电子工程训练II06修订.docx
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电子工程训练II06修订
概述
本实训指导书旨在为进一步提高高校学生动手技能,满足高校学生进行电子技术工程实践的需要;以锻炼学生综合工程素质,培养应用型高素质学生为目标,传授电子元器件及电子产品的基本知识以及与电子工程相关的概念和知识为主线,以实验室仪器设备以及应用电子电路为对象,完成电路连接,测量等训练。
通过基础技能的训练,培养学生工程实践的意识和科学作风,为后继课程以及今后从事各项工作、科学实验奠定实践基础。
要特别指出的是,为培养学生的创新精神和实践动手能力,电子电路部分也可以结合自身实际,采取多种形式,力争做到时间、空间与实验内容的全面开放。
第一章基本设备介绍
一、AS2294D双通道交流毫伏表
AS2294D双通道交流毫伏表是音频模拟信号测试仪表,该仪表具有友好的人机界面,采用数码量程开关,同表双针显示。
输入保护和输出限流,电表免过冲。
仪表自动复零,轻触键选择同步/异步操作,同步控制时左右开关都可控制量程,量程转换时的表针晃动极小,能方便快捷地测试放大器增益。
图1-1为仪表前面板图。
◇测量范围 :
十三档量程30μV~300V
◇本机噪声 :
≤5μV
◇频率响应 :
5Hz-2MHz
◇高输入阻抗 :
≥2MΩ
◇控制方式:
软件控制数码开关+轻触键
◇基本测量误差:
≤2%(以1KHz为基准)
◇两通道间隔离度:
100dB
图1-1
二、YB1700系列直流稳压电源
YB1700系列直流稳压电源具有稳压、稳流功能,可任意进行电源串联或并联使用,具有电流限制保护。
图1-2为面板部件位置图。
图1-2
1.电源开关(POWER)
2.主路电压调节旋钮(VOLTAGE)。
3.主路恒压指示灯(C.V)。
4.主路输出端口(CH1)。
5.主路电流调节旋钮(CURRENT)。
6.主路恒流指示灯(C.C)。
7.从路输出端口(CH2)。
8.固定5V输出端口(CH3)。
9.固定12V输出端口(CH4)。
10.从路电压调节旋钮(VOLTAGE)。
11.从路恒压指示灯(C.V)。
12.从路电流调节旋钮(CURRENT)。
13.从路恒流指示灯(C.C)。
14.15.16.17显示窗口:
自左到右分别为主路电压(CH1)、主路电流(CH1)、从路电压(CH2)、从路电流(CH2)显示窗口。
18.电源独立、组合控制开关:
此开关弹出,两路电压源分别可独立使用。
开关按下,电源进入跟踪状态。
19.电源串联、并联选择开关:
串联跟踪方式-------(18)开关按下,(19)开关弹出,为串联跟踪,此时调节主电源电压调节旋钮
(2),从路输出电压严格跟踪主路输出电压,使输出电压最高可达两路电压的额定值之和。
并联跟踪方式-------(18)、(19)开关同时按下,为并联跟踪,此时调节主电源电压调节旋钮
(2),从路输出电压严格跟踪主路输出电压;调节主电源电流调节旋钮(5),从路输出电流跟踪主路输出电流,使输出电流最高可达两路电流的额定值之和。
三、UT803真有效值数字台式万用表
UT803是5999计数
数位,自动量程真有效值数字台式万用表。
可用于测量:
真有效值交流电压和电流、直流电压和电流、电阻、电容、二极管、电路通断等参数。
并具备RS232C、USB标准接口,数据保持、欠压显示、背光和自动关机功能。
图1-3为UT803真有效值数字台式万用表外型结构图
图1-3
1.LED显示器
2.功能量程选择旋钮
3.输入端口:
自左向右
3-1:
10Amax插孔;
3-2:
μA,mA插孔;
3-3:
Hz,Ω,mV插孔;
3-4:
COM插孔;
3-5:
V插孔。
4.按键组:
自左向右
4-1:
RANGE量程选择键;
4-2:
MAXMIN最大或最小值选择键;
4-3:
RS232CRS232C串行数据输出键;
4-4:
HOLD数据保持键;
4-5:
SELECT选择交流或直流;电阻,二极管或电路通断等功能键;
4-6:
ACAC+DC交流或交流+直流选择按钮键。
四、EE1410型合成函数信号发生器
EE1410型合成函数信号发生器采用DDS(直接数字合成)技术,输出正弦波、方波、脉冲波、三角波、锯齿波、TTL/COMS、50Hz、AM波及FM波、FSK、BPSK、BURST、扫频等30多种波形,内嵌式1.5G计数器,可满足各种测试要求。
1.输出波形:
1.1主函数输出波形:
正弦波,方波,脉冲,三角波,锯齿波,TTL/CMOS及扫频信号;
正弦波加{+内/外AM(调幅),+内/外FM(调频),+内/外FSK(频移键控),+内/外BPSK(二进制相移键控)};
方波加{+内/外FM(调频),+内/外FSK(频移键控),+内/外BPSK(二进制相移键控)};
脉冲加{+内/外FM(调频),+内/外FSK(频移键控),+内/外BPSK(二进制相移键控),内/外BURST(脉冲串);
三角波加{+内/外AM(调幅),+内/外FM(调频)};
锯齿波加{+内/外AM(调幅),+内/外FM(调频)};
1kHz内部调制信号;50Hz输出等30多种波形;
1.2音频输出波形:
正弦波,方波,脉冲,三角波,锯齿波;
2.输出频率
2.1主函数输出频率
0.01Hz~3MHz/6MHz/10MHz/30MHz/40MHz/50MHz正弦,
0.01Hz~3MHz/6MHz/10MHz方波,脉冲,TTL
0.01Hz~100kHz三角,锯齿波
2.2音频源输出频率:
1Hz~1MHz,分辨率1Hz
3.方波及脉冲
方波占空比50%;脉冲占空比可调10%~90%(频率<1MHz)
五、YB4325/YB4345示波器
YB4325/YB4345示波器具有0~20MHZ的频带宽度;垂直灵敏度为2mV/div~10V/div,扫描系统采用全频带触发式自动扫描电路,具有交替扩展扫描功能,具有丰富的触发功能。
第二章仪器仪表的使用
一、EE1410型合成函数信号发生器的使用
按键说明:
按键号码如2-1图所示
图2-1面板按键号码
按键1:
选择正弦波,第二功能为进入调幅功能。
按键2:
选择方波,第二功能为进入调频功能。
按键3:
选择脉冲波,第二功能为进入频移键控功能。
按键4:
选择三角波,第二功能为进入相移键控功能。
按键5:
选择锯齿波,第二功能为进入脉冲猝发控制功能。
按键6:
复用功能键,辅助功能为从远控进入本地状态。
按键7:
设置输出频率,第二功能为主函数,音频源切换。
按键8:
设置输出幅度,第二功能为切换幅度显示的峰峰值/有效值。
按键9:
进入状态存储功能,第二功能为进入状态调用功能。
按键10:
设置频率扫描功能,第二功能为调整脉冲波占空比。
按键11:
直流偏置开关切换,第二功能为切换内外调制源。
按键12:
选择正弦波,第二功能为进入立体声功能或外部测频或测调功能(选用件)。
按键13:
输入数字0,辅助功能为进入外测频时选择是否衰减信号;进入立体声时进行频道选择;进入存储调用时用于输入存储号。
按键14:
输入小数点,辅助功能为进入外测频时开关低通滤波;进入立体声时进行立体声调制方式的选择。
按键15:
在输入数字时进行退格操作;辅助功能为进入外测频时选择信号是否大于100M;外测幅时进行交直流选择。
按键16:
占空比、扫描时间、相位输入时的单位,辅助功能为右翻屏。
按键17:
频率输入时的单位,辅助功能为左翻屏。
按键18:
频率、幅度输入时的单位,辅助功能为编码器状态切换。
按键19:
频率、幅度输入时的单位,辅助功能为手动触发BURST(脉冲串输出)。
按键20:
数字输入键,用于输入数字1—9,辅助功能为进入存储调用时用于输入存储号。
注意:
在使用按键的第二功能时需要按住复用键不放,然后再按需要的功能键。
以下表示第二功能时用复用键+功能键表示。
辅助功能的使用必须在特定的状态下才能使用。
部分功能的简要使用说明
主函数和音频源显示、设置参数切换:
开机默认为主函数状态,全屏幕显示如下:
按复用键+频率键切换主函数和音频源。
当切换为音频源时全屏幕显示如下:
主函数输出波形选择、频率幅度设置步骤:
开机后主函数输出信号为正弦波,其频率为3MHz、幅度为1Vpp、无调制状态。
频率调整
按频率键(按键7)使输入焦点转为频率输入
按数字键(按键20)和频率单位键(按键17—19中的一个)输入需要的频率值。
幅度调整
按幅度键使输入焦点转为幅度输入
此时可以按数字键和幅度单位键(按键18或19)输入需要的幅度值;还可以按复用键+幅度键切换幅度的显示,以切换不同的幅度单位。
上图表示输出信号幅度为峰峰值(高阻)。
上图表示输出信号幅度为有效值(高阻)。
输出波形改变:
需要改变输出波形时,可以按相应的波形键来改变输出波形。
例如:
希望输出波形为脉冲波时可以按脉冲键(按键3),显示将变为下图:
注意屏幕下方的小光标,它将移动到脉冲波标志的上方。
本机用此光标表示当前的输出波形。
例:
设置输出频率为150KHz,幅度为6V的方波。
按频率键(按键7)确定输入焦点为频率
按数字键1可以看到如下变化:
继续按数字键5、0、KHz单位键即可完成频率输入。
按幅度(按键8)键改变输入焦点为幅度输入:
按数字键6、Vpp单位键即可完成幅度输入。
按标有方波图形(按键2)的键后,输出波形为方波,光标移动到方波上方。
全屏显示如下:
脉冲波占空比调整:
仅在脉冲波输出时才能进行占空比调整。
例如在脉冲输出状态下,按复用键+扫频键(按键6+按键10),显示如下:
此时可以按数字键和右翻屏键(百分比单位)(按键16)修改脉冲波的占空比。
按频率键(按键7)将退出修改占空比,返回频率设置菜单。
二、YB4325/YB4345示波器的使用
I、熟悉示波器面板
1:
辉度调节旋钮——用来调节图像亮度
2:
聚焦调节旋钮⊙
3:
辅助聚焦调节旋钮〇——二者配合使用可以使电子束会聚成一细束,在屏上出现小亮斑,使图像线条清晰
4:
电源开关
5:
指示灯——电源接通时指示灯点亮
6:
竖直位移旋钮↑↓;
7:
水平位移旋钮——分别用来调节图像在竖直方向和水平方向的位置。
8:
Y增益旋钮;
9:
X增益旋钮——分别用来调节图像在竖直方向和水平方向的幅度
10:
衰减调节旋钮——有1、10、100、1000四个挡,“1”挡不衰减,其余各挡分别可使加在竖直偏转电极上的信号电压按上述倍数衰减,使图像在竖直方向的幅度依次减为前一挡的十分之一。
11:
扫描范围旋钮——用来改变扫描电压的频率范围。
最右边是“外X挡”,使用这一挡时机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入。
12:
扫描微调旋钮——使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化
13:
“Y输入”、“X输入”、“地”——分别是对应方向的信号输入电压的接线柱和公共接地的接线柱。
14:
交直流选择开关——置于“DC”位置时,所加信号电压是直接输入的;置于“AC”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,可以让交流信号通过而隔断直流成分。
15:
同步极度性选择开关。
II、使用方法
1.调节光点
接通电源后把各控制件置于附表2-1所列的作用位置,寻找光点。
如果看到光点,可调整“INTEN”辉度使光点或扫描线的亮度适当。
如果找不到光点,调节水平移位或垂直移位,把光点或扫描线移至光屏的中心位置。
若光点很大或扫描线很粗,可进一步调节“FOCUS”聚焦旋钮,使光点变小或扫描线变细,即使清晰度提高。
按附表2-1设置仪器的开关及控制旋钮或按键。
附表2-1
项目
编号
设置
电源(POWER)
(9)
弹出
辉度(INTENSITY)
(2)
顺时针1/3处
聚焦(FOCUS)
(4)
适中
垂直方式(MODE)
(42)
CH1
断续(CHOP)
(44)
弹出
CH2反相(INV)
(39)
弹出
垂直位移(POSITION)
(40)(43)
适中
衰减开关(VOLTS/DIV)
(10)(15)
0.5V/div
微调(VARIABLE)
(14)(17)
校准位置
AC-DC-接地(GND)
(11)(12)(16)(18)
接地(GND)
触发源(SOURCE)
(29)
CH1
耦合(COUPLING)
(28)
AC
触发极性(SLOPE)
(25)
+
交替触发(TRIGALT)
(27)
弹出
电平锁定(LOCK)
(32)
按下
释抑(HOLDOFF)
(34)
最小(逆时针方向)
触发方式
(31)
自动
TIME/DIV
(20)
0.5ms/div
扫描非校准(SWPUNCAL)
(21)
弹出
水平位移(POSITION)
(37)
适中
10扩展(
10MAG)
(36)
弹出
X-Y
(30)
弹出
2.观察波形
在上述的基础上,以显示校准信号为例。
从CH1输入端加入被测校准信号。
将CH1输入耦合开关置于“AC”位置,调节“V/div”为“50mV”、“t/div”为“1mS”,并把“VARIABLE微调”旋钮转至“CAL校准”位置,校准信号频率为1KHZ,幅度为0.2V。
此时屏幕上将显示幅度为4格、周期为1格的方波。
在测量时,为了减小示波器接入后对被测信号的影响,可以使用探头,在用探头测量时,若选择“×10”档,则衰减10倍,实际输入示波器的电压只有被测电压的十分之一,因此,应将测得的电压乘以10。
3.触发功能
触发功能对波形稳定的影响:
正确的触发方式直接影响示波器有效操作,因此必须熟悉各种触发功能及操作方法。
触发源开关功能:
选择所需要显示的信号自身或是与显示信号具有时间关系的触发信号作用于触发,以便在屏幕上显示稳定的信号波形。
CH1:
CH1输入信号作触发信号;
CH2:
CH2输入信号作触发信号;
电源(LINE):
电源信号用作触发信号,这种方式用在被测信号与电源频率相关信号时有效,特别是测量音频电路,闸流管电路等工频电源噪声时更为有效。
外接(EXT):
扫描由作用在外触发输入端的外加信号触发,使用的外接信号与被测信号具有周期性关系,由于被测信号没有用作触发信号,波形的显示与测量信号无关。
耦合开关的功能
根据被测信号的特点,用此开关选择触发信号的耦合方式。
交流(AC):
这是交流耦合方式,由于触发信号通过交流耦合电路,而排除了输入信号的直流成份的影响,可得到稳定的触发。
高频抑制(HFREJ):
触发信号通过交流耦合电路和低通滤波器(约50kHz-3dB)作用到触发电路,触发信号中高频成份通过滤波器被抑制,只有低频信号部分能作用到触发电路。
直流(DC):
触发信号被直接耦合到触发电路,触发需要触发信号的直流部分或是需要显示低频信号以及信号占空比很小时,使用此种方式。
4.电压测量
将垂直偏转灵敏度开关“V/div”的微调旋钮顺时针方向旋转到底(“CAL校准”位置)。
选择适当的档级,就可以根据指示值按照下式算出被测的电压值:
Y=V/div×H(div)
式中V/div为所选档级的指示值,H(div)为被测电压相对时基线所占垂直方向的格数,单位是大格。
。
例如:
示波器的“V/div”位于0.2V档,其“微调”位于“CAL校准”位置,此时,如果被测电压在方格座标的Y轴方向占5大格,则此信号电压为1V。
如果经探头测量,将探头的衰减量10倍计算在内,即要把“V/div”开关所指的读数乘以10,即:
Y=V/div×H(div)×10
在上例中,设面板上的开关位置不变,被测电压仍占5大格,则此信号电压为10V。
应当指出,多数被测电压可能包含交流及直流两种分量。
因此,在测试时应加以注意。
(1)交流成分的测量
当测量交流成分时,必须将输入耦合开关置于“AC”位置,以使被测信号的直流分量隔开,但是输入信号交流成分频率很低时,则应将输入耦合开关置于“DC”位置。
测量信号的交流分量,一般可按下述方法进行:
A.将波形移至屏幕中心位置,利用“V/div”开关把被测波形控制在屏幕有效面积范围内,把微调装置顺时针旋至满度时的“CAL校准”位置上。
B.按坐标刻度片的分度读数取整个波形所占的Y轴方向的格数,
例如:
假设示波器的“V/div”置于“0.2V”档,“微调”置于“CAL校准”位置,此时,如果被测波形占Y轴幅度H为5格,则信号电压为1V(峰值)。
如果经探头测量,将探头的衰减量计算在内,设面板上的开关位置不变,被测波形的幅度H仍为5格,则此信号电压为10V。
(2)直流电压的测量
本机可以很方便地作为电压表使用,测量直流电压的方法如下:
A.首先将触发方式开关置于“AUTO自动”,使扫描发生器工作在自激状态,屏幕上显示时基线。
B.再将Y轴耦合开关“⊥-AC-DC”置于“⊥”位置,使用垂直方向移位“↑↓”将时基线固定在荧光屏某一条适当横线上(一般为了读数方便,常使时基线的位置与坐标片的厘米分格刻线重合),此时显示的时基线就是零电位的参考基准线。
C.将输入耦合开关转至“DC”位置,加入被测信号观察时基线在Y轴方向产生的位移,此时“V/div”开关在面板上的指示值(“微调”应位于“CAL校准”位置)与时基线在垂直方向位移格数的乘积即为被测量信号的直流电压值。
例如:
将示波器的灵敏度开关“V/div”置于“1V”的档极上,其“微调”位于“CAL校准”位置,输入耦合开关转至“⊥”位置,观察时基线的位置并移至屏幕的中心。
然后将输入耦合开关由“⊥”位置转至“DC”位置,加入被测信号,此时若时基线由中心位置(基准位置)向上移动5格,则被测电压即为+5V(不接探头),如果向下移动则电压极性为负
当被测电压较高,应使用探头,若选择“×10”档,则衰减10倍,其读出的电压值应增大10倍。
5.时间测量
将扫描速度开关“t/div”的“微调”顺时针方向转到底(“CAL校准”位置)。
这样可以由扫描速度开关所指的数值乘以波形在水平方向上所占的格数,直接计算出有关时间。
首先根据座标片水平方向的刻度(格)在波形上读出被测二点之间在水平方向上的距离D,然后将距离D乘以扫描速度开关“t/div”,所在位置每格的时间,就得到了所需测量的间隔时间T。
T=T/div×D(div)
例如:
在一个屏幕上观察到的波形,一个重复周期占6格,扫描速度为每格2mS,此时,T=1.2mS。
同理,因为f=1/T,所以被测波形的频率为83.3Hz。
如果使用了“PULL×10”装置,则相当于扫描速度增快了10倍,此时应将测得的时间间隔除以10,即:
T=T/div×D(div)×1/10
6.读出功能
选择的灵敏度输入、扫描时间等显示位置均如图2-2所示。
图2-2
CH1显示:
当“垂直方式”开关为CH1、DUAL或叠加时,CH1的设定值显示在图2-2
(1),这些值在CH2方式时不显示。
当设定探极
10时显示“P10”。
V/DIV校准位于“非校准”位置时,出现“>”符号。
显示选择的灵敏度为1mV—5V(探极
10时,10mV—50V)。
设定为X-Y按钮,垂直方式为CH2时下标出现“X”标志,在双踪时下标出现“Y1”标志。
CH2显示:
当“垂直方式”开关为CH2、DUAL或叠加时,CH2的设定值显示在图2-2
(2),这些值在CH1方式时不显示。
(a)当设定探极
10时显示“P10”。
(b)V/DIV校准位于“非校准”位置时,出现“>”符号。
(c)显示选择的灵敏度为1mV—5V(探极
10时,10mV—50V)。
(d)设定为X-Y按钮,垂直方式为CH2时下标出现“Y”标志,在双踪时下标出现“Y2”标志。
扫描时间显示如图2-2(3)。
A扫描时间前出现A;
“=”表示正常,“*”表示使用了
10扩展,“>”表示用了“扫描非校准”旋钮;
表示选择的扫描时间:
10ns—0.5s,使用“X-Y”按钮会显示“X-Y”。
七种功能的相关测量显示在图2-2(4)。
通过按钮“光标功能”来选择七种功能(ΔV、ΔV%、ΔVdB、ΔT、1/ΔT、DUTY、PHASE)中的一种。
如果使用了X-Y按钮,会出现未知值“?
?
?
”。
【注意事项】
①不要使亮斑过亮,当亮斑长时间留在荧光屏上不动时,应把亮度减弱,以免损伤荧光屏。
②调节各旋钮应缓慢移动,不要过快,以防损坏旋钮。
③不要频繁开启电源开关,防止冲击电流烧坏灯丝。
7.观察按正弦规律变化的电压的图线
①从低频信号发生器输出一正弦波形(适当频率、适当幅值)接到示波器的CH1(或CH2)输入端,调节有关旋钮,以便在屏上观察到稳定的大小合适的正弦波形。
②示波器的自检:
将示波器CH1或CH2测试线,接到示波器“标准信号”输出端,测出该“标准信号”的峰—峰值与周期,并与示波器给出的标准值进行比较,结果记入表2-2。
表2-2
校验档位
校验结果
Y轴(峰—峰值)
X轴(每周期格数)
1V/DIV档
0.2V/DIV档
0.5ms/DIV档
0.2ms/DIV档
应显示格数
实际显示格数
校验结论
《注》标准信号是电压幅度为0.5VP-P频率为1KHZ的方波
8.示波器测量信号的频率
将示波器接入信号发生器输出端,信号发生器输出调为UP-P=4V,波形选方波,频率分别为200HZ、、1500HZ、5KHZ、(由信号发生器频率显示读出),用示波器测出被测信号的频率,结果记入表2-3
表2-3
信号发生器输出频率
200HZ
1500HZ
5KHZ
示波器测量
扫描速度TIME/DIV档位
一个周期占有的格数
信号周期
计算所得频率
三、UT803真有效值数字台式万用表的使用
1、交直流电压测量
将红表笔插入V插孔,黑表笔插入COM插孔。
将功能旋钮开关置于“V
”电压测量档,按SELECT键选择所需测量的交流或直流电压。
从显示器上直接读取被测电压值。
交流测量显示值为真有效值。
测量交流加直流电压的真有效值,必须按下“AC/AC+DC”选择按钮。
测得的被测电压值小于600mV,必须将红表笔改插入“mV”插孔,同时,利用“RANGE”按钮,使仪表处于“手动”600mV档(LCD屏有“MANUL”和“mV”显示)。
2、电阻测量
将红表笔插入Ω插孔,黑表笔插入COM插孔。
将功能旋钮开关置于Ω测量档,按SELECT键选择电阻测量,并将表笔并联到被测电阻二端上。
从显示器上直接读取被测电阻值。
测电阻开路或阻值超过仪表最大量程时,显示器将显示“OL”。
电路通断测量
将功能旋钮开关置于“
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