方波、三角波等信号作为激励源接入电路来测试电路的放大.ppt

,在现代电子学的各个领域和自动控制系统设计及调试过程中，常常需要一定幅度和周期的正弦波、方波、三角波等信号作为激励源接入电路来测试电路的放大倍数、幅频特性、相频特性等。我们所需的这些常用波形通常是由函数信号发生器产生的，这就要求我们能够熟练掌握函数信号发生器的使用方法，并利用其进行电路检测与调试。,一、基础知识,1.功能概述 函数信号发生器是电子产品开发、调试、检修的常用仪器之一。它可以连续输出正弦波、方波、三角波等基本函数信号和调制信号。有的还具有外测信号频率的功能，输出信号的频率和幅度均可连续调节、显示。图5-1-1 是部分厂家生产的函数信号发生器。,2.主要面板标志及功能说明图5-1-2所示为CA1640P型函数信号发生器面板图。函数信号发生器型号虽较多，不同厂家的仪器其面板也不尽相同，但归结起来主要有下面几个主要的操作功能：,(1) 波形选择大多数函数信号发生器都提供正弦波、方波、三角波等三种基本波形的输出，我们可以根据具体要求按波形切换键进行输出波形的选取切换，指示灯则指示当前输出的波形。 (2) 频率调节大多数函数信号发生器都能提供频率范围从Hz到MHz的信号输出，在这样一个宽频率范围内，必须首先进行频段选择，再通过调节微调旋钮在该频段内进行细。,(3)幅度调节函数信号发生器输出信号的幅度由衰减挡位和幅度调节旋钮共同决定。一般函数信号发生器分0dB、20dB、40dB和60dB四个衰减挡位。,二、操作方法,1.开机 接通220V交流电源后，按下仪器面板上电源开关，频率显示窗口显示初始字幕，整机开始工作。为了得到更好的使用效果，建议开机预热一段时间后再使用。,2.连接输出传输线 普通函数信号发生器具有两个输出端口，TTL输出插座和函数输出插座。一般将传输线连接至函数输出插座，传输线的另一端连接至测试电路的输入端。,3.函数信号输出设置(1) 波形设置按动波形选择按键，可依次选择正弦波、矩形波或三角波。(2) 频率设置按动频率挡位切换键，选定信号频率所属的频段，调节频率微调旋钮至所需频率。调节时可通过观察频率显示窗口得知当前输出频率。(3) 幅度设置调节输出幅度调节旋钮，通过观察幅度显示窗口，调节到所需的信号幅度，若所需信号幅度较小，可按动衰减选择键来衰减信号幅度。(4) 对称性设置调节对称性(占空比)调节旋钮，可使输出的函数信号对称度发生改变。通过调节可改善正弦波的失真度，使三角波变为锯齿波，改变矩形波的占空比等对称特性。(5) 直流偏置设置调节该旋钮时，可以有一个直流偏置电压叠加到输出信号上。直流偏置电压在一定范围内双向变化，当电位器处于关位置时，不设置直流偏置，则直流电平为0V。,4.利用函数信号发生器的测频功能测量信号频率 (1) 内测频按动计数器功能选择键，选择到内测频状态，此时“INT”指示灯亮起，表示计数器进入内测频状态，此时频率显示窗口中显示的为本仪器函数信号输出的频率。 (2) 外测频测量外输入信号频率时，很多机型分1Hz10MHz和101000MHz两个量程，按动计数器功能选择键，选择到外测频状态。,。任务2毫伏表的使用,在电子电路的调试、检修过程中，常常需要测量被测电路中特定测试点的电压，以了解被测电路的性能指标。常用的测量电压的仪表有万用表、毫伏表等。万用表是通用的测量仪表可测量直流电压和频率不高的交流信号，当交流信号的频率很高、幅度很小或电路的阻抗较大时，万用表就不适用了，测量误差就变得不可忽略。毫伏表是专用的交流信号测量设备，对于频率很高或幅度很小的信号有较高的测量精度。,一、功能概述,毫伏表是一种用途极广的电子测量仪器，主要用于测量交流信号，对于频率很高、幅度很小或电路阻抗较大而不能采用万用表测量的交流信号有较高的测量精度。同时，它是立体声测量的必备仪器，广泛用于立体声收录机、立体声电唱机等立体声音响的测试。图5-2-1所示为部分型号毫伏表的实物图，图5-2-2所示为CA2172型毫伏表的面板图。,二、毫伏表测量电压的步骤,1)接通电源前，检查表头指针机械零点的位置，如有偏转，用旋具调节前面板的调零螺钉。 2)将电源插头插到交流插座中，使“量程”选择开关位于最大挡(100V)。 3)将被测负载用连接电缆接到毫伏表的“输入”端，然后打开电源开关。 4)调节量程选择开关，使读数至少处于刻度1/3以上，读取测量值。,三、毫伏表读数方法,一般指针式表盘毫伏表有三行刻度线，其中第一行和第二行刻度线指示被测电压的有效值。当量程开关置于“1”开头的量程位置时(如1mV、10mV、0.1V、1V、10V)，应该读取第一行刻度线；当量程开关置于“3”开头的量程位置时(如3mV、30mV、0.3V、3V、30V、300V)应读取第二行刻度线。若为数字式电压表只要直接读数即可。 指针式毫伏表的第三条刻度线主要用于电平测量。,四、使用说明,1)通电前，调整毫伏表的机械零位，并将量程开关置100V挡。 2)接通电源后，毫伏表的双指针摆动数次是正常的，稳定后即可测量。 3)若测量电压未知时，应将量程开关置最大挡，然后逐级减小量程，直至毫伏表指示大于1/3满刻度值时读数。 4)若要测量市电或高电压时，输入端黑柄鳄鱼夹必须接中性线端或地端，另外要注意安全。 5)超过毫伏表最大量程的输入电压，可能会造成毫伏表的损坏。,任务3示波器的使用,在电子电路的调试、检修过程中，常常要观测被测电路中特定测试点的波形，以了解被测电路的性能指标，帮助我们判断电路的工作状态，为电路故障检修提供依据。波形的观测常是通过示波器实现的，利用示波器还可以对信号的幅度、频率、相位进行测量。,一、功能概述,示波器是一种用途极广的电子测量仪器，能直接观察电信号的波形，可测量电流、电压、相位和频率，凡是可转化为电压(或电流)的电量和非电量都能直接用示波器来观察。 示波器的外形如图5-3-1所示，其规格和型号很多，但不论什么示波器都包括以下几个基本组成部分：示波管(又称阴极射线管)、放大与衰减电路、锯齿波发生器、电源等。示波器的具体电路比较复杂，需要具备一定的电子学基础知识才能懂得，故本任务对示波器电路不作详细介绍，仅限于学习示波器的使用与应用技能。,二、基本操作,图5-3-2所示为CA9020型示波器面板图，虽然不同厂家的示波器面板不尽相同，但归结起来主要有下面几项基本操作：,1.面板一般功能的检查和校准 1) 将有关控制旋钮和按键按表5-3-1位置适当置放。 2) 接通电源，电源指示灯亮，稍等预热，屏幕中出现光迹，分别调节亮度和聚焦旋钮，使光迹的亮度适中、清晰。如果扫描光迹与水平刻度线不平行，用螺钉旋具调整前面板“轨迹旋转”控制器使光迹与水平刻度平行。 3) 通过连接探头将本机校准信号送至Y1通道，校准信号一般为f=1kHz，U(峰-峰值)=0.5V的方波。,4) 调节触发电平旋钮使波形稳定，分别调节垂直位移和水平位移，使波形与校准波形相吻合，表明垂直系统和水平系统校准。如果不相吻合，需要分别调节机内垂直增益校正电位器和扫描速度校正电位器直至吻合。 5) 把连接电缆换至Y2通道插座，垂直方式置“Y2”，重复4)操作。,2.垂直系统的操作 (1) 垂直方式的选择当只需要观察一路信号时，按下“方式”选择键中的“Y1”或“Y2”，此时被选中的通道有效，被测信号可从相应的通道端口输入；当需要同时观察两路信号时，按下“方式”选择键中的“交替”键，该方式使两个通道的信号得到交替显示，交替显示的频率受到扫描周期控制。,(2) 输入耦合选择 1)直流耦合：适用于观察包含直流成分的被测信号，如信号的逻辑电平和静态信号的直流电平，当被观测信号的频率很低时，也必须采用该方式。 2)交流耦合：信号中的直流成分被隔断，用于观测信号的交流成分，如观察较高直流电平中的小信号。 3)接地：通道输入端接地(输入信号断开)，用于确定输入为零时光迹所在的位置。,3.水平系统的操作 水平系统的操作主要是扫描速度的设定。扫描速度的范围为0.1s/div0.2s/div，按125进位分二十挡步进，“微调”可提供至少2.5倍的连续调节，根据被测信号频率的高低，选择合适的挡级。在微调顺时针旋足至校正位置时，可根据刻度盘的指示值和波形在水平轴方向上的距离读出被测信号的时间参数。,4.触发控制(1) 扫描触发方式的选择 1)自动：当无触发信号输入时，屏幕上显示水平扫描光迹，一旦有触发信号输入，电路自动转换为触发扫描状态，调节电平可使波形稳定地显示在屏幕上，此方式是观察频率在20Hz以上信号的最常用的一种方式。 2)常态：无信号输入时，屏幕上无光迹显示，当有信号输入时，触发电平调节在合适位置上，电路触发扫描。当被测信号频率低于20Hz必须选择该方式。 3)单次：用于产生单次扫描，按动此键扫描方式开关均被复位，电路工作在单次扫描方式，“准备”指示灯亮，扫描电路处于等待状态。当触发信号输入时，扫描产生一次，“准备”指示灯灭，下次扫描需再次按动单次按键。,(2)触发源的选择当垂直方式工作于“交替”或“断续”时，触发源选择某一通道，可用于两通道时间或相位的比较，当两通道的信号(相关信号)频率有差异时，应选择频率低的通道用于触发。在单踪显示时，触发源选择无论是置“Y1”或“Y2”，其触发信号都来自于被显示的通道。 在双踪交替触发显示时，触发信号交替来自于两个Y通道，此方式可用于同时观察两路不相关信号。(注意：使用这种状态时，两个不相关的信号频率不应相差很大),三、常见电参数测量及读数方法,三、常见电参数测量及读数方法1.直流电压的测量直流电压的测量步骤如下： 1) 开机，使屏幕显示水平扫描基线，设置被选用通道的耦合方式为“接地”。 2) 调节垂直位移，使扫描基线在某一水平坐标上，定义此时的电压为零(参考电压)。 3) 将信号馈入被选用的通道插座，图5-3-3直流电压测量 将输入耦合方式换置“直流”，调整垂直偏转因数，使扫描基线偏移在屏幕中一个合适的位置上，把电压微调顺时针旋足到校正位。,4) 测量扫描线在垂直方向偏移扫描基线的距离，如图5-3-3所示。5) 按下式计算被测直流电压值：U=垂直方向格数垂直偏移因数偏转方向(或),2.信号幅值电压的测量被测信号波形峰-峰电压的测量步骤如下：1) 将信号输入至Y1或Y2插座，垂直方式置相应的通道，调整触发电平，使波形稳定。,2) 调节垂直偏转灵敏度，使显示的波形幅度为5格左右，将微调旋至校正位置。3) 调节扫描速度旋钮和垂直、水平位移，使波形在屏幕中的位置方便读数，如图5-3-4所示。4) 读出波形垂直方向上A、B两点的格数，用H表示；再读取垂直偏转因数,3.周期测量周期的测量可按下列步骤进行： 1) 将信号输入至Y1或Y2插座，垂直方式置相应的通道，调整触发电平，使波形稳定。 2) 将扫描速度微调旋至校正位置，调整扫速选择开关，使屏幕显示信号波形12个周期。 3) 调整垂直、水平移位，使波形在屏幕中的位置方便读数，如图5-3-5所示。,4) 图中A、B两点之间为一个周期，该信号的周期为A、B两点的时间间隔，读出A、B两点间的水平距离d，按下式计算时间周期：,4.相位差的测量两个信号相位差的测量可参考周期的测量方法进行，步骤如下：1) 将信号输入至Y1和Y2插座，垂直方式置“交替”或“断续”双踪显示方式，调整触发电平，使波形稳定。2) 调节垂直偏转因数开关和微调，使波形的显示幅度一致。3) 调节扫描速度旋钮和微调，使波形的一个周期在屏幕上显示6格，这样水平刻度线上的每格对应为60相位角(360/6=60)，如图5-3-6所示。4) 测量两个波形上升或下降到同一个幅度时的水平距离。5) 计算两个信号的相位差：相位差水平距离(格)60/格,则根据公式计算出它们的相位差： 1格60/格60。,