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实验一 常用电子仪器的使用 实验目的 熟悉示波器、函数信号发生器、晶体管毫伏表、万用表及直流稳压电源面板上各旋钮和接线柱的作用。 学习上述仪器的使用方法。 用万用表辨别晶体二、三极管的管脚，以及判断他们的好坏。 学习识别各种常用电子元件。 实验仪器及设备 通用示波器 函数信号发生器 万用表 直流稳压电源 交流毫伏表 实验电路原理及操作说明 电子示波器的工作原理 电子示波器主要用以观察各种周期性的电压或电流波形，它是使用十分广泛的一种电子仪器。 通用示波器的结构包括垂直放大，水平放大，扫描、触发、示波管及电源等六个主要部分，方框如图1-1所示。 示波管是电子示波器的重要元件之一，它的作用是把观察的电压变成发光图形。 示波管的构造如图1-2所示，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。电子枪包括灯丝、阳极、栅极和阴极。偏转系统包括Y轴偏转板和X轴偏转板两个部分，他们能将电子枪发射出来的电子束，按照加于偏转板上的电压信号作出相应的偏转,荧光屏是位于示波器管顶端涂有荧光物质的透明玻璃屏，当电子枪发射出来的电子束轰击到屏上时，荧光屏被击中的点上会发光。当电子束按外加变化电压偏转时就能在荧光屏上绘出一定的波形。 电子示波管的灵敏度比较低，假如偏转板上的控制电压不够大，就不能明显的观察到光点的移位。为了保证有足够的偏移电压，必须设置放大器将被观察的电信号加以放大，此放大器称为垂直（Y）放大器。水平（X）放大器是将机内扫描发生器产生的扫描信号或由X 外接输入端送入的信号放大后控制示波管的X轴偏转板，使示波器进行X轴的扫描。 扫描发生器的作用是产生一个线形锯齿波电压，模拟时间轴，以展示被观察的电信号随时间而变化的情况。在正常情况下，荧光屏光点的相对移位是和输入到示波管X轴或Y轴上的电压成正比的。例如，若将一正弦信号电压Vy=Vmsinωt送至示波管的Y轴偏转板上，则在荧光屏上看到的将是一根竖着的直线，参看图1-3。当t=t2时，Y轴偏转板上电压Vy达到正向最大值，光点偏移至B屏的0点处。当t=t1时，Vy正向增大，光点偏移至A点。t=t2时，Vy达到正向最大值，光点偏移至B点。 t=t3时，Vy下降，但仍然是正电压，光点回到A点。t=t4时，电压为零，光点回到原点。可见，光点移动距离与所加电压成正比，故可用测量电压的幅值。 同理，在负半周，当时间t分别等于t5、t6、t8时，光点相继经过C、D、C、0各点。如果正弦电压持续加在垂直偏转上，光点不断地上、下来回移动，只要移动速度时够快，利用人们视觉暂留效应，在荧光屏上看到的将是一根竖着的直线、正弦波没有被展开。 为了显示正弦波，在示波器的水平偏转板上需加线性变化的锯齿波电压。如果Y轴偏转板无信号，单独在X轴偏转上加锯齿波电压，则荧光屏也观察到一条直线，只是成水平直线，其形成过程如图1-4所示。在t=t0时，Vx是负电压，光点在荧光屏的A处，此后，电压直线上长。当t=t1时，光点移到B点。在t=t2时，电压上升到零值，光点在中心处C点，电压继续增大为正值。t=t3时，光点移到D点。t=t4，电压上升到最大值，光点移到E点。然后电压迅速回到负值，光点也就由点迅速回到A点，如此不断反复，于是在荧光屏上观察到一条水平直线。如果将被观察的正弦波电压Vy加在Y轴偏转板上，同时又将扫描电压Vx加在X轴偏转板上，使正弦波的频率fy与扫描电压锯齿波频率fx相等，那么在荧光屏上就能观察到一个展开了的正弦波，如图1-5所示。 在t=t0时，Vy=0，Y轴方向无偏移，而Vx为负值，光点沿X轴向左偏移，位于荧光屏的A点。在t=t1时，Vy上升，光点向上移，同时，Vx也上升，光点向右移，合成结果使光点移至荧光屏的B点。以后，在时间t分别等于t2、t3、t4、时，光点相继沿C、D、E各点移动。t=t4以后，由于Vx迅速返回到原始状态，光点将从E点迅速返回A点。接着正弦波重新开始第二个周期，扫描电压开始第二次扫描，荧光屏上显示与第一次相重叠的正弦波形。如此不断重复，荧光屏上即可观察到一个稳定的正弦波。如果正弦波频率fy是扫描波重复频率的二倍时，即fy=2fx，则在荧光屏上将是两个周期的正弦波，当fy=nfy时，在荧光屏上将呈现出n个周期的正弦波。假如fy与fx不是整数倍关系，则第一个周期在荧光屏上扫出的波形与第二个扫描周期扫出的波形不能重合，屏上看到的波形就会不停的移动。如图1-6所示，为了使fy和fx保持整数倍关系通常把输入到Y轴的信号电压作用在扫描发生器上，使扫描频率fx跟随信号频率fy作微小的改变，以保持fy和fx成整数倍关系，这个作用称之为“同步”。现代示波器中经常采用的是“触发同步”，所谓“触发同步”是当出入Y轴信号电压瞬时值达到一定幅值时，触发扫描发生器，产生一个锯齿波电压。这个锯齿波扫描结束后，扫