）按钮。（4）选取[上限]或[下限]，用数字键或通用旋钮来输入数值。（例如上限输入50mV，下限输入-50mV）。（5）按前面板[正弦波]按钮来显示波形参数，确认高低电位已改变。此时不能输入任何大于50mV的数值。1、函数信号发生器/AFG3021直流稳压电源是指能为负载提供稳定直流电源的电子装置。它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源也提出了高的要求。由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能。所以，直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位。二、直流稳压电源2、直流稳压电源DP832A线性直流电源本电源是一款高性能的具有三路输出的可编程线性直流电源。它拥有纯净输出，优异的性能指标，多种分析功能，丰富的接口,可满足多样化的测试需求。2、直流稳压电源/DP832A（1）3个通道输出独立控制，最大总功率195W输出档位/通道：30V/3A；30V/3A；5V/3A（2）负载调节率，线性调节率:±（输出百分比+偏置）电压:≤0.01%+2mV；

电流:≤0.01%+250uA（3）保护功能：过压，过流，二级过温（4）纹波和噪声（20～20MHz)

恒压:≤350uVrms/2mVpp

(20HZ-20MHz)；

恒流:≤2mArms（5）丰富的接口:USBHost&Device,LAN,RS232,支持GPIB，数字IO2、直流稳压电源/DP832A1、主要的性能指标和特点：二、直流稳压电源/DP832A2、界面2、直流稳压电源/DP832A3、按键功能4、使用方法及注意事项单机工作：三组独立电源的输出端子分别为正、负极，使用时不要接反；串联工作：两组30V/3A稳压源可串联使用，输出电压为两路电压之和，端子只能第一路的“-”和第二路的“+”相连。需提供双电源时，两路独立电源的“-”、“+”相接处做为地，其余两个“+”和“-”分别作为正、负输出端子。4.每路电源根据需要，设置电流箝位。2、直流稳压电源/DP832A示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。它可以监测显示出正弦波，方波，三角波，阶梯波等等波形，可以测量交流Vpp等一般万用表测不出的电压，可以通过测量+计算，测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等，用途很广泛,用于设计、调试、维修，起到事半功倍的效果。

示波器可分为数字存贮示波器和模拟示波器。三、示波器三、示波器1、模拟示波器：它的工作方式是直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。。因示波器屏幕通常是阴极射线管（CRT），限制着模拟示波器显示的频率范围，所以在频率非常低的地方,信号呈现出明亮而缓慢移动的点，而很难分辨出波形,在高频处，起局限作用的是CRT的写速度。当信号频率超过CRT的写速度时,显示出来的过于暗淡，难于观察。模拟示波器的极限频率约为1GHz。2、数字示波器：它是通过模数转换器把被测电压转换为数字信息。它捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止，随后数字示波器重构波形。数字示波器分为采样示波器、数字存贮示波器（DSO）和数字荧光示波器（DPO）。

常规的数字示波器是数字存贮示波器。

与模拟示波器不同的是，数字存储示波器能够持久地保留信号,可以扩展波形处理方式。3、示波器3、示波器/DPO4054DPO4054数字荧光存储示波器3、示波器/DPO40541、主要特点：

·500MHz带宽

·4通道

·所有通道上的取样速率

高达2.5GS/s

·所有通道上样点的记录长度

均为10M点

·显示速率为35000个波形/秒

·WaveInspector控制功能，提供了前所未有的波形分析效率

·I2C,SPI,CAN串行触发和分析

·前面板上USB和CompactFlash，快捷简便地存储数据

·TekVPI探头接口支持有源探头、差分探头和电流探头，自动定标和确定单位

3、示波器/DPO40542、功能自检（1）连接电源线，打开电源开关（2）将P6139A探头端口和基准引线连接到示波器的PROBECOMP连接器上。（3）按DefaultSetup（4）按“自动设置”

，屏幕上应出现一条约为2.5V,1KHz的方波。如果该信号出现，但已变形，应进行探头补偿，如果未出现信号，可能会是探头或示波器自身故障。需交专业维修人员。3、示波器/DPO40543、部分按钮功能说明（1）测量。按该按钮对波形执行自动测量或配置光标（2）搜索。按该按钮在捕获数据中搜索用户定义的事件/标准（3）测试。按此按钮可以激活高级的或专门应用的测试功能（4）采集。按此按按钮可以设置采集模式并调整记录长度（5）自动设置。按此按钮可以对示波器设置执行自动设置（6）触发。按此按钮可以指定触发设置3、示波器/DPO4054（7）Utility。按此按钮可以激活系统辅助功能，如选择语言或设置日期/时间（8）Save/Recall菜单。按下可将设置、波形和屏幕图像保存到内部存储器、CompactFlash卡或USB内存驱动器中，或从其中调出（9）通道1、2、3或4菜单。按下即可以设置输入波形的垂直参数，并在显示器上显示或删除相应的波形3、示波器/DPO4054（10）B1或B2。如果有合适的模块应用钥匙，则按下即可定义和显示总线。DP04AUTO模块支持CAN，DP04EMBD模块支持I2C和SPI，DP04COMP模块支持RS-232。另外,按B1和B2按钮可以显示总线或删除所显示的相应总线。（11）R。按此按钮可以管理基准波形，包括显示每个基准波形或删除所显示的基准波形（12）M。按此按扭可以管理数学波形，包括显示数据波形或删除所显示的数据波形3、示波器/DPO4054以下按钮和旋钮控制波形、光标和其它数据输入：（1）激活后，旋转上方的通用旋钮a可以以移动光标、设置菜单项的数字参数值或从选项的弹出列表中进行选取择。按附近的“精细”按钮可以在粗调和微调之间进行切换。当a和b被激活时，屏幕图标会提示。（2）“光标”。按一次便可激活两个垂直光标，再按一次可以打开两个垂直光标和两个水平光标，再按一次将关闭所有光标。光标打开时，可以旋转通用旋钮以控制其位置。（3）选择。按此按钮可以激活特殊功能。例如，当使用两个垂直光标（水平光标不可见）时，可以按此按钮链接光标或取消光标之间的链接。当两个垂直光标和两个水平光标都可见时，可以按此按钮激活垂直光标或水光标。（4）精细。按此按钮可以使用通用旋钮a和b的垂直和水平位置旋钮、触发位置旋钮以及许多操作在粗调和精细之间进行切换。（5）亮度。按此按钮启用通用旋钮A可以控制波形的显示强度，启用旋钮b可以控制方格图强度。（6）激活时，旋转下方通用旋钮b，可以移动光标或设置菜单项的数字参数值。按“精细”可以更缓慢地进行调整。3、示波器/DPO4054（7）缩放按钮。按此按钮可激活缩放模式（8）平移（外环旋钮）。旋转该环可以在采集的波形上滚动缩放窗口（9）缩放（内环旋钮）。旋转该旋钮可以控制缩放因子，顺时针旋转可以放大，逆时针旋转可以缩小（10）播放/暂停按钮。按此按钮可以开始或停止波形的自动平移。使用平移旋钮控制速度和方向（11）上一标记。按此按钮可以跳到上一波形标记（12）设置/清除标记。按此按钮可以建立或删除波形标记。（13）下一标记。按此按钮可以跳到下一波形标记3、示波器/DPO4054（14）水平位置。按此按钮可调整触发点相对于采集的波形的位置，按“精细”可以进行更小调整（15）水平标度。旋转此按钮可以调整水平标度（时间/分度）（16）运行/停止。按此按钮可以开始或停止采集（17）单次。按此按钮进行单一采集（18）自动设置。按此按钮可以自动设置垂直、水平和触发控制以进行有用、稳定的显示（19）触发电平。旋转此按钮可以调整触发电平。（20）设为50%。按此按钮可以将触发电平设置为波形的中点（21）强制触发。按此按钮可以强制执行立即触发事件3、示波器/DPO4054（22）垂直位置。旋转此按钮可调整相应的波形的垂直位置，按“精细”可以进行更小调整（23）1、2、3、4。按这些按钮之一可以显示波形或删除所显示的相应波形以及访问垂直菜单（24）垂直标度。旋转此按钮可以调整相应波形的垂直标度因子（伏特/分度）（25）打印。按此按钮即使用在Utility菜单选取择的打印机来打印屏幕图像（26）电源开关（27）USB2.0主机端口（28）CompactFlash驱动器（29）CompactFlash弹出按钮（30）Save。保存当前参数和波形（31）DefaultSetup。按此按钮可以将示波器立即还原为默认设置（33）MenuOff。按此按钮可以清除屏中显示的菜单四、数字万用表4、数字万用表数字万用表，一种多用途电子测量仪器，一般包含安培计、电压表、欧姆计等功能，有时也称为万用计、多用计、多用电表，或三用电表。数字万用表有用于基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工作台的装置，有的分辨率可以达到七、八位。数字万用表有很多特殊功能，但主要功能就是对电压、电阻和电流进行测量。它作为现代化的多用途电子测量仪器，主要应用于物理、电气、电子等测量领域。数字万用表的工作原理：万用表测量电压、电流和电阻功能是通过转换电路部分实现的，而电流、电阻的测量都是基于电压的测量，也就是说数字万用表是在数字直流电压表的基础上扩展而成的。转换器将随时间连续变化的模拟电压量变换成数字量，再由电子计数器对数字量进行计数得到测量结果，再由译码显示电路将测量结果显示出来。逻辑控制电路控制电路的协调工作，在时钟的作用下按顺序完成整个测量过程。4、数字万用表分辨率：是指一块表测量结果的好坏。了解一块表的分辨率，就可以知道是否可以看到被测量信号的微小变化。例如，如果数字万用表在4V范围内的分辨率是1mV，那么在测量1V的信号时，你就可以看到1mV（1/1000伏特）的微小变化。比如：如果要测量小于1毫米的长度，你肯定不会用最小单位为厘米的尺子。如果温度为98.6°，那么用只有整数标记的温度计测量是没用的，需要一块分辨率为0.1°的温度表。位数、字就是用来描述表的分辨率的。数字万用表是按它们可以显示的位数和字分类的。一个3位半的表，可以显示三个从0到9的全数字位，和一个半位（只显示1或没有显示）。一块3位半的数字表可以达到1999字的分辨率。一块4位半的数字表可以达到19999字的分辨率。34401A的使用方法4、数字万用表/34401AAgilent34401A数字万用表可以提供6位半数字分辨率、每秒钟1000个读数和15ppm的基本直流精度，是满足你当前和今后需要的性能优良、适用面广的数字多用表。其合理的前面板能够很容易地选择所有的主要测量功能，包括传统的“台面工作”功能，像连续性和二级管测试；数字运算功能，如零位。简单的菜单可访问强有力的高级功能。测量结果显示在明亮的高可见度的显示器上。4、数字万用表/34401A4、数字万用表/34401A4、数字万用表/34401A四、数字万用表/34401A4、数字万用表/34401A4、数字万用表/34401A4、数字万用表/34401A第二节测试系统资源简介

集成电路测试系统是一个计算机辅助的、具有高度模块化结构的自动测试系统。它可对通用线性集成电路的直流静态参数和交流动态参数进行快速、准确、全面的分析测量和批量测试。因此，特别适合集成电路生产厂家、设计单位及各类电子整机厂的质量检验部门进行生产测试、设计验证及质量评估和可靠性分析测试。分模拟类、数字类、数模混合类的IC及分立器件等产品的高性价比的集成电路测试机。可测试运放、比较器等线性电路、功放类电路、马达驱动类电路、电源管理类电路等各类模拟电路及数字电路、数模混合类电路。

测试系统结构具有高度模块化特点。整个系统由以下三个物理模块构成：系统主控计算机、系统主机柜和测试台，大部分是由PC电脑、电源、测试主机、Station接口、DUT接口、测试终端接口、仪表控制接口、GPIB接口等模块组成一个完整的测试系统。测试系统与测试终端（自动分选机或探针台）通过Station接口配合和连接实现量产。

测试系统资源板从功能上可以分为系统总线控制器、程控电压/电流源、电压源、音频源、时间测量单元、用户继电器驱动控制位、系统参数校准/自检适配器及器件测试适配器等几个部分。PC通过接口板和数据线与测试机进行数据交换。

一、结构组成二、测试系统二、测试系统1、电压/电流源：

提供加压测流与加流测压两种工作模式。在加压测流模式下,设定输出电压，测量输出端电流，同时电压/电流源提供恒流保护；在加流测压模式下，设定输出电流，测量输出端电压，电压/电流源提供恒压保护。2、程控电压源：

程控电压源提供程控输出电压，且具有电流箝位能力。作用相当于直流稳压电源。3、音频电压源

音频电压源通过程序设置信号的频率和有效值，可产生一定频率和幅度范围的正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号，为被测芯片提供交流条件。作用相当于函数信号发