电子电路实验

面向“十二五”高等学校精品规划教材·电气信息类高等教育课程改革项目研究成果电子电路实验主编梅开乡梅军进副主编陈大力吴勇平前言

电子技术是21世纪高新技术的“龙头”，各先进国家无不将它放在优先发展的地位。电子技术基础(又称模拟电子电路和数字电子电路)是电气类、自控类、电子类、计算机类各专业的一门重要的技术基础课，其显著的特征就是实践性与实用性。其实践教学环节包括:电子电路的基础验证型实验、设计型实验、电子产品的设计(即传统的课程设计)与电子产品制作四个环节的实践与训练。“电子电路实验”旨在加强学生的基本实验技能的训练，培养学生的职业能力。本书是省级教学研究项目“电气信息类专业产、学、研人才培养模式的研究”(立项编号20040298)课题团队的教学研究成果，既可作为《数字逻辑电路》及《模拟电子技术》的实践环节配套教材，又可作为独立的电子技术实践环节教材。前言在教学内容的选取与编排方面，充分注意以下8点:(1)以高速发展的大、中规模集成逻辑门电路和集成运放芯片为主线，重点介绍集成芯片的功能、性能参数、外部特性及其在信号检测、运算、转换、处理等电路中的应用。(2)复杂的数字系统设计，从传统的以MSI(中规模集成芯片)、LSI(大规模集成芯片)构成为主，转向同FPGA(现场可编程门阵列器件)、GAL(通用阵列逻辑器件)等现代VLSI(超大规模集成芯片)构成并重，使知识应用紧密结合生产实际并及时跟踪先进技术的发展。前言(3)改变传统教材以B,TT(双极型晶体二极管)及其放大电路、TTL数字集成芯片为主的实践内容体系，转向以占目前市场销售和使用85%以上份额的MOSFET(绝缘栅场效应管)及其放大电路，门电路CMOS4000系列、74HC系列数字集成芯片为主的内容体系，缩短了教学内容同市场应用之间的滞后时间。(4)跟踪美国哈佛大学经典教材《电子学》CHorowitz著，吴利民译)，电子信息经典教材《电子电路设计基础》(RichardR.Spencer著，张为译)，《VHDL教学系统设计(第2版)》(MarkZwolinsk著，李仁发译)等西方优秀教材的内容体系，将复杂的问题进行分解的设计思路。本书插图285幅，列举表格83个，可收到直观、形象、易懂的效果。前言(5)产、学、研教学研究团队与中国教育装备行业的领航者—天煌教仪研发中心校企携手合作，分别以“天煌模电、数电实验箱，电子系统设计实验箱”硬件为平台，从众多院校本课程目前正在开设的实验项目中筛选出27个基础实验，25个设计型实验。不但提供了良好的实验硬件保障，而且实现了四个方面的转移:一是从验证型实验转移到加强基本技能训练的设计型实验、综合型实验;二是从以小单元局部电路为主的实验转移到多模块、综合系统的实验;二是从单一实验室内实验形式转移到课上、课下，实验室内、外多元化的实验形式;四是从教学计划中依附于理论教学体系的“学生实验”，转移到为“全国大学生电子设计竞赛”作铺垫的“技能训练”、“制作实训”，规范标准考核的独立的实践教学体系。前言(6)注重“新器件、新技术、新工艺、新成果”在电子电路实验、电子设计中的应用，以适应电子技术快速发展的需要。例如“PTC暖风机节能温控器的设计”中的“PTC发热器件”实验，“声光控节能开关的设计”中的“声光控技术”、“节能型开关器件”，“大棚低成本温度计的设计”中的“光柱式显示驱动器LM3914芯片”，“开关稳压电源的设计”中的“单片集成控制器MC33374芯片”和“软开关技术”等。(7)遵循“案例教学”的现代教学理念，立足于应用。全书列举了52个小型、大中型实用电子产品的设计案例，既能激发学生在电子技术领域“产、学、研”的兴趣，又能培养学生的动手能力、实践能力和可持续发展的能力。前言(8)在各个设计案例中特别注意介绍常用集成芯片的引脚图、主要电参数和极限参数，附录中的“开发工具MAX+PLUSII操作指南”，给运用现代数字器件FPGA,GAL进行数字系统的应用设计提供了硬件、软件技术方面的支持。针对当今电子技术的学生实验、课程设计已成为独立的实践教学体系，在内容、方法和手段等方面都发生了重大变革的新情况。本书特别注意将电子技术的实践教学环节内容与“全国大学生电子设计竞赛”这一大家普遍感兴趣的课题相结合，注意将传统的电子设计方法与现代电子设计(EDA)技术相结合，注意将实践教学环节内容与有市场需求的消费类电子产品设计相结合，着力提高学生的职业能力、设计能力和创造能力。前言本书第1章及附录由梅开乡编写，第2、第4章由陈大力、吴勇平编写，第3、第5章由梅军进、陈大力编写，全书由梅开乡统编、定稿。本书得到了浙江天煌科技实业有限公司研发中心和黄石理工学院电气与电子信息工程学院的大力支持，在此表示衷心的感谢。由于编写时间紧迫，编者水平有限，书中难免有不当之处，敬请各位专家、同行、读者批评指正。编著者梅开乡的电子邮件:Cims-hs2006@163.coma编著者吴勇平(天煌教仪研发中心技术负责人)的联系方式:TEL;0571一89978102电子邮箱:wyp791223@yahoo.cam.cn;地址:浙江省杭州市西湖科技园西园五路10号;天煌公司电子邮箱:tian-huang@vip.163.cam。第1章电子电路实验基础知识

1.1电子电路实验的目的与要求1.2实验室的安全操作规程1.3实验室中常用的电子测量仪器1.4电子测量中的误差分析1.5模拟电子电路基础参数的测量方法1.6数字集成芯片逻辑功能的测试方法1.1电子电路实验的目的与要求1.1.1电子电路实验的目的电子技术基础(又称模拟电子电路与数字电子电路)是电类专业的一门重要的技术基础课，其显著特征之一，就是“实践性”，它包括:电子电路验证性实验、设计型实验、课程设计及其产品制作4个阶段的实践与训练。其中，第一、第二阶段的电子电路实验旨在加强学生对电子技术基础知识的掌握，使学生通过实验过程，掌握电子电路的基本实验技能，达到下述实践训练目标:(1)在电子电路实验过程中，要用到万用表、示波器、信号源、稳压电源等电子测量仪器。下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求熟悉这些电子测量仪器本身的技术特性与被测电子电路的技术特性，熟练掌握其测量技术，正确操作其测量过程，这是电类学科各专业学生应具备的最基本的学科技术素质与工程素质之一。通过电子电路的实验过程，可使学生学到并掌握各种电子仪器的测量技术与操作方法。(2)在电子电路实验过程中，为了减小测量系统对被测电路的影响，往往要对测量系统进行设计，以决定采用何种测量系统及如何进行测量。测量系统设计的基本依据是电子电路的相关电参数特性，如电路的输入电阻、输出电阻、最高电压、最高频率等。测量系统的设计技术既涉及电子仪器的特性，又涉及被测电子电路的组成结构，因此，测量系统设计技术是一门综合技术。通过电子电路的实验过程，可使学生掌握测量系统的设计技术，以保证测量结果的正确性。上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求(3)元、器件是组成电子电路的基本单元，通过导线把不同类型、型号、规格的元、器件连接在一起，组合成不同类型的电子实验电路。元、器件的识别、选型，电气特性的了解和正确使用，管脚的识别与正确接线;实验箱(台)部件机械特性的了解和正确操作等，都是电子电路实验教学的基本内容。电子电路实验中的许多故障，往往都是由于不能正确使用电子元、器件造成的，因此，通过电子电路实验，使学生学会识别电子元、器件，学会用仪器仪表检测其性能参数。

(4)要做成功一个设计型实验，对电路中的各种不同的电子元、器件实现正确的电路连接必不可少。上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求电路连接技术虽然不像元、器件的识别、检测、使用那样复杂，但对于不同的电子元、器件应当采用什么样的连接方法，什么样的连接方式可保障实验的安全性和可靠性，需要在电子电路实验中不断地学习总结。通过电子电路实验，可使学生的焊接、插接、组装等基本技能得到训练。(5)电子电路的功能一般可以直接从调试过程中得到证实，而有关的技术指标、技术特性，则需要对测量的数据进行分析处理才能得到。因此，通过电子电路实验，可使学生掌握一定的测量数据处理与测量结果分析技术。(6)仿真分析是一项以计算机和电子技术理论为基础的电子电路实验技术，它不仅可以节省电路设计和调试的时间，还可以节约大量的硬件费用，已成为现代电子技术中的一个重要组成部分。上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求因此，电子电路设计型实验中的一个重要内容就是学习使用有关的电子电路设计和仿真软件。在电子电路进入实际制作和调试之前，先进行计算机仿真，使电路设计合理，并学会运用仿真软件对电路进行测试，这是电子电路实验课程的又一重要教学目标。(7)电子电路实验注重培养学生分析问题的能力。学会根据具体的实验任务拟定测试电路、测试仪器、测试方法等实验方案，独立地完成实验过程，对实验现象进行理论分析，并学会根据实验数据的分析归纳出正确的实验结果，撰写出规范的实验报告。上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求(8)电子电路实验注重培养学生独立解决问题的能力。学会根据设计任务书来查阅资料，进行方案选择、方案论证、器件选型、安装调试等，具备一定的科研能力、学习能力和持续发展的能力。1.1.2电子电路实验的一般要求1.实验前的要求(1)认真阅读实验指导书，明确实验目的要求，理解实验原理，熟悉实验电路及集成芯片，拟出实验方法和步骤，设计实验表格。(2)完成实验指导书中有关预习的相关内容。(3)初步估算(或分析)实验结果(包括各项参数和波形)，写出预习报告。上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求2.实验中的要求(1)参加实验者要自觉遵守实验室规则。(2)严禁带电接线、拆线或改接线路。(3)根据实验内容合理地安排实验现场。准备好实验所需的仪器设备和装置并安放适当。按实验方案，选择合适的集成芯片，连接实验电路和测试电路。(4)要认真记录实验条件和所得各项数据、波形。发生小故障时，应独立思考，耐心排除，并记下排除故障过程和方法。实验过程中不顺利，并不是坏事，而可以从分析故障中增强独立工作的能力。相反，实验“一帆风顺”也不一定收获大，能独立解决实验中所遇到的问题，把实验做成功，收获才是最大的。上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求(5)发生焦味、冒烟故障，应立即切断电源，保护现场，并报告指导老师和实验室工作人员，等待处理。(6)实验结束时，可将记录结果送有关指导老师审阅签字。经老师同意后方可拆除线路，清理现场。(7)室内仪器设备不准随意搬动调换，非本次实验所用的仪器设备，未经老师允许不得动用。没有弄懂仪器设备的使用方法前，不得贸然使用。若损坏仪器设备，必须立即报告老师，作书面检查，责任事故要酌情赔偿。(9)实验过程中要严肃认真，要保持安静、整洁的实验环境。3.验证性实验后的要求实验后要求学生认真写好实验报告。实验报告应包括如下内容:上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求(1)实验目的。(2)列出实验的环境条件，使用的主要仪器设备的名称、编号、型号、数量，集成芯片的型号、规格、功能。(3)扼要记录实验操作步骤，认真整理和处理测试的数据，绘制实验原理电路图和测试的波形，并列出表格或用坐标纸画出曲线。(4)对测试结果进行理论分析，得出简明扼要的结论。找出产生误差的原因，提出减少实验误差的措施。(5)记录产生故障情况，说明排除故障的过程和方法。(6)写出本次实验的心得、体会以及改进实验的建议。上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求1.1.3设计型实验的实验报告格式设计型实验是电子电路实验中的高层次实验，其实验报告撰写的要求和步骤如下:(1)标题。包括实验名称，试验者的姓名、班级、日期、地点等。(2)要求。包括所设计的电子系统的性能要求及功能要求。(3)实验用仪器。包括名称、型号、数量等。(4)电路原理。若设计的电路由几个单元电路组成时，则先用总体框图说明，然后结合框图逐一介绍各单元电路的工作原理。上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求(5)单元电路的设计与调试步骤。包括:①电路形式的选择;②电路的设计，即对所选择电路中元、器件参数进行定量计算或工程估算;③电路的组装与调试。(6)整机联合调试与测试。

①测量主要技术指标。报告中要说明各项技术指标的测量方法，画出测试原理图，记录并整理实验数据，正确选取有效数字的位数。根据实验数据进行必要的计算，列出表格，在方格纸上绘制出光滑的波形或曲线。②故障分析及说明。说明在单元电路和整机调试中出现的主要故障及解决方法，若有波形失真，要分析波形失真的原因。③绘制完整的电路原理图，并标明调试后的各元件参数。上一页下一页返回1.1电子电路实验的目的与要求(8)测量结果的误差分析。真值用理论值代替，求得测量结果的相对误差，并分析误差产生的原因。(9)本次实验中的收获、体会及对实验电路的改进意见。同学们每完成一项实验，肯定有成功的经验，也有失败的教训，应及时总结，不断提高。实验结束后，应对实验电路的设计方案，元、器件参数，测试方法等进行推敲，以确定是否有必要进一步修改，或改善电路性能，或降低成本，或改进步骤，或增减内容等，并将其写进改进的建议栏目中。1.1.4实验报告的要求每份实验报告应做到:“书写简洁、文理通顺、图表规范、符号标准、讨论深入、结论简明”。上一页返回1.2实验室的安全操作规程1.2.1实验守则(1)在进入实验室前，必须做好实验项口的预习报告，明确实验口的、步骤、原理，了解操作规程。(2)按时进入实验室，不能将与实验无关的物品带入室内，在老师的指导下进行认真操作。与本次实验内容无关的仪器设备及材料不能擅自动用。不能将实验室的仪器、材料及物品带出实验室。(3)在实验过程中，实事求是地记录数据，不抄袭、不伪造，保持严谨的科学态度。实验完毕，应将实验记录交给实验指导老师审查，签字认可后，方可离开实验室。下一页返回1.2实验室的安全操作规程(4)室内保持安静，不得高声喧哗，随便离位，谈笑打闹。实验室内严禁抽烟，严禁随地吐痰，严禁吃零食和乱扔果皮纸屑。(5)做实验时注意安全，防止人身及设备事故的发生。若发生异常现象，及时向指导老师报告，并保护现场，不得自行处理。

(6)爱护仪器设备，节约用水、用电及实验材料。实验完毕，应将实验用的器材摆放整齐，实验场地打扫干净，做到实验台无灰尘、无水滴，地上无纸屑及杂物，实验柜(箱)内整齐干净。夏天严禁穿背心、拖鞋或赤脚进入实验室。(7)对违反实验规章制度和操作规程，擅自拆卸仪器而造成事故者，对损坏元、器件材料及设备者，按《实验室仪器设备的借用、损坏、丢失赔偿处理办法》进行赔偿处理。上一页下一页返回1.2实验室的安全操作规程1.2.2人身安全实践证明，人体触电时，通过的电流达到50mA时就有生命的危险，达到100mA时，将置人于死地。电子电路实验的电源电压有220V(或380V)，为非安全电压，可以使人有触电危险。因此，在实验过程中要求严格遵守实验室的各项安全操作规程，严肃认真，一丝不苟，确保实验的顺利完成。在实验过程中应注意以下几点:(1)不准擅自接通电源，接通220V电源时，应先告知实验合作者。(2)通电后不允许人体触及任何带电部位，严格遵守“先接线后通电”、“先断电后拆线”的操作顺序。上一页下一页返回1.2实验室的安全操作规程(3)不得带电操作，以防触电事故发生。进实验室最好穿胶底鞋，各种仪器设备应有良好的接地线。(4)仪器设备、实验装置中通过强电的连接导线应有良好的绝缘外套，芯线不得外露。(5)在进行强电或具有一定危险性的实验时，应有两人以上合作;测量高电压时，应采用单手操作并站在绝缘垫上，或穿上厚底胶鞋。(6)万一发生触电事故，应迅速切断电源，若距电源开关较远时，可用绝缘器具将电源线切断，使触电者立即切断电源并采取必要的急救措施。上一页下一页返回1.2实验室的安全操作规程1.2.3仪器、设备安全(1)使用仪器前，应认真阅读使用说明书，掌握仪器的使用方法和注意事项。(2)使用仪器时，应按照说明书要求正确接线。(3)实验过程中，注意力必须高度集中。当闻到焦蝴味，或见到冒烟和火花，或听到“僻啪”的响声，感到设备过热及出现保险丝熔断等异常现象时，应立即切断电源，在故障未排除前不得再次开机。(4)实验过程中，应根据要求操作面板上的开关或按钮，切忌用力过猛。上一页下一页返回1.2实验室的安全操作规程(5)移动仪器设备时，必须轻拿轻放。未经实验指导老师允许不得随意调换仪器，更不准擅自拆卸仪器设备。(6)测试完毕，应将仪器面板上的各种旋钮、开关置于合适的位置，例如将数字万用表功能开关旋至“。FF”位置等。(7)在连接实验线路时，应在电路连接完成并经检查无误后，再接通电源及信号源。上一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪1.3.1示波器及其应用示波器是近代电子科学领域的重要测量仪器，也是其他许多领域广泛使用的测量工具。示波器不仅能直接观察电压(或电流)的波形，而且能测量电压、频率、相位等参数，也可以利用传感器将各种非电量(如温度、压力、位移、热量、磁感应强度、照度等)转换为电参数，然后利用示波器进行观察和测量。现以YB4320/20A/40/60型双踪示波器为例(其前面板如图1-1所示)，介绍示波器的一般使用方法。1.YB4320/20A/40/60型双踪示波器旋钮和开关的功能(1)电源及示波管控制系统。交流电源插座，该插座下端装有保险丝管。下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪①一电源开关(P。WER:按键弹出即为“关位置”，按下为“开”位置。②一电源指示灯:电源按通时，指示灯亮。③一亮度旋钮(INTENSITY;顺时针方向旋转，亮度增强。④一聚焦旋钮(F。SUS):用来调节光迹及波形的清晰度。⑤一光迹旋转旋钮(TRACER。TATI。N:用于调节光迹与水平刻度线平行。⑥一刻度照明旋钮(SCALEILLUME:用于调节屏幕刻度亮度。(2)垂直系统。

（30）一通道1输入端「CH,INPUT(X:用于垂直方向输入。在X一Y方式时输入端的信号成为X信号。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪（22）、（29）一交流一接地一直流:藕合选择开关(AC一GND一DC)选择垂直放大器的藕合方式。·交流(AC:垂直输入端由电容器来藕合。·接地(GND):放大器的输入端接地。·直流(DC:垂直放大器输入端与信号直接藕合。（26）、（33）一衰减开关(V。LT/DIV:用于选择垂直偏转灵敏度的调节。如果使用的是10:1探头，计算时将幅度xl00（25）、（32）一垂直微调旋钮(VARIBLE:垂直微调用于连续改变电压偏转灵敏度。此旋钮在正常情况下，应位于顺时针方向旋到底的位置。将旋钮逆时针方向旋到底，垂直方向的灵敏度下降2.5倍以上。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪（20）、（36）一CH,x5扩展，CHzx5扩展(CH,x5MAG,CHzx5MAG):按下x5扩展键，垂直方向的信号扩大5倍，最高灵敏度为1mV/cliv。（23）、（35）一垂直移位(P。SITI。N:调节光迹在屏幕中的垂直位置。垂直方式工作按钮(VERTICALM。DE:垂直方向的工作方式选择。（34）一通道1选择(CH,):屏幕上仅显示CH，的信号。（28）一通道2选择(CHz:屏幕上仅显示CHz的信号。（34）、（28）一双踪选择(DVAL):同时按下CH，和CHz按钮，屏幕上会出现双踪并自动以断续或交替方式同时显示CH，和CHz的信号。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪（31）一叠加(ADD):显示CH，和CHz输入电压的代数和。（21）一CHz极性开关(INVERT):按此开关时CHz显示反相电压值。(3)水平方向部分。（15）一扫描时间因数选择开关(TIME/DIV:共20挡。在0.17,s/cli、~0.2s/di、选择扫描速率。11-X一Y控制键:选择X一Y工作方式时，垂直偏转信号接入CHz输入端，水平偏转信号接入CH，输入端。（23）一通道2垂直移位键(P。SITI。N:控制通道2信号在屏幕中的垂直位置，当工作在X一Y方式时，该键用于Y方向的移位。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪（12）一扫描微调控制键(VARIBLE:此旋钮以顺时针旋转到底时处于校准位置，扫描由Time/cIi、开关指示。该旋钮逆时针方向旋转到底，扫描速度减慢2.5倍以上。正常工作时，该旋钮位于校准位置。（14）一水平移位(P。SITI。N:用于调节轨迹在水平方向移动。顺时针方向旋转，光迹右移，逆时针方向旋转，光迹左移。

⑨一扩展控制键(MAGxS)、(MAGx10，仅YB4360):按下去时，扫描因数xS扩展或x10扩展。扫描时间是Time/di、开关指示数值的1/S或1/10。例如，用xS扩展时，1005,s/di、为205,s/div。部分波形的扩展:将波形的尖端移到水平尺寸的中心，按下xS或x10扩展按钮，波形将扩展S倍或10倍。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪⑧一ALT扩展按钮(ALT一MAG:按下此键，扫描因数x1,xS或x10同时显示。此时要把放大部分移到屏幕中心，按下ALT一MAG键。扩展以后的光迹可由光迹分离控制键移位距x1光迹1.Sdi、或更远的地方。同时，使用垂直双踪方式和水平ALT一MAG可在屏幕上同时显示四条光迹。(4)触发(TRIG)。（18）一触发源选择开关(SOVRCE):选择触发信号源。内触发(INT);CH，或CHz上的输入信号是触发信号。通道2触发(CHz);CHz上的输入信号是触发信号。电源触发(LINE:电源频率成为触发信号。外触发(EXT:触发输入上的触发信号是外部信号，用于特殊信号的触发。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪（43）一交替触发(ALTTRIG:在双踪交替显示时，触发信号交替来自于两个Y通道，此方式可用于同时观察两路不相关的信号。（19）一外触发输入插座(EXTINPVT):用于外部触发信号的输入。（17）一触发电平旋钮(TRIGLEVEL):用于调节被测信号在某一电平触发同步。⑩一触发极性按钮(SLOPE):触发极性选择，用于选择信号的上升沿和下降沿触发。（16）一触发方式选择(TRIGMODE:自动(AUTO)是指在自动扫描方式时，扫描电路自动进行扫描。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪在没有信号输入或输入信号没有被触发同步时，屏幕上仍然可以显示扫描基线。常态(N。RM)是指有触发信号才能扫描，否则屏幕上无扫描线显示。当输入信号频率低于20H，时，用常态触发方式。41-Z轴输入连接器(后面板)(ZARTSINPVT:Z轴输入端。加入正信号时，辉度降低;加入负信号时，辉度增加。常态下的SVP_P的信号能产生明显的辉度调节。（39）一通道1输出(CH,。UT):通道1信号输出连接器，可用于频率计数器输入信号。⑦一校准信号(CAL):电压幅度为0.SVP_P频率为1kHz的方波信号。（27）一接地柱(上):接地端。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪2.YB4320/20A/40/60型双踪方波器的基本操作方法(1)电源和扫描。①确认所用市电电压为198~242V，确保所用保险丝为指定的型号。②断开“电源”开关，电源开关(P。WER)弹出即为“关”位置。将电源线接入。③设定各个控制键在下列相应位置。亮度(INTENSITY):顺时针方向旋转到底;聚焦(F。CUS):中间;垂直移位(P。SITI。N:中间(x5)键弹出;垂直方式:CH,;触发方式(TRIGM。DE):自动(AUT。);触发源(S。VRCE):内(INT);触发电平(TREGLEVEL:中间;时间/格(Time/div);0.55.A,s/div;水平位置:x1(x5MAG)(x10MAG均弹出。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪④接通“电源”开关，大约巧S后，出现扫描光迹。(2)聚焦。①调节“垂直位移”旋钮，使光迹移至荧光屏观测区域的中央。②调节“辉度(INTENSITY”旋钮将光迹的亮度调至所需要的程度。③调节“聚焦(F。CUS)”旋钮，使光迹清晰。(3)加入角虫发信号。①将下列控制开关或旋钮置于相应的位置。垂直方式:CH,;AC一GND一DC(CH,);DC;V/div(CH,):5mV;微调(CH,):(CAL)校准;藕合方式:AC;触发源:CH,。②用探头将“校正信号源”送到CH，输入端。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪③将探头的“衰减比”旋转置于“x10"挡位置，调节“电平”旋钮使仪器触发。3.YB4320/20A/40/60型双踪方波器的测量操作方法(1)电压测量。①电压的定量测量。将“V/div”微调置于“CAL”位置，就可以进行电压的定量测量。测量值可由下列公式计算后得到。用探头“x1位置”进行测量时，其电压值为:U=V/di、设定值x信号显示幅度(div用探头“x10位置”进行测量时，其电压值为:U=V/di、设定值x信号显示幅度(div)x10上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪②直流电压测量。该仪器具有高输入阻抗、高灵敏度和快速响应的优势，下面介绍测量过程:·将“扫描方式”开关置于“AUT。"(自动)位置，选择“扫描速度”使扫描光迹不发生闪烁的现象。.将“AC一GND一DC”开关置于“GND”位置，且将被测电压加到输入端。扫描线的垂直位移即为信号的电压幅度。如果扫描线上移，则被测电压相对地电位为正;如果扫描线下移，则该电压相对地电位为负。电压值可用上面公式求出。例如，将探头衰减比置于"x10”位置，垂直偏转因数(V/div)置于“0.5V/div"，微调旋钮置于“CAL”位置，所测得的扫描光迹偏高5div。根据公式，被测电压为:0.5(V/div)x5(div)x10=25(V)上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪③交流电压测量。调节“V/div”切换开关到合适的位置，以获得一个易于读取的信号幅度。从如图1-2所示的图形中读出该幅度并用公式计算之。当测量叠加在直流电压上的交流电压时，将“AC一GND一DC”开关置于“DC”位置时就可测出所包含直流分量的值。如果仅需测量交流分量，则将该开关置于“AC”位置。按这种方法测得的值为峰一峰值电压(UP-P)。正弦波信号有效值为:(2)时间测量。信号波形两点之间的时间间隔可按下列公式进行计算:时间(s)-(Time/div)设定值x对应于被测时间的长度(div)x"5倍扩展”旋钮设定值的倒数上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪上式中，置“Time/div”微调旋钮于CAL位置。读取“Time/div”以及“x5倍扩展”旋钮设定值。“x5倍扩展”旋钮设定值的倒数在扫描未扩展时为“1"，在扫描扩展时是“1/5"。①脉冲宽度测量方法如下:·调节脉冲波形的垂直位置，使脉冲波形的顶部和底部距刻度水平线的距离相等，如图1-3所示。.调节“Time/div”开关到合适位置，使扫描信号光迹易于观测。·读取上升沿和下降沿中点之间的距离，即脉冲沿与水平刻度线相交的两点之间的距离，然后用公式计算脉冲宽度。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪②脉冲上升(或下降)时间的测量方法如下:·调节脉冲波形的垂直位置和水平位置，方法和脉冲宽度测量方法相同。·在图1-4中，读取上升沿10%~90%U,所经历的时间t。(3)频率测量。频率测量有两种方法:①由时间公式求出输入的周期T(单位为S)，然后用下式求出信号的频率:f=1/T=1/周期(Hz)

②数出有效区域中10div内重复的周期数n(时间单位为)>，然后用下式计算信号的频率:

f=n/[(Time/div)设定值x10(div)]上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪当n很大(30~50)时，第二种方法的精确度比第一种方法高。这一精度大致与扫描速度的设计精度相等。但当n较小时，由于小数点以下难以数清，会导致较大的误差。例如图1-5中，方波器的“Time/div”设定在“10us/div”位置上，测得波形如图1-5所示，10格内重复周期数n=40，则该信号的频率为:400kHz。

(4)相位测量。两个信号之间相位差的测量可以利用仪器的双踪显示功能进行。如图1-6所示给出了两个具有相同频率的超前和滞后的正弦波信号，用双踪方波器显示的例子。此时，“触发源”开关必须置于超前信号相连接的通道，同时调节“Time/div”开关，使显示的正弦波波形大于1个周期，如图1-6所示。一个周期占6格，则1格刻度代表波形相位60。，故相位差为:上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪1.3.2信号发生器及其应用1.信号发生器的种类测量用的信号发生器，通常称为信号源，在进行电子电路实验时，需要信号发生器提供激励信号，由它产生不同波形、不同频率、不同幅度的电压和电流信号，并加到被测实验电路上，然后用其他测试仪器观测其输出响应，如图1-7所示。根据被测电子电路的不同需要，可从下述不同类型的信号源中选取合适的型号。(1)脉冲信号发生器。它用于产生高质量的方波和脉冲串。对应触发信号，由内部触发电路产生输出脉冲。由于脉冲串中包含许多高次谐波，因而脉冲发生器具有较宽的通频带(1H~1GHz)。脉冲信号发生器通常用在数字系统中，作为时钟信号源或序列数据信号等。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(2)正弦波信号源。它只产生正弦波信号。传统的正弦波信号源输出信号的频率范围为几十Hz，到几十kHz，波形失真小，广泛用于音频电路，在测量音频放大器失真时非常重要。目前，频率高达几GH，的高频正弦波信号源已出现，其内部电路与传统的自激振荡器截然不同。(3)函数信号发生器。它能产生正弦波、方波、二角波等多种波形，是广泛使用的通用信号源。它是通过自激振荡器先产生正弦波形，再通过电压比较器、积分电路转换成方波、二角波的。函数信号发生器广泛应用于各种模拟、数字电子实验中。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(4)任意波形发生器。其电路原理框图如图1-8所示，图中的波形存储器中存储着各种波形的数据，在脉冲信号的作用下，地址计数器产生寻址地址，并从波形存储器中取出相应的数据，再经过数模转换器(DAC)还原成模拟量输出。地址计数器工作频率可调，输出波形的周期(频率)可通过调整计数器的工作频率得到，地址计数器的工作频率越高，则输出波形的频率也相应越高。

2.HP33120A型函数/任意波形发生器的结构与技术指标(1)HP33120A型函数发生器的结构。HP33120A是一种高性能的15MHz合成函数发生器，它能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波、噪声、直流电压等10种标准波形，也能产生12bit可编程任意波形。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪HP33120A函数发生器由接地部分和浮置部分组成。接地部分通过RS-232和HP-1B(IEEE-488接口实现信号源与其他设备的通信，并与浮置部分交换数据。浮置部分则产生并输出所需要的函数波形。若从功能上划分，则可以将HP33120A函数发生器分为DDS波形发生器、模拟信号处理与控制模块三个模块。①DDS波形发生器模块。HP33120A的波形发生模块采用直接数字频率合成技术，它是利用计算机把一系列数字量形式的信号通过DAC转换成模拟量形式的信号，在时域中进行频率合成。DDS技术具有转换频率时间短，频率、幅度相位程控可调等优点，并且输出信号频率的稳定度与系统时钟稳定度相同，可以获得高质量的信号输出，它是继直接频率合成、锁相环之后的第三代频率合成技术。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪②控制模块。HP33120A的控制功能主要通过一个16位的微处理器(MPU)来实现，MPU根据要求调用DDSASIC芯片的波形数据，通过16位地址总线和8位数据地址公用总线与其他设备通信。该模块还包括一个256KB的程序存储器，一个32KB的RAM，一个128KB的E2PR。M,32KB的调制波形高速RAM,3个16KBx12的波形数据高速RAM,一个DDSASIC芯片。③模拟信号处理模块。DDS模块产生的数字信号送到模拟信号处理模块，经波形DAC转换，将数字信号转换为模拟信号，冉经过滤波、同步、前置衰减、输出放大和输出衰减等部分，由输出端输出。波形DAC输出的幅度(峰一峰值)一般为800mV~1V。信号首先经过低通滤波器(LPF)滤除高频成分，冉经两级衰减、一级放大使输出达到需要的幅度。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(2)浮置与接地输出。HP33120A的输出可以浮置也可以接地，如图1-9所示。在图1-9(a)中，对于浮置输出方式，则两个输出端子都不与仪器机箱的地线相接。在图1-9(b)中，对于接地输出方式，则输出的一端应接仪器的底盘，然后接到电源线的安全地线(即PE线，冉经交流三相插头的接地端接大地)。浮置输出更为实用，但设计和制造困难一些。(3)主要性能技术指标。①频率特性:正弦波(100μHz~15MHz;方波(100μHz~15MHz);二角波(100μHz-100μHz);锯齿波(100μHz~100μHz);高噪声(100MHz带宽);分辨率(100μHz或10位数字)。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪②输出特性:输出幅度(50S2负载峰一峰值为50mV一10码;偏置电压(50S2负载为±5V,AG+DG);输出阻抗(固定的50几);分辨率(末位读数可能有3位数字的偏差);幅度选择(有效值、峰一峰值、分贝)。③调制特性:AM调制(载波频率为100μH~15MHz;调制波任意波形、频率为10MH~20kHz;调制深度0%~120%);FM调制(调制任意波形，频率为100MHz-10kHz，峰值偏移为10MHz~15MHz。3.HP33120A的键盘功能(1)前面板按键分布图。HP33120A函数发生器前面板按键分布图如图1-10所示。它由按键区域和显示区域两部分组成。其中显示区域为可视性的高真空荧光显示，分别显示数据、单位、波形种类及功能状态等信息。按键区域采用软键盘输入形式，方便操作，醒目直观。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪

(2)键盘使用说明。HP33120A前面板各按键同时具有基本功能、调制功能、数字功能二种不同的功能，分别用黑色、蓝色、绿色二种标识相对应。黑色标识为信号源基本功能，直接标在软键上，执行黑色标识功能可直接按软键。蓝色标识为调制功能，标在按键上方，执行蓝色功能时，要先按下蓝色Shift，屏幕右下角显示Shift字样，再按相应的软键。绿色标识为数字功能，标在按键的左侧，按下EnterNumber键，屏幕显示ENTERNUM字样，冉按相应软键，则执行绿色标识功能。各种标识所对应的功能如表1-1所示。

(3)数字输入说明。HP33120A支持直接数字输入、箭头编辑方式、箭头加旋钮方式等二种数字输入方式。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪直接数字输入方式在设置频率或幅度值时，是通过软键直接输入数字，按EnterNumber键，再键入数字及单位来完成的，具体操作请见后述“基本操作示例”。箭头编辑方式是用上、下、左、右箭头标识键来实现数字输入的。箭头加旋钮方式是用向左、向右箭头来选择光标位，再旋转旋钮来改变该位数字值的。顺时针旋转数字量增大，逆时针旋转数字量减小，操作如图1-11所示。4.HP33120A的菜单结构HP33120A信号源采用自顶向下的网状分支菜单结构，共分菜单、命令和参数二级树状菜单，如图1-12所示。可以用向上、向下方向的箭头使菜单树在上、下级之间移动;用向左、向右方向的箭头使菜单树在水平方向移动。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(1)打开菜单:按Shift+Menu。n/。ff。(2)关闭菜单:按Shift+Menu。n/。ff。(3)执行一条菜单命令:按Enter。

(4)调出最近执行过的菜单指令:按Shift+RecallMenu。(5)在任意时间关闭菜单，修改过的内容不保存:按Shift+Cancel。第一级菜单包含6个子菜单:①M。DMENU;②SWPMENU;③EDITMENU;④SYSMENU;⑤I/0MENU;⑥CALMENU各菜单功能如下:①调制菜单(M。Dulati。nMENU):.选择幅度调制波的形状(AMSHAPE)。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪.开启或关闭内部AM调制源(AMS。URCE)。.选择频率调制波的形状(FMSHAPE)。.设置脉冲串中脉冲的个数(1~5000)(BURSTCNT)。.以Hz为单位设置内部脉冲串信号源的脉冲串速度(BURSTRATE)。.设置脉冲串起始相位角(-360。~+360。)(BURSTPHAS)。.为脉冲串调制选择内部脉冲源或外部脉冲源(BURSTSRC)。。设置FSK频移键控跳变频率(FSI~FREQ)。.选择载频与频移键控频率之间的内部FSK速率(FSI~RATE)。。为频移键控速率选择内部或外部信号源(FSI~SRC)。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪②扫频菜单(SweepMENU):.设置扫频起始频率(STARTF)。.设置扫频终止频率(ST。PF)。.设置扫频重复频率(SWPTIME)。.选择线性或对数扫频(SWPM。DE)。③编辑菜单(EDITMENU):.启动一个新的任意波形或加载一个已选择的波形(NEWARB)。.设置新的任意波形点数(8~16000)(P。INTS)。.在任意波形的两点之间做线性插补(LINEEDIT)。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪.对所选择的任意波形进行逐点编辑(P。INTEDIT)。.改变所选波形中每个点的正负号，使波形反相(INVERT)。.把当前波存储到永久性存储器中(SAVEAS)。.删除永久性存储器中的任意波形(DELETE)。④系统菜单(SYStemMENU):.选择输出负载(50S2/高阻)(。UTTERM)。.启动或取消自动恢复节电状态(P。WER。N)。.从错误队列中获得错误信息(ERR。R)。.自检(TEST)。.显示数字之间是否有逗号(C。MMA)。.显示函数发生器固件的修正码(REVISI。N)。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪⑤输入/输出菜单(Input/。utputMENU);·设置HP一IB总线地址(1~30)(HPIBADDR)。·选择HP一IB或RS-232接口(INTERFAGE)。.选定RS一232操作的波特率(BAUDRATE)。.选择奇/偶校验或无检验RS一232的工作方式(PARITY)。.接口校验语言SGPI(LANGUAGE)。⑥校准菜单(GALibrati。nMENU):

·函数发生器的校准功能处于关闭状态，如果这时输入代码，则开启校准功能(SECURED)。·函数发生器校准功能处于可校准状态，如果输入代码，就关闭校准操作(UNSECURED)。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪·在UNSECURED状态下执行单独校准(CALLGRATE。.显示函数发生器被校准的总次数(CALLC。UNT)。。读出显示遥控输入的校准字符串(可达11个字符)(MESSAGE)。5.HP33120A基本操作举例略1.3.3电子电压表及其应用电子电压表是电子测量中使用非常广泛的仪器之一，可用于测量各种高、低频信号电压。根据测量结果的显示方式及测量原理不同，可将其分为模拟式电子电压表(AVM)和数字式电子电压表(DVM)两大类。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪模拟式电子电压表是指针式的，多用磁电式电流表作为指示器，并在表盘上刻以电压刻度。数字式电子电压表首先将模拟量经模数(A/D)转换器变换成数字量，其次用电子计数器计数，并以十进制数字显示被测电压值。1.模拟式交流电压表的类型(1)直接检波式电压表。直接检波式电压表的组成框图如图1-13所示。它是将被测电压检波后，直接由电压表指示出被测电压值。万用表的交流测量就属于该类。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(2)放大一检波式电压表。放大一检波式电压表的组成框图如图1-14所示。被测交流电压先经过宽带放大器放大，然后再检波变成直流电压驱动电流表偏转。由于先进行放大，可以提高输入电阻和灵敏度，避免了检波电路工作在小信号时所造成的刻度非线性及直流放大器存在的漂移问题。但是被测电压的频率范围因受放大器频带的限制。一般这类电压表的上限频率为MHz级，最小量程为mV级，如GB一9型电子管毫伏表就属于该类型的电压表。

(3)检波一放大式电压表。检波一放大式电压表的组成框图如图1-15所示。检波器先将被测电压变换成直流电压，该电压再经直流放大器放大后驱动直流微安表偏转。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪这类电压测量电压的频率范围主要取决于检波电路的频率响应，其上限频率可达1GHz，此类电压表称为高频毫伏表。由于检波二极管导通时有一定的起始电压，刻度有非线性，且输入阻抗低，采用普通的直流放大器又存在零点漂移，所以灵敏度不高，例如DYC一5型电压表就属于此类。(4)调制式电压表。调制式电压表的组成框图如图1-16所示。该电路在被测高频电压数值很小的情况下，由于直流放大器具有较高的增益，故仍能驱动μA表有较大的偏转。但为抑制零点漂移问题，故采用调制式放大模式。首先由探头中的峰值检波器将被测的高频电压变换成直流电压，其次经输入级的量程转换器和滤波器进行处理，再次通过斩波器实现DC/AC转换并交流放大，最后经检波器解调，变成与输入信号相对应但放大了的直流电压，驱动μA表的指针偏转，从而实现测量高频的目的。DA一1型高频毫伏表就属于该类。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪

2.DA-1型调制式高频毫伏表及其使用(1)组成框图。DA一1型超高频毫伏表属于调制式工作方式电压表。首先被测交流电压经检波器变成直流，其次经过斩波器把直流变成交流，再次进行交流放大，最后检波变换成与输入信号成正比的直流信号推动微安表指针偏转。DA一1型超高频毫伏表的组成框图如图1-17所示。(2)主要技术指标:①交流电压测量范围:0.3~3mV，量程分8挡。②频率测量范围:10kH~1000MHz。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪③基本误差:在正常条件下，当测量频率范围为100kH，的交流电压时，经过内部校准测量误差1mV挡≤±15%;3mV挡≤±5%;其他各挡≤±3%，此外还有频率响应、温度、电源电压的附加误差。④输入阻抗:Ri≤10kΩ,C1<2.5pF。⑤被测处的直流电压:大于40V。

(3)仪器面板及使用。DA-1型超高频毫伏表的面板如图1-18所示。①量程开关:分0.3mV,1mV,3mV,10mV,30mV,300mV、1V、3V8挡。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪②调零校正旋钮:每一量程各自进行“调零”，并校正至满刻度，将探测器放在校正孔内稍微向外拔出，调节零位旋钮即可调零，再往里插调节“校正”旋钮使指针到满刻度。③表盘指示:表盘上有8条刻度线，选用不同的量程时，可根据该量程的刻度线读出被测量值。④探测器的探针:直接接到被测电路的端点上，50Hz以下的电压测量，使用环形片状接地片，长短探针随意选用。高于300MHz时用短探针，最好用T形连接头。(4)使用步骤:第1步:预热30min。第2步:测量前先调零及校准满刻度。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪第3步:根据被测信号不同的频率选择不同的连接方式。

第4步:根据被测电压的大小选择合适的量程。若被测交流电压大于3V，使用附加分压器把量程开关置于相应挡，经过校正后，分压器套入探测器即可进行测量。3.DA-16型晶体管毫伏表及其使用DA-16型晶体管毫伏表采用放大一检波式，具有较高的灵敏度和稳定度检波，其组成方框图如图1-19所示。从图1-19知，其检波器置于最后环节，对放大器输出的大信号进行检波，显然产生良好的指示线性。其前置电路采用二串接的低噪声晶体二极管共集电极放大电路，可获得低噪声电平及高输入电阻，同时运用负反馈，有效地提高了仪器的频带宽度，指示线性和对温度的稳定性。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪DA一16型晶体管毫伏表频带宽度为20Hz~1MHz;采用二级分区，测量范围为100μV-300V，常用于电子电路实验室中的电压测量，电表指示为正弦波有效值。(1)DA一16型晶体管毫伏表的工作原理。DA一16型晶体管毫伏表的电原理图如图1-20所示。①射极输出器。它是由VT,,VT2串接而成。使输入阻抗更高。因为输出低阻抗，输入高阻抗是射极输出器的特点。又由于高阻分压器的频率响应特性不易做好，故将射极输出器的0.3V以下输出信号变换成低阻电压进行分压，对于大于0.3V的强输入信号，为了避免失真及烧坏晶体放大管，使其先衰减后再进入射极跟随器。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪②放大器。它是由VT3~VTR共5个晶体二极管组成，其电压增益有60dB左右。VT3放大级仍然采用射极跟随器，以减小对前级低阻分压器的影响。放大器具有反馈式线性补偿和频率补偿，有效地克服了检波二极管的非线性及温度参数，并改善了毫伏表的频率响应特性。

③检波器。该电路为桥式全波整流。④串联式稳压电源。VT9为误差电压放大管，VT8为电源调整管，输出直流电压为+12V，作为射极跟随器和放大器的偏置电压电路。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(2)DA一16型晶体管毫伏表的主要技术指标。①测量电压范围:10μV~300V。②测量电平范围:-72dB~+32dB/60Ω。③被测电压频率范围:20H~1MHz。④使用电源:220V±10%,50H，±4%，功率3w。⑤输入阻抗:在1kHz时输入阻抗Zi>1MΩ;输入电容在1mV一0.3V时，Ci≈70pF。⑥固有误差:δ<±6%VRMS(满量程)。⑦工作误差:小于各量程满度值的固有误差。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪1.3.4BT-3型频率特性测试仪及其应用频率特性测试仪又称为“扫频仪”，它是利用示波器直接显示被测4端网络频率特性曲线的常用仪器。频率特性测试仪是采用扫频测试法构成的一种仪器，它与点频法相比较，具有快速、准确、方便的优点。频率特性测试仪包括二大部分:一是用来产生幅度不变，但频率在所需范围内反复扫动的扫(调)频信号发生器;二是能产生频率标志，用来测读频率的频标系统;二是包括示波器在内的显示部分。频率特性测试仪的组成框图如图1-21所示。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪1.扫(调)频信号发生器扫(调)频信号发生器，是采用磁调频方式来实现扫频目的的。所谓“磁调频”，就是用磁芯线圈作为振荡器的回路电感，利用加在磁芯励磁线圈上的调制电压来改变磁芯线圈的电感量，从而达到扫(调)频的目的，或达到振荡器所需频偏的目的。调制电压来自电源变压器次级，经可变相移电路，送到调制电流放大器后，作为调制电压加到扫(调)频振荡器上，未经移相的电压加到负脉冲形成电路，形成的负脉冲加到扫频振荡器，使其在扫频回程时停止振荡，此时在屏幕上呈现一条扫描线作为零电平的参考。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪对于一般工作频带为1MHz~300MHz扫频仪而言，通常分为3个波段。第I波段为1MHz~75MHz;第II波段为75MHz~150MHz;第IQ波段为150MHz~300MHz，频偏都在±7.5MHz以上。其中第II波段是普通的磁扫描器，中心频率可在75MHz~150MHz内连续可调。第IQ波段为第I波段的二次谐波，通过倍频器获得，中心频率可在150MHz300MHz内连续可调。第I波段的中心频率为1MHz~75MHz，由于中心频率很低，故扫频信号通过外差法获得。由于定额振荡器产生可在215MHz~290MHz内连续可调的等幅振荡，调(扫)振荡器产生固定在(290±7.5)MHz的扫频振荡，经混频后即可得到中心频率在1MHz~75MHz内连续可调，而频偏为±7.5MHz的扫频信号了。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪仪器面板上设有波段开关和中心频率刻度盘。为了控制扫频信号的输出幅度，还设有输出衰减电路，对应于面板上用分贝数刻度的输出衰减开关。

2.频标系统使用频率特性测试仪测试时，除必须显示该电路的频率特性曲线外，还必须准确地指出该特性曲线上的任一点所对应的频率值，这项工作是由频率标记系统所产生的频标信号来完成的。为了方便测试观察，在示波器屏幕上往往要求显示多种频率标记，每相隔一定的间隔以十进位的分度来显示，如1MHz,2MHz,3MHz,…、10MHz,20MHz,30MHz,…等标记，好像标尺一样，可以度量出特性曲线的频率范围和粗读出曲线上某点的频率值。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪频标系统包括晶体振荡器、谐波发生器、频标混频器、频标放大器和带通滤波器。由晶体振荡器产生频率fL=1MHz(或10MHz)的正弦频标信号，通过谐波发生器(相当于频率倍频器)，产生丰富的高次谐波分量，得到fN的N倍(N为正整数)的频标信号，然后将其与扫频信号(设其频率变化范围为Fmin~Fmax)一起加到混频器进行混频，产生频率为(Fmin~Fmax)-NfL的输出信号。如果N为某一数值恰好使NfL落在扫频信号的频率变化范围内，则该输出信号便是一个以零频率为中心的调频信号。再经过放大并由带通滤波器滤波，便可获得所需的菱形频标信号。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪例如，一个35MHz的频标信号，即有NfL=35x1MHz与Fmax-Fmin=35.2-34.8=0.4MHz的扫频信号混频，通过窄带滤波器和垂直放大器加到示波管的垂直偏转板上，在扫描信号为35MHz时，示波管屏幕上就会显示一个接近菱形的调频信号波形。如果在垂直偏转板上同时作用着反映被测电路幅频特性的检波电压，那么菱形的频标波形就显示在幅频特性曲线的35MHz那一点上。通常1MHz的频标间隔较窄，幅度较小;而10MHz的频标间隔较宽，幅度较大。可根据测试实际情况来选用频标。在测试中，如果仪器内部的1MHz(或10MHz)频标不能满足要求时，则可利用外接频标端子，将所需要的频标端子送进去，此时在屏幕上则显示外接的频标信号。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪3.显示部分显示部分包括扫描信号发生器垂直放大器和示波管等。其中扫描信号发生器是采用电源变压器的次级绕组代替的。扫描信号就是从该绕组取出的50H，交流电压，将其送至示波管的水平偏转板，作为进行水平扫描的信号，同时送到扫频振荡器进行调制，以保证扫描信号与扫频信号同步。垂直放大器将检波探测器检波后的电压进行放大，送到垂直偏转板上，在屏幕上出现被测对象的频率特性曲线。检波输出的低频信号根据需要，选择经过具有3个挡级的衰减，即1:1;1:10;1:100中的任意一挡，再经过电位器调节其增益。低频信号和频标信号放大后经钳位器送到垂直偏转板，波形在荧光屏上垂直方向上的位置由钳位电位器控制。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪4.面板上的控制装置BT一3型频率特性测试仪面板上的控制装置分布图如图1-22所示。它分为显示、扫频和频标3个区域。

(1)显示部分。①一电源、辉度旋钮:只带开关的电位器，兼电源开关和辉度旋钮两种功能。顺时旋转时，可接通电源，继续顺时针旋转，辉度增加，使用时要求辉度适中。②一聚焦旋钮:调节屏幕上光点细小圆点或亮线清晰明亮，以保证显示波形的清晰度。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪③一坐标亮度旋钮:旋钮从中间位置顺时针方向转动时，荧光屏上两个对角位置的黄灯亮，屏幕上出现黄色的坐标线。从中间位置逆时针方向旋转时，另外两个对角位置上的红灯亮，显示出红色的坐标线。黄色坐标线便于观察，红色的坐标线便于摄影。④一Y轴位置旋钮:调节荧光屏上光点或图形在垂直方向上的位置。⑤一Y轴衰减开关:有1,10,100共3个衰减挡级，可根据输入电压的大小来选择适当的衰减挡级。⑥一Y轴增益旋钮:调节显示在荧光屏上图形垂直幅度的大小。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪⑦一影像极向开关:用来改变屏幕上显示曲线波形的正负极性。当开关在“+”位置时，波形曲线向上方向变化;当开关在“一”位置时，波形曲线向下方向变化。当开关在“+”、“一”位置往复变动时，可观察到曲线波形的全貌。⑧一Y轴输入插座:用电缆探头将被测电路的输出波形引至此插座，该信号经垂直放大器放大后，便可显示出其曲线波形。(2)扫描部分。⑨一波段开关:输出的扫频信号按中心频率不同划分为二个波段(第I波段为1MHz~75MHz;第II波段为75MHz~150MHz;第K波段为150MHz~300MHz，可以根据测试需要选择波段。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪⑩一中心频率刻度盘:用于连续地改变中心频率。刻度盘上所标定的中心频率不是十分准确的，一般是采用边调节刻度盘，边看频标移动的数值来确定中心频率的位置。（11）一输出衰减(dB)开关:根据测试的需要，选择扫频信号的输出幅度大小。按开关的衰减量来划分，可分粗调、细调两种。粗调(0;10dB;20dB;30dB;40dB;50dB;60dB。细调(0;2dB;3dB;4dB;6dB;8dB;10dB)。粗调和细调的总衰减量为70dB。（12）一扫频电压输出插座:扫频信号由此插座输，可用75匹配电缆探头或开路电缆来连接，引送到被测电路的输入端，以便进行测试。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(3)频标部分。（13）一频标选择开关:有1MHz,10MHz和外接3挡。当开关置于1MHz挡时，扫描线上显示1MHz间隔的菱形频标。置于10MHz挡时，扫描线上显示10MHz间隔的菱形频标。置于“外接”时，扫描线上显示外接信号频率的频标。（14）一频标幅度旋钮:调节频标幅度大小，一般幅度不宜太大，以观察清楚为准。

5.测试前的检查(1)测试准备。检查供电电源电压与仪器的工作电压是否相等。仪器设有220V/110V电源变换插头。应置于与电源电压相符的位置上(并配以相适应的保险丝)。仪器接通电源，预热10min后，调好辉度和聚焦，便可对仪器进行检查。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(2)频标的检查。将频标选择开关置于1MHz或10MHz挡，扫描基线上应呈现若干个菱形频标信号，调节频标旋钮，可以均匀地改频标的大小。(3)频偏的检查。将频率偏移旋钮由最小旋到最大时，荧光屏上的频标数，应满足士0.5MHz~士7.5MHz连续可调。(4)输出扫频信号频率范围的检查。仪器的扫描信号的中心频率覆盖范围，应达到1MHz~300MHz,3个波段的衔接应有适当的余量。检查时将仪器输入端接入检波输出电缆，仪器的输出端接上75Ω的匹配电缆，直接连接这两根电缆的探头，Y轴增益调整得当，屏幕上即显示出理想的矩形曲线，由于等幅的扫频信号经检波后为一直流电压，因此在屏幕上显示出一个矩形曲线。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪这时将频标增益放在适当位置，频标选择放在10MHz处，在各个波段上转动中心频率刻度盘，屏幕上显示的矩形曲线会出现一个凹陷点，这个凹陷点就是扫描信号的“零频率点”，这是由于示波器的垂直放大器在零频率点增益明显下降造成的。以此为起点检查第I波段的频率范围，然后再顺次检查第II、第I}波段的频率范围。检查时，用10MHz的频标，当每个波段在转动中心频率刻度盘时，其频标通过屏幕中心线的个数应达到以下要求:第I波段的频标为8个，频率范围为1MHz~75MHz;第II波段的频标为9个，频率范围为75MHz~150MHz;第K波段的频标为15个，频率范围为150MHz~300MHz。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(5)输出扫频信号寄生调幅的检查。将粗、细衰减均置于0dB挡级，调节Y轴增益旋钮，使屏幕上显示的矩形有适当的高度。在规定的±7.5MH，频偏下，观察屏幕上的矩形，如图1-23所示。根据测得矩形的最大高度A和最小高度B，即可计算出扫频信号的寄生调幅系数为:M=[(A-B)/(A+B)]×100%(1-1)

要求在整个频段范围内，M≤士7.5%，按此指标分别检查第I、第II、第IQ波段。(6)输出扫频信号的调频特性非线性系数的检查，如图1-24所示。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪将频标选择开关置于1MHz挡。将频偏调在15MH，的宽度，分别在第I波段10MHz,40MHz,60MHz,第II波段90MHz,120MHz,140MHz和第IQ波段160MHz,240MHz,280MHz各中心频率点附近，测量中心频率f0到频率低端的几何尺寸为A，中心频率f0到频率高端的几何尺寸为B，则:非线性系数γ=(A-B)/(A+B)(要求γ<20%)(1-2)(7)仪器输出电压的检查。在仪器输出插孔上插入接有75Ω的电缆，用超高频毫伏表测量其电缆输出电压，其有效值应大于100mV。在没有超高频毫伏表时，将Y轴衰减开关置于10挡位置，Y轴增益旋钮旋至最大，屏幕上的矩形高度只要20mm即符合要求。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪6.电路幅频特性的基本测试方法测试前的检查步骤完成后，要进行幅频特性测试。(1)根据被测电路指标规定的中心频率值，选择适当的波段开关挡级和调节中心频率刻度盘。(2)按照图1-25所示的电路连接被测电路和频率特性测试仪。若被测电路为不带检波器的四端网络，可将输出匹配电缆一端接到“扫频信号输出”插座，另一端接到被测电路的输入端。另一根输入电缆(带检波头)接在被测电路的输出端和扫频仪的Y轴输入之间。若被测电路是带有检波器的四端网络，则不用检波探测器，而用输入电缆线直接将被测对象的检波输出接到扫频仪的Y轴输入端。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪(3)选择适当的输出衰减开关和Y轴增益旋钮。(4)选择测试所需频标选择开关挡级和适当调节频标幅度旋钮。(5)根据扫频仪屏幕上所显示的幅频特性曲线和面板控制装置，进行定量读数。根据频标，可以直接读出幅频特性曲线的频率值。如果测读的频率不在频标上，则可根据相邻两个频标之间占据的水平距离进行粗略的估算。若要精确测量频率，可采用外接频标信号。频标的读法:测读频标首先将频标开关置于10MHz处进行粗测。其次将转换频标置于1MHz处进行精测。如果嫌测量精度不够，可以使用外接连续频标(例如用XFC一6型信号发生器作为频标源)。上一页下一页返回1.3实验室中常用的电子测量仪当波段开关置于I波段，频标选择置于10MHz，频率偏移调整到至少能看到两个10MH，频标时，屏幕上出现幅度较大且间隔均匀的10MH，大频标。当中心频率在“0”附近时，屏幕上有一个宽度比其余频标宽得多，由若干正弦波形构成的菱形频标，这就是“零MH，的频标”。在它右边的第1个大频标就是10MHz，第二个大频标就是20MHz，依此类推。当中心频率刻度盘在“75”附近转动时，离屏幕垂直中心线最近而且始终不会偏移到中心线左侧是的大频标是80MHz。在相邻两个大频标的中心，有一个幅度稍低的频标是40MHz频标。