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文档简介
电子产品测量技术1项目1直流稳压电源检测2项目2功放电路检测3项目3555振荡电路检测4项目4电视机中频通道频域分析5项目510进制计数器检测6项目6电子元器件测量仪器7项目7模-数电路虚拟仿真分析单元一构件力学分析
项目一直流稳压电源检测大部分电器正常工作都需要稳定的直流电源,需要把电网供给的交流电转换成稳定的直流电。本项目任务一主要介绍了电子测量的简单概念和测量数据的正确处理;任务二主要介绍了直流稳压电源的电路组成、检测调试的一般过程。1
测量数据的处理2运用数字万用表测量基本量项目一任务一测量数据的处理知识准备一、电子测量的基本概念1、广义的电子测量任务一测量数据的处理1
广义的电子测量是指利用电子技术进行的测量。非电量的测量属于广义电子测量的内容,可以通过传感器将非电量变换为电量后再进行测量。2、狭义的电子测量任务一测量数据的处理狭义的电子测量是指对电子技术中各种电参量所进行的测量。狭义电子测量的内容主要包括:(1)能量的测量能量的测量是指对电流、电压、功率、电场强度等参量的测量。(2)电路参数的测量电路参数的测量是指对电阻、电感、电容、阻抗、品质因数、损耗率等参量的测量。(3)信号特性的测量信号特性的测量是指对频率、周期、时间、相位、调制系数、失真度等参量的测量。(4)电子设备性能的测量电子设备性能的测量是指对通频带、选择性、放大倍数、衰减量、灵敏度、信噪比等参量的测量。(5)特性曲线的测量特性曲线的测量是指对幅频特性、相频特性、元器件特性等特性曲线的测量。3、测量方法的分类任务一测量数据的处理(1)直接测量是将被测量与标准量进行比较,得到测量结果。(2)间接测量是测得与被测量有一定函数关系的量,然后运用函数求得被测量。(3)组合测量是指在测量中被测量与几个未知量有关,测量一次无法得到完整的结果,则可改变测量条件进行多次测量,然后按照被测量与未知量之间的函数关系组成联立方程求解,得到有关未知量。它是一种兼用直接测量与间接测量的方法。二、测量误差理论1、测量误差的表示方法任务一测量数据的处理(1)绝对误差①定义:由测量所得到的被测量值x与其真值A0之差,称为绝对误差,用Δx表示,即:Δx=x-A0②特点:绝对误差既有大小,又有符号和量纲。真值A0是一个理想概念,无法得到,实际应用中通常用实际值A来代替真值A0,即:Δx=x-A③修正值:与绝对误差绝对值大小相等,但符号相反的量值,称为修正值,用C表示,即:C=A-x=-Δx1、测量误差的表示方法任务一测量数据的处理【例1-1-1】某台电流表的修正值由曲线图1-1-2给出,求示值分别为0.4mA和0.8mA时的实际值各为多少?解:A1=x1+C1=0.4+0.02=0.42mAA2=x2+C2=0.8-0.04=0.76mA1、测量误差的表示方法任务一测量数据的处理(2)相对误差绝对误差虽然可以说明测量结果偏离实际值的情况,但不能确切反映测量的准确程度,不便于看出对整个测量结果的影响。例如,对分别为10Hz和1MHz的两个频率进行测量,绝对误差都为4Hz,但两次测量结果的准确程度显然不同。因此,除绝对误差外,还需给出相对误差的定义。绝对误差与被测量的真值之比,称为相对误差(或称相对真值误差),用γ表示,即:γ=Δx/A0×100%相对误差的特点是只有大小和符号,没有单位。1、测量误差的表示方法任务一测量数据的处理【例1-1-2】测量两个频率值f1=1000Hz,f2=100000Hz,绝对误差分别为Δf1=1Hz,Δf2=10Hz,问哪次测量的准确度更高?解:比较绝对误差可得:Δf1<Δf2,第一次测量误差较小。但:γ1=Δf1/f1×100%=1/1000×100%=0.1%γ2=Δf2/f2×100%=10/100000×100%=0.01%可见第二次的误差与实际值相比所占比例比第一次的小,第二次的测量准确度高些。2、测量误差的来源任务一测量数据的处理(1)仪器误差(2)影响误差(3)理论误差和方法误差(4)人身误差3、测量误差的分类任务一测量数据的处理(1)系统误差(2)随机误差(3)粗大误差三、测量结果的处理任务一测量数据的处理
测量结果既可以用数字表示,也可以用一条曲线或某种图形表示。用数字表示的测量结果包含数值(大小和符号)以及相应的单位两部分,例如9.12V、25.56V等。由于各种因素的影响,测量结果中不可避免地存在误差。有时为了说明测量结果的可信度,在表示测量结果时,可同时标注其测量误差值或范围,例如(3.6±0.05)V、(28.6±0.1)Ω。1.有效数字任务一测量数据的处理有效数字是指从最左面一位非零数字算起,到含有误差的那位存疑数字为止的所有各位数字。对有效数字位数的确定应掌握以下几方面的内容:(1)有效数字位与测量误差的关系(2)“0”在最左面为非有效数字(3)有效数字不能因选用的单位变化而改变2.数字的舍入规则任务一测量数据的处理若需保留n位有效数字,n位以后位余下的数,若大于保留数字末位(即第n位)单位的一半,则在舍去的同时在第n位加1;若小于该位单位的一半,则第n位不变,后面的数字全部舍去;若刚好等于该单位的一半,如第n位原为奇数则加1变为偶数,原为偶数则不变,后面的数字全部舍去,即为“求偶数法则”。2.数字的舍入规则任务一测量数据的处理【例1-1-4】将下列数据舍入到小数第二位:12.4344,63.73501,0.69499,25.3250,17.6955,123.1150。解:12.4344→12.4363.73501→63.740.69499→0.6925.3250→25.3217.6955→17.70123.1150→123.12任务实施
一、电阻串联电路的测量任务一测量数据的处理2电阻串联电路如图1-1-3所示,图(a)为电路图,图(b)为实物图。二、具体测量操作任务一测量数据的处理(1)通过色环法分别读出电阻R1、R2的标称值,并用指针式万用表测出实际值,填入表1-1-1中。(2)用万用表测量电源的电压,填入表1-1-1中。(3)按图1-1-3(a)连接电路。二、具体测量操作任务一测量数据的处理(4)将万用表选择在较大量程上,分别并联在R1、R2的两端测量电压值,并将结果填入表1-1-2中。(5)将万用表选择在合适的量程(参考理论计算值)上,分别并联在R1、R2的两端测量电压值,并将结果填入表1-1-2中。二、具体测量操作任务一测量数据的处理(6)将万用表选择在较大量程上,分别测量A、B点的电流,并将结果填入表1-1-3中。(7)将万用表选择在合适的量程(参考理论计算值)上,分别测量A、B点的电流,并将结果填入表1-1-3中。二、具体测量操作任务一测量数据的处理(8)根据以上测量值求出绝对误差和相对误差,并说明电源电压与各电阻上电压的关系及电路中各点电流之间的关系。(9)结合上面完成情况,填写下面任务评价表1-1-4。表1-1-4串联电路测量操作评价表任务一测量数据的处理3关于测量下面我们来看看图1-1-4物理课本的长度,比较一下A、B两根刻度尺读出的值有什么不同,并说出为什么。图1-1-4物理课本的长度知识拓展一、测量结果处理二、有效数字的运算原则1.加、减运算任务一测量数据的处理根据准确度最差的一项,即以小数点位数最少的为准,其余数据多取一位,最后结果小数位数保留仍以小数位数最少的为准。【例1-1-5】计算:13.05+0.038+4.7051。解:①数据修约:13.05小数点后位数最少,所以不变,其他数据的小数点后应保留三位数字:0.038不变,4.7051修约为4.705。②原式=13.05+0.038+4.705=17.793。③最后结果修约为17.79。2.乘、除运算任务一测量数据的处理有效数字的取舍取决于其中有效数字位数最少的一项,而与小数点无关。最后结果的有效数字,应不超过参加运算的数据中最少的有效数字。【例1-1-6】计算1.05782×14.21×4.52。解:①数据修约:4.52有效数字位数最少所以不变,其他数据有效数字位数多保留一位:1.05782变为1.058,14.21不变。②原式=1.058×14.21×4.52=67.9544936。③最后结果修约为68.0。任务二运用数字万用表测量基本量知识准备一、直流稳压电源电路任务二运用数字万用表测量基本量1如图1-2-1所示为一简单典型的具有放大环节的串联型可调稳压电源电路。(1)具有放大环节的串联型可调稳压电源电路组成包括:调整部分(调整管VT1)、取样电路(R3、RP、R4组成的分压器)、基准环节(稳压管VS和R2组成的稳压电路)、比较放大级(放大管VT2等)。一、直流稳压电源电路任务二运用数字万用表测量基本量(2)如图1-2-2所示为一简单典型的具有放大环节的串联型可调稳压电源电路原理图。二、数字万用表任务二运用数字万用表测量基本量如图1-2-3所示为DT9205型数字万用表。(1)数字万用表的功能测量电压、电流、电阻、晶体管、电容、电感等。二、数字万用表任务二运用数字万用表测量基本量(2)DT9205型数字万用表面板介绍如图1-2-4所示为DT9205型数字万用表面板结构图。①电源开关POWER②功能量程选择开关③输入插孔④hFE插座⑤液晶显示器⑥铭牌任务实施
一、直流稳压电路接线图任务二运用数字万用表测量基本量2如图1-2-5所示为简单直流稳压电路接线图,把电路连好线后通电测试。二、数字万用表操作任务二运用数字万用表测量基本量1、电阻测量用数字万用表测量1kΩ电阻的阻值,记录于表1-2-1中。注意:(1)如果被测电阻值超出所选择量程的最大值,显示屏上将显示“1”,则应选择更高的量程。对于大于1MΩ或更高的电阻,要等待几秒钟后读数才能稳定。(2)当没有连接好时,例如开路情况,显示屏显示为“1”。(3)当检查被测线路的阻抗时,要保证移开被测线路中的所有电源,所有电容放电。被测线路中如有电源和储能元器件,会影响线路阻抗测试的正确性。任务二运用数字万用表测量基本量2、电容量的测量用数字万用表测量10μF、50V电容的电容量,记录于表1-2-1中。注意:(1)仪器本身已对电容挡设置了保护,在电容测试过程中不用考虑极性及电容充放电等情况。(2)测量电容时,将电容插入专用的电容测试座中(不要插入表笔插孔COM、V/Ω)。(3)测量大电容时稳定读数需要一定的时间。任务二运用数字万用表测量基本量3、二极管正负极的判别用数字万用表测量二极管1N4007正向和反向电阻,记录于表1-2-1中并判断极性和好坏。用数字万用表测量晶体管9013的hFE,记录于表1-2-1中。4、晶体管hFE测试任务二运用数字万用表测量基本量5、直流电压测量用数字万用表测量负载RL两端的电压,同时调节电位器RP1改变负载电阻RL,读出电压的值范围,并记录在表1-2-2中。注意:(1)如果不知道被测电压范围,可将功能开关置于最大量程并逐渐下降。(2)如果显示器只显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高量程。(3)“”表示不要测量高于1000V的电压,显示更高的电压值是可能的,但有损坏内部线路的危险。任务二运用数字万用表测量基本量6、交流电压测量用数字万用表测量输入电压Ui,记录在表1-2-2中。用数字万用表测量负载RL上通过的电流,同时调节电位器RP1改变负载电阻RL,读出电流值的范围,并记录在表1-2-2中。7、直流电流测量注意:(1)如果使用前不知道被测电流范围,将功能开关置于最大量程并逐渐下降。(2)如果显示器只显示“1”,表示过量程,功能开关应置于更高量程。(3)“”表示最大输入电流为200mA,过量的电流将烧坏保险丝,应再更换,20A量程无保险丝保护,测量时不能超过15s。任务二运用数字万用表测量基本量8、任务评价表知识拓展
一、数字万用表组成简介任务二运用数字万用表测量基本量31、数字万用表组成数字万用表是测量电路或元器件的电阻、电流、电压等的多量程仪表。数字万用表组成如图1-2-6所示。任务二运用数字万用表测量基本量2、数字万用表工作原理数字万用表的测量过程由转换装置将被测量转换成直流电压信号,再由模/数(A/D)转换器将电压模拟量转换成数字量,然后通过电子计数器计数,最后把测量结果以数字形式直接显示在显示屏上,如图1-2-7所示。二、数字万用表自动电源切断与仪表保养说明任务二运用数字万用表测量基本量1、自动电源切断说明(1)数字万用表设有自动电源切断电路,当仪表工作时间约30min到1小时,电源自动切断,仪表进入睡眠状态,这时仪表约消耗7μA的电流。(2)当仪表电源切断后若要重新开启电源需按动电源开关两次。2、仪表保养(1)不要接高于1000V直流电压或高于700V交流有效值电压。(2)不要在功能开关处于“Ω”和“
”“
”位置时,将电压源接入。(3)在电池没有装好或后盖没有上紧时,请不要使用此表。(4)只有在测试表笔移开并切断电源以后,才能更换电池或保险丝。谢谢观看电子产品测量技术单元一构件力学分析
项目二功放电路检测功率放大器在日常家电中应用较广,此电路在出厂前的制作和调试过程一定要经过严格检测,在各项指标和参数都满足要求后,方能出厂销售。项目中任务一主要介绍函数信号发生器如何提供功放电路各种输入信号;任务二介绍双踪示波器如何测量功放电路各点波形及参数;任务三是介绍毫伏表测量功放电路交流电压和电平。1
函数信号发生器提供信号源2示波器测量求放大倍数和相位关系项目二3
毫伏表测量求输出功率任务一函数信号发生器提供信号源知识准备一、功放电路组成任务一函数信号发生器提供信号源1如图2-1-1所示为简单典型的OTL功放电路。1.OTL功放电路组成任务一函数信号发生器提供信号源本电路包含前置放大、OTL互补对称推挽功放。电路中T1为电压放大器,工作于甲类放大状态,T2和T3为互补对称推挽功放,工作于甲乙类放大状态。2.OTL功放电路工作过程任务一函数信号发生器提供信号源
当输入正弦交流信号Ui时,经T1放大,倒相后同时作用于T2、T3基极,Ui的负半周信号经T1管倒相后使T2管导通(T3管截止),有电流流过负载RL,同时向电容C0充电;Ui的正半周信号经T1管倒相后使T3管导通(T2管截止),则已充好电的电容器起着电源作用,通过负载RL放电,这样在RL上就得到完整的正弦波信号。
C2和R构成自举电路,用于提高输出电压的幅度,以得到大的动态范围。二、函数信号发生器任务一函数信号发生器提供信号源如图2-1-3为SP1641B型函数信号发生器。1.函数信号发生器输出波形任务一函数信号发生器提供信号源函数信号发生器的输出波形为正弦波、方波、三角波等多种波形信号。2.SP1641B/SP1642B函数信号发生器面板介绍任务一函数信号发生器提供信号源(1)前面板介绍(图2-1-4)任务一函数信号发生器提供信号源①电源插座②TTL/CMOS电平调节③TTL/CMOS(2)后面板介绍(图2-1-5)2.SP1641B/SP1642B函数信号发生器面板介绍任务实施一、函数信号发生器与功放电路接线图任务一函数信号发生器提供信号源2如图2-1-6所示为函数信号发生器与OTL功放接线图。二、函数信号发生器操作1.自检任务一函数信号发生器提供信号源(1)上电。(2)按动按钮⑮或⑯,频率显示变化。(3)调节输出幅度⑧,幅度值显示变化。(4)按动按钮⑫选择波形,波形变化。2.50Ω主函数信号输出交流正弦信号1kHz,峰峰值为10mV任务一函数信号发生器提供信号源(1)以终端连接50Ω匹配器的测试电缆,由前面板插座⑦输出函数信号。(2)由频率选择按钮⑮、⑯选定输出函数信号的频段,由频率微调旋钮调整输出信号频率,直到所需的工作频率值为1kHz。(3)由波形选择按钮⑫从正弦波、三角波、脉冲波中选定输出函数的波形为正弦波。(4)由信号幅度选择器⑪和⑧选定和调节输出信号的峰峰值为10mV。(5)由信号电平设定器⑨选定输出信号所携带的直流电平为0。(6)输出波形对称调节器⑩可改变输出脉冲信号空度比。3.点频正弦信号输出任务一函数信号发生器提供信号源(1)输出标准的正弦波信号,频率为100Hz,幅度为2VPP(中心电平为0)。(2)输出信号以测试电缆(终端不加50Ω匹配器)由输出插座⑥输出。4.内扫描信号输出(1)“扫描/计数”按钮⑬选定为内扫描方式。(2)分别调节扫描宽度调节器③和扫描速率调节器④获得所需的扫描信号输出。(3)函数输出插座⑦、TTL脉冲输出插座均输出相应的内扫描的扫频信号。任务一函数信号发生器提供信号源(1)“扫描/计数”按钮⑬选定为“外扫描方式”。(2)由外部输入插座⑤输入相应的控制信号,即可得到相应的受控扫描信号。5.外扫描信号输入6.TTL/CMOS电平输出7.内扫描信号输出(1)将后面板CMOS电平调节旋钮②处于所需位置,以获得所需的电平。(2)输出信号以测试电缆(终端不加50Ω匹配器)从后面板插座③输出。(1)“扫描/计数”按钮⑬选定为“外计数方式”。(2)用本机提供的测试电缆,将函数信号引入外部输入插座⑤,观察显示频率应与“内”测量时相同。三、函数信号发生器给OTL功放提供信号,观察扬声器反应任务一函数信号发生器提供信号源(1)函数信号发生器自校。(2)供给功放正弦波,电压峰峰值和频率分别为5mV、20Hz,听扬声器反应。(3)供给功放正弦波,电压峰峰值和频率分别为50mV、200Hz,听扬声器反应。(4)供给功放正弦波,电压峰峰值和频率分别为500mV、2kHz,听扬声器反应。(5)结合上面完成情况,填写下面评价表。任务一函数信号发生器提供信号源3知识拓展一、函数信号发生器组成简介1.方波—三角波—正弦波函数信号发生器的构成方案图2-1-7方波—三角波—正弦波函数信号发生器原理框图任务一函数信号发生器提供信号源2.三角波—方波—正弦波函数信号发生器的构成方案任务一函数信号发生器提供信号源3.正弦波—方波—三角波函数信号发生器的构成方案任务一函数信号发生器提供信号源二、SP1641B/SP1642B函数信号发生器组成原理任务二示波器测量求放大倍数和相位关系知识准备一、示波器介绍1.示波器的概念任务二示波器测量求放大倍数和相位关系1
示波器是一种用途极广的电子测量仪器,它可以直观地显示电信号的时域波形的图像,并根据波形测量信号的电压、频率、周期、相位、调幅系数等参数,间接观测电路的有关参数及元器件的伏安特性。2.通用示波器组成任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(1)通用示波器的垂直系统(2)通用示波器的水平系统(3)通用示波器的主机系统二、CA9020型双踪示波器面板介绍1.前面板介绍任务二示波器测量求放大倍数和相位关系2.后面板介绍任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(1)Z轴输入39外部亮度调制信号输入端。(2)外测频输出38提供与被测信号相同频率的脉冲信号,适合外接频率计。(3)交流电源37交流电源输入插座,交流电源线接于此处。任务实施
一、函数信号发生器、示波器与功放电路接线图任务二示波器测量求放大倍数和相位关系2
如图2-2-5所示为函数信号发生器、示波器与OTL功放接线图。图2-2-5函数信号发生器、示波器与OTL功放接线图二、示波器的操作方法任务二示波器测量求放大倍数和相位关系1.示波器的自校(1)上电。(2)调整旋钮,调出时基线。(3)利用“CAL”(校正)和CH1的“VOLTS/div”(垂直衰减选择钮,即灵敏度选择)及“TIME/div”(扫描时间旋钮,即“时基”)对示波器的X轴(时间)和Y轴(电压)方向的测量精确度进行校正。任务二示波器测量求放大倍数和相位关系2.观察波形
按函数信号发生器的波形选择按钮,将其输出接CH1。调节信号发生器的输出频率和电压,调节示波器CH1通道偏转因数、扫描速率、电平等,使示波器显示稳定的正弦波、三角波、脉冲波。任务二示波器测量求放大倍数和相位关系3.测量电压(1)直流电压的测量将基线调到合适位置,将垂直耦合方式拨到DC挡,适当调节垂直灵敏度开关,读出直流电压值(若扫描基线向上位移,则直流电压为正值;若扫描基线向下位移,则直流电压为负值)。(2)交流电压的测量将基线调到合适位置,垂直耦合方式拨到AC挡,适当调节垂直灵敏度开关,读出交流电压峰值电压。任务二示波器测量求放大倍数和相位关系3.测量电压(3)周期(频率)的测量将被测信号波形完整显示在屏幕上,方法同前所述,将扫描速度调整旋钮置于校准位置,调出波形,读出被测信号的周期和频率。(4)相位差的测量利用双踪示波器分别调出1和2通道时基线,将1和2通道的信号耦合开关置于“AC”挡,根据被测信号频率选择时基开关的挡位。将输入端信号送入1通道,调节衰减开关,使波形幅度合适;将输出端信号送入2通道,调节衰减开关,使波形幅度合适,将显示方式选择开关置于断续(CHOP)或交替(ALT)挡位,此时1和2通道的信号同时显示在屏幕上,即双踪显示,调整垂直位移旋钮,使两个信号的波峰(或波谷)幅度对齐,求出两波形的相位差。三、示波器测量OTL功放电路的参数任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(1)按图连接好电路,接通+5V电源,用手触摸功放管T2与T3,若管子升温明显,应立即断开电源检查原因(如RW2开路、电路自激或输出管性能不好等)。如无异常现象,可开始调试。(2)中点电压的调整数字万用表选用DC20V电压挡,测量中心点A的电位,调节RW1,使中心点A的电位为UA=1/2VCC。任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(3)用示波器观察输入、输出电压波形①利用函数信号发生器产生f=1kHz,UiPP=20mV的正弦波信号加到电路的输入端。②用示波器双踪通道同时观察输入电压Ui和输出电压Uo。③各仪器旋钮应预先进行适当调节,先使RW2=0,调整函数信号发生器的“幅度”旋钮,逐渐加大输入信号Ui的幅值,此时,输出波形Uo应出现较严重的交越失真,缓慢增大RW2,观察交越失真随RW2变化的情况,使输出电压达到最大不失真输出,画出最大不失真时输入电压Ui和输出电压Uo波形图。任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(4)用示波器测试OTL功放参数,将相应参数填在表2-2-1中,并计算出电压放大倍数AV和相位差。任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(5)测绘功放电路的频响曲线:以1kHz、Uo=2Vpp为基础,然后输入信号电压不变,改变频率分别为20Hz、100Hz、200Hz、1kHz、5kHz,测输出电压Uo,并作频响曲线(图2-2-7)。
在测试时,为保证电路的安全,应在较低电压下进行,通常取输入信号为输入灵敏度的50%。在整个测试过程中,应保持Ui为恒定值,且输出波形不得失真。任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(6)结合上面完成情况,填写下列评价表。表2-2-2示波器测量OTL功放电路的放大倍数和相位关系操作评分表任务二示波器测量求放大倍数和相位关系3接通电源前务必先检查电压是否与当地电网一致,然后将有关控制元器件按表2-2-3设置:知识拓展一、示波器的基本操作1.单通道操作任务二示波器测量求放大倍数和相位关系将开关和控制部分按以上设置后,接上电源线:(1)电源接通,电源指示灯亮约20s后,屏幕出现光迹。如果60s后还没有出现光迹,返回头再查开关和控制旋钮的设置。(2)分别调节亮度、聚焦,使光迹亮度适中清晰。(3)调节通道1位移旋钮与轨迹旋转电位器,使光迹与水平刻度平行。(4)用10∶1探头将校正信号输入至CH1输入端。1.单通道操作任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(5)将ACGNDDC开关设置在AC状态。一个如图2-2-8所示的方波将会出现在屏幕上。(6)调整聚焦使图形清晰。(7)对于其他信号的观察,可通过调整垂直衰减开关,扫描时间到所需的位置,从而得到清晰的图形。(8)调整垂直和水平位移旋钮,使得波形的幅度与时间容易读出。通道2的操作与通道1的操作相同。图2-2-8单通道波形1.单通道操作任务二示波器测量求放大倍数和相位关系改变垂直方式到DUAL状态下,于是通道2的光迹也会出现在屏幕上(与CH1相同)。这时通道1显示一个方波(来自校正信号输出的波形),而通道2则仅显示一条直线,因为没有信号接到该通道。现在将校正信号接到CH2的输入端与CH1一致,将ACGNDDC开关设置到AC状态,调整垂直位置⑧和⑨使两通道的波形如图2-2-9所示,释放ALT/CHOP开关(置于ALT方式)。2.双通道操作图2-2-9双通道波形任务二示波器测量求放大倍数和相位关系CH1和CH2的信号交替地显示到屏幕上,此设定用于观察扫描时间较短的两路信号。按下ALT/CHOP开关(置于CHOP方式),CH1与CH2上的信号以400kHz的速度独立地显示在屏幕上,此设定用于观察扫描时间较长的两路信号。在进行双通道操作时(DUAL或加减方式),必须通过触发信号源的开关来选择通道1或通道2的信号作为触发信号。如果CH1与CH2的信号同步,则两个波形都会稳定显示出来。反之,则仅有触发信号可以稳定地显示出来;如果TRIG/ALT开关按下,则两个波形都会同时稳定地显示出来。2.双通道操作任务二示波器测量求放大倍数和相位关系通过设置“垂直方式开关”到“加”的状态,可以显示CH1与CH2信号的代数和,如果CH2INV开关被按下则为代数减。为了得到加减的精确值,两个通道的衰减设置必须一致。垂直位置可以通过“▲▼位置键”来调整。鉴于垂直放大器的线性变化,最好将该旋钮设置在中间位置。3.加减操作任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(1)MODE开关①AUTO(自动)②NORM(常态)③TVV(电视场)④TVH(电视行)4.触发源的选择(2)触发信号源功能①CH1②CH2③LINE④EXT(3)触发电平和极性开关(4)触发交替开关任务二示波器测量求放大倍数和相位关系5.扫描速度控制调节扫描速度旋钮,可以选择想要观察的波形个数,如果屏幕上显示的波形过多,则调节扫描时间更快一些;如果屏幕只有一个周期的波形,则可以减慢扫描时间。当扫描速度太快时,屏幕上只能观察到周期信号的一部分。如对于一个方波信号可能在屏幕上显示的只是一条直线。任务二示波器测量求放大倍数和相位关系当需要观察一个波形的一部分时,需要很高的扫描速度,但是如果想要观察的部分远离扫描的起点,则要观察的波形可能已经出到屏幕以外,这时就需要使用扫描扩展开关。当扫描扩展开关按下后,显示的范围会扩展10倍,如1μs/div可以扩展到100ns/div(图2-2-12)。
6.扫描扩展任务二示波器测量求放大倍数和相位关系X-Y方式允许示波器进行常规示波器所不能做的很多测试。CRT可以显示一个电子图形或两个瞬时的电平。它可以是两个电平直接的比较,就像向量示波器显示视频彩条图形。如果使用一个传感器将有关参数(频率、温度、速度等)转换成电压的话,X-Y方式就可以显示几乎任何一个动态参数的图形,一个通用的例子就是频率相位的测试。这里Y轴对应于信号幅度,X轴对应于频率(图2-2-13)。
7.X-Y操作任务二示波器测量求放大倍数和相位关系在某些场合,需要观察李沙育图形可用X-Y方式,当从X-Y这两个输入端输入正弦信号时在示波管荧光屏上可显示出李沙育图形,根据图形可以推算出两个信号之间频率及相位关系(图2-2-14)。
7.X-Y操作任务二示波器测量求放大倍数和相位关系正如以前所述,示波器探头可用于一个很宽的频率范围,但必须进行相位补偿。失真的波形会引起测量误差,因此在测量前,要进行探头校正。
8.探头校正任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(1)光迹旋转在正常情况下,屏幕上显示的水平光迹应与水平刻度线平行,但由于地球磁场与其他因素的影响,会使水平迹线产生倾斜,给测量造成误差,因此在使用前可按下列步骤检查或调整:①预置示波器面板上的控制件,使屏幕上获得一根水平扫描线。②调节垂直移位使扫描基线处于垂直中心的水平刻度线上。③检查扫描基线与水平刻度线是否平行,如不平行,用螺丝刀调整前面板“ROTATION”电位器。二、示波器常见电参数的测量及读数
1.测量前的检查和调整任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(2)探极补偿探极的调整用于补偿由于示波器输入特性的差异而产生的误差,调整方法如下:①设置面板控制件,获得一扫描基线。②设置V/div为50mV/div挡级。③将Y1的10∶1探极接入输入插座,并与本机校准信号连接。④操作有关控制件,使屏幕上获得图2-2-15波形。⑤观察波形补偿是否适中,否则调整探极补偿元器件。⑥设置垂直方式至“Y”,按步骤②~⑤方法检查调整Y2探极。
1.测量前的检查和调整任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(1)峰峰电压的测量对被测信号波形峰峰电压的测量,步骤如下:①将信号输入至Y1或Y2插座,将垂直方式置于被选用的通道。②设置电压衰减器并观察波形,使被显示的波形在5格左右,将微调顺时针旋转到底(校正位置)。③调整电平使波形稳定(如果是电平锁定,无需调节电平)。④调节扫描速度开关,使屏幕显示至少一个波形周期。⑤调整垂直移位,使波形底部在屏幕中某一水平座标上(见图2-2-17中A点)。
2.幅值的测量任务二示波器测量求放大倍数和相位关系⑥调整水平移位,使波形顶部在屏幕中央的垂直座标上(见图2-2-17中B点)。⑦读出垂直方向A~B两点之间的格数。⑧按下面公式计算被测信号的峰峰电压值(Vpp)。
2.幅值的测量
Vpp=垂直方向的格数×垂直偏转因数×探头衰减系数任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(2)直流电压的测量直流电压的测量步骤如下:①设置面板控制键,使屏幕显示一条扫描基线。②设置被选用通道的耦合方式为“GND”,见图2-2-18“测量前”。③调节垂直移位,使扫描基线在某一水平坐标上,定义此时电压零值。④将被测电压接入被选用的通道插座。⑤将输入耦合置于“DC”,调节电压衰减器,使扫描基线偏移在屏幕中一个合适的位置上,微调顺时针旋转到底(校正位置)。
2.幅值的测量任务二示波器测量求放大倍数和相位关系⑥读出扫描基线在垂直方向上偏移的格数,见图2-2-18“测量后”。⑦按下列公式计算被测直流电压值:V=垂直方向的格数×垂直偏转因数×探头衰减系数×偏转方向(+或-)
2.幅值的测量任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(3)幅值比较①将作为参考的信号接入Y1或Y2输入插座。设置垂直方式为被选用的通道。②调稳电压衰减器和微调控制器使屏幕显示幅度为垂直方向5格。③在保持电压衰减器和微调控制器在原位置不变的情况下,将探极从参考信号换接至欲比较的信号,调整垂直移位使波形底部对准屏幕的0%刻度线。④调整水平移位使波形顶部在屏幕中央的垂直刻度线上。⑤根据屏幕左侧的0%和100%的百分比标准,从屏幕中央的垂直坐标上读出百分比(每小细格等于4%)。
2.幅值的测量任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(4)代数迭加①设置垂直方式为“DUAL”,根据信号频率选择“ALT”和“CHOP”。②将两个信号分别输入Y1和Y2输入插座。③调节电压衰减器使两个信号的显示幅度适中,调节垂直移位,使两个信号波形处于屏幕中央。
2.幅值的测量任务二示波器测量求放大倍数和相位关系④将垂直方式置于“ADD”,即得两个信号的代数和显示;若需观察两个信号的代数差,则将Y2反相开关按入,图2-2-20分别显示出两个信号的代数和及代数差。
2.幅值的测量任务二示波器测量求放大倍数和相位关系(1)时间间隔的测量(2)周期和频率的测量(3)上升或下降时间的测量(4)时间差的测量(5)相位差的测量
3.时间测量任务三毫伏表测量求输出功率知识准备一、毫伏表介绍1.毫伏表的概念任务三毫伏表测量求输出功率1毫伏表是专门用于测量正弦波电压有效值的仪器,具有输入阻抗高、频率范围宽、灵敏度高等优点。2.毫伏表组成任务三毫伏表测量求输出功率二、YB2173型毫伏表面板介绍1.前面板介绍任务三毫伏表测量求输出功率(1)表头①(2)零点调节②(3)量程选择开关③、④(4)双通道输入接口⑤、⑥(5)方式开关⑦(6)电源开关⑧2.后面板介绍任务三毫伏表测量求输出功率(1)接地①:CH1、CH2接地切换。(2)CH1、CH2输出插座②、③。(3)电源插座④:交流市电220V输入插座,内置保险丝容量为0.5A。任务实施一、函数信号发生器、功放电路和毫伏表检测接线图任务三毫伏表测量求输出功率2二、毫伏表操作任务三毫伏表测量求输出功率(1)测量精度以毫伏表表面垂直放置为准,使用时应将仪表垂直放置。(2)由于晶体管毫伏表输入端过载能力较弱,所以使用时要防止毫伏表过载。一般在未通电使用前或暂不测试时,将仪表输入端短路并将量程选择开关旋到3V以上挡级。1.毫伏表使用前检查任务三毫伏表测量求输出功率(1)接通220V电源,按下电源开关,电源指示灯亮,仪器立刻工作。为了保证仪器稳定性,需预热10s后使用,开机后10s内指针无规则摆动属正常。(2)方式开关(MODE),方式开关键弹出。(3)接地开关拨向下方。(4)测量前将输入端短路,待表针摆动稳定时,选择量程,旋转“调零”旋钮,使指针指零。若改变量程,需重新调零。(5)使用仪表与被测线路必须“共地”,即接线时应把仪表的地线(黑端)接被测线路公共地线,把信号端(红端)接被测端。测量时,先接地线,后接信号线,测量结束后,先拆信号线,后拆地线。2.毫伏表使用操作任务三毫伏表测量求输出功率(6)由于仪表的灵敏度较高,凡测量毫伏级的低电压时,应尽量避免输入端开路。必须在输入端接线连好后,再把量程选择开关置于相应的毫伏挡级,测量结束后需改变接线时,必须首先把量程选择开关旋到3V以上量程挡级,然后再把输入端接线与被测电路断开,以免仪表在低量程挡由于外界干扰过载造成打表针的现象损坏仪表。(7)若被测电压本身数值较大,应在接线前先把量程选择开关调到相应的挡级或高一些的挡级,测量时调到相应的挡级,以免超量程损坏仪表。(8)注意选择合适的量程。选择合适的量程可以减少测量误差,一般使指针在满刻度1/3以上。2.毫伏表使用操作三、毫伏表观察OTL功放放大信号任务三毫伏表测量求输出功率任务三毫伏表测量求输出功率将函数信号发生器、OTL功放、示波器和毫伏表连线。1.连接电路2.OTL功放的测量(1)前置放大级的调试①在测量线路连接正确后,进行复查,确保无误,接通+VCC(5V)电压。②函数信号发生器供给功放前置放大级信号为正弦波,电压和频率分别为10mVpp、1kHz,用示波器观察T1输出端的电压波形,调节RW1使T1输出最大且不失真条件下,用晶体管毫伏表测量其输入电压有效值
、输出电压有效值
,求出放大倍数
。任务三毫伏表测量求输出功率(2)功放级的调试①接通+VCC,测A点电位应为VA=
V(接近于VCC2=2.5V)。②信号发生器产生正弦信号,电压和频率分别为500mVPP、1kHz的信号,从T2管基极输入,调节RW2至适当位置,用示波器观察负载两端的电压波形最大不失真,并用晶体管毫伏表测量输入电压值
,输出电压有效值
,放大倍数
。2.OTL功放的测量任务三毫伏表测量求输出功率(3)对整个OTL功放电路统调①接通电路,检查无误,测量VCC=
。②信号发生器产生正弦信号,电压和频率分别为10mVPP、1kHz的信号,从C1负极输入,分别调节RW1和RW2至适当位置,用示波器观察负载两端的电压波形最大不失真,并用晶体管毫伏表测量输入电压值
,输出电压有效值
,求出整个OTL功放电路放大倍数
,RL上功率为
。2.OTL功放的测量任务三毫伏表测量求输出功率③固定RW1和RW2,保持输入信号为Uipp=10mV不变,调节函数信号发生器频率在20Hz~20kHz范围内变化时,用示波器观察RL上的电压波形,同时读出毫伏表的示值记录在表2-3-1中,求出通频带BW=
。2.OTL功放的测量任务三毫伏表测量求输出功率3.任务评价表知识拓展一、交流电压的基本参数任务三毫伏表测量求输出功率3图2-3-8正弦交流电波形图峰值是交变电压u(t)在所观察的时间内或一个周期内偏离零电平的最大电压幅值,记为UP,正、负峰值不等时分别用UP+和UP-表示。1.峰值任务三毫伏表测量求输出功率交流电压测量中,平均值通常指经过全波或半波整流后的波形(一般若无特指,均为全波整流)。2.平均值3.有效值(均方根值)有效值是根据电热效应来规定的,让一个交流电压和一个直流电压分别加在阻值相同的电阻上,如果在相同时间内产生的热量相等,那么就把这一直流电压的数值称为这一交流电压的有效值,记为U。任务三毫伏表测量求输出功率为了表征同一信号的有效值及平均值的关系,引入波形因数。波形因数KF定义为交流电压有效值与平均值之比,即:4.波形因数5.波峰因数为了表征同一信号的峰值、有效值的关系,引入波峰因数。波峰因数KP定义为交流电压的峰值与有效值之比,即:任务三毫伏表测量求输出功率6.常用交流电压波形的参数表二、毫伏表读数任务三毫伏表测量求输出功率例如:指针指向表头上圈0.5的位置,量程选在10V,具体步骤如下:(1)利用测量换算公式:测量值=(指针读数/满量程读数)×选择的量程。(2)读读数:指针读数为0.5,满量程读数取1.0(采用上圈刻度满量程读数取1.0,采用下圈刻度满量程读数取3.0)选择的量程为10V。(3)利用公式代入,得测量信号有效值为5V。1.如何读数任务三毫伏表测量求输出功率2.如何选择刻度刻度的选择取决于你所选的量程。选择的量程是10的倍数的(如1V、10V、100V等)读数的时候看上圈的刻度,选择的量程是3的倍数的(如3V、30V、300V等)读数的时候看下圈的刻度。这样做的目的是为了在利用测量换算公式的时候能够计算方便,减小误差。任务三毫伏表测量求输出功率(1)电压测量范围300μV~100V。(2)量程分为12级(300μV、1mV、3mV、10mV、30mV、100mV、300mV、1V、3V、10V、30V、100V)。(3)被测电压频率范围20kHz~2MHz。3.毫伏表YB2173测量挡位任务三毫伏表测量求输出功率4.如何利用交流毫伏表测量正弦波、方波、三角波有效值(1)对正弦波而言,测量值就是其有效值。(2)对方波、三角波,利用交流毫伏表得到的测量值并不是其有效值,但是可以根据该值换算得到其有效值。有效值换算公式:有效值=测量值×0.9×波形系数。方波波形系数为1,三角波波形系数为1.15。谢谢观看电子产品测量技术单元一构件力学分析
项目三555振荡电路检测555振荡电路在工业控制、定时、电子乐器等诸多领域中有着广泛的应用。本项目任务一主要介绍555振荡电路的组成,和利用电子计数器测量振荡器输出信号的周期、频率、计数等;任务二介绍利用数字示波器对振荡电路进行快速的波形和参数的测量。1
电子计数器测试振荡频率2数字示波器测量电压和波形项目三任务一电子计数器测试振荡频率知识准备一、555振荡电路介绍1、555振荡电路的组成任务一电子计数器测试振荡频率1555振荡电路是一种自激振荡电路,无需外加触发信号,便能自动输出一定频率的矩形脉冲。电路核心元器件有555芯片、电阻、电容。由555芯片构成的多谐振荡器是555电路应用中的一种(图3-1-1)。2、555振荡电路工作过程任务一电子计数器测试振荡频率
电路不需要外接触发信号,利用电源通过R、Rp向C1充电,以及C1通过Rp向放电端7脚放电,使电路产生振荡。其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。
工作原理如下:设电容的初始电压Uc=0,t=0时接通电源,由于电容电压不能突变,所以高、低触发端VTH=VTL<13Vcc,在0<t<t1期间,输出U0为高电平1。
t=t1时刻,Uc上升到23Vcc,输出U0为低电平。
t1<t<t2期间,电容C1通过R2放电。Uc按指数规律下降,当Uc<23Vcc时,U0的状态仍为低电平。
t=t2时刻,Uc下降到13Vcc,输出U0为高电平。此时电源再次向电容C1充电,重复上述过程。二、电子计数器1、电子计数器的主要四个功能任务一电子计数器测试振荡频率主要有A通道测频、B通道测频、A通道测周期及A通道计数功能。同时A通道具有输入信号衰减、低通滤波功能。2、DF3380B型电子计数器前后面板介绍任务一电子计数器测试振荡频率(1)前面板介绍(图3-1-5)图3-1-5电子计数器前面板2、DF3380B型电子计数器前后面板介绍任务一电子计数器测试振荡频率(2)后面板介绍(图3-1-6)
①电源插座:交流市电220V输入插座。内置保险丝容量为0.5A。②10MHz输出插座。任务实施一、555振荡电路与电子计数器连接图任务一电子计数器测试振荡频率2二、电子计数器的基本操作1、校正任务一电子计数器测试振荡频率
校正不需要每次都操作,当仪器使用一段时间后为保证仪器测量的准确度和小信号的正常测量,应对其时基振荡器频率和A通道触发电平进行一次校正。
(1)时基频率校准
需石英晶振,其频率为10MHz,稳定度为±1×10-8。
(2)触发电平校准
需正弦波发生器,其频率范围为1kHz~1GHz。2、电子计数器测量任务一电子计数器测试振荡频率(1)振荡频率的测量①开通电源。②选择信号输入插口,根据所需测量信号的频率大致范围选择A通道或B通道进行测量。同时选择相应的频率测量功能键“FREQ(A)”或“FREQ(B)”。③A通道测量时,根据输入信号的幅度大小决定是否接入衰减电路。输入幅度大于300mVrms时应衰减(按下功能键ATTN使指示灯“ATTN”点亮)。④A通道测量时,根据输入信号频率的高低决定低通滤波器按键是否按下。输入信号频率低于100kHz时应接入低通滤波器(按下功能键FILTER使指示灯“FILTER”点亮)。⑤根据所需的分辨率选择适当的闸门时间(0.1s、1s、10s)。闸门时间越长,分辨率越高。2、电子计数器测量任务一电子计数器测试振荡频率(2)振荡周期的测量①开通电源。②输入信号送入A通道并选择周期测量功能键“PER(A)”。③根据输入信号幅度大小和信号频率高低,决定是否接入衰减器和低通滤波器。④根据所需的分辨率选择适当的闸门时间(0.1s、1s、10s)。闸门时间越长则分辨率越高。2、电子计数器测量任务一电子计数器测试振荡频率(3)累计计数①开通电源。②将输入信号接入A通道并选择计数测量功能键“TOT(A)”。此时闸门指示灯亮,表示计数控制门已打开,计数开始。③根据输入信号幅度大小和信号频率高低,决定是否接入衰减器和低通滤波器。④按下功能键“RESET”,计数器清零并重新开始计数。⑤按下功能键“HOLD”,计数器显示当前数据。⑥当计数值超过108-1后,溢出指示灯将自动点亮,表示计数器已满,显示已溢出,而显示的数值为计数器的累计尾数。三、电子计数器对555振荡电路的测量任务一电子计数器测试振荡频率(1)打开直流稳压电源给555振荡电路⑧脚接+5V,①脚接0V。(2)接通电子计数器电源。(3)选择信号输入插孔。估计被测量频率低于100MHz,故选A通道插孔,将测量探极插入A通道,同时黑探头接555振荡电路1脚,红探头接3脚。(4)测量频率时,按下相应的频率测量功能键“FREQ(A)”,并选择适当的闸门时间(0.1s、1s、10s)。这时频率低于100MHz,应按下低通滤波器功能键FILTER,使指示灯FILTER点亮。数据记入表3-1-1、表3-1-2和表3-1-3。任务一电子计数器测试振荡频率(5)测量周期时,按下相应的周期测量功能“PER(A)”,并选择适当的闸门时间(0.1s、1s、10s)。数据记入表3-1-1、表3-1-2和表3-1-3。(6)累计计数时,按下相应的计数测量功能“TOT(A)”开始计数,按下功能键“RESET”,计数器清零并重新开始计数。按下功能键“HOLD”,计数器显示当前数据。(7)结合上面完成情况,填写下面评价表。知识拓展一、555集成电路介绍1、集成电路管脚介绍任务一电子计数器测试振荡频率32、555振荡电路的工作原理任务一电子计数器测试振荡频率
如图3-1-11所示,电路不需要外接触发信号,利用电源通过R1、R2向C1充电,以及C通过R2向放电端7脚放电,使电路产生振荡。其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。任务一电子计数器测试振荡频率
工作原理:设电容的初始电压Uc=0,t=0时接通电源,由于电容电压不能突变,所以高、低触发端VTH=VTL<13Vcc,比较器A1输出为高电平,A2输出为低电平,即RD=1,SD=0(1表示高电位,0表示低电位),RS触发器置1,输出U0=1,此时Q=0,555电路内部放电三极管截止,电源Vcc经R1、R2向电容C1充电,Uc逐渐升高。当Uc上升到13Vcc时,A2输出由0翻转为1,这时RD=SD=1,RS触发器保持状态不变。2、555振荡电路的工作原理3、振荡周期、频率和占空比任务一电子计数器测试振荡频率改变R1、R2和电容C1的值,便可改变矩形波的周期、频率和占空比。二、电子计数器组成简介1、组成框图任务一电子计数器测试振荡频率图3-1-13
DF3380B电子计数器的组成2、工作原理任务一电子计数器测试振荡频率通用计数器可测频率、周期、多周期平均、时间间隔、频率比和累计等。图3-1-13为电子计数器的基本结构。由B通道输入频率为fB的经整形的信号控制闸门电路,即以一个脉冲开门,以随后的一个脉冲关门,两脉冲的时间间隔(TB)为开门时间。由A通道输入经整形的频率为fA的脉冲群在开门时间内通过闸门,使计数器计数,所计之数N=fA·TB。任务二数字示波器测量电压和波形知识准备一、数字示波器介绍任务二数字示波器测量电压和波形1图3-2-1DS1022型数字示波器二、数字存储式DS1022型示波器面板介绍任务二数字示波器测量电压和波形任务实施一、555振荡电路与数字示波器连线图任务二数字示波器测量电压和波形2二、数字存储示波器的基本操作1、数字存储示波器基本操作方法任务二数字示波器测量电压和波形(1)接通电源。(2)探头补偿(图3-2-9):①将探头与任一输入通道连接时,须进行此项调节,使探头与输入通道相配。未经补偿或补偿偏差的探头会导致测量误差或错误。1、数字存储示波器基本操作方法任务二数字示波器测量电压和波形
②示波器需要输入探头衰减系数(图3-2-10)。衰减系数改变仪器的垂直挡位比例,从而使得测量结果正确反映被测信号的电平(默认的探头菜单衰减系数设定值为×1)。设置探头衰减系数的方法如下:按CH1功能键显示通道1的操作菜单,应用与探头项目平行的3号菜单操作键,选择与所使用的探头同比例的衰减系数。此时设定应为×10。1、数字存储示波器基本操作方法任务二数字示波器测量电压和波形③把探头端部和接地夹接到探头补偿器的连接器上,按AUTO(自动设置)按钮。几秒钟内,可见到方波显示。④以同样的方法检查通道2(CH2)。按OFF功能按钮或再次按下CH1功能按钮以关闭通道1,按CH2功能按钮以打开通道2,重复步骤②和步骤③。如需要可用探头补偿调节棒或者非金属质地的无感起子调整探头上的可变电容,直到屏幕显示的波形如图3-2-11所示的“补偿正确”。1、数字存储示波器基本操作方法任务二数字示波器测量电压和波形(3)校准信号的使用示波器提供一个频率为1kHz,电压为3V的校准信号,其可以用于检查示波器自身的测量是否准确,可以检查输入探头是否完好。1、数字存储示波器基本操作方法任务二数字示波器测量电压和波形(4)正弦信号频率和峰峰值的自动测量①用信号发生器产生一个固定频率和幅值的正弦波,然后接到示波器的输入端CH1,适当调节各个旋钮,在示波器的中心位置得到一个稳定的正弦波。②按下MEASURE按钮以显示自动测量菜单。按下1号菜单操作键选择信源CH1,按下2号菜单操作键选择测量类型“电压测量”。在电压测量弹出菜单中选择测量参数“峰峰值”。此时,在屏幕左下角可以发现峰峰值的显示。③测量频率:按下3号菜单操作键选择测量类型“时间测量”。在时间测量弹出菜单中选择测量参数“频率”。此时,在屏幕下方可以发现频率的显示。1、数字存储示波器基本操作方法任务二数字示波器测量电压和波形(5)应用光标测量①用信号发生器产生与上面相同频率和幅值的正弦信号,采用光标测量的方法进行峰峰值和频率的测量。②测量峰峰值:按下CURSOR按钮以显示光标测量菜单。按下1号菜单操作键设置光标模式为手动。按下2号菜单操作键设置光标类型为Y。旋动多功能旋钮将光标1置于正弦信号的正向峰值处,将光标2置于负向峰值处。光标菜单中将显示出正弦信号的峰峰值。③测量频率:按下CURSOR按钮以显示光标测量菜单。按下1号菜单操作键设置光标模式为手动。按下2号菜单操作键设置光标类型为X。旋动多功能旋钮将光标1置于正弦信号的第一个峰值处,将光标2置于第二个峰值处。光标菜单中将显示出正弦信号的频率。1、数字存储示波器基本操作方法任务二数字示波器测量电压和波形(6)XY功能的应用①用信号发生器产生两个正弦信号,分别加到CH1和CH2通道。②若通道未被显示,则按下CH1和CH2菜单按钮。按下AUTO(自动设置)按钮,使两个通道显示波形。③调整垂直旋钮SCALE,使两路信号显示的幅值大约相等。④按下水平控制区域的MENU菜单按钮,调出水平控制菜单。按下时基菜单框按钮以选择XY,示波器将以李沙育图形模式显示。2、数字示波器测量555振荡电路任务二数字示波器测量电压和波形(1)设定探头衰减系数,将通道1或通道2的探头连接到555振荡电路引脚⑥电容上的电压Uc,按下AUTO(自动设置)按钮,示波器将自动设置,使波形达到最佳,可以进一步调节垂直、水平位移和旋钮,直至波形的显示符合要求。观测Uc,计算充电时间tp1,放电时间tp2,频率f。2、数字示波器测量555振荡电路任务二数字示波器测量电压和波形(2)用同样的方法将通道1或2的探头连接到555振荡电路引脚③电压输出端Uo被测点。按下AUTO(自动设置)按钮,示波器将自动设置,使波形达到最佳。可以进一步调节垂直、水平位移和旋钮,直至波形的显示符合要求。观测输出电压波形,测出其峰峰值,振荡周期T、频率f和占空比(表3-2-1)。2、数字示波器测量555振荡电路任务二数字示波器测量电压和波形(3)调节RP,观察输出波形的变化情况,RP变化对脉冲宽度tp、振荡周期T、振荡频率f0和占空比的影响,完成测量、计算,填写表3-2-2。(4)将通道1探头连接到555振荡电路引脚⑥电容上的电压Uc,将通道2的探头连接引脚③电压输出端Uo被测点,双踪观测Uc和Uo的波形,进一步掌握555振荡电路的工作原理。3、任务评价表任务二数字示波器测量电压和波形知识拓展一、数字存储式示波器的特点任务二数字示波器测量电压和波形3(1)可以显示大量的预触发信息。(2)可以通过使用光标和不使用光标的方法进行全自动测量。(3)可以长期存储波形。(4)可以将波形传送到计算机进行储存或供进一步的分析之用。(5)可以在打印机或绘图仪上制作硬拷贝以供编制文件之用。(6)可以把新采集的波形和操作人员手工或示波器全自动采集的参考波形进行比较。二、数字存储式示波器的主要技术指标1、最大取样速率fmax任务二数字示波器测量电压和波形单位时间内完成的完整A/D转换的最高次数为最大取样速率。最大取样速率主要由A/D转换器的最高转换速率来决定。最大取样速率越高,仪器捕捉信号的能力越强。式中,N——每格的取样数;t/div——扫描时间因数,扫描一格所占用的时间,亦称扫描速度。2、存储宽带任务二数字示波器测量电压和波形存储带宽与取样速率密切相关。根据奈奎斯特取样定理,如果取样速率大于或等于信号最高频率分量的2倍,便可重现原信号波形。实际上,在数字存储式示波器的设计中,为保证显示波形的分辨率,往往要求增加更多的取样点,一般一个周期取4~10点。带宽是决定示波器准确测量信号能力的基本参数之一。带宽是表征示波器能准确测量的频率范围。带宽的定义是指正弦输入信号衰减至真实幅值的70.7%(-3dB)的频率点。5倍原则:示波器需要的带宽=测量信号的最高频率分量的频率×5。5倍原则可以提供±2%的测量误差,对于通常的应用已足够。3、分辨率任务二数字示波器测量电压和波形
分辨率用于反映存储信号波形细节的综合特性。分辨率包括垂直分辨率和水平分辨率。垂直分辨率与A/D转换器的分辨率相对应,常以屏幕每格的分级数(级/div)表示。水平分辨率由存储器的容量来决定,常以屏幕每格含多少个取样点(点/div)表示。4、存储容量存储容量又称记录长度,用记录一帧波形数据占有的存储容量来表示,常以字(word)为单位。存储容量与水平分辨率在数值上互为倒数关系。数字存储器的存储容量通常有256B、512B、1kB、4kB等。存储容量越大,水平分辨率就越高,但存储容量并非越大越好。由于仪器最高取样速率的限制,若存储容量选取不恰当,往往会因时间窗口缩短而失去信号的重要成分,或者因时间窗口增大而使水平分辨率降低。5、读出速度任务二数字示波器测量电压和波形读出速度是指将存储的数据从存储器中读出的速度,常用“时间/div”表示。其中,时间等于屏幕中每格内对应的存储容量×读脉冲周期。使用时,示波器应根据显示器、记录装置或打印机等对速度的不同要求,选择不同的读出速度。谢谢观看电子产品测量技术单元一构件力学分析
项目四电视机中频通道频域分析我国是目前世界上彩色电视机生产大国,也是消费大国。电视机的生产、检测与维修,都需要对中频通道进行测试分析,因此就需要专门的仪器进行测量。本项目主要结合彩色电视机介绍电视信号发生器的使用,以及如何用扫频仪、频谱分析仪对电视机中频通道频率特性和信号的频谱进行测量分析。任务一介绍电视信号发生器信号发射;任务二用扫频仪分析中频通道幅频特性;任务三用频谱分析仪测量电视中频通道的频谱。1
利用电视信号发生器调试电视机2扫频仪测量中频特性项目四3频谱分析仪分析频谱任务一利用电视信号发生器调试电视机知识准备一、认识电视机1、电视机的分类任务一利用电视信号发生器调试电视机1(1)按尺寸分
显像管的有15、18、20、21、25、27、29、34吋,绝大多数是4∶3的长宽比;平板的有32、37、40、42、46、50、55、60吋,绝大多数是16∶9的长宽比。(2)按显示屏分
分为显像管和平板两大类。平板分为液晶和等离子两大类。液晶按背景灯分为LCD和LED两大类,还可分为立体和平面两大类(也叫3D和2D,2D就是普通的)。2、电视机电路组成框图任务一利用电视信号发生器调试电视机3、各部分功能及作用任务一利用电视信号发生器调试电视机(1)高频调谐器(高频头)如图4-1-3所示。①作用:变频及调谐选台。②组成:由输入回路、高放、本振及混频电路组成。(2)图像中放作用:除主要放大38MHz图像中频信号外,还要衰减31.5MHz伴音中频信号及邻近频道信号。3、各部分功能及作用任务一利用电视信号发生器调试电视机(3)视频检波作用:从图像中频信号中检出视频信号,将31.5MHz伴音中频信号变换成6.5MHz第二伴音中频信号。(4)伴音通道①作用:对6.5MHz第二伴音中频信号进行放大、鉴频,再将音频信号放大播出伴音。②组成:由伴音中放、FM检波、音频电压放大及音频功放电路组成。3、各部分功能及作用任务一利用电视信号发生器调试电视机(5)视放电路作用:主要对视频亮度信号进行放大。(6)色度通道作用:从色度信号C中恢复产生RY、GY、BY色差信号。(7)基色矩阵与激励电路作用:将RY、GY、BY三个色差信号分别与Y信号相加混合,以便产生R、G、B三基色信号并把三基色信号放大到约100VPP幅度,然后加到显像管的R、G、B阴极。(8)扫描电路①作用:为偏转线圈提供锯齿波电流。②组成:行扫描、场扫描电路。(9)电源电路电视机均采用高效率的开关电源电路,先直接对220V交流电进行整流滤波,获得约300V直流电压,然后再变换成110~140V稳定直流电压给行扫描电路供电,并由行输出级产生12V直流电压给各信号通道供电。二、电视信号发生器任务一利用电视信号发生器调试电视机图4-1-4S305D型全频道彩色电视信号发生器1、电视信号发生器输出测试信号任务一利用电视信号发生器调试电视机测试信号分别有棋盘、点、方格、竖条、横条、横灰度、灰度、圆、红色场、绿色场、蓝色场、白色场、四矢量、交变四矢量、彩条信号。利用这些信号可以对电视机的显示性能进行调试。2、S305D型全频道彩色电视信号发生器面板介绍任务一利用电视信号发生器调试电视机(1)前面板介绍(图4-1-5)2、S305D型全频道彩色电视信号发生器面板介绍任务一利用电视信号发生器调试电视机(2)后面板介绍(图4-1-6)任务实施一、电视信号发生器与电视机测试接线图任务一利用电视信号发生器调试电视机2二、全电视信号发生器操作1、操作步骤任务一利用电视信号发生器调试电视机(1)打开电源,连接天线与射频输出口。(2)选择“彩色/黑白”按键,“圆”按键,确定发射的视频信号。(3)选择射频频道1(0是输出电视中频频率信号,1~57显示相应的电视频道,而闭路电视的增补频道存放于61~96内),调节幅度旋钮至最大。(4)打开电视机,接好天线,调节电视机至1频道。(5)调节电视信号发生器射频频道,使电视机屏幕显示相应的图形,然后选择信号发生器上不同的信号输出,电视机对应显示不同的图像,如图4-1-8所示。
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