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设备资料
1.数字万用表(DIGITALMULTIMETER)
采DT91/92系列数字万用表。
可用来测量直流和交流电压及电流、电阻、电容、二极管、三极管、频率以及电路通断,具有LCD显示,最大显示值为‘19999’,过量程显示‘1’,和读数保持功能。
主要技术参数及使用方法:
(1)电阻测量
量程:
200Ω,2KΩ,20KΩ,200KΩ,2MΩ,20MΩ,200MΩ。
测量方法:
黑表笔插入COM插孔,红色表笔插入VΩ插孔。
将量程开关置所需Ω量程上。
将表笔跨接在被测电阻上,读出显示值。
使用时需要注意:
1被测电路不能带电,电容电
荷要放尽。
2被测阻值超出量程时或开路时,显示‘1’。
3对于大于1MΩ或更高的电阻,要几秒钟后读数才能稳定,这是正常现象。
4使用200Ω档时,先将表笔短接,显示表笔线的电阻值,实验中应减去这一电阻值,得到的才是实际被测值。
200MΩ短路时有1000个字,测量时应从读数中减去。
如测量100MΩ电阻时,显示为110.00,1000个字应被减去(即110.00-10.00=100.00MΩ)。
(2)直流电压测量
量程:
200mV,2V,20V,200V,1000V。
输入阻抗:
所有量程为10MΩ。
测量方法:
将量程开关置所需电压量程上。
黑表笔插入COM插孔,红色表笔插入VΩ插孔。
表笔接被测电路,显示电压读数时,同时显示红表笔的极性。
使用时需要注意:
1测试表笔并接到待测电路上,红表笔所接端子的极性将同时显示。
2如果显示器只显示‘1’,表示过量程。
3输入电压高于1000V时,显示电压值是可能的,但有可能损坏仪
表。
(3)交流电压测量
量程:
2V,20V,200V,750V。
输入阻抗:
所有量程为10MΩ。
测量方法:
将量程开关置所需电压量程上。
黑表笔插入COM插孔,红色表笔插入VΩ插孔。
表笔接被测电路,显示电压读数时,同时显示红表笔的极性。
使用时需要注意:
1测试表笔并接到待测电路上。
2如果显示只显示‘1’,表示过量程。
3输入电压高于750V时,显示电压值是可能的,但有可能损坏仪表。
(4)直流电流测量
量程:
20mA,200mA,20A。
测量电压降:
满量程为200mV。
过载保护:
200mA以下为0.3A/250V保险丝保护,20A无保险丝保护。
测量方法:
黑表笔插入COM插孔,被测最大值在200mA时,红表笔接“A”插孔,当被测最大值在20A时,应将红表笔接“20A”插孔。
将量程开关置所需电流量程上。
表笔接被测电路,显示电压读数时,同时显示红表笔的极性。
使用时需要注意:
在测量之前不知被测电流范围时,应将量程开关置高量程档,逐步调低。
当只在最高位显示“1”时,说明已超量程,应调高量程。
“A”插孔有0.2A保险丝保护,过载会将保险丝熔断,必须按额定值更换,不得超过。
“20A”插孔无保险丝保护,可连续测量的最大电流为10A,20A电流测量应尽快操作,测量时间不大于15S。
(5)交流电流测量
量程:
2mA,20mA,200mA,20A。
测量电压降和过载保护与直流电流测量相同。
因为在实验室中我们不提倡学生使用电流表,但需要测量电流时,我们都是将电流转换为电压,测出电压值后,然后计算出电流,所以直流、交流电流的测量方法不再介绍。
(6)二极管和蜂鸣连续性测量
量程:
置于二极管
时,显示二极管正向电压值,单位为伏,此时,正向直流电流约为1mA,反向直流电压约为3.0V。
量程:
置于蜂鸣
时,电阻≤50Ω时,机内蜂鸣器响,显示电阻近似值,单位为千欧。
测量方法:
将量程开关置
档位。
黑表笔插入COM插孔,红色表笔插入VΩ插孔。
将表笔跨接在被测二极管上,读出显示值。
使用时需要注意:
输入端开路时,显示“1”。
显示值为正向电压降伏特值,当二极管反接时则显示过量程符号“1”。
测试条件:
正向直流电流约1mA,反向直流电压约3V。
(7)频率测量
量程:
20KHz
输入灵敏度:
≤200mVrms
测量范围:
≤30Vrms
测量方法:
黑表笔插入COM插孔,红色表笔插入VΩHz插孔。
将量程开关置所需频率位置。
将表笔接入电路,读出显示值。
使用时需要注意:
1将功能开关置于KHz量程,将测试表笔并接到被测频率源上,可直接从显示屏上读取频率值。
2被测值超过30Vrms时,不能保证测量精度,并应注意安全,因为此时电压已属危险带电范围。
(8)晶体管hFE测量
量程:
可测NPN型或PNP型晶体管hFE。
显示范围:
0~1000β
此时,基极电流约为10μA,Uce约为3.0V
测量方法:
将量程开关置hee档位。
确认NPN型或PNP型,将三极管三脚分别插入测试插座对应的e,b,c插孔中。
读出显示值。
(9)电容测量
量程:
2nF,20nF,200nF,2μF,20μF(1nF=10-3μF)。
测试信号为:
约400Hz,40mVrms
测量方法:
将量程开关置所需电容量程,显示自动校零。
将被测电容插入cx电容输入插孔(不要使用表笔),读出显示值。
使用时需要注意:
1测量大电容时,要先放电,然后进行测试,以防损坏仪器或引起测量误差。
将待测电容插入电容测试座中,待稳定后,直接从显示屏上读取读数。
2函数信号发生器(FUNCTIONGENERATOR)
功能介绍:
函数信号发生器是一种多波形信号源,可以输出正弦波、方波、三角波、斜波、半波正弦波及指数波等。
由于其输出波形可用数学函数描述,故命名为函数发生器。
目前,函数发生器输出信号的频率低端可至微赫兹量级,高端可达50MHz。
除了作为正弦信号源使用外,还可以用来测试各种电路和电机设备的瞬态特性、数字电路的逻辑功能、模数转换器、压控振荡器以及锁相环的性能。
性能指标:
输出波形:
正弦波、方波、三角波、斜波、半波正弦波及指数波等
频率范围:
6个波段
1-10Hz10-100Hz100-1KHz
1-10KHz10-100KHz100K-1MHz
输出电压:
峰-峰值
波形特性:
非线性失真系数
正弦波:
<=3%三角波:
<=2%方波:
上升时间<=100ns
输出阻抗
50Ω
XR2206是单片集成函数发生器芯片,具有低正弦波失真度、极好的温度稳定度、宽扫描范围等特性,可产生高稳定度、高精确度的正弦波、方波和三角波信号。
同时,输出波形可通过外接电压控制进行幅度和频率调制,频率输出范围可达0.01Hz~1MHz,其内部原理框图如图所示。
图内部原理框图
使用方法:
实验电路中,输出信号频率取决于定时电容和定时电阻的大小,通过跳线J1101改变电容值以选择不同的频率输出档,通过电位计W1103可调节输出信号的频率。
W1106用来调节输出信号的对称度,W1105用来调节输出正弦波的失真度,具体的调节方法如下:
调节W1106至中心点,调节W1105使得输出正弦波具有最小的失真度。
在此基础上,调节W1105使得输出正弦波波形达到最佳。
方波信号输出端在上拉电阻的作用下,输出幅值为±5V;正弦波、三角波输出信号幅度可通过W1107调节。
通过跳线J1102可选择正弦波/三角波信
号输出,跳线接上时,输出为正弦波;跳线拔下时,输出为三角波,三角波输出幅度近似为正弦波输出幅度的两倍。
3.示波器(OSCILLOSCOPE)
示波器是一种能在示波管屏幕上显示出电信号变化曲线的仪器,它不但能象电压表,电流表那样读出被测信号的幅度(注意:
电压表,电流表如无特殊说明,读出的数值为有效值),还能象频率计,相位计那样测试信号的周期(频率)和相位,而且还能用来观察信号的失真,脉冲波形的各种参数等。
本实验室采用DF4321、4322、4325,主要技术参数 :
Y轴频带宽度:
DC~20MHz(DF4321) DC~50MHz(DF4351)
Y轴灵敏度:
5mV~5V/div(DF4321) 扩展X5时高达1mV/div
Y轴测有度:
5%
Y轴最大输入电压:
300V(DC+ACpp)
扫描时间范围:
0.2μS ~0.2S/ div 扩展×10时,最快为20nS/div
触发灵敏度:
内触发小于0.5div 外触发小于0.2Vpp
X轴频带宽度:
DC~500kHz
示波器的使用:
示波器种类、型号很多,功能也不同。
数字电路实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。
这些示波器用法大同小异。
本节不针对某一型号的示波器,只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。
荧光屏
荧光屏是示波管的显示部分。
屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线,指示出信号波形的电压和时间之间的关系。
水平方向指示时间,垂直方向指示电压。
水平方向分为10格,垂直方向分为8格,每格又分为5份。
垂直方向标有0%,10%,90%,100%等标志,水平方向标有10%,90%标志,供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。
根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV,TIME/DIV)能得出电压值与时间值。
示波管和电源系统
电源(Power)
示波器主电源开关。
当此开关按下时,电源指示灯亮,表示电源接通。
辉度(Intensity)
旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。
观察低频信号时可小些,高频信号时大些。
一般不应太亮,以保护荧光屏。
聚焦(Focus)
聚焦旋钮调节电子束截面大小,将扫描线聚焦成最清晰状态。
标尺亮度(Illuminance)
此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。
正常室内光线下,照明灯暗一些好。
室内光线不足的环境中,可适当调亮照明灯。
垂直偏转因数和水平偏转因数
垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)和微调
在单位输入信号作用下,光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度,这一定义对X轴和Y轴都适用。
灵敏度的倒数称为偏转因数。
垂直灵敏度的单位是为cm/V,cm/mV或者DIV/mV,DIV/V,垂直偏转因数的单位是V/cm,mV/cm或者V/DIV,mV/DIV。
实际上因习惯用法和测量电压读数的方便,有时也把偏转因数当灵敏度。
踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。
一般按1,2,5方式从5mV/DIV到5V/DIV分为10档。
波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。
每个波段开关上往往还有一个小旋钮,微调每档垂直偏转因数。
将它沿顺时针方向旋到底,处于“校准”位置,此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。
逆时针旋转此旋钮,能够微调垂直偏转因数。
垂直偏转因数微调后,会造成与波段开关的指示值不一致,这点应引起注意。
许多示波器具有垂直扩展功能,当微调旋钮被拉出时,垂直灵敏度扩大若干倍(偏转因数缩小若干倍)。
在做数字电路实验时,在屏幕上被测信号的垂直移动距离与+5V信号的垂直移动距离之比常被用于判断被测信号的电压值。
时基选择(TIME/DIV)和微调
时基选择和微调的使用方法与垂直偏转因数选择和微调类似。
时基选择也通过一个波段开关实现,按1、2、5方式把时基分为若干档。
波段开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时间值。
“微调”旋钮用于时基校准和微调。
沿顺时针方向旋到底处于校准位置时,屏幕上显示的时基值与波段开关所示的标称值一致。
逆时针旋转旋钮,则对时基微调。
旋钮拔出后处于扫描扩展状态。
通常为×10扩展,即水平灵敏度扩大10倍,时基缩小到1/10。
示波器的标准信号源CAL,专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因数。
示波器前面板上的位移(Position)旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。
旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形,旋转垂直位移旋钮(标有垂直双向箭头)上下移动信号波形。
输入通道和输入耦合选择
输入通道选择
输入通道至少有三种选择方式:
通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。
选择通道1时,示波器仅显示通道1的信号。
选择通道2时,示波器仅显示通道2的信号。
选择双通道时,示波器同时显示通道1信号和通道2信号。
测试信号时,首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起。
根据输入通道的选择,将示波器探头插到相应通道插座上,示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起,示波器探头接触被测点。
示波器探头上有一双位开关。
此开关拨到“×1”位置时,被测信号
无衰减送到示波器,从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。
此开关拨到“×10"位置时,被测信号衰减为1/10,然后送往示波器,从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。
输入耦合方式
输入耦合方式有三种选择:
交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。
当选择“地”时,扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。
直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。
交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。
在数字电路实验中,一般选择“直流”方式,以便观测信号的绝对电压值。
4频率计
原理及说明
图频率计原理框图
所谓频率,就是周期性信号在单位时间(1s)内变化的次数。
若在一定时间间隔T内测得这个周期信号的重复变化次数为N,则其频率可表示为
图(a)是数字频率计的组成框图。
被测信号
经放大整形电路变成计数器所需要。
主要技术参数
·频率范围:
100KHz~150MHz(六个频段)
·频率精度:
频率计指示值±1个字
·RF输出:
不小于100mVrms(100KHz~35MHz)HoldOff)旋钮调节波形的释抑时间(扫描暂停时间),能使扫描与波形稳定同步。
·输出衰减:
0dB/20dB
·内调制信号:
1000Hz正弦波
·外调制信号:
50Hz~20KHz正弦波幅度小于1Vrms
·外接晶振:
1MHz~15MHz晶体
·频率计测频范围:
10Hz~1300MHz
·频率计测频精度:
5x10-5±1个字
·频率计测频灵敏度:
不大于35mVrms
使用方法:
详见说明书。
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