的摆动可能被打坏。取下输入端时,应先取下非接地端,然后取下接地端。 3.2.3 正确选择仪器的功能和量程
为了保证仪器正常工作和测试结果准确,必须将仪器面板上各种控制旋钮选择在合适的功能和量程上,注意旋钮的旋转方向和极限位置,切忌用力过度造成损坏。使用结束时,要注意复位,为下次测试作好准备。当未知测量值时,选择量程高的挡位,然后根据数字或指针偏转的角度逐步将档位调至合适位置,对于指针式的仪器尽量使指针偏转点满刻度的2/3以上。 3.3 电子电路测试系统“共地”
图1-2 电子电路测试系统共地 在电子电路中,应特别注意各仪器和实验电路的“共地”。即各仪器及被测电路的地端必须按信号的输入、输出顺序可靠地连在一起,如图1-2所示。在电工测量中,测量交流电压时,电压的两个接线端是“对称”的,可以互换而不会影响读数。但是,电子电路测量中,由于工作频率较高,阻抗较大且信号较弱,容易受外界干扰,从而使测量误差增大,稳定性降低。为避免干扰,多数电子仪器的两个测量端是不对称的,其中一端为接地端,与仪器外壳相连,并与连接测量对象的电缆引线的外层屏蔽线(金属丝编织成的)连接在一起。在测量过程中,往往同时使用多台设备,设备的接地端和被测量电路的接地端连在一起,即为“共地”。这样组成了测试系统的屏蔽网络,避免杂乱电磁的干扰,提高测量稳定性,减少测量误差。因此,在测量时,决不可以将接地端与非接地端随意调换。 4 实验内容和方法
4.1 数字存储示波器和函数发生器的使用 4.1.1 示波器的初步认识
认识并记录校准信号的波形、峰峰值、周期、频率、平均值(或有效值)。 认识垂直菜单中设置探头衰减系数与探头开关的设置的含义。
(1)打开示波器电源,等待显示屏显示通过开机测试后,按下“默认设置”按钮。此时探头选项设置衰减系数为“10X”。
函数发生器 vi 毫伏表 直流稳压源 示波器 实验系统 Vo CH1 CH2
(2)将示波器P2200探头上的衰减开关设定到10X,将探头端部和基准导线(接地线)连接到面板的“探头元件”连接器上。基准导线连接到“探头元件”连接器的地端“⊥”,探头端部与“探头元件”连接器的信号端相连。
(3)按下“自动设置”按钮,示波器根据测量的信号,自动调整并将信号显示出来。数秒钟内,可以看到频率为1KHz、电压为5V峰峰值的方波。屏幕下方显示下列信息:
CH1
峰-峰值5.XX V 平均值XXX V 周期1. XX ms 频率1. XX KHz (4) 示波器探头检查
使用“探头检查向导”功能检查探头的操作是否正常。 (a) 用来调整探头补偿。
(b) 在垂直菜单中设置探头衰减系数,确保垂直通道探头衰减系数与探头开关设置一致,示波器显示正确的值。
(c) 按下“PROBE CHECK”按钮,如果探头连接正确、补偿正确,而且探头所接通道的“垂直”菜单中的“探头”设为与探头衰减系数相匹配,示波器在显示屏的底部显示一条“在CH1上探头检查“合格”的信息。否则,会显示一些探头检查指示,指导纠正一些问题。
(d) 改变通道衰减系数与探头开关位置记录校准信号峰峰值、周期、频率、平均值(有效值)于表1-1中
表1-1 通道衰减 系数 X1 X1 X10 X10 探关开关 X1 X10 X10 X1 峰峰值 周期 频率 平均值 (有效值) 在进行测量时,其衰减系数选择“10X”档,还是选择“1X”档,要根据被测信号的强弱,频率的高低而定。信号的频率高时一般选“10X”。当测量弱信号(mv级)时,必须将探头衰减系数调整到“1X”。 (5) 删除通道和显示通道
按二次“CH1菜单”按钮可以删除通道1。再按一次“CH1菜单”按钮,重新显示输入第一通道的信号。
4.1.2 示波器垂直部分、水平部分的基本操作 4.1.2.1 垂直部分:可垂直定位波形
(1) 位置旋钮:上下移动波形的位置。
(2) 伏/格旋钮:选择标定的刻度系数,使波形完整地显示出来。选择标定的刻度系数显示在屏幕的左下方。例如:CH1 2.00V (3) CH1菜单
显示垂直菜单选择项,打开或关闭对通道波形的显示 (4)练习: 垂直控制的旋钮使用方法。
已知示波器的标准信号是频率为1KHZ电压为5V的方波,调节伏/格旋钮刻度系数,将波形占的格数记录在下表1-2中
表1-2 示波器垂直控制旋钮的练习 调节伏/格位置 信号幅值占的格数 CH1 5.00V CH1 2.00V CH1 1.00V 使用者注意:示波器实际使用时,为了能够观察到完整的波形,必须根据信号幅值的大小调节“伏/格”旋钮的刻度系数。假如“伏/格”旋钮的刻度系数选择不合适,过大或过小地显示波形,屏幕下方显示的某些信息会出现“?”,此时读取的参数值是不正确的。应该调整示波器的相关旋钮,使之正常显示。
要正确测量示波器的标准信号幅值时,“伏/格”旋钮的刻度系数选择在1伏或2伏位置上。 4.1.2.2 水平控制
(1) 位置旋钮:调节通道的水平位置。
(2) 秒/格旋钮:选择标定水平的时间/格刻度系数。选择标定的刻度系数显示在屏幕的下方中间,例如:M 500μS。 (3)练习:水平控制的旋钮使用方法。
已知标准信号的频率为1KHz,调节秒/格旋钮刻度系数,将波形的一个周期占的格数记录在表1-3中
表1-3 示波器水平控制旋钮的练习 调节秒/格位置 波形占的格数 1.00ms 500μS 250μS 100μS 使用者注意:为了能够在示波器的屏幕上观察到3-5个完整波形, 必须根据信号频率的大小调节“秒/格”旋钮的刻度系数。例如:当信号的频率为1 KHz、峰峰值为5伏时,“伏/格”旋钮调节在CH1 1.00V、“秒/格”旋钮调节到50mS刻度系数时,就无法观察到完整的波形,且屏幕下方某些信息出现“?”这时必须进行调整。 要正确测量示波器的标准信号频率时,“格/格”旋钮的刻度系数选择在500μS或250μS位置上。 4.1.5
示波器菜单操作
TDS系列示波器通过菜单结构进行访问的用户界面,按下相应的按钮,示波器将在显示屏的右侧显示相应的菜单,对应屏显菜单,右侧有5个“未标记的选项按钮”。操作者可以根据该菜单显示内容进行选择,然后按下对应的“未标记的选项按钮”即可完成操作。例如:若调整通道1(CH1)的探头衰减系数,可作下列操作。按下“CH1菜单”按钮,显示屏显示CH1菜单的“耦合”、“带宽限制”、“伏/格”、“探头”、“反相”选项内容。按下对应“探头”选项的侧选“未标记的选项”按钮,即可设定所需探头衰减系数。 4.1.6
示波器测量信号练习
4.1.6.1 “自动设置”按钮。
希望用示波器快速显示信号,并测量其频率、周期、峰峰值等。请使用示波器的“自动设置”按钮。
任意选择一个正弦信号,(函数发生器提供), 函数发生器的输出信号端与示波器的探头连接。按下选择正弦函数的按钮“~”,任意选择某个频率,顺时针旋转电压输出旋钮。用示波器测量其峰峰值、平均值、周期、频率参数,并将参数记录下来。
操作示波器的过程如下:
(1)按下CH1菜单按钮,将探头选项衰减设置1X。 (2)将P2200探头上的开关设定为1X。 (3)将通道1的探头与被测信号连接。 (4)按下“自动设置”按钮。
示波器自动设置垂直、水平和触发控制。并显示:峰峰值、平均值、周期、频率参数。如果要优化波形的显示,可手动调整上述控制。 表1-4 示波器的“自动设置”按钮练习 信号 正弦波 4.1.7 自动测量
示波器可自动测量大多数显示出来的信号,测量信号的频率、周期、峰峰值、上升时间以及正频宽等。任意选择一个方波信号(函数发生器提供),用示波器测量其频率、周期、平均值、峰峰值、均方根值(有效值)、最小值、最大值、上升时间、下降时间、正频宽等,将测量的参数记录记录下来。
操作过程如下:
(1)按下“测量”(MEASURE)按钮,查看“测量菜单”。 (2)按下顶部的选项按钮;显示“测量1菜单”。 (3)选择“信源”按钮,调到“CH1”。
(4)选择“类型选项”,分别选择频率、周期、平均值、峰峰值、均方根值(有效值)、
峰峰值/V 平均值/V 周期/S 频率/HZ
最小值、最大值、上升时间、下降时间、正频宽。参数值读数将显示测量结果及更新信息。
表1-5 示波器的测量方波练习 频率 最小值 周期S 最大值 平均值 上升时间 峰峰值 下降时间 均方根值 正频宽 4.2 模拟电路实验箱及万用表的使用
了解模拟电路实验箱的组成及使用方法并用万用表测量相关参数,理解怎样正确选择仪器的功能和量程以及测量方法。
(1) 开启实验箱上的电源总开关(置于“开”端),相应的船形开关指示灯亮。 (2) 开启直流稳压电源“DC Source”的三组开关(置于“开”端),则与±5V、±12V相对应的四只LED发光二极管应点亮,表示直流稳压电源工作。 (3)
用万用表测量模拟电路实验箱直流稳压电源,将测量值记录表1-4中
表1-6 万用表测量直流稳压电源练习 直流稳压电源电压值(标称值) 万用表 测量值 (4)
用万用表测量模拟电路实验箱中电位器的电阻值,将测量值记录表1-5中
表1-7万用表测量电阻值练习 电位器标称值 万用表测量值 2K档 20K档 20M档 1K 1.04K 10K 1 100K 1 20伏档(量程) 200伏档(量程) +5V -5V +12V -12V 1.3-18V 4.3 函数发生器与交流电压表的使用
(1)开启函数发生器。按下函数发生器的电源开关,电源指示灯亮,仪器开始工作。 (2)选择函数。按下相关的函数选择键(FUNCTION)即可选定所需要的输出波形。例如选择正弦信号时,按下正弦信号的函数选择键(FUNCTION)即可得正弦信号输出波形。
(3)调节信号的频率练习。调节频率选择开关(RANGE--Hz)使它置于所需要的位置,然后调节频率微调旋钮使它达到所需要的频率。
所需要的频率 = 频率微调旋钮的位置×频率选择开关的位置