《电子技能实训教程》课件第2章

第2章常用电子测量仪器、仪表的使用2.1指针式万用表的使用2.2数字式万用表2.3直流稳压电源2.4晶体管毫伏表2.5函数信号发生器2.6双踪示波器2.7晶体管测试仪2.8虚拟仪器简介本章学习内容与目标：

(1)了解虚拟仪器的基本知识；

(2)熟悉指针式万用表、数字式万用表、直流稳压电源、晶体管毫伏表、函数信号发生器、双踪示波器、晶体管图示仪的面板结构；

(3)掌握使用万用表测量电阻、电压、电流等的方法；

(4)精通直流稳压电源、毫伏表、信号发生器、示波器、晶体管图示仪的使用方法。

【基础知识与技能准备】

指针式万用表是一种多功能、多量程的测量仪表，是电工和电子工程人员的必备工具。

2.1.1结构组成

指针式万用表由表头、测量电路与转换开关三部分组成，各部分功能如下。

(1)表头。它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。2.1指针式万用表的使用

(2)测量电路。测量电路用以把各种被测物理量转换到适合表头测量的微小直流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成。

(3)转换开关。转换开关用以选择各种不同的测量线路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。2.1.2功能

指针式万用表主要用于测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻和音频电平等电量，有的还可以用于测量交流电流、电容量、电感量、hFE等电参数。它是一种多功能、易操作、便携式的小型测量仪表。2.1.3常见类型及特点

指针式万用表使用方便、价格便宜、性能稳定、不易受外界环境和被测信号的影响，可以直观形象地观察电参数的变化趋势，但读数精度稍差。常见的指针式万用表有500型、MF50型、MF500型、MF47型等。2.1.4MF47型指针式万用表介绍

1．面板主要组成部分

MF47型指针式万用表面板的主要组成部分见图2-1-1。

图2-1-1MF47型指针式万用表面板图

2．测量项目和量程

MF47型指针式万用表测量项目和量程如下：

(1)直流电压量程：2500

V、1000

V、500V、250V、50V、2.5V、1V、0.25V；

(2)直流电流量程：5A、500mA、50mA、5mA、0.5mA、0.05mA；

(3)交流电压量程：2500V、1000V、500V、250V、50V、10V；

(4)直流电阻量程：×1

Ω、×10

Ω、×100

Ω、×1

kΩ、×10

kΩ；

(5)晶体管共发射极直流放大系数hFE：0～1000。

3．表盘刻度标尺

MF47型指针式万用表表盘刻度标尺如图2-1-2所示。

2.1.5各测量项目的测量方法

表2-1-1给出了电阻、直流电压、交流电压、直流电压的测量方法。

图2-1-2MF47型指针式万用表表盘刻度标尺

表2-1-1电阻、直流电压、交流电压、直流电流的测量方法

表2-1-1电阻、直流电压、交流电压、直流电流的测量方法续表续表

一、技能训练目标

(1)熟悉MF47型万用表表盘、挡位及各插孔的名称。

(2)掌握测量项目和量程的选择方法。

(3)学会MF47型万用表的读数方法。【技能训练十】MF47型万用表基础训练

二、仪器工具及材料

MF47型万用表。

三、技能训练内容及步骤

(1)用万用表测量电压、电流、电阻等物理量时，必须读准对应的刻度线，请填写图2-1-3中各刻度线的含义。

(2)看图2-1-4，请填写挡位和插孔名称。

(3)根据图2-1-5中表头指针所处的位置，填写表2-1-2～2-1-5。

图2-1-3MF47型指针式万用表表盘刻度标尺

图2-1-4MF47型指针式万用表转换开关

图2-1-5MF47型指针式万用表表盘①如指针处于图中的a位置，请填写表2-1-2。

②如指针处于图中的b位置，请填写表2-1-3。表2-1-2表2-1-3③根据b的量程选择，写出指针处于c位置的读数，看量程是否正确，并填写表2-1-4。

④如指针处于图中的d位置，根据所给量程填写表2-1-5。表2-1-4表2-1-5四、技能训练评分记录表五、拓展阅读

测电阻时，可以通过色环法先估算电阻，然后选择合适量程,使指针指示在中间区域。最好不使用刻度左边1/3的部分，这部分刻度密集，读数精度差。你 知 道 吗?

一、技能训练目标

(1)通过训练学会用模拟万用表测量电阻。

(2)通过训练学会用模拟万用表测量电流和电压。

(3)通过训练学会用模拟万用表判断二极管和电容的好坏。

(4)学会用模拟万用表判断三极管的管脚。

【技能训练十一】MF47型万用表测量电阻、电压和电流

二、仪器工具及材料

MF47型万用表1个，单管放大电路1个，二极管1N4001和三极管3DG6(或9014代替)各3个，电源插座1个，直流稳压电源1台。

三、技能训练内容及步骤

实训电路见图2-1-6。

1．电阻的测量(开路测量)

(1)根据电阻的大小，正确选择万用表的挡位；

(2)将两表笔短接，进行欧姆调零；

(3)用万用表测量单管放大电路中各电阻的阻值，并将其填入表2-1-6中。

图2-1-6共射极单管放大电路

表2-1-6电阻测量记录

2．用万用表判断电容的好坏(开路测量)

(1)正确选择挡位；

(2)根据表笔与电容接触时指针偏转的情况，判断电容的好坏，并将测量和观察结果填入表2-1-7中。表2-1-7电容测量记录

3．用万用表判断二极管的极性和好坏(开路测量)

(1)正确选择挡位；

(2)测量二极管两管脚之间的电阻，并将电阻的大小填入表2-1-8中；

(3)将两表笔对调，再次测量二极管两管脚之间的电阻；

(4)判断二极管的极性和好坏。

表2-1-8二极管测试记录

4．三极管管脚的判断(开路测量)

(1)正确选择万用表的挡位；

(2)为三极管的三只管脚编号(见图2-1-7)，假定一只管脚为基极，进行测量和判断；

(3)判断其他两只管脚，并将结果填入表2-1-9中。图2-1-7晶体三极管实物图

表2-1-9三极管测试记录

5．在路测量各项值

组装好电路后，在路测量直流电压、交流电压和直流电流的方法如下：

(1)将万用表拨到交流电压500

V挡，测量电源插座的空载电压(空载电压＞220

V)；

(2)将直流稳压电源的输出电压调到12

V挡，用导线将其连接到电路板上；

(3)将万用表拨到直流电流50

mA挡，按图所示将万用表串联在电路中。黑表笔接直流稳压电源，先调节偏置电阻RP，使IC为2

mA，再选择合适的量程测量IB和IE，并将测量结果填入表2-1-10中；

(4)将万用表拨到直流电压50

V挡，测出此时的UBE、UC、UE、UCE，并将测量结果填入表2-1-10中。

表2-1-10电压、电流测量记录四、技能训练评分记录表五、拓展阅读

在实际电路中，三极管的偏置电阻或二极管、稳压管的周边电阻一般都比较大，大都在几百、几千欧姆以上。这样，我们就可以通过万用表的R×10

Ω或R×1

Ω挡在路测量PN结的好坏。在路测量时，用R×10

Ω挡测PN结应有较明显的正反向特性(如果正反向电阻相差不太明显，可改用R×1

Ω挡来测)。通常，正向电阻在R×10

Ω挡测量时，表针应指示在200

Ω左右；在R×1

Ω挡测量时，表针应指示在30

Ω左右(不同表型略有出入)，则说明管子正常。在路测二极管、三极管、稳压管好坏如果测量结果为正向阻值太大或反向阻值太小，都说明这个PN结有问题，也就是说这个管子有问题。在维修时这种方法特别有效，利用它可以快速地找出坏管，甚至可以测出尚未完全坏掉但特性已变坏的管子。比如，当用小阻值挡测量某个PN结时，结果显示正向电阻过大，但如果把它焊下来用常用的R×1

kΩ挡再测，可能还是正常的。其实这个管子的特性已经变坏了，它已经不能正常工作或不稳定了。

【基础知识与技能准备】

数字式万用表种类很多，近年来发展很快，不少数字式万用表中已使用了微处理器。数字式万用电表有很高的测量精确度，稳定性好，常用于精密测量。与模拟式万用表不同，数字式万用电表的测试误差不能简单地用百分比表示，其性能指标要比模拟式万用电表详细得多。2.2数字式万用表2.2.1结构组成

数字式万用表主要由转换电路、测量电路和显示电路组成，其组成结构框图如图2-2-1所示。图2-2-1数字式万用表结构框图2.2.2功能

数字式万用表一般具有电阻测量、通断声响检测、二极管正向导通电压测量、交流直流电压电流测量、三极管放大倍数及性能测量等功能。有些数字式万用表还增加了电容容量测量、频率测量、温度测量、数据记忆及语音报数等功能，给实际检测工作带来了极大的方便。2.2.3常见类型及特点

常见的数字式万用表有：DT890系列、DT830系列、DT91系列、DT92系列等。与指针式万用表相比，数字式万用表具有测试精度高、测量范围宽、显示清晰、读数准确等优点，但价格较贵。2.2.4DT9208数字式万用表介绍

1．面板

DT9208数字式万用表面板组成如图2-2-2所示。

图2-2-2DT9208数字式万用表面板组成

2．主要技术性能

1)测量项目和量程

直流电压量程：200mV、2V、20V、200V、1000V；

直流电流量程：20

μA、20mA、200

mA、10A；

交流电压量程：20V、200V、750V；

交流电流量程：200mA、10A；

电阻量程：200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ、200MΩ；

电容量程：2nF、20nF、200nF、2μF、20μF；

晶体管hFE测试：0～1000。

2)其他技术性能

DT9208数字式万用表的其他技术性能如下：

显示性能：最大显示“1999”；

超量程显示：最高位显示“1”；

极性：自动极性，负极性“－”显示；

测量速率：2～3次每秒；

电池低压显示：

；

工作环境：温度范围为0～40℃，相对湿度小于75%。2.2.5使用方法

DT9208数字式万用表的具体使用方法如表2-2-1所示。

表2-2-1数字万用表的使用方法

表2-2-1数字万用表的使用方法

续表一

续表二

一、技能训练目标

(1)通过训练学会使用数字式万用表测量电阻。

(2)通过训练学会使用数字式万用表测量电流和电压。

(3)通过训练学会使用数字式万用表判断二极管的好坏。

(4)学会使用数字式万用表判断三极管的管脚。【技能训练十二】数字式万用表的使用

二、仪器工具及材料

DT9208数字式万用表1个，单管放大电路1个，二极管1N4001和三极管3DG(或9014)各3个，电源插座1个，直流稳压电源1台。

三、技能训练内容及步骤

训练内容的相关图示如图2-2-3所示。

1．电阻的测量(开路测量)

(1)黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“VΩ”插孔；

(2)根据电阻的大小，正确选择万用表的挡位；

(3)用万用表测量单管放大电路中各电阻的阻值，并将其填入表2-2-2中。

表2-2-2电阻测量记录

图2-2-3共射极单管放大电路2．用万用表判断二极管的极性和好坏(开路测量)

(1)将量程开关置于“”挡位；

(2)黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“VΩ”插孔；

(3)测量二极管两管脚之间的电阻，将两表笔对调，再次测量二极管两管脚之间的电阻，并将电阻的大小填入表2-2-3中(注意：反接时，显示为过程量状态1)；

(4)判断二极管的极性和好坏。

表2-2-3二极管测试记录3．三极管管脚的判断(开路测量)

(1)黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“VΩ”插孔；

(2)正确选择万用表的挡位；

(3)为三极管的三只管脚编号(如图2-2-4所示)，假定一只管脚为基极，进行测量和判断；

(4)判断其他两只管脚，将结果填入表2-2-4中。

图2-2-4晶体三极管实物图

表2-2-4三极管测试记录4．在路测量各项值

组装好电路后，在路测量直流电压、交流电压和直流电流的方法如下：

(1)将量程开关置于交流电压750V挡，测量电源插座的空载电压；

(2)把直流稳压电源输出电压调到12V挡；

(3)数字表的黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“mA”插孔；

(4)将量程开关置于直流电流200mA挡，按图2-2-4所示将数字表串联在电路中，黑表笔在上，接通直流稳压电源，调节偏置电阻RP，使IC值为2

mA，再选合适量程测量IB、IE值，并将测量数据填入表2-2-5中；

(5)将量程开关置于直流电压20V挡，测出此时的UBE、UC、UE、UCE，并将测量数据填入表2-2-5中。

表2-2-5电压、电流测量记录四、技能训练评分记录表五、拓展阅读

数字式万用表电阻挡的测试电流很小，不适于检测三极管，而应该使用二极管挡和hFE插口进行检测。其检测步骤如下：

1．判定基极

判定基极时，先将数字式万用表拨至二极管挡，红色表笔固定接某个电极，用黑色表笔依次接触另外两个电极。若两次显示值基本相等(都在1

V以下，或都显示溢出)，证明红色表笔所接的就是基极；若两次显示值中，一次在1

V以下，另一次溢出，则证明红色表笔接的不是基极，应改变接法重新测量。

2．鉴别NPN型管与PNP型管

确定好基极之后，红色表笔接基极，用黑色表笔依次接触其他两个电极。如果显示值为0.550～0.700

V，则该管为NPN型管；如果两次显示都溢出，则该管为PNP型管。

3．测量三极管的参数

根据被测管管型，选择“PNP”或“NPN”挡，将管脚插入hFE插口的对应孔即可进行测量。

2.3.1结构组成

直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路组成，基本框图如图2-3-1所示。2.3直流稳压电源

图2-3-1直流稳压电源框图及电压波形图2.3.2主要技术性能和工作条件

1．技术性能

输入电压：AC220

V

±

10%，(50

±

2.5)Hz；

输出电压：DC0～32

V连续可调；

输出电流：0～3

A连续可调；

电压指示精度：±

1%

+

2个字；

电流指示精度：±

1%

+

2个字。

2．工作条件

环境温度：0～40℃；

相对湿度：35%～90%。2.3.3面板介绍

直流稳压电源面板组成如图2-3-2所示。直流稳压电源面板上各旋钮的功能如表2-3-1所示。

图2-3-2直流稳压电源面板组成

表2-3-1直流稳压电源面板上各旋钮的功能2.3.4使用方法

使用直流稳压电源时，打开电源开关前首先应检查输入的电压，将电源线插入后面板上的交流插孔，然后可按表2-3-2所示来设定各个控制键。

当所有控制键按表2-3-2所示设定后，即可打开电源。表2-3-2控

制

键

设

定

【基础知识与技能准备】

收音机、电视机等电子产品的交流信号电压不能用万用表、示波器等设备进行测量，必须采用输入电容小、输入阻抗高、工作频率高的晶体管毫伏表进行测量。下面主要介绍DF2172B型晶体管毫伏表的使用方法。2.4晶体管毫伏表2.4.1结构组成

DF2172B型晶体管毫伏表的结构组成框图如图2-4-1所示。

图2-4-1晶体管毫伏表框图2.4.2主要技术性能

DF2172B型毫伏表的主要技术性能如下：

测量交流电压范围：100

μV～300

V，分为12挡；

测量电压的频率范围：10

Hz～1

MHz；

输入阻抗：≥1

MΩ，≤50

pF；

电压测量工作误差：≤5%满刻度(1

kHz)；

电源：220

V

±

10%，50

Hz

±

2

Hz。2.4.3面板介绍

DF2172B型晶体管毫伏表面板图如图2-4-2所示。

DF2172B型晶体管毫伏表中各旋钮的功能如表2-4-1所示。

图2-4-2DF2172B型晶体管毫伏表面板图

表2-4-1晶体管毫伏表旋钮的功能2.4.4使用方法及注意事项

DF2172B型晶体管毫伏表的使用方法及注意事项见表2-4-2。

表2-4-2DF2172B型晶体管毫伏表使用方法及注意事项

表2-4-2DF2172B型晶体管毫伏表使用方法及注意事项换算方法：

例如：用DF2172B型毫伏表去测量三角波电压值(表头刻度为5

V)。因表头指针所指的刻度并不代表三角波电压的有效值，所以要求三角波的有效值，需经过如下换算。

查波形因数表(见表2-4-3)，可得KFΔ=1.15。

表2-4-3波

形

因

数

表

一、技能训练目标

(1)通过训练，熟悉毫伏表的面板功能。

(2)通过训练，学会毫伏表的读数方法。

(3)通过训练，学会使用毫伏表测量交流电压值。

【技能训练十三】晶体管毫伏表的使用

二、仪器工具及材料

信号发生器1台，毫伏表1个，信号连接线1条。

三、技能训练内容及步骤

(1)在测量正弦波时，表针位置如图2-4-3中的A、B、C、D所示，将读数结果填入表2-4-4和表2-4-5中。

图2-4-3晶体管毫伏表表盘

表2-4-4测量结果表2-4-5测量结果(2)用信号发生器产生不同峰值的正弦波电压，用毫伏表测量读数，并填入表2-4-6中。表2-4-6测量结果(3)用信号发生器产生不同峰值的三角波电压，用毫伏表测量读数，并填入表2-4-7中。表2-4-7测量结果四、技能训练评分记录表五、拓展阅读

超外差式收音机的灵敏度和选择性与中频变压器的调试有很大的关系，业余爱好者通常不具备调中频变压器的专用仪器(即中频图示仪)，而往往借用于简易高频信号源，凭耳朵听音频调制声来调“中频变压器”。然而，人耳对声音强弱的分辨能力是有限的，如果在收音机扬声器两端跨接一只毫伏表，当各级中频变压器都调谐在465

kHz时，此时收音机除声音最响外，毫伏表指示值也将达到最大。耳听再加眼观，效果则会更佳。调频率覆整及三点跟踪同样也可用毫伏表来监视。毫伏表在收音机调试时的应用

(一)

使用交流毫伏表测量电压前短路调零的具体做法是：打开毫伏表电源开关，把测试线的红、黑夹子夹在一起，将量程旋钮旋到1

mV量程，指针应指在零位。若不在零位，应检查测试线是否断路或接触不良，从而更换测试线。测量电压时，应根据被测电路的实际情况正确地选择量程，并且它的地端应始终接在电路的地上，以防干扰。另外，由于交流毫伏表灵敏度较高，在不测量时应将量程旋钮旋到较高量程挡，或将测试线的红、黑夹子夹在一起，以防打弯指针。(二)

【基础知识与技能准备】

函数信号发生器是检修、调试电子设备和仪器时提供信号源的重要设备。它能够产生正弦波、方波、三角波、斜波、锯齿波和矩形脉冲波等，是电类专业实验中常用的仪器。2.5函数信号发生器2.5.1结构组成

函数信号发生器通常由电流源、时基电容及电开关、比较控制电路、电压放大器、衰减器、功率调节器等部分组成。具体组成框图如图2-5-1所示。

图2-5-1信号发生器组成框图2.5.2主要技术性能

1．频率范围

信号发生器面板上各频率的按键值所表示的频率范围如下：

2

Hz：0.2～2

Hz；

20

Hz：2～20

Hz；

200

Hz：20～200

Hz；

2

kHz：200

Hz～2

kHz；

20

kHz：2～20

kHz；

200

kHz：20～200

kHz；

2

MHz：200

kHz～2

MHz。

2．其他技术性能

输出波形：正弦波、三角波、方波、单次波、斜波、TTL方波、直流电平；

输出电压：方波幅度为20

Vp-p(开路)或10

Vp-p(50

Ω负载)；

波形特性：正弦波失真度为0.2

Hz～200

kHz；方波响应为上升时间≤100

ns，直流偏置调节范围为+10～-10

V(开路)或+5～-5

V(50

Ω负载)；

电源电压：AC220

V

±

10%，50

Hz/60

Hz。2.5.3信号发生器的面板结构

信号发生器的面板组成及各部分功能分别如图2-5-2和表2-5-1所示。

图2-5-2信号发生器面板

表2-5-1信号发生器面板各组成部分的功能2.5.4信号发生器的使用

1．三角波、方波、正弦波的产生

三角波、方波、正弦波产生的效果图如图2-5-3所示。具体操作步骤如下：

(1)按下电源开关(POWER)；

(2)将SYMMETRY、COUBTRY、OFFSET开关设为常态(未按入)，指示灯不发亮；

(3)频率选择开关置某一挡；

(4)

WAVE、FORM开关分别按正弦波、方波、三角波的需要进行选择；

(5)频率选择开关置某一挡；

(6)由最大至最小旋转FREQUENCY旋钮，显示频率将有10倍以上的变化；

(7)将AMPLITUDE顺时针旋至最大，示波器有20

Vp-p对称波形；

(8)将OFFSET开关按下，顺时针旋转OFFSET旋钮至最大，示波器波形向上移动，逆时针旋转，示波器波形向下移动，最大变化量

±10

V以上；(注意：信号超过±10

V或±5

V(50

Ω)时被限幅。)

(9)按下ATTE开关，波形将被衰减。

图2-5-3三角波、方波、正弦波的产生效果图

2．单次波产生

单次波产生的效果图如图2-5-4所示。其操作步骤如下：

(1)按下电源开关；

(2)将频率开关置“Hz”挡；

(3)波形选择开关置“方波”挡，VOLTAGEOUT接入示波器；

(4)按入“SGL”开关，SINGLE指示灯亮，示波器无波形显示，触发“TRIG”开关，再触发一次，示波器应产生一个完整周期的波形(图2-5-4所示为“TRIG”开关未按入时的情况)。

图2-5-4单次波的产生

3．斜波产生

斜波产生的效果图如图2-5-5所示。其操作步骤如下：

(1)按下电源开关；

(2)将频率开关置某一挡；

(3)波形开关置“三角波”挡；

(4)

VOLTAGEOUT接示波器Y输入端(DC输入)；

(5)

按下SYMMETRY开关，指示灯亮；

(6)调节SYMMETRY旋钮，三角波将变成斜波。

图2-5-5斜波的产生

一、技能训练目标

(1)了解信号发生器的基本原理。

(2)掌握信号发生器主要开关和旋钮的使用方法。

(3)掌握用信号发生器产生正弦波、方波和三角波的方法。

【技能训练十四】信号发生器的使用

二、仪器工具及材料

信号发生器2台，毫伏表1个，信号连接线1条。

三、技能训练内容及步骤

(1)用信号发生器产生不同峰峰值的正弦波电压，用毫伏表测量读数，并填入表2-5-2中。表2-5-2正

弦

波

电

压(2)用信号发生器产生不同峰值的三角波电压，用毫伏表测量读数，并填入表2-5-3中。表2-5-3三

角

波

电

压(3)用信号发生器输出各种波形并微调频率，见表2-5-4，并用示波器观察各波形。表2-5-4波

形

频

率

表

(4)外接计数器使用练习。使用两台函数信号发生器，其中一台按要求调节波形的频率和种类(作信号发生器用)，与另一台函数信号发生器一起测量信号的实际频率(作计数器用)，并记录在表2-5-5中。

表2-5-5外接计数器使用练习四、技能训练评分记录表五、拓展阅读

信号发生器输出探头的黑夹子和红夹子严禁短接，否则会输出短路以致烧坏仪器。信号发生器的输出电压指的是带负载时的电压，并且每更改一次频率就需要调整一次输出电压。调节信号发生器输出频率时，应先选择频率范围，再进行频率细调。

【基础知识与技能准备】

示波器是一种测量电压波形的电子仪器，它可以把被测电压信号随时间变化的规律用图形显示出来。使用示波器不仅可以直观而形象地观察被测物理量的变化全貌，而且可以通过它显示的波形来测量电压和电流进行频率和相位的比较，以及描绘特性曲线等。双踪示波器不但具有普通示波器的功能，而且能同时观察和测定两种不同信号的波形特性，以便进行比较和分析。2.6双 踪 示 波 器2.6.1示波器面板介绍

虽然不同种类示波器的结构各异，但无论对于哪种示波器，它们的操作方法都是大同小异的，下面以XJ4328型示波器为例进行说明。图2-6-1和图2-6-2分别为XJ4328型前面板图和后面板图。

XJ4328型示波器面板上各组成部分的功能如表2-6-1所示。

图2-6-1XJ4328型示波器前面板图

图2-6-2XJ4328型示波器后面板图

表2-6-1示波器面板各组成部分的功能

表2-6-1示波器面板各组成部分的功能2.6.2使用方法

XJ4328型示波器的测量方法如表2-6-2所示。

表2-6-2示波器测量方法

表2-6-2示波器测量方法续表

一、技能训练目标

(1)掌握示波器主要开关和旋钮的使用方法。

(2)能够正确使用示波器。

【技能训练十五】示波器的使用

二、仪器工具及材料

XJ4328型双踪示波器1台，YB1639型函数发生器1台。

三、技能训练内容及步骤

(1)读出示波器所显示波形的周期、频率(t/div所指示的数值为3

ms/div，每个小格的距离为1.5

cm)。

(2)读出图2-6-3中示波器所显示波形的电压值(图中V/div为5)。

图2-6-3示波器所显示波形的周期、频率和电压值

(3)将信号发生器和示波器连接起来，如图2-6-4所示，调节信号发生器和示波器，使示波器中显示如下波形，在图2-6-5中画出波形图，并读出周期与频率。

①

5

mVP-P 1

kHz正弦波

②

10

mVP-P 2

kHz三角波

③

200

mVP-P 10

kHz三角波

④

500

mVP-P 100

kHz方波

⑤

1

VP-P 500

Hz正弦波

图2-6-4连接图

图2-6-5波形显示四、技能训练评分记录表

五、拓展阅读

已有信号接到示波器的输入端，但示波器荧光屏并无显示，可能的原因有：亮度不够；

水平或垂直位移调节不当；输入端对地短路，即选择开关扳至“GND”端。

如果示波器的显示不稳定，可能的原因有：同步源或同步方式选择不当；触发电平选择不当；水平扫描速度选择不合适。

一、技能训练目标

(1)了解示波器的基本测量原理。

(2)学会用李沙育图形测量信号频率。

【技能训练十六】运用李沙育图形测量信号频率

二、仪器工具及材料

XJ4328型双踪示波器1台，YB1639型函数发生器2台。

三、技能训练内容及步骤

实训前按图2-6-6所示进行电路连接。图2-6-6电路连接图运用李沙育图形测量信号频率的步骤如下：

(1)把示波器调节到X-Y方式；

(2)用信号发生器产生频率和相位可变的标准正弦波信号，接到示波器X输入；

(3)被测信号1

kHz(可用另一信号发生器产生)接入示波器Y输入，调节衰减X、Y的增益使其幅度大小一致；

(4)连续改变标准信号发生器的频率，直至荧光屏上显示的图形稳定；

(5)当图形为一个圆或椭圆时，表明被测信号与标准信号频率相同；当图形为若干个稳定的闭环时，表明被测信号频率与标准信号频率成倍数或约数关系，可以根据图形水平方向切点数和垂直方向切点数之比，并读出此时标准信号的频率，从而确定被测信号的频率。图2-6-7是不同频率比和相位差下的几种李沙育图形。

图2-6-7不同频率比和相位差下的几种李沙育图形四、技能训练评分记录表

五、拓展阅读

实验中很难得到稳定的李沙育图形，而只能得到重复变化的某一组李沙育图形。这是因为所用两个信号的相位差是变化的，而不是固定的。

一、技能训练目标

(1)通过训练学会用万用表测量电阻、电流和电压的方法。

(2)通过训练学会用直流稳压电源输出直流电压。

(3)通过训练学会用毫伏表测量交流电压值。

(4)通过训练学会用函数信号发生器产生不同信号。

(5)通过训练学会用示波器观察波形，测量周期和频率。【技能训练十七】常用电子仪器、仪表的综合应用

二、仪器工具及材料

万用表1个，单管放大电路1块，毫伏表1个，示波器1台，信号发生器1台，直流稳压电源1台。

三、技能训练内容及步骤

(1)将直流稳压电源调到+

12

V，并连接到电路的电源输入端；

(2)按图2-6-8所示连接好电路，将RP调至最大；

(3)将万用表拨到直流电流50

mA挡，按图所示将万用表串联在电路中，黑表笔在上，接通直流稳压电源，调节偏置电阻RP，使IC值为2

mA；

(4)调整好静态工作点后，卸下万用表，用导线将Rc上端与+

12

V相连；

(5)将信号发生器连接在放大电路输入端，输入频率为1

kHz的正弦波信号(示波器的一条信号线连接输入端，并测量波形)，并调节低频信号发生器输出信号幅度旋钮，使ui的有效值为10

mV(用毫伏表测量)；

图2-6-8实训电路图及连接图

(6)把示波器的另一条信号线连接在电阻RL的两端，测量输出信号波形；

(7)在图2-6-9中画出输入、输出波形，并读出峰峰值和周期。

图2-6-9输入、输出波形图四、技能训练评分记录表

五、拓展阅读

工作点不合适会引起截止失真和饱和失真。当工作点设置过低(IB过小)时，在输入信号的负半周，三极管的工作状态进入截止区，因而引起iB、iC、uCE的波形失真，称为截止失真。对于NPN型共e极放大电路，截止失真时，输出电压uCE的波形出现顶部失真。对于PNP型共e极放大电路，截止失真时，输出电压uCE的波形出现底部失真。当工作点设置过高(IB过大)时，在输入信号的正半周，三极管的工作状态进入饱和区，因而引起iC、uCE的波形失真，称为饱和失真。对于NPN型共发射极放大电路，饱和失真时，输出电压uCE的波形出现底部失真。对于PNP型共发射极放大电路，饱和失真时，输出电压uCE的波形出现顶部失真。

饱和失真和截止失真的失真图如图2-6-10所示。

共e极放大电路电压放大倍数为Au=-/rbe。式中，。

图2-6-10非线性失真图(a)饱和失真；(b)截止失真

【基础知识与技能准备】

晶体管测量仪器是以通用电子测量仪器为技术基础，以半导体器件为测量对象的电子仪器。用它可以测试晶体三极管(NPN型和PNP型)的共发射极、共基极电路的输入特性、输出特性；测试各种反向饱和电流和击穿电压，还可以测量场效管、稳压管、二极管、单结晶体管、可控硅等器件的各种参数。2.7晶体管测试仪2.7.1结构组成

晶体管测试仪的结构组成如图2-7-1所示。

晶体管测试仪中各组成部分的作用如下：

(1)基极阶梯信号发生器提供必需的基极注入电流；

(2)集电极扫描电压发生器提供从零开始、可变的集电极电源电压；

(3)同步脉冲发生器用来使基极阶梯信号和集电极扫描电压保持同步，以便正确而稳定地显示特性曲线(当集电极扫描电压直接由市电全波整流取得时，同步脉冲发生器可由50

Hz市电代替)；

图2-7-1晶体管测试仪的结构组成

(4)测试转换开关是用于测试不同接法和不同类型晶体管的特性曲线和参数的转换开关；

(5)放大和显示电路用于显示被测管的特性曲线；

(6)电源为各部分电路提供电源电压。2.7.2主要技术性能

1．Y轴偏转参数

集电极电流范围：10

μA/div～0.5

A/div；

二极管反向漏电流：0.2～5

μA/div；

基极电流或基极源电压：0.05

V/div；

外接输入：0.05

V/div；

偏转倍率：×

0.1。

2．X轴偏转参数

集电极电压范围：0.05～50

V/div；

基极电压范围：0.05～1

V/div；

基极电流或基极源电压：0.05

V/div；

外接输入：0.05

V/div。

3．阶梯信号

阶梯电流范围：0.2

μA/级～50

mA/级；

阶梯电压范围：0.05～1

V/级；

串联电阻：0、10

kΩ、1

MΩ；

每簇级数：1～10连续可调；

每秒级数：200；

极性：+、－极。

4．集电极扫描信号(峰值电压与峰值电流容量，AC例外)

0～10V挡：0～10

V，5

A；

0～50V挡：0～50

V，1

A；

0～100V挡：0～100

V，0.5

A；

0～500V挡：0～500

V，0.1

A。

5．功耗限制电阻

功率限制电阻值0～0.5

MΩ。

6．最大功率

最大功率约为80

W。

2.7.3XJ4810型晶体管特性图示仪面板功能介绍

1．图示仪面板

XJ4810型晶体管图示仪面板组成如图2-7-2所示。面板中各组成部分的功能如表2-7-1所示。

图2-7-2XJ4810型晶体管图示仪面板

表2-7-1XJ4810型晶体管面板各组成部分的功能续表续表2．测试台面板

XJ4810型图示仪测试台面板如图2-7-3所示。面板中各组成部分的功能如表2-7-2所示。

图2-7-3XJ4810型图示仪测试台

表2-7-2XJ4810型图示仪测试台面板各组成部分的功能3．图示仪右侧板

XJ4810型图示仪右侧板的面板分布如图2-7-4所示。面板中各组成部分的功能如表2-7-3所示。图2-7-4XJ4810型图示仪右侧板

表2-7-3XJ4810型图示仪右侧板各组成部分的功能2.7.5晶体管图示仪的使用方法

1．基本操作步骤

(1)按下电源开关，指示灯亮，预热15分钟后，才可进行测试。

(2)调节辉度、聚焦及辅助聚焦，使光点清晰。

(3)将峰值电压旋钮调至零，峰值电压范围、极性、功耗电阻等开关置于测试所需位置。

(4)对X、Y轴放大器进行10度校准。

(5)调节阶梯调零。

(6)选择需要的基极阶梯信号，将极性、串联电阻置于合适挡位，调节级/簇旋钮，使阶梯信号为10级/簇，阶梯信号置重复位置。

(7)插上被测晶体管，缓慢地增大峰值电压，荧光屏上即有曲线显示。

2．测试实例

1)晶体管hFE和β值的测量

以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2hFE的测试条件为UCE=

1

V、IC

=

10

mA。将光点移至荧光屏的左下角作座表零点。仪器部件的置位详见表2-7-4。

表2-7-43DK2晶体管hFE、β测试时仪器部件的置位逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线，如图2-7-5所示。读出X轴集电极电压UCE=

1

V时最上面一条曲线(每条曲线为20

μA，最下面一条IB

=

0不计在内)的IB值和Y轴IC值，可得：

若把X轴选择开关放在基极电流或基极源电压位置，即可得到图2-7-6所示的电流放大特性曲线。即

PNP型三极管hFE和β的测量方法同上，只需改变扫描电压极性、阶梯信号极性，并把光点移至荧光屏右上角即可。

图2-7-5晶体三极管输出特性曲线图2-7-6电流放大特性曲线

2)晶体管反向电流的测试

以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知ICBO、ICEO的测试条件UCB、UCE均为10

V。测试时，仪器部件的置位详见表2-7-5。

表2-7-53DK2晶体管反向电流测试时仪器部件的置位逐渐调高“峰值电压”使X轴UCB

=

10

V，读出Y轴的偏移量，即为被测值。被测管的接线方法如图2-7-7所示，其中，图2-7-7(a)测ICBO值，图2-7-7(b)测ICEO值，图2-7-7(c)测IEBO值。

测试曲线如图2-7-8所示。

图2-7-7晶体管反向电流的测试(a)测ICBO值；(b)测ICEO值；(c)测IEBO值

图2-7-8反向电流测试曲线(a)ICBO；(b)ICEO读数：ICBO

=

0.5

μA(UCB

=

10

V)

ICEO

=

1

μA(UCE

=

10

V)

PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相同。可按测试条件，适当改变挡位，并把集电极扫描电压极性改为“-”，把光点调到荧光屏的右下角(阶梯极性为“+”时)或右上角(阶梯极性为“-”时)即可。

3)晶体管击穿电压的测试

以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知BUCBO、BUCEO、BUEBO的测试条件IC分别为100

μA、200

μA和100

μA。测试时，仪器部件的置位详见表2-7-6。

表2-7-63DK2晶体管击穿电压测试时仪器部件的置位逐步调高“峰值电压”，被测管按图2-7-9(a)的接法，Y轴IC

=

0.1

mA时，X轴的偏移量为BUCEO值；被测管按图2-7-9(b)的接法，Y轴IC

=

0.2

mA时，X轴的偏移量为BUCEO值；被测管按图2-7-9(c)的接法，Y轴IC

=

0.1

mA时，X轴的偏移量为BUEBO值。

测试曲线如图2-7-9所示。

图2-7-9反向击穿电压曲线(NPN)(a)BUCBO；(b)BUCEO；(c)BUEBO读数： BUCBO

=

70

V(IC

=

100

μA)

BUCEO

=

60

V(IC

=

200

μA)

BUEBO

=

7.8

V(IC

=

100

μA)

PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相似。其测试曲线如图2-7-10所示。

图2-7-10反向击穿电压曲线(PNP)(a)阶梯极性为“+”；(b)阶梯极性为“-”

4)稳压二极管的测试

以2CW19稳压二极管为例，查手册得知2CW19稳定电压的测试条件IR

=

3

mA。测试时，仪器部件置位详见表2-7-7。逐渐加大“峰值电压”，即可在荧光屏上看到被测管的特性曲线，如图2-7-11所示。

图2-7-11稳压二极管特性曲线

读数：正向压降约0.7

V，稳定电压约12.5

V。表2-7-72CW19稳压二极管测试时仪器部件的置位

5)整流二极管反向漏电电流的测试

以2DP5C整流二极管为例，查手册得知2DP5的反向电流应小于等于500nA。测试时，仪器各部件的置位详见表2-7-8。表2-7-82DP5C整流二极管测试时仪器部件的置位逐渐增大“峰值电压”，在荧光屏上即可显示被测管反向漏电电流特性，如图2-7-12所示。

读数：IR

=

4

div×0.2

μA×0.1(倍率)

=

80nA

测量结果表明，被测管性能符合要求