常用电子仪器的使用与

常用电子仪器的使用与常用电子元件的测量练习浙江大学电工电子基础中心樊伟敏2004.2实验目的通过实验，初步学习示波器、晶体管毫伏表、函数信号发生器、直流稳压电源和晶体管特性图示仪等常用电子仪器的正确使用方法和基本原理。1.单踪显示练习2.函数信号发生器练习3.晶体管毫伏表练习4.双踪显示练习5.常用电子元件测试常用电子仪器的使用练习内容1.用机内“校准信号”方波（IKHz，Vpp=0.2V）对示波器进行自检。a)调出波形。b)校核校准信号的幅度。c)校核校准信号的频率。d)测量校准信号的上升时间和下降时间。2.用示波器检查信号发生器的输出波形a)测量频率。b)测量输出电压1.单踪显示练习1.单踪显示练习1.单踪显示练习1.单踪显示练习——示波器自检1.调出波形用示波器的专用电缆线把“校准信号”与CH1（或CH2）输入插口接通。调节示波器各有关旋钮，使荧光屏上显示一至数个周期的稳定波形。2.校核校准信号的幅度首先应把Y轴灵敏度“微调”旋钮置于“校正”位置，把Y轴灵敏度开关置于适当位置，测得校准信号的幅度，并将数据记人表2.1.1中。3.校核校正信号的频率首先应把“扫描微调”旋钮置于“校准”位置，将扫速开关置于适当位置，测得校准信号的频率，并将数据记入表2.1.l中。1.单踪显示练习——示波器自检4.测量校准信号的上升时间和下降时间首先要改变“Y轴灵敏度”开关和“微调”旋钮，使方波的高、低电平分别与荧光屏上100%、0%位置重合，然后把“扫速”开关置于适当位置，以使波形沿X轴扩展（必要时可以利用“扫速扩展”开关将波形再扩展10倍）。将“触发方式”开关置于“触发”，调节触发电平，可测得校准信号的上升时间或下降时间，并将数据记入表2.1.1中。trtf0.1V0m0.9V0mV0m1.单踪显示练习——示波器自检标称值原始数据实测值幅度0.2v(p-p)divV/divV频率1KHzdivms/divHz上升沿时间≤15μsdivμs/divμs下降沿时间≤15μsdivμs/divμs注：原始数据系指从仪器刻度上直接读取的数据，未加任何处理。如表中V／div，div。表2.1.1校核校准信号的幅度、频率、边沿时间2.函数信号发生器练习1.频率测量：调节函数信号发生器，使其输出频率分别为100Hz，10KHz和100KHz的三角波，用示波器测出上述信号的周期和频率，比较是否与刻度值相一致，将数据记入表2.1.2中。表2.1.2校核函数信号发生器的频率刻度值频率值原始数据实测值100Hzdivms/divHz10kHzdivμs/divHz100kHzdivμs/divHz3.晶体管毫伏表练习1.交流正弦波测量用示波器测量信号发生器的输出电压。让信号发生器输出1KHz、1V有效值的正弦电压（用晶体管毫伏表测出），然后用示波器测量其幅值，将结果记入表2.1.3中。表2.1.3校核信号发生器的输出电压刻度值原始数据实测峰峰值刻度值1V（有效值）divV/div3.晶体管毫伏表练习1.“交替”与“断续”观察双踪显示波形时，“交替”与“断续”两种显示方式的特点。CH1、CH2均不加输入信号，扫速开关置于扫速较低位置（如：0.5s/div档）和扫速较高位置（如：5μs/div档），把“显示方式”开关分别置于“交替”和“断续”位置时，观察二条扫描线的显示特点，并用图说明。2.双踪测量用双踪显示方式同时观察函数信号发生器的二个输出波形：输出端（OUTPUT）上的1kHz方波和同步端（SYNCOUT）上的1kHz方波，测出它们之间的相位关系（同相或反相）?记录波形图(包括幅度、周期与相位）。4.双踪显示练习4.双踪显示练习1.用万用表测出任意二个电阻的阻值，并与其色环所指示的电阻值进行比较。2.检查所发电位器中心头的功能。3.查看电解电容器上的规格和极性标记，并用万用表测出任意二个电容器的容量值。4.用万用表判别二极管的阳极和阴极。5.常用电子元件测试5.电阻器、电容器的一般表示方法电阻器R、电位器RP（或W）：101=100Ω104=100000Ω=100KΩ4K7=4.7KΩ100=100Ω10K=10KΩΩ在多数情况下可以省略。电容器C：10=10pF101=100pF103=10000pF0.01=0.01μF10n=10000pF常用数量级：M（兆）=1E+6；K（千）=1E+3；m（毫）=1E-3；μ（微）=1E-6；N（纳）=1E-9；P（皮）=1E-12。5.常用电子元件测试实验报告整理实验数据，将所测数据记入有关表格中。用图说明“交替”和“断续”两种显示方式的特点。问题讨论：实验体会及收获。1.示波器的“自动”与“常态”触发有何区别？3.信号发生器的衰减开关有什么作用？4.能否用晶体管毫伏表测量三角波的有效值？2.信号发生器的同步端输出有什么特点？K20010204附录：色环电阻的表示方法色道：1234红黑黄棕小型电阻的阻值与误差大部分都采用色环表示法，即在电阻的一端一般画有四道色环（色道数根据电阻的精度而定），其中第1、2色环分别表示第一、第二两位数字，第3色环表示再乘以10的方次，第4色环表示阻值的容许误差。表：色环所表示的数字与误差的大小。色别黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银本色对应数值0123456789允许误差％±1±2±0.5±0.25±0.1±50－20±5±10±20附录：电阻值的标称电阻器的电阻值，一般按规定的阻值系列制造。规定见下表。系列代号E6E12E24E48允许误差±20%±10%±5%±2%电阻器的允许误差表：附录：电阻器的主要参数标称功率：电阻体通过电流后就要发热，为保证其安全工作的功值，这就是电阻器的标称功率。最大工作电压：指电阻器不发生电击穿、放电等有害现象时，其两端所允许施加的最大工作电压Um。温度系数：温度的变化会引起电阻值的变化。温度系数是温度每变化1℃所产生的电阻值的变化量，与标准温度下（一般为25℃）的电阻值之比，单位为1/℃，或写成ppm/℃。温度系数可正（PCT）也可负（NCT），可以是线性的，也可以是非线性的。附录：电容器型号附录：电容器的主要参数指标容许误差固定电容器的容许误差分为九级。标称值参见电阻器的标称值。工作电压按技术指标规定的温度长期工作时，电容器两端所能承受的最大安全工作直流电压。纸介质和瓷介质电容器的工作电压可从几十伏到几万伏；电解电容器的工作电压从几伏到上千伏。电容温度系数温度、湿度和压力等对电容器的容量都会产生影响。一般温度的影响最大，常用电容器的电容温度系数表示。附录：电容器的主要参数指标绝缘电阻电容器的绝缘电阻决定所用介质的质量和厚度。绝缘电阻下降会使漏电流增加，引起温度升高，最后导致热击穿。能量损耗能量损耗是指电容器两端加交流电压时所产生的功耗，包括介质损耗和金属部分的损耗。在高频运用时，必须考虑能量损耗的影响。固有电感电容器的固有电感包括极片电感和引线电感，尽管数值很小，但在高频运用时，必须考虑其影响。附录：铝电解电容器铝电解电容器的容量大，一般用于具有交直流分量的滤波、耦合和旁路电路中。由于铝电解电容器的自身电感比较大，所以交流信号的频率不宜过高，一般用于低频电路中。铝电解电容器的损耗也比较大，且具有极性，使用中不能超过规定的直流工作值，极性也不能接反。如果一旦极性接反，漏电流急剧加大，最终因发热膨胀而使外壳破裂。一般在铝电解电容器的外壳上都有刻痕，以适当降低该处的机械强度，减弱铝电解电容器因极性接反引起的爆炸力。附录：其他常用的电容器瓷介电容器可供低损耗和需要容量稳定的交直流电路和脉冲电路使用，也可用于温度补偿电路。低频独石电容器可在电子电路中作旁路或耦合之用，或用于对损耗和稳定性要求不太高的低频电路。钽电解电容器的用途一般与铝电解电容器相同，但它的自身电感比较小，可用于比铝电解电容器工作频率更高的电路中。钽电解电容器的漏电小，损耗也比较小．稳定性优于铝电解电容器，寿命也长于铝电解电容器，价格则高于铝电解电容器。一般用于比较重要的部位。钽电解电容器使用的注意事项与铝电解电容器相同。与钽电解电容器相似的还有铌电解电容器。附录：常用半导体二极管二极管的类别很多，主要包括检波二极管、整流二极管、高频整流二极管、整流堆、整流桥、变容二极管、开关二极管、稳压二极管、阶跃二极管和隧道二极管等。高频小电流的二极管一般为点接触型的，大电流的为面接触型的，大电流的二极管在工作时还要加散热器。附录：二极管的主要参数指标IF——正向整流电流也称正向直流电流。手册上一般给出的是正向额定整流电流，在电阻负载条件下，它是单向正弦交流电流的平均值。IF的大小随二极管的品种而异，且差别很大，小的十几毫安．大的几千安培。IR——反向电流也称反向漏电流。反向电流是二极管加反向电压，但没有超过最大反向耐压时，流过二极管的电流。IR一般在微安级以下，大电流二极管也在毫安级以下。URM——最大反向耐压也称最大反向工作电压，二极管加反向电压，发生击穿时的电压称为击穿电压，最大反向耐压一般是击穿电压的二分之一到三分之二。附录：二极管的主要参数指标IFSM——浪涌电流它是指瞬间流过二极管的最大正向单次峰值电流，一般要比IF大几十倍。手册上给出的浪涌电流一般为单次，即不重复正向浪涌电流。有时也给出若干次条件下的浪涌电流。UF——正向压降正向压降是在规定的正向电流条件下，二极管的正向电压降。它反映了二极管正向导电时正向电阻的大小和损耗的大小。trr——反向恢复时间反向恢复时间是从二极管所加的正向电压变为反向电压的时刻开始，到二极管恢复反向阻断的时间(当反向电流降低到最大反向电流10％的时间)。附录：二极管的参数1N400X系列整流二极管的参数表1N4148开关二极管的参数表附录：双极型三极管三极管的种类很多，主要分双极型和场效应两大类。做从用途上分，三极管包括低频三极管、高频三极管、开关三极管等；其功耗大于等于1W属于大功率管，小于1W的属于小功率管。附录：三极管的主要参数PCM：集电极最大允许功率损耗。ICM：集电极最大允许电流。TjM：最大允许结温。RT：热阻。VCEO：第三电极基极开路时集电极—发射极之间的电压。VCBO：第三电极基极开路时集电极—基极之间的电压。VEBO：第三电极基极开路时发电极—基极之间的电压。VBEon：基极—集电极开路电压。VCEsat：集电极—发射极之间的饱和压降。VBEsat：基极—发射极之间的饱和压降。ICBO：发射极开路，CB(集电结)之间的反向饱和电流。IEBO：发射极开路，EB之间的反向饱和电流。hFE：共发射极接法短路电流放大系数．也称直流β。附录：GS9013(NPN)三极管的参数附录：GS9013(NPN)三极管的参数