电子测量仪器教案

1、第一章 电子测量和仪器的基本知识教学要求：了解电子测量的意义和特点；熟悉测量方法的分类；掌握测量误差的概念及误差的表示方法。教学重点：误差的表示方法教学难点：误差的表示方法教学方法：讲授法教学时间：6课时教学过程：1、2课时一、 导入新课：简述电子测量的重要性二、 新授：1、 测量及意义（1） 测量：把被测量与同种类的作为单位的量，通过一定的测量方法进行比较，以确定被测量是该单位的若干倍。单位越大，测量的数值越大。（2） 测量结果的组成测量结果的量值由两个部分组成：数值（大小及符号）和单位2、 电子测量的意义和特点（1） 电子测量的意义（2） 电子测量的内容a. 电能量的测量：如电流、电压、功

2、率等b. 电路元件参数的测量：如电阻、电感电容等c. 电信号特性的测量：如频率、周期相位等d. 电路特性的测量：放大倍数、灵敏度等e. 特性曲线的测量：幅频特性等 基本参数：频率、电压、时间、阻抗（3） 电子测量的特点a. 测量频率范围宽b. 仪器测量范围广c. 测量准确度高d. 测量速度快e. 易于实现遥测e. 易于实现测量自动化和测量仪器微机化3、 测量方法的分类（1）按测量方式分类直接测量、间接测量、组合测量（2）按被测信号的性质分类时域测量、频域测量、数据域测量三、巩固看书13页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：1、什么是测量、测量结果的组成2、电子测量的意义3、电子测量的基

3、本参数4、电子测量的特点3、4课时一、复习1、电子测量的特点2、电子测量方法的分类二、新授1、绝对误差（1）定义：被测量的测量值X与其真值Ao之差，称为绝对误差。用 x表示 X=XAo （2）修正值：与绝对误差的大小相等，但符号相反的量值称为修正值。用C表示CXAXAX+C2、相对误差定义：绝对误差与被测量的真值之比，称为相对误差 AoX/Ao×100%（1）实际相对误差（用实际值代替真值）AX/A×100%（2）示值相对误差（用示值代替实际值）xX/X×100% （3）引用误差 m=X/Am×100% （4）最大引用误差 mmXm/Am×10

4、0% （5）仪表的准确度±K%Xmax/Am×100%（6）测量结果的准确度（相对误差）±K%×Am/X 准确度等级有0.10.20.51.01.52.55.0共七级3、例题分析例1：两个电压的测量值分别是103V、12V，实际值分别是100V、10V试分别求出测量的绝对误差和相对误差。解： U1U1XU1103V100V3VU2U2XU112V10V2V（U1>U2说明U1的测量结果偏离实际值的程度大）U1U1/U1×100%3%U2U2/U2×100%20%（U1<U2说明U2的测量结果准确度低于U1）例2：某被测电压

5、为8V，用1.5级10V量程的电压表测量，可能产生的最大相对误差为多少？解：（略）三、巩固看书34页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题17 5、6课时一、复习1、什么是绝对误差、相对误差2、什么是引用误差、仪表的准确度二、新授1、测量误差的来源（1）仪器误差（2）理论误差和方法误差（3）影响误差（4）人身误差2、测量误差的分类（1）系统误差在确定的测试条件下，误差的数值保持恒定或在条件改变时按一定规律变化的误差。（2）随机误差（偶然误差）在相同条件下多次测量同一值时，每次测量结果出现无规律的随机变化的误差。（3）疏失误差（粗大误差）在一定条件下，测量值明显偏离实际值时所对应的误差

6、。3、 测量结果的表示及有效数字（1） 测量结果的表示：数值（大小、等号）+单位（2） 有效数字及有效数字位数从最左边一位非零的数字算起到最后一位始（含未尾的零）A、有效数字的位数估算出测量的误差一般规定误差不超过有效数字位数未位单位的一半。如1.00A则A<±1/2×0.01A0.005AB、有单位的数字需注意记录的方法变换单位后，有效数字的倍数不应改变如1000mA可写成1.000A表示四位有效数字，不可写成1A；2.0V写成20×102mV不可写成2000mV。C、 “0”的意义。在最左面的0为非有效数字，在最后或中间为有效数字；未尾的0很重要。如0.

7、03表示一位有效数字，该数可能在0.0250.035之间。而0.030表示两位有效数字，该数可能在0.02950.0305之间。4、数字的舍入规则小于5舍、大于5入、等于5看奇偶（求偶数法则）。例1：对以下数据进行舍入处理，要求小数点后保留两位。16.372016.3732.455032.464.54524.553.85463.851.9952.001.9851.985、电子测量仪器的分类6、电子测量仪器的误差（1）固有误差（2）工作误差（3）稳定误差（4）变动量三、巩固看书411页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题810 第二章 电子电压表教学要求：能画出放大检波式和检波放大式

8、模拟电子电压表的组成框图，理解各组成部分的作用，了解该两类电子电压表的特点及适用范围；了解逐次逼近比较式、双斜积分式的工作原理；理解数字式多用表的组成框图及各部分的作用；能正确选用和使用电子电压表进行电压测量。教学重点：模拟式电子电压表的组成框图、特点及使用方法。教学难点：数字式电压表的工作原理教学方法：讲授法教学时间：18教学过程： 1、2课时一、 导入新课电工仪表不能满足电子电路测量的需要（内阻小对电路影响大），需要用高内阻的电子电压表才能进行测量。二、 新授1、 电子测量对仪器的要求a. 应有足够宽的频率测量范围宽b. 应有足够宽的电压测量范围c. 应有足够高测量准确度d. 应有足够高的

9、输入阻抗e. 应有高的抗干扰能力2、电子电压表的分类电子电压表分为模拟式和数字式两大类（一）模拟式电子电压表1、放大检波式A、组成框图B、框图作用10、可变是量程分压器：改变加到后级的电压，扩大量程。20、带宽交流放大器：放大电压，提高灵敏度30、检波器：AC/DC转换。输出直流与输入交流电压的平均值成正比，采用均值检波C、特点优点：灵敏度高、性能稳定、作用方便、电路简单、波形失真小缺点：工作频率范围窄（受放大器带宽的限制）上限达510MHz，也称视频电压表。D、适用范围：测量电压较小（mV级）、频率低（1MHz以下视频10MHz以下）的高频信号。三、巩固看书1213页内容四、小结在分析时首先

10、然后最后。五、作业：习题1、放大检波式电压表的组成框图2放大检波式各框图的作用3、放大检波式电压表的特点及适用范围。 3、4课时一、复习1、电子电压表的分类2、放大检波式电压表的框图、作用、特点。二、新授2、检波放大式A、组成框图B、框图作用10、检波探头：输出直流电流与交流电压的峰值成正比例的检波器即交流直流且VK×VP20、可变是量程分压器：改变加到后级的电压，扩大量程。30、直流放大器：放大直流电压。因受直流放大器零点漂移和噪声的限制，灵敏度不高，约为0.1V。C、特点优点：工作频率范围宽（20Hz1GHz称为高频电压表或超高频电压表）输入阻抗大缺点：灵敏度低 D、适用范围：测

11、量频率较高的高频电压。3、外差式模拟表的特点：电路简单、价廉，特别适用于高频电压的测量，但测量精度较差，不能实现测量过程的自动化。（二）、数字式电压表数字式电压表由模拟电路和数字电路两部分组成，其框图为：P.14.页图241、比较型数字电压表（直接转换）特点：精度高、速度快、抗干扰能力差2、积分式数字电压表（间接转换）特点：抗干扰能力强、成本低、速度慢3、复合式数字电压表特点：精确度高，速度、抗干扰能力强，适用于高精确度的测量。数字表的特点：采用数字形式输出直观显示测量结果，除具有测量准确度高、速度快、输入阻抗大、过载能力强、抗干扰能力强和分辨力高等优点外，还便于和计算机及其它设备组成自动测试

12、仪器和系统。三、巩固看书1315页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题1、检波放大式电压表的组成框图2检波放大式各框图的作用3、检波放大式电压表的特点及适用范围。4、数字式电压表的分类、组成框图。 5、6课时一、复习1、模拟式电压表的特点2、数字式电压表的特点二、新授交流电压的参数交流电压的大小可以用峰值、平均值、有效值来表征，它们之间的关系可以用波形因数、波峰因数表示。1、峰值：交流电压在一个周期内（或一段时间内）电压达到的最大值VP。正、负峰值不等时分别用VP+或VP-表示。注意点：峰值与振幅是有区别的振幅：在一个周期内偏转直流分量V0的最大值称为振幅。当V00时，峰值振幅例如

13、：2、平均值数学定义：（略）电子测量中定义交流电压的平均值指检波后的平均值。根据检波器的种类不同又可分为全波平均值和半波平均值注意点：如不作特别说明，平均值指全波平均值。由数学平均值的定义知平均值是指面积的平均值，因此求平均值可求面积的平均值。例如：3、有效值有效值又称均方根值数学定义：（略）物理意义：交流电压在一个周期内施加于一纯电阻负载上所产生的热量与一个直流电压在同样情况下产生的热量相等时，这个直流电压就是交流电压的有效值。4、波形因数KFKFV/V有效值与平均值之比5、波峰因数KPVP/V峰值与有效值之比6、几种常用交流电压的波形参数名称峰值波形有效值V平均值KFKP正弦波A0.707

14、A0.637A1.111.414全波整流正弦波A0.707A0.637A1.111.414三角波A0.5A1.151.732方波AAA11脉冲波A三、巩固看书1516页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：名词解释：平均值、有效值、峰值、波形因数、波峰因数 教后感：7、8课时一、复习1、什么是峰值、平均值、有效值2、什么是波形因数、波峰因数二、新授模拟式电压表分为：均值电压表、峰值电压表、有效值电压表（一）均值电压表1、工作原理（交直转换）a、均值检波器电路全波整流电路（分析略）电容C起滤除交流成分的作用充电时间放电时间b、特性（1）输出电流（或偏转角）正比例于输入电压的平均值，与波形无

15、关。即KV（2）输入电阻ZiRi/Xc 由于Ri较小，使输入阻抗较低2、定度系数（不作特别说明）所有交流电压表都是按照正弦波有效值定度。如果检波器不是有效值响应，则其示值与实际响应值之间存在一个系数，此即为定度系数，记为KUKV正弦波K1.11注意点：测量非正弦波电压其读数并无直接物理意义，只知道0.9等于被测电压的平均值。若被测电压的波形因数已知，可经过换算得到被测电压的有效值。例1：用均值电压表分别测量正弦波、三角波、方波电压，若电压表示值均为10V问被测电压的有效值各是多少？解：（略）3、波形误差用均值电压表测量非正弦波时，如果将电压表的读数值当作它的有效值，将会产生测量误差，该测量误差

16、称为波形误差。如：三角波3.5%方波10%4、特点电路较简单、灵敏度高、波形失真小、测量范围大三、巩固看书1718页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题4、5、6教后感：9、10课时一、复习1、均值表的特点及定度系数2、均值表测量非正弦波如何得到其有效值。二、新授峰值电压表1、峰值检波器电路结构：如图2.12（整流滤波）条件：充电时间短，放电时间长，使电容C两端保持为峰值）a 、串联式峰值检波器（开路式）实际响应值为交流电压波形的峰值UP+b、并联式峰值检波器（闭路式）实际响应值为交流电压的振幅Um2、定度系数峰值电压表与均值电压表类似，一般按正弦波的有效值进行定度UKVP0.70

17、7VP定度系数为0.707用峰值电压表测量正弦波电压，其读数就是正弦波的有效值，测量非正弦波其读数无意义，把读数乘以1.414等于被测电压的峰值。例题1：用峰值电压表测量正弦波、三角波、方波电压，已知电压表的读数均为10V试分别计算正弦波、三角波、方波的有效值、平均值、峰值各是多少？解：（略）例题2：用串联型、并联型峰值电压表测量如图所示电压，其读数各是多少？解：（略）3、波形误差测量非正弦波电压时，如果将电压表读数当作它的有效值，也会产生波形误差波形误差的绝对误差U波形误差的相对误差U/×100%因此有三角波的波形误差为18.4%方波的波形误差为-41%结论：用峰值电压表测量非正弦

18、波时产生的测量误差比均值表大得多。三、巩固看书2123页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题6、7、8教后感：11、12课时一、复习1、模拟式电压表的特点2、数字式电压表的特点二、新授1、分类及特点（1）分类：数字电压表分为a) 直流数字电压表b) 交流数字电流表c) 数字万用表其中直流数字电压表是基础（2）特点：精确度高、测量速度快、输入阻抗大、读数准确、抗干扰能力和抗过载能力强，便于测量过程的自动化。2、DVM的主要技术指标 （1）测量范围a) 量程：量程表示电压表所能测量的最小和最大电压范围。不经衰减器和输入放大器的量程称为基本量程，基本量程通常为1V或10V也有的为2V或5

19、V。b) 位数：位数是表示数字电压表精密程度的参数A、能显示09十个数码的数位称为满位（即一位），如果最大能显示9999称为4位。B、能显示0和1两个数字，称为半位或1/2位。C、不能显示满位，又大于0和1两个数，称为3/4位。c) 超量程能力：超量程能力指DVM所能测量的最大电压超过量程的能力（准确度、分辨力不下降）超量程能力（能测量出的最大电压量程值）/量程值×100%A、满位显示：没有超量程能力B、1/2位显示：量程为2V、20V分档，没有超量程能力；量程为1V、10V分档，超量程能力为100%C、3/4位显示：若最大显示为5999、量程以5V、50V分档，则超量程能力为20%

20、（2）分辨力（灵敏度）能够反映出的被测电压的最小变化值的能力，即末尾的“1”表示出的电压值。量程不同，分辨力不等，最小量程的分辨力作为DVM的分辨力。如：4位DVM在1V、10V的分辨力分别是0.0001V、0.001V，若最小量程为1V则DVM的分辨力是0.001V。（3）测量误差用固有误差来衡量U±（%Ux+% Um）末位n个单位等于% Um（4）输入电阻和输入偏置电流（5）抗干扰能力（6）测量速率三、巩固看书2425页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题1、2、3教后感：13、14课时一、复习1、数字电压表的分类2、超量程能力与分辨力二、新授A/D转换原理（一）逐次

21、比较式数字电压表1、原理框图举例：天平称物体，法码8克、4克、2克、1克（1）比较器：用于鉴别被测电压与步进标准电压的差值的电压比较器（2）数码开关：将输入的数字量转换为模拟电压输出，它是A/D转换器的反馈量（3）基准源：作为基准电压的机内参考电压源（4）数码寄存器（SAR）：在时钟脉冲的作用下，逐次提供代表不同标准电压的二进制数码（5）控制部分：节拍脉冲，控制数码寄存器工作。2、 工作过程设基准电压Er16V，被测电压为Ux5.5V测量过程为第一个时钟，清零输出0000，第二个时钟，Vb（8V）>Ux舍，输出0000，第三个时钟，Vb（4V）<Ux留，输出0100，第四个时钟，V

22、b（6V）>Ux舍，输出0100，第六个时钟，Vb（5V）<Ux留，输出0110，注意点：基准码的取法可以按2n递减也可以按二十进制（8、4、2、1码）3、 工作原理被测电压与已知的不断递减的基准码电压进行逐次比较直至与最小的基准码电压比较结束实现A/D转 换最终获得被测电压值 4、特点 电路复杂、精度高、分辨力高、速度快抗干扰能力差三、巩固看书2526页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题7、8、9教后感：15、16课时一、复习1、比较式数字式电压表的组成框图2、比较式数字式电压表的特点二、新授（二）双积分式A/D转换器1、 原理方框图2、 工作原理首先对被测电压UX

23、在固定时间T1内进行积分（定时积分）然后对内部基准电压Ub反向积分（定值积分），反向积分时间T2与UX成正比，利用电子计数器测出T2就可知到UX的值的大小。工作过程分为准备阶段、取样阶段、比较阶段（1）准备阶段控制器使电子开关S4接地，S1S3断开，使积分器输入、输出电压为零，作为初始状态。（2）取样阶段T1时刻，控制器发出取样指令，S1接通（S2S4断）被测电压加到积分器输入端，输出电压从0开始线性上升，同时控制指令打开闸门计数器开始对时钟脉冲进行计数，当计数到预定时间T1时，计数器停止计数并复位为零，同时计数器输出一个比较指令表示取样阶段的结束。U011/RC×UXT（3）比较阶

24、段T2时刻在比较指令作用下，断开S1接通S2（若UX为正则接通S3）基准电压加到积分器的输入端，输出电压UC2U011/RCUBdx从Um开始线性下降，经过T2的时间降为零，同时计数器输出一个脉冲关闭闸门计数器停止计数。即UC201/RCUXT1T2/RCUB0UXT2/T1UBN2/N1UB3、 特点：准确度高、抗干扰能力强、速度慢（三）数字电压表中的自动功能1、自动校零2、自动转换量程三、巩固看书2729页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题7、8、9教后感：17、18课时一、复习1、比较式数字电压表的组成框图及特点2、积分式数字电压表的组成框图及特点二、新授数字多用表1、 组

25、成框图2、 测量线路（1）电压测量线路电路如图所示（P.31.页图2.20a）测量2V时：VIN+1M/10M×2V0.2V200mV测量20V时：VIN+100K/10M×2V0.2V200mV（2）电流的测量线路电路如图所示（P.31.页图2.20b）测量20 mA时VIN+0.02A×（0.01+0.99+9）0.2V200mV测量200mA时VIN+0.2A×（0.01+0.99）0.2V200mV测量20A时VIN+20A×0.010.2V200mV（3）电阻的测量线路电路如图所示（P.31.页图2.20C）分析（略）3、电压表的选择

26、和使用（1）电压表选择的一般原则（略）（2）电压表的正确使用a、正确放置电压表b、测量前进行机械调零和电气调零c、正确选择量程d、注意输入阻抗的影响e、防止外界磁场的干扰三、巩固看书3034页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题1、数字多用表的特点2、简述直流电压、电阻的测量原理3、如何正确使用电压表。教后感：第三章 低频信号发生器教学要求：1、了解信号发生器的分类；2、能画出低频、高频信号发生器的组成框图理解各框图的作用；3、能正确使用低频、高频信号发生器进行测量。教学重点：低频、高频信号发生器的组成框图及作用。教学难点：振荡电路的原理分析教学方法：讲授法教学时间：8教学过程：1

27、、2课时一、导入新课：信号发生器的作用二、新授：1、信号发生器的分类（1）正弦波信号发生器（2）脉冲信号发生器（3）函数信号发生器（4）噪声信号发生器2、正弦波信号发生器的主要技术特性10频率特性（1）有效频率范围（2）频率准确度：输出频率的实际值与示值之间的相对误差(fo-fx)/fx×100% （3）频率稳定度：在一定时间内维持其输出频率不变的能力/f0×100%20输出特性（1）输出电平（2）输出电平的稳定度（3）输出阻抗30调制特性3、低频信号发生器10组成框图20组成框图的作用（1）主振器：产生低频正弦波信号（核心部分）一般采用RC电路。（2）电压放大器：兼有缓冲

28、和电压放大作用（3）输出衰减器：调节输出电压或功率大小，常用步进调节和连续调节。一般用分贝数表示输出衰减，分贝数与放大倍数间的关系为表3.2（P40页）（4）指示电压表：指示电压放大器或功率放大器输出电压的幅度。（5）功率放大器：对衰减器送来的信号进行功率放大，使之达到额定的功率输出。（6）阻抗变换器：用于戒备森严匹配不同阻抗的负载，以便获得最大功率输出。三、巩固看书3638页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题1、信号发生器的分类2、有效频率范围、频率准确度、稳定度的概念3、低频信号发生器组成框图及各框图的作用。教后感：3、4课时一、复习低频信号发生器的组成框图及各框图的作用二、

29、新授XD2型低频信号发生器的使用方法（一） 面板结构1、 频率调节：“频率范围”频段开关；“×1”、“×0.1”、“×0.01” 三个“频率调节”旋钮。2、 电压调节：输出细调旋钮、输出衰减开关、指示电压表3、 其它控制键：电源开关、阻尼开关、电源指示灯、输出接线柱（二） 使用方法1、 频率调节粗调：输出信号频率范围1Hz1MHz，按十进制分成六个频段实行步进调节 频率范围：1Hz1MHz波段I：1Hz10Hz；波段II：10Hz100Hz；波段III：100Hz1KHz波段IV：1KHz10KHz；波段V：10KHz100KHz；波段VI：100KHz1MHz

30、：各频段所标数值用fmin表示，是该波段输出的最低频率 细调：由三个“频率调节”旋钮“×1”、“×0.1”、“×0.01”实现。若三个频率调节开关“×1”、“×0.1”、“×0.01”的读数分别是a、b、c 则输出信号频率为fx=fmin(a×1+b×0.1+c×0.01) 例1：若输出“频率范围”频段开关置于100Hz档，“频率调节” “×1”、“×0.1”、“×0.01”分别置于4、5、0，则输出信号的频率为多少？2、电压调节 输出电压Vo=U/AvU：指示电压表读数；A

31、v：衰减倍数例2：输出衰减至50dB,指示电压表读数为3V，则实际输出电压为多少？例3：如何调节低频信号发生器使其输出频率为1.50KHz，电压的大小为4mv的正弦波信号。3、其它控制件作用电源开关：开关置ON接通电源，置OFF电源关断。电源指示：接通电源指示灯亮阻尼开关：避免指针运动速度过快，被打弯。保险丝：防止过流、过压损坏仪器。（三）使用注意事项1、仪器外壳要接地。（以免感应50HZ的干扰信号。）2、通电前将电压“输出细调”旋钮置于最小位置。（避免通电瞬间打弯指针）3、接通电源，指示灯亮，预热35分钟。（获得比较稳定的输出）三、小结：本节课我们研究了低频信号发生器的面板结构及使用，其输出

32、频率等于各“频率调节”旋钮读数之和乘以频波段开关读数，输出电压等于指示电压表读数除以输出衰减倍数。四、巩固：五、作业：习题3、4、5教后感：5、6课时一、复习1、低频信号发生器的组成框图2、如何调整低频信号发生器的输出频率和幅度二、新授：高频信号发生器1、 组成框图2、 各框图的作用（1）主振级（核心电路）：产生本仪器频率范围内的载波信号。（2）调制级：a、放大主振级输出的高频信号b、在输出级和主振级之间起隔离作用，提高振荡频率的稳定性。c、兼作调幅信号的调制（3）内调制振荡器调制信号由机内音频信号发生器产生，内调制频率一般取400HZ或1000HZ(4)监测级载波电压指示：用来监测载波电压，

33、使其保持在1V，可用载波调节幅度旋钮改变调幅度旋钮：用来指示调幅度值MA/A0A-B/A+B操作时调“载波幅度调节”使其为1V调“调幅度调节”使其为30%（5）输出级：用来完成输出信号的大范围的衰减及输出阻抗的转换。（电路图P41页图3.7）S1细调衰减器（输出微调）输出电压01V连续可调，标度尺刻度十等分，则数字1、2、3、分别对应于0.1V、0.2V、0.3V、注意点：信号要从“01V”插孔输出V01（“输出微调”读数）/10S2步级衰减器（输出倍乘）将“01V”插孔信号衰减105倍（定为×1）、衰减104倍（定为×10）、衰减103倍（定为×100）、共分为

34、五个档位。输出电压V02“输出微调”读数ד输出倍乘”µVS3电缆分压（在仪器外部作为配件）一般分为两档×0.1和×1，记作K则有V0KV01或V0KV02三、巩固看书4042页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题1、高频信号发生器的组成框图2、高频信号发生器组成框图的作用。教后感：7、8课时一、复习高频信号发生器的组成框图及各框图的作用二、新授：（一）高频信号发生器的分类按产生主振信号的方法不同分为调谐信号发生器、锁相信号发生器、合成信号发生器。1、调谐信号发生器主振级采用LC振荡器，改变L调频段、改变电容实现微调。如高频信号发生器就是采用

35、该振荡器。2、锁相信号发生器（1）原理框图（2）工作原理压控振荡器输出频率F2由于某种原因发生变化，该相位变化在鉴相器中与振荡频率F1的稳定相位相比较，使鉴相器输出一个与相位差成比例的电压，经过低通滤波器，要检出直流分量，控制压控元件从而控制输出频率F2，使其频率与F1保持一致。（3）特点：输出频率的准确度、稳定度高。3、合成信号发生器（1）定义：把一个（或少数几个）高稳定度频率源经过加、减、乘、除及其组合运算，产生在一定频率范围内具有一定频率间隔的一系列离散频率。（2）几种锁相环电路分析（略）（二）函数信号发生器1、特点：能够输出正弦波、方波、三角波、锯齿波等多种波形2、函数发生器的组成方案

36、（1）由方波产生正弦波、三角波（2）由正弦波产生方波、三角波（3）由三角波产生方波、正弦波三、巩固看书4350页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题7、8、9教后感：第四章电子示波器教学要求：1、了解电子示波器的结构、特点、分类和基本原理；2、能画出画出双踪示波器的组成框图理解各框图的作用；3、掌握波形显示原理及示波器的测量方法。教学重点：示波器的测量方法。教学难点： 波形显示原理教学方法：讲授法教学时间：16教学过程：1、2课时一、导入新课示波器的应用二、新授（一）概述1、示波器的作用2、示波器的分类（通用示波器、取样示波器、存储示波器、特种示波器）（二）示波测试的基本原理1、阴

37、极射线示波管示波管示波器的核心部件又称阴极射线管(CRT) 参P52图4-1 (1)电子枪 作用-产生一股极细的高速电子束 组成-灯丝F 通电后加热阴极 阴极K： 受热发射电子 栅极G： 相对K加负偏压可控制电子流强弱辉度调节分析控制原理（略）（简述亮度调节原理）第一阳极A1 ：相对K加正偏压（ 聚焦调节）第二阳极A2： 相对K加更高正偏压（辅助聚焦） *两者起加速和聚焦电子束的作用A1聚焦为主A2加速为主参照P52页图41后加速极 ：进一步加速，增加辉度 (2)偏转系统 作用-控制电子束偏转 组成-两对相互垂直的偏转板(位于A2与荧屏间) X和Y偏转板 电子束在XY偏转板间电场中受电场力作用

38、而偏离中心向合力方向偏转 偏转灵敏度：SY/V单位：cm/v did/v 单位电压光点移动的距离。偏转因数：D1/S单位：v/cm v/div 偏转1厘米或1格所需加在偏转板上电压值（峰峰值）(3)荧光屏 作用-在电子束撞击下发光实现电-光转换 组成-玻管内壁涂荧光粉在高速电子撞击下发光 三、巩固看书5153页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题1、示波器的作用2、示波器的分类3、示波的结构4、电子枪的组成及各电极的作用5、什么是偏转灵敏度、偏转因数。教后感：3、4课时一、复习1、示波器的组成2、示波管的结构二、新授：2波形显示原理 (1)扫描 a、Y-加直流电压 ，X不加信号 显

39、示-上方(或下方)一亮点 b、Y-加周期性变化电压(例正弦波) ，X-不加信号 ，显示-一垂直亮线 c、Y-不加信号 X-加锯齿波电压 显示-一水平亮线 扫描X轴偏转板上加锯齿波电压后使光点在水平方向扫动的过程称为扫描。 锯齿波电压随时间线性变化即相等的时间内电压变化相等，因此相等时间内光点移动的距离相 等 扫描在荧屏上形成的水平亮线称为时间基线(时基线)，时基线上的距离反映了时间的变化即相等的时基线长度代表相等的时间，故屏上X轴刻度用t/cm(t/div)表示 (2)波形的形成 Y-加周期性变化电压 ，X-加锯齿波电压，显示-Y所加信号的波形 当TX=TY时，显示一个周期的信号波形 当TX=

40、2TY时，显示两个周期的信号波形 波形描绘法(描点作图法) 举例说明 a、找出XY上所加两个信号波形的特征点 (信号波形的过零点信号幅度变化的转折点等) b、确定包含全部特征点的特征时刻 c、在各特征时刻确定光点在屏上的位置(示 意)直至周期性重复 d、将各光点按顺序连接成连续曲线 (3)同步 TX=nTY(n为整数) 扫描的后一个周期描绘的波形与前一个周期描绘的波形完全相同在屏上重叠从而得到稳定的波形显示 TX nTY 举例说明 每次扫描描绘的波形在屏上不重叠显示波形不 稳定在水平方向移动不停甚至模糊一片无法观测 。当TX<TY图象好象向右跑；TX>TY图象好象向左跑。同步 扫描

41、电压(X轴的锯齿波电压)周期为被测信号电压(Y轴输入电压)周期的整数倍时称为两者同步可稳定显示信号波形 三、巩固看书5355页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题1、2、3教后感：5、6课时一、复习1、什么是扫描2、什么是同步二、新授4.3通用电子示波器一概述观测一般周期性交流信号和脉冲信号 根据可同时观测几个信号波形有单踪双踪多踪等 根据可观测信号的频率上限有不同的通频带例20MHZ 二、单踪示波器的组成及原理 1、基本组成 参P56图4.8 Y轴(偏转)系统、X轴(偏转)系统、主机系统三大部分 2、Y轴(垂直)偏转系统被测信号通道(1)作用-对被测信号进行一定处理(放大衰减等)

42、加至示波管Y轴偏转板，控制电子束垂直方向的偏转 (2)要求-高输入阻抗、高灵敏度、宽频带。 (3)组成及原理 1、输入电路：对信号进行预处理(提高输入阻抗、衰减、隔直等) （1）探极 ：提高输入阻抗特别是减小输入电容以满足高频测量，采用阻容补偿式分压电路 。分为有源探头和无源探头，无源探头的衰减系数有1和10两种。（2）耦合方式选择开关：a、直接输入显示直流和交流成分 b、GND-输入接显示零信号时的时基线(零电平基线) c、AC-经隔直电容输入显示交流成分 （3）步进衰减器：对输入大信号衰减 采用阻容补偿式分压器多挡开关切换 注意点：标注刻度不是衰减倍数，而是偏转因数。2、前置放大电路 实现

43、单端输入转换为双端输出以满足Y轴偏转要求，兼有一定的放大作用为使衰减比不受影响。要求高输入阻抗 ，采用射极跟随器和差动放大器 。3、延迟级：延迟被测信号保证波形完整显示。触发扫描时扫描由被测信号启动，故扫描开始必须迟于被测信号的到达波形(特别是其前沿部分)不能完整显示插入延迟级使被测信号延迟一段时间到达Y轴偏转板(扫描电压信号先到达X轴偏转板)从而保证了被测信号波形的完整显示 4、后置放大器：宽频带稳定放大信号，满足Y轴偏转板驱动电压要求，采用射极跟随器和差动放大器 5、触发放大器：使触发信号有足够的幅度驱动触发整形电路。6双踪显示原理：（1）组成框图（2）交替（3）断续三、巩固看书5758页

44、内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题4、5、6教后感：7、8课时一、复习1、示波器的组成框图2、Y、X通道的作用二、新授：示波器的水平系统(1)作用-产生一个与时间呈线性关系的电压(锯齿波电压)作为扫描电压，加至X轴偏转板控制电子束水平方向的偏移形成时基线 。(2)要求-锯齿波线性良好能与被测信号同步且有 一定的放大作用(3)组成及原理参见图4.17 1、触发电路：把触发信号转换为时基发生器所能接受的触发脉冲 a触发信号源选择 内(INT)- 触发信号为Y轴系统的被测信号 ；外(EXT)- 触发信号为外部另外输入的信号 电网(LINE)- 触发信号为供电电源信号(工频) b触发方式

45、选择 自动(AUTO)-有触发信号时产生触发脉冲 实现触发扫描显示被测信号波形，无触发信号时自动扫描形成时基线；常态(NORM)-有触发信号时产生触发脉冲用于25HZ实现触发扫描显示被测信号信号观测波形；无触发信号时不扫描无时基线 c触发耦合选择 DC-直接耦合 ；AC-交流耦合 ；AC（H）高频耦合d触发极性(钭率)(SLOPE) “+”触发点位于触发信号的上升段 ；“”触发点位于触发信号的下降段 e触发电平(LEVEL)调节 2、扫描发生器电路作用：放大扫描电压或X轴外输入电压作为X轴偏转。时基发生器产生锯齿波扫描电压 a锯齿波扫描电压的实际波形 扫描正程时间 ：对应光点从左右移动的时间；

46、扫描逆程时间：对应光点从右左返回的时间；等待时间：对应光点停留在左端起始位置停留的时间 ；T-扫描信号周期 b扫描时间因数调节 c附加电路 3、X轴放大器 4、连续扫描、触发扫描5、主机系统 （1）作用-示波管显示被测信号波形（2） 低压电源：为示波器内部各部分电路提供稳定 直流低压（3） 高压电源提供示波管各电极的正负直流高压 （4）校准信号发生器产生供示波器自校的幅度 、频率固定的电压 三、巩固看书6065页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题1、触发电路的作用2、扫描电路的作用3水平放大电路的作用4、什么是连续扫描、触发扫描、自动扫描。教后感：9、10课时一、复习1、示波器的

47、组成框图2、Y、X通道的作用二、新授：双踪示波器工作原理1、采用双线示波管的双踪示波器 示波管内有两个电子枪，两套偏转系统，两束电子束作用于同一荧屏示波器，内有两个垂直偏转通道共用一个水平(扫描)通道可同时观测两个信号波形。 2、采用电子开关的双踪示波器 利用电子开关使两个信号波形轮换显示在荧屏上只要电子开关的转换频率足够高。由于人眼视觉残留分辨力有限以及示波管的余辉特性可以在荧屏上同时观察到两个不闪烁不间断的信号波形。 电子开关在置前置放大器之后延迟级之前 ，其框图如图4.141)交替方式 第一次扫描S1闭合S2断开显示Y1第二次扫描S1断开S2闭合显示Y2如此重复交替 当交替频率足够高时由

48、于人眼视觉残留及示波管的余辉特性看似两个信号波形同时显示在荧屏上为使每次扫描至少显示一个完整周期信号波形又要求交替速度较快故适于观测较高频率信号。 (2)断续方式 在一次扫描期间轮翻开闭S1、S2每次显示Y1、Y2 波形中的一小段当切换频率较高时由于人眼视觉分辨力有限看似两个连续的信号波形同时显示在荧屏上，为使波形分割成较多小段故适于观测较低频率信号 (3)Y1或Y2方式 S1常闭合S2常断开显示Y1 S1常断开S2常闭合显示Y2 (4)叠加方式ADD S1、S2常闭合Y1、Y2信号波形叠加后显示在荧屏上 3、选用示波器的一般原则 (1)根据被测信号的基本特性-选择示波器类型 观测一般低频信号

49、-简易示波器 观测一般高频脉冲信号-通用示波器 观测极高频高速脉冲信号-取样示波器 观测极低频非周期单次瞬变信号-存储或记忆示波器 (2)根据被测正弦信号的最高频率或脉冲信号的上升时间-选择通用示波器的通频带fB a、fB>3fxm；脉冲信号的上升时间反映其高频分量，示波器由于fB有限会产生tr且fBtr0.35要求 tr<1/3tm。三、巩固看书5860页内容四、小结在分析时首先然后最后。五、作业：习题1、双踪示波器有哪几种显示方式1、什么是交替、断续。教后感：11、12课时一、复习1、双踪示波器与单踪示波器的区别2、如何根据被测信号的上限频率和脉冲上升时间选择示波器。二、新授：通用示波器的使用方法1、 通用示波器的面板结构结合投影、实物说明2、基本使用方法3、 应用实例 (1)电压测量交流电压测量a、 垂直输入耦合AC(f<5HZ 用DC) b、 利用垂直移位将波形移至屏幕中心区便于读数位置c 、选取垂直灵敏度挡级DY(V/DIV)(注意灵敏度微调必须处校准位置；信号波形垂直方向高度H)；探极衰减比Kd、确定信号电压实际值UP-P= K D Y H 正弦波 UP=UP-P/2例题分析（P81页例4.2）（2）直流电压的测量a、显示零电平基线(输入耦合开关置于接地位置)b、 利用垂直移位使零电平基线移至合适便记位置(例屏幕中心)