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电子测量与检验. 第三章 部件的测量与检验. 任务 3.2 典型电路输出波形的测量与检验. 任务 1 : 典型电路输出波形的测量 1. 知识链接. 1KΩ. A 端 : 直流. B 端 : 交流. 100μF. 输 出. 1KΩ. 输入部分: A 端:直流信号: +5V B 端:交流信号:峰峰值为 4V ,频率为 1KHz. 测试任务单 1. 分组练习. 分组汇报. 汇报内容: 1 、如何组建测试系统。 2 、示波器如何读数,实验数据。 3 、本电路实现什么功能。. 教师点评. 1KΩ. Y1. 1μF. Y2. 任务 2 :

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Presentation Transcript
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电子测量与检验

第三章 部件的测量与检验

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任务3.2典型电路输出波形的测量与检验
  • 任务1:
  • 典型电路输出波形的测量1
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1KΩ

A端:直流

B端:交流

100μF

1KΩ

输入部分:

A端:直流信号:+5V

B端:交流信号:峰峰值为4V,频率为1KHz

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分组汇报

汇报内容:

1、如何组建测试系统。

2、示波器如何读数,实验数据。

3、本电路实现什么功能。

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1KΩ

Y1

1μF

Y2

  • 任务2:
  • 典型电路输出波形的测量2

Y1输入: VPP=10V ,f=1KHz

Y2输出

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测试任务单2

△t=信号相差格数×时基因数=___________

△Φ=(信号相差格数÷信号周期)×360°

=_________

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分组汇报

汇报内容:

1、如何组建测试系统。

2、示波器如何读数,实验数据。

3、本电路实现什么功能。

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布置下次课任务:
  • 预习示波器的基本组成
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第4章

电子示波器

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内容提要

*本章内容主要有:

● 示波测量的基本原理

●通用示波器

●取样示波器

●示波器的选择与使用

●示波器的基本测量方法

CA8020A模拟示波器

slide18

一、 示波器的定义

将人眼看不见的电信号以光的形式显示出来,通过对电信号波形的观察,便可分析电信号随时间变化的规律,并可根据波形测量信号的电压、频率、周期等参数。

二、示波器分类

从示波器对信号的处理方式出发分为:

模拟示波器 数字示波器

进一步可分为:

通用示波器 取样示波器

存储示波器 专用示波器

4 4 2
4.4.2 模拟示波器的正确使用

一、示波器的使用技术要点

使用前须检查电网电压是否与示波器要求的电源电压一致。

通电后需预热几分钟再调整各旋钮。

各旋钮应先大致旋在中间位置,以便找到被测信号波形。

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1、辉度

使用示波器时,亮点辉度要适中,不宜过亮,且光点不应长时间停留在同一点上,以免损坏荧光屏。

2、聚焦

应使用光点聚焦,不要用扫描线聚焦。如果用扫描线聚焦,很可能只在垂直方式上聚焦,而在水平方向上并未聚焦。

如下图所示显示方波时可能会出现这样的现象。

3、测量

应在示波管屏幕的有效面积内进行测量,最好将波形的关键部位移至屏幕中心区域观测,这样可以避免因示波管的边缘弯曲而产生测量误差。

slide24

C

R

R

ui

ui

uo

Ri

R

uo

C

uo

4、探头

探头要专用,且使用前要校正。将示波器内部校正信号(方波信号)经探头接入通道,观察波形形状。

a) 正常补偿 b)欠补偿 c)过补偿

RiCi=RC

RiCi>RC

RiCi<RC

ui

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示波器探头中高频阻容衰减电路的一个电容可以微调。示波器探头中高频阻容衰减电路的一个电容可以微调。

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二、示波器的基本操作步骤:
  • 1 、开机前,检查电源电压与仪器工作电压是否相符;
  • 2、开机预热,调节“辉度”、“聚焦”旋钮,使亮度适中,聚焦最佳;
  • 3、使用仪器内部的探极校准信号,进行使用前校准;
  • 4、根据被测信号选择正确的输入耦合方式、触发方式、扫描方式、垂直工作方式;
  • 5、根据被测信号的电压和周期,选择适当的Y轴灵敏度、X灵敏度,输入被测信号,显示清晰稳定的波形;
  • 6、调节垂直位移和水平位移,使波形在示波管屏幕的有效面积进行测量。
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4.6 示波器的测量实例

一、测量电压

a.交流电压的测量

(1)测量原理 使用示波器测量交流电压的最大优点是可以直接观测到波形的形状,还可显示其频率和相位。但是,只能测量交流电压的峰-峰值。被测交流电压值VPP(峰-峰值)为UP-P= H×Dy×k

式中:H为被测交流电压波峰和波谷的高度或任意两点间的高度;Dy为示波器的垂直灵敏度;k为探头衰减系数。

(2)测量方法

1)首先应将示波器的垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置(CAL)。

2)将待测信号送至示波器的垂直输入端。

3)将示波器的输入耦合开关置于“AC”位置。

4)调节扫描速度和电平旋钮,使显示的波形稳定。

5)调节垂直灵敏度开关,使荧光屏上显示的波形适当,记录Dy值。

6)读出被测交流电压波峰和波谷的高度H。

7)根据式上计算被测交流电压的峰-峰值。

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b.直流电压的测量

(1)测量原理

示波器测量直流电压的原理是利用被测电压在屏幕上呈现一条直线,该直线偏离时间基线(零电平线)的高度与被测电压的大小成正比的关系进行的。

被测直流电压值为:

UDC=h×Dy×k

式中,h为被测直流信号线的电压偏离零电平线的高度;Dy为示波器的垂直灵敏度;k为探头衰减系数。

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(2)测量方法

1)首先应将示波器的垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置(CAL)。

2)将待测信号送至示波器的垂直输入端。

3)确定零电平线。

将示波器的输入耦合开关置于“GND”位置,调节垂直位移旋钮,将荧光屏上的扫描基线(零电平线)移到荧光屏的中央位置。

4)确定直流电压的极性。

调整垂直灵敏度开关到适当位置,将示波器的输入耦合开关拨向“DC”档,观察此时水平亮线的偏转方向,若位于前面确定的零电平线上,则被测直流电压为正极性;若向下偏转,则为负极性。

5)读出被测直流电压偏离零电平线的距离h。

6)根据公式计算被测直流电压值。

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3、合成电压测量
  • 先确定扫描光迹的零电平线位置,此后不要再调动Y“移位”。
  • 接入检测电压,将输入耦合开关置于“DC”位,调节有关旋钮使荧光屏上显示稳定的波形,选择合适的y轴偏转因数(v/div),使光迹获得足够偏转但不超过有效面积。测量电压方法与前面介绍相同。
  • 若荧光屏显示的波形图如图3.46所示,“v/div”开关在2V/div挡,微调旋钮置于“校准”位。则得

交流分量电压峰—峰值

Upp=2V/div×4.0div=8 V

直流分量电压

UD=2V/div ×3.0div=6 V

由于波形在零电平线的上方,

所以测得的直流电压为正电压。

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二、测量时间和频率

对于周期性信号,周期和频率互为倒数,只要测出其中一个量,另一个参量可通过公式求出f=1/T。

被测信号的时间T为:T=x·DX/KX

式中:x为被测交流信号的在荧光屏水平方向所占距离;单位为厘米(cm)或格(div)

DX为示波器的扫描速度;单位为秒/厘米(s/cm)或秒/格(s/div)。

KX为x轴扩展倍率开关,一般为1或10。

用示波器测量时间时,应注意时基因数的微调应置于“校准”位置(顺时针旋到底),同时还要注意有没有扫描扩展。

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1、测量正弦周期和频率

测量方法

  • 1)首先将示波器的扫描速度微调旋钮置于“校准”位置。
  • 2)将待测信号送至示波器的垂直输入端。
  • 3)将示波器的输入耦合开关置于“AC”位置。
  • 4)调节扫描速度开关,使显示的波形稳定,并记录值。
  • 5)读出被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占的距离x。
  • 6)根据上式计算被测交流信号的周期。

图3.47中,若知道信号一个周期的 x=6.7div DX=10ms/div,扫描扩展置于常态(即不扩展),求被测信号周期。则

T=6.7div×10ms/div=67ms

根据信号频率和周期互为倒数的关系.用前面所述的方法,先测得信号周期,再换算为频率

这种测量精确度不太高,常用作频率的粗略测量。

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2、时间差的测量
  • 将两个被测信号分别接到y轴两个通道的输入端(如CA8020A型双踪示波器的Yl和Y2),采用“断续”或“交替”显示。注意,要采用内触发,并且触发源选择时间领先的信号所接入的通道,要注意在“交替”显示时不得采用Yl和Y2交替触发。
  • 若荧光屏上显示如图3.49中的两个波形,根据波形的时刻t1与波形的时刻t2在屏幕上的位置及所选用的扫描因数确定时间间隔。若时基因数为5ms/div,时间间隔x为1.0div.扫描扩展置于常态,则该时间间隔为 td=1.0div×5ms/div =5.0ms
  • 注意,当脉冲宽度很窄时,不宜采用“断续”显示。
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3、相位差测量

同频率正弦波相位差测量。

相位差指两个频率相同的正弦信号之间的相位差,亦即其初相位之差。

如图3.50所示。这时可从图中直接读出“χ1 =AC和χ2=AB的长度,按式(3.11)计算相位差.

若χ1为1.4div,χ2为5.0div,则相位差为