实验一 常用电子测量仪器的使用
一、实验目的
1．了解电子技术实验系统的基本组成；
2．了解双踪示波器、函数发生器、晶体管毫伏表的工作原理框图、主要技术指标； 3．掌握双踪示波器、晶体管毫伏表的正确使用方法。
二、常用电子仪器的基本工作原理、主要技术指标和正确使用方法
基本电子技术实验系统通常由实图1-1所示，由被测网络、直流稳压电源、信号源、示波器、晶体管毫伏表以及万用表等电子仪器组成基本的正弦信号测试系统。在本系统中，我们选用了FG1617型函数发生器作为信号源，也可以选用其它信号的低频信号发生器。双踪示波器是常用的基本测试仪器。我们选用的双踪示波器是典型的20MHz通用示波器。其他型号的20MHz双踪示波器的基本工作原理、电路、结构和使用方法基本相同。晶体管毫伏表最常用的型号是DA-16。下面我们分别给予介绍。
实图1-1 基本电子技术实验系统
（一）双踪示波器
1．示波器的组成和工作原理
示波器是电子测量中最常用的一种电子仪器，可以用它来测试和分析时域信号。示波器通常由信号波形显示部分、垂直信道（Y通道）、水平信道（X通道）三部分组成。如实图1-2所示。
（1）信号波形显示
电子示波器波形显示的核心是阴极射线示波管（CRT）。它主要由电子、偏转系统和荧光屏三部分组成，电子提供经过聚焦的电子束，可用“辉度”、“聚焦”和“辅助聚焦”旋钮进行调节，电子束经过X偏转板和Y偏转板，使电子束随偏转板上的电压变化而偏转并在荧光屏上产生输入信号变化的光轨迹。根据此原理，如果在Y轴加上被测信号电压，在X轴加上与输入信号同频的扫描锯齿波电压，则在示波管的荧光屏上将显示出被测信号波形。 （2）垂直通道
被测信号通常加在垂直通道上，经过输入电路、前置放大电路、延迟线和Y输出放大器加在示波管的Y偏转板上，如实图1-2所示。Y通道具有输入阻抗高、增益稳定、放大线性好、频带宽、输出对称等特点。为了测试不同电平的信号，扩展测试范围，在输入电路中要设置衰减器，用偏转灵敏度（V／div）旋钮调节。 （3）水平通道
水平通道的作用通常是为示波管X偏转板提供锯齿波扫描信号，也可以用来放大直接输入的信号。因此示波器的水平通道主要由扫描发生器、触发电路和X放大器组成，如实图l-2所示。为了使扫描信号与被测信号同频、稳定，通常用输入信号或与其同步的信号作为触发信号。
实图1-2 通用示波器的基本组成
2．示波器的使用方法
（1）测试准备
在接通电源后把有关旋钮及开关置于以下位置：
①辉度适当（一般居中），
②Y位移和X位移居中；
③Y垂直工作方式开关置Y1或Y2；
④Y输入方式置“”；
⑤扫描方式选择“自动”并按入；
⑥扫描时间因数旋钮置于账本网lms／div~50s／div；
⑦此时可以在荧光屏上得到一条扫描线，再反复调节有关旋钮和调节聚焦旋钮在荧光屏上得到一条位置适当聚焦良好的基线。
⑧将Y输入置于DC位置，适当设置V/div和ms／div，用探头测试机内的校正信号（方波）。如果要进行定量测试，扫描时间微调、垂直偏转微调均应顺时针旋转到校准位置。
（2）基本测量方法
利用示波器可以进行电压、频率、相位差等物理量的测试
①电压测量：用示波器可以测量正弦波、脉冲波及各种非正弦波的电压幅度
其中：VPP——被测电压峰峰值
DY——偏转灵敏度 V／div或V／cm
HY——被测电压波形高度 div或cm
②时间测量；与电压测量方法相同，被测时间可由下式求得
其中：T——被测时间。如果被测时间为—个周期即表示被测周期，其倒数为被测频率。
Dx——扫描速度t／div
Hx——被测时间水平长度
③相位差的测量：用双踪示波器测试相位差的方法称为截距法或双迹法，这种方法用来测量两个频率相同的信号的相位差。以正弦信号为例，其正弦波周期宽度为X，两个信号相位差宽度为X1，则相位差
如果设定X=8格，
X=9格，
测量时要注意：保持两个信号的零线与横轴重合；只能用其中一个波形去触发；适当扩大信号幅度并在横轴与信号的交界处读数。
实图1-3 相位差测量
（二）FG1617电动车防盗器原理函数发生器的使用方法
FG1617函数发生器具有高稳定性、高线性、低失真和直接可显示输出信号频率的特点，它能产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波及扫描波。由于用6位数字LED显示输出频率，读数方便且精确。
FG1617函数发生器的输出频率范围从0.2Hz~2MHz，分为七个频段，每个频段从×0.2~×2.0均可连续调节频率。
输出信号幅度连续可调（约20dB），并且有—20dB和—40dB的衰减器，故输出范围从20mVP-P到20VP-P。输出阻抗50。
直流偏置连续可调，无负载时，可达±10V。如将“SYMMETRY”置于CAL位置，且“OFFSET”按进，则输出为纯交流信号。
对称度比可从1：1（CAL）变到40：1。脉冲波和方波均可倒相输出。
“TTL／CMOS”输出与“OUTPUT”输出同步。TTL电平固定，CMOS电平5V～15V可调。
扫描波信号输出有线性式和对数式两种。扫描周期从5s～25ms连续可调，其调制可达100：1，可覆盖整个音频范围。扫描信号可输出。若需外部电压控制调节频率，则可从“VCFIN”输入。
计数式频率计能显示内部信号频率，也可外测，范围从DC~10MHz。闸门时间用波段开关改变。灵敏度为30mVrms，最大输出电压150V，分辨力0.1Hz，输入阻抗1M合金加工。
FGl617函数发生器的面板布局如实图1-4所示。其内部电路的原理方框如实图1-5所示。
实图消息队列实现1-4 FGl617型函数发生器面板布局图
1．FGl617函数发生器的开关功能
该仪器开关功能与说明均与面板布局图编号相对应。
1POWER（电源开关）：按进开关则接通AC电源，同时计数器有显示。
2FUNCTION（工作波形选择）：按进此三只按键之一，则输出相应之波形；如无一按进，则无信号输出，但这时可设置输出直流。
31～1M／10s～0.01s（频率范围及计数器闸门时间选择）；（a）选择所需之频率范围。当按某一按键时，则计数器显示相应频率数值，即为输出之频率。（b）当外测频率时，按进不同按键则选择不同闸门时间，从而可改变测量的分辨力。
4数字LED（7段LED数码管）：所有内部或外部测频均由此6个LED指示。
实图1-5 FGl617函数发生器原理框图
5Hz（赫）：被显示信号频率的单位，当按进3中的l，10，100三范围之一时，此LED亮。
6KHz（千赫）：被显示频率的单位。当按进3中的1K，10K，100K，1M四范围之一时，此LED亮。
7OVFL（溢出）：当4中的计数值超过最高位所显示之数时，此LED亮。这时所显示之数无效。
8GATE（闸门）：闸门工作指示灯，此灯闪烁代表计数器工作正常。
9EXT（外测）：按进此按键，则可测量由12（COUNTER）输入的外部信号之频率。
10—20dB：当外输入被测信号大于10V时，按进此按键以确保频率计工作之稳定。
11SYMMETRY（对称）：旋动此旋钮可以改变输出波形之左右对称性，其输出频率同时改变。当此旋钮旋至CAL时，则以对称波形输出。
12COUNTER（计数）：外测频率之信号由此输入，其最大值为150Vpp。输入电阻为1M。“COUNTER”、“EXT"、“dB"三者要配合使用。
13OFFSET／PULL ADJ（直流偏置）：拉出此旋钮并旋动时，可设置调定任何波形的直流工作点，顺时针为正工作点，逆时针时为负工作点。此旋钮按进，则直流工作点为零电位。
14VCF IN／SWP OUT（外部压控输入／扫描输出）：（a）当输入外部信号以控制仪器输出频率时，控制信号由此输入，但最大输入为15Vmax。（b）当用仪器内部扫描信号控制输出信号的频率时，则该输出端可输出扫描信号。
15PUSH TTL／PULL CMOS（按进TTL／拉出CMOS）：（a）按进该旋钮，由16输出供TTL电路用的脉冲信号，电平固定。（b）该旋钮拉出，由⑩输出CMOS电路所需之脉冲信号，输出信号5~15V可调。
16TTL／CMOS（输出端）：TTL、CMOS信号输出接口。当17拉出时，输出信号反相。
17AMPLITUDE／PULL INV（输出幅度／拉出反相）：（a）旋动该旋钮，18输出信号幅度大小变化，且有20dB的变化量。（b）拉出此开关，只有输出脉冲与16输出信号反相（即负脉冲）。
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18OUTPUT（输出端）；正弦波、方波、三角波等信号由此处输出。
19ATTENUATORdB、dB（输出衰减）：输出衰减按键。按进其中一只，有dB或dB的衰减量，若二者同时按进，有dB的衰减量。
20FREQ（频率粗调）；旋转此旋钮，可在设定之频率范围内选择所需之输出频率。并由计数器显示屏直接读出其数据。
21FINE（频率微调），调整该旋钮输出频率微变。
3、20与石膏增强剂21配合使用且WIDTH22推进，可得到0.02Hz～2MHz中之任一频率输出。当仪器本身处于扫描输出功能时，扫描起始频率由20及21来决定（SWP STR SET）。
22WIDTH LOG／LNR（扫描宽度对数／线性切换）：与23配合使用。（a）旋动此旋钮可以调整扫描之宽度，（b）按进此旋钮，输出扫描信号为对数（LOG）型，拉出此旋钮，输出之扫描信号为线性（LNR）。（c）当拉出此旋钮时且调整可得到扫描的终止频率，并能在计数显示屏上显示。
23SWP RATE OFF／RUN（扫描速度扫描有无切换）：（a）拉出此旋钮，则处于扫描功能，并从14可输出扫描信号。按进此旋钮，扫描信号结束，无扫描输出。（b）扫描功能时，调整此旋钮可使扫描周期从25ms～5s变化。
当仪器处于扫描输出功能时，则可从OUTPUT18处输出调频信号。
当RATE23按进（即处于OFF），而WIDTH22拉出时且旋动，仍能调节输出信号之频率。
2．基本使用
FGl617型函数发生器能产生多种波形信号，如能了解其基本功能及使用方法，则将发挥更大的效用。
1）准备工作
（1）按进“PWR”，计数器显示屏将有数字显示。将"SYMMETRY”11旋至CAL。
（2）将由“OUTPUT”⑩输出之信号接到示波器的一个输入通道；由"TTL／CMOS”16输出之信号接到示波器的另一输入通道。
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