常用电子仪器使用数字示波器

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,、,实验目的,3,、常用,电子仪器,的,工作,原理,与,主要功能,1.1,、,掌握,数字,示波器,与,函数,信号发生器,的,基本,使用,方法,。,1.2,、,掌握,用数字,示波器,对,电信号参数,的,多种,测量方法,。,*,1.3,、,掌握,数字,示波器,对,双踪,信号,及其,相位差,的,测量方法,。,2,、,实验设备,与,实验器材,2.1,、,函数信号发生器,EE1641D(B),；,2.2,、,数字,示波器,TDS1002,；,2.3,、,模拟实验箱；,2.4,、,数子万用表,UT58A,。,2,、常用,电子仪器,的,使用,-,数字示波器,3.1,、,示波器,是,显示信号波形,并,测量波形参数,的,设备,。,示波器,由,垂直,、,触发,及,显示,四大部分,构成,。以,数字,示波器,TDS1002,为例，,分述,各部分的,功能,如下：,2024/9/20,1,1,）,示波器,Y,轴,(,垂直轴,),：,Y,轴,由,信号电压,驱动，输入,电压大小,决定波形,垂直,幅度,(,电压,基准,：,V,/,格,),。,Y,轴,输入,通道,：,CH1,、,CH2,(,习惯称为,Y1,Y2),两路,输入,通道。,Y,轴,输入,耦合,：,DC,耦合,/,AC,耦合,/,接地,短路,三,种,耦合,方式。其中,AC,耦合,可,过滤,信号中的,直流,分量,，观测信号中的,交变,分量；,DC,耦合,用于观测,直流,及,动态,信号,全貌,。,Y,轴,信号,显示,：,CH1,、,CH2,、,DUAL,双踪,/ MATH,四种,显示,方式。,MATH,作两信号,加减,运算,，还可作,波形分析,。,Y,轴调节,：,Y,轴,垂直,电压,基准,（,Volts/Div,），,电压,基准分,粗调,与,细调,，可,在,Y,轴菜单,下选择。,Y,轴,位移,旋钮，使波形,上下移动,，,不,改,变幅度,。,以上的,输入耦合,与,显示调节,均可在,Y,轴菜单,下,选择,进行,操作,。,Y,轴,调节,旋钮,在,光标测量,选项中：在测量,电压,时，为垂直,电压,光标,位移,；在测量,时间,时，为水平,时间,光标,位移,。,2024/9/20,2,2,）,示波器,X,轴,(,水平轴,),：,X,轴,由锯齿波驱动，锯齿波,上升,速度,(,时间,),决定,波形水平,宽度,(,时间,基准：,ms,/,格,).,X,轴调节,：,X,轴,时间,基准,：,(,Time/Div),。,时间,基准分,主时,间,基,准,与,窗口时,间,基,准，,窗口时,间,基,准,相当于,X,轴,的,区间扩展,，,时间,基准在,X,轴,菜单,下转换。,X,轴,水平位移,调节旋钮，不改变波形。,X,轴,归,0,键,，按下此键，使,初始,时间,居中归,0,。便于观测,阶跃信号,（如测量信号上升时间）。,X,轴输入端,：在,示波器为,Y,T,显示,时,，可,外接,同步,触发信号,。,3,）,示波器的,同步,触发,系统,：使,X,轴锯齿波,电压与,Y,轴信号,电压在时间上,同步,，,这,波形,稳定,显示,关键,！,触发,/,释抑,旋钮,：,触发电平,的,调节,:,调,触发电平,(,释抑时间,),旋钮可获,稳定波形,。,触发菜单键,：,触发源,：,CH1,、,CH2,、,LINE,电源,、,EXT,外部,。,触发,模式,：,边缘,/,视频、,极性,：上升,/,下降、自动,/,正常,。,强制触发键,：,2024/9/20,3,自动,设置,菜单,：,自动,判断,波形,类别,，,自动,设置,并,测量,波形特征参数,（俗称傻瓜键）。,自动,测量,菜单：,自动测量待测,波形,的,频率,、,周期,、,正频宽,、,上升时间,、电压,峰峰值,、电压,均方根值,、,平均值,等,11,种参数,。,采用,选项,菜单按键,循环,显示,各,参数,测量值,。,*,要根据测量需求，合理设置,Y,轴,/,X,轴基准,！,否则,测量,波形,参数,的,误差较大,！,光标,测量,菜单：采用,光标测量,就是,手动测量,。在,电压测量,选项中,两,Y,轴,位移,旋钮调,电压光标,，其,增量,为,测量电压,；在,时间测量,选项中,两,Y,轴,位移,旋钮调,时间光标,，其,增量,为,测量时间,。,采集,菜单,：可选择,取样,采集、,峰值,采集（观测阶跃信号）或,平均值,采集。,显示,菜单,：可选择,YT,显示,或,XY,显示,；对比度,增强,或,减弱,等。,辅助,功能,菜单,：,数字示波器可在此,菜单,下进入,自,校准,。,数字示波器的循环,选项菜单,按键：在,功能,主,菜单,或,专用菜单,下，根据,显示屏,提示,，进行循环,选项,操作。,4,）,数字示波器,的,功能菜单,2024/9/20,4,输入,/,输出行,功能,菜单行,CH2,通道,同,CH1,基准行,专用菜单行,输出信号,Ch1,输入端,自动,设置键,光标测量,自动测量,存储,/,调出,采集键,显示键,帮助键,默认键,x,轴,输入端,选项,菜,单,按键,列,耦合,直流,带宽限制,关,/60M,伏,/,格,粗调,探头,1,主时基,视窗设定,视窗扩展,触发钮,电平,辅助功能,边沿,视频,斜率,上升,信号,CH1,触发方式,自动,耦合,噪声抑制,信源,类型,CH1,频率,CH1,峰峰值,CH2,平均值,CH2,周期,类型,时间,信号源,CH1,相对值,100us,10khz,游标,50 us,游标,50us,取样,峰值检测,平均值,取样次数,64,形式,向量,持续,无限,格式,YT,对比,增强,对比,减弱,设置,波形,信号,CH1,RET,A,储存,RET B,关闭,系统,状态,选件,自校正,故障,记录,Language,中文,(,简,),探,位 移 行,运算键,CH1,旋钮,位移光标,CH1,菜单键,CH1,幅度钮,水平,位移,钮,水平,菜单键,归,0,键,时间,基准钮,触发,菜单键,触发,/,释抑钮,观察键,图,-1,数字示波器面版,3.2,、,TDS1002,示波器操作面板,2024/9/20,5,选,项,菜,单,显,示,采集模式,触发电平,2,）,TDS1002,显示屏说明,水平触发位置,CH,1,垂直,电压基准,主时间基准,CH,2,零电平,触发源,触发电平,触发频率,文字显示有关信息,(3,秒,),CH,2,垂直,电压基准,带宽,限制,取消自动设置,峰峰值,均方根值,周期,频率,CH,1,零电平,触发状态,窗口时间基准,图,-2,示波器显示屏,2024/9/20,6,2024/9/20,长江大学 龙从玉,7,EE1641B1,与,EE1641D,函数信号发生器主要性能相似。,EE1641B1,函数信号发生器具有：,1,）输出信号,波形选择,：,正弦波,、,三角波,、,方,波,。,可,按键,循环,选择,输出,波形,，有,发光管,指示,波形,。,2,）,信号,频率调节,：,频率范围,分段,按键,，,可循环选择，,发光管,指示,频段,，,频率微调旋扭,，,可连续,调节频率,。,输出,频率,有,数,字,显,示,。,3,）,信号,波形调节,：,信号电压,幅度,调节,旋扭,，可连续,调节输出电压,。,输出电压,衰减,按键,，可选,衰减,：,20db,(,1/10,),、,40db,(,1/100,),。,波形,对称性调节,旋扭,可调节方波的,占空比,或不对称波的正,/,负半波比。,关断,调节,旋扭,：则输出,波形对称,。,信号,直流,电平,调节,旋扭,，旋扭逆旋至,关断,为直流,零电平,。,输出,电压,峰峰值,有,数,字,显,示。,3.3,、函数,信号发生器,的,性能,7,2024/9/20,长江大学 龙从玉,8,4,）,输出端选择,：,TTL,输出端：,仅,输出,TTL,5V,信号,，电压不可变。,输出,频率可调,：,0.3,Hz,-,-,3,MHz,。,函数,输出端：,输出,可选择,正弦波,/,三角波,/,方波,。,输出,频率可调,：,0.3,Hz,-,-,3,MHz,。,输出,电压可调,：,V,PP,:0-20V,、,内阻,：,50,。,EE1641D,函数发生器输出频率为,0.2-2M,H,z,，,有以下输出端,:,功率输出端,：仅,输出正弦波,;,输出频率：,f,可调范围：,500hz-15Khz,。,输出电压：,V,PP,可调范围,：,0-20V,、内阻：,4,。,单脉冲,输出端：,5,）,扫频,（描）,信号,：,输出,频率,在一定范围内,变化,的的,信号,。,扫频源,选择,：内部对数,/,内部线性,/,外部扫描,。,扫频,信号调节,：,扫,频,宽度,可调,、,扫频速率,可调。,扫频,信号输出端,：,用,函数输出端,或,TTL,输出端,。,6,）,计数器,：,测量信号源,（,或外部,）,信号的频率,（,略,）,。,8,2024/9/20,长江大学 龙从玉,9,4.1,、,用,数字示波器,与,数字万用表,测量,校准,信号,与,电源,电压,。,先,将,数字示波器,本机,Vpp,=,5V,的,信号,，分别以,AC,/,DC,耦合,输入,CH1,或,CH2,，用,自动设置,功能进行探头,倍率,校准,。可在,Y,轴菜单,下按,选项,按,键,修正。,按表,-1,要求，分别,调,节,直流,稳定电源,电压,。,按下,输出,键,输出电压，再用,数字示波器,的,自动设置,功能，分别以,AC,/,DC,耦合测量,各,电压,。用,数字万用表,的,交流,/,直流,电压档,测量,220V,交流电压,与上述,直流电压,。并记录在表,-1,中。,4,、,数字示波器,的,使用,表,-1,数字,示波器,与,万用表,测量,电压,待测信号源,测量工具,示波器信号,（,5V,pp,+,2.5V,）,直流,稳压电源,电压,峰峰值,平均值,波形,3V,6V,12V,示波器,测量值,DC,耦合,5.12,2.48,3.0,AC,耦合,5.12,0.,0,万用表,测量值,V,交流,交流电源,12V,12.8V,0,V,直流,0,3.0,9,2024/9/20,长江大学 龙从玉,10,4.2,、,用数字,示波器的自动,测量,与,光标,测量,功能,，分别,测量,信号,发生器,输出,f,=,200Hz,、,Vpp,=,5,V,和,f,=,1000Hz,、,Vpp,=0.,3,V,的,正弦,/,三角,/,方波,信号，,记录在表,- 2,中。,表,-2,数字,示波器,与,信号发生器,使用记录表,函数发生器,输出,信号,数字,示波器测量值,波形,电压,V,PP,频率,Hz,自动,测量,值,光标,测量,值,V,PP,V,周期,mS,频率,Hz,V,PP,V,周期,mS,频率,Hz,正弦波,0.3V,1K,5.0V,200,三角波,5.0V,200,方波,5.0V,200,10,表,-3,数字示波器测量阻容电路相位差,电路参数,周期,T,相差时间,t,相位差角,C,/F,R,/,us,/,格,格数,T,/us,us,/,格,格数,t,/us,/,0,0.1u,(104),1K,250,4,1000,100,1,1,00,3,6,3K,100,2,2,00,7,2,2024/9/20,长江大学 龙从玉,11,4.3,、数字示波器,测量,阻容电路,相位差,图,- 3,阻,容电路,的,相位差,测量图,数字示波器,CH1,CH2,u,c,0.1u,1K,R,4v,1kHz,信,号,源,在,图,- 3,阻容电路,上,接入,Vpp,=,4,V,、,f,=,1KHz,的,正弦信号,。用,双踪,示波器,测量,电容端,输出的,相位差,。改取,R,=,3K,，再测量之。将测量值记录在表,-3,中,。,t,u,c,u,T,0,设信号,周期,：,T,两信号的,相差时间,:,t,两信号,相位差角,u,11,2024/9/20,长江大学 龙从玉,12,5,、,数字示波器,与,信号发生器,的,使用说明,1,）函数,信号,频率,的,调节,：先选择频率范围，再用频率调节旋钮调节输出频率。,2,）函数,信号发生器,输出端,的,选择,：,TTL,输出、,函数,输出及,功率,输出。,3,）在函数,输出,波形,的,选择,：可选,正弦波,、,方波,或,三角波,。,*,函数,信号,波形,的,调节,：调节波形,对称性,旋钮，分别使输出波形为,最小,与,最大,脉冲宽度,，,（,关,断,为,对称,波形）。,4,）,信号输出,电压,的,调节,：用输出,电压幅度,旋钮调节电压；,还可用,输出衰减,按键降低输出电压！,5,）函数,信号,的,直流电平,的,调节,：调节,直流电平,旋钮，用万用表,直流电压,档,测量,输出信号的,直流电平,（,关断,为,直流,零电平,）。,*6,）在信号源正常定频输出时，,不要按,下,扫频,选择,按键,，否则输出频率会不断变化！,5.1,、函数,信号发生器,的,调节方法,与,操作步骤,2024/9/20,12,在,Y,轴菜单,下,确定,探头,倍率,、,根据信号,选择,输入,耦合,方式，,电压,与,时间,基准,。,按,自动测量,功能,键,：,按,选项,菜单,中对先,确定,测量,信号通道,，,在,选择,波形有关参数值,读,取,(,电压、周期、频率、正频宽、上升时间等,),。,注意,：,在,测量,脉冲,上升时间,时，应,调整时间基准,，否则，测量误差极大。,在,Y,轴菜单,下，,确定,探头,倍率，,根据信号,选择,输入,耦合,方式。,按,自动设置,功能键：可,直接读取,有关,参数,；,自动设置,功能会根据,检测,到不同,信号,，,显示,相应,测量参数,！,如,：对,正弦,信号,参数,：,电压,峰峰值,、,均方根,值,、,周期,、,频率,等,值,。,对,脉冲,信号,测量,参数,：,电压,峰峰值,、,平均值,、,周期,、,频率,等,值。,可在,选项菜单,中,按,对应键,，,可,选择,相应,参量,的,测量,。,如,：对脉冲信号，,在,选项菜单,中,按,上升时间,或,正频,宽,可读取相应值。,1,）采用,自动设置,功能的,测量步骤,2,）采用,自动测量,功能的,测量步骤,5.2,、,数字示波器,的,测量方法,与操作,步骤,2024/9/20,13,2024/9/20,长江大学 龙从玉,14,在,Y,轴,菜单,下,，,根据,信号,选择,耦合方式,、,电压,与,时间,基准,。,按,光,标测量,功能,键,，在,选项菜单,中，用,第,1,循环,选择,键,：,关闭,/,电压,/,时间,的进入,测量,（,测量,时，,光标灯,会,亮,）。,调节,Y1,与,Y2,光标,位移,旋钮,，,对准,被测,波形,相关,位置,，,就在,屏幕显示栏,中,读取,测量,的,电压,或,时间,的,增量值,Y,=(,Y,2,-,Y,1,),。,测量,信号,上升时间,：,先按,X,轴,归零,键使,初始,时间,归,0,，,再调小,时间,基准,。调,光标,对准波形,位置,，准确,测量,微小,时间,。,3,）采用,光标测量,功能的,测量步骤,4.3,、,方波,与,脉冲信号,的,测量方法,图,- 3,方波信号参数,的,测量,周期,正频宽,电压,光标,2,光标,1,T,光标,1,光标,2,10%,90%,U,14,5.4,、数字,示波器,与,信号发生器,的,操作,故障分析,开关,频段选择,频率细调,频率,指示,波形选,择,函数,/,功率,电压调节,电压,指示,函数,信号,功率输出,TTL,输出,单脉冲输出,波形调节,关,:,对称,直流调节,关,:,0,电平,函数,/,功率,电压,衰减,扫描,计数,计数输入,扫描速度,扫描宽度,B1,开关,输入,CH1,自动 设置,测量,光标,幅度调节,CH1,菜单,Y,位移,X,位移,触发,/,释抑钮,自测信号,选项菜单键,功能,菜 单 区,波形不稳定？,1.,检查触发源,2.,调节触发电平,输出电压太小？,检查是否按,衰减！,波形不对称？,波形调节没关断,输出频率不稳,是否错按扫描键,没有扫描基线？,1.,检查,YX,位移是否居中,2.,检查显示菜单！,输入,5V,信号显示为,500V,检查探头补偿倍率！,输入方波却显示斜方波,将,AC,耦合换成,DC,耦合,无输出波形？,检查直流电平钮,水平调节,在小信号测量时,可在采集菜单下,选用平均值采集,!,2024/9/20,15,6.1,、,阐述,数字,示波器,的使用,注意事项,，,示波器,主要操作实习中的,操作要点,，,整理,实验中的测量,数据,；,6.2,、,总结实验中所用函数,信号发生器,的,调节,与使用,方法,；,6.3,、,总结,实验中所用,数字存储示波器,与,模拟示波器,调节,使用,的,相同点,及,不同之处,；,6.4,、,数字,示波器,及函数,信号发生器,使用的,心得体会,及疑难,问题,。,6,、,实习报告要求,2024/9/20,16,