电工仪表与测量第2版 教学课件 ppt 作者 刘晨号 第八章

第八章,第八章,1.掌握低频信号发生器的工作原理和使用方法； 2.掌握通用示波器的工作原理和使用方法。 1.学会利用低频信号发生器进行测量； 2.学会利用通用示波器进行测量。 一、概述 二、低频信号发生器 三、XD7型低频信号发生器 四、GAG810型音频信号发生器 一、示波器的主要特点 二、示波器的分类 三、通用示波器的基本组成与工作原理 一、示波器基本操作,二、低频信号发生器,1.低频信号发生器的组成和基本原理,图8-1 低频信号发生器基本组成框图,2.低频信号发生器的主要技术性能 (1)频率范围 一般为10Hz1MHz，分波段连续可调。 (2)频率准确度 一般为±1%±3%。 (3)频率稳定度 优于0.1%0.5%(各波段不同)。 (4)频率特性 ±1dB。 (5)输出电压 010V连续可调。,二、低频信号发生器,(6)输出功率 0.55W连续可调。 (7)非线性失真 0.1%1%(各波段不同)。 (8)输出阻抗 常见的有50、75、600、5k。 (9)输出形式 平衡输出与不平衡输出，可选择。 3.低频信号发生器使用概述 (1)熟悉面板 低频信号发生器面板一般包括：波形选择开关，输出频率调节器(波段、粗调、细调)与指示器，幅度调节器，指示电压表及其量程选择器，功率、阻抗选择器和电压、功率输出端子等部分。 (2)掌握正确的操作步骤 1)准备。 2)输出频率的调节与指示。,二、低频信号发生器,3)输出电压的调节和测读。 4)输出阻抗的配接。 5)输出方式的选择。,三、XD7型低频信号发生器,1.工作原理 2.主要技术性能 (1)频率范围 20Hz200kHz，分为四个频段，用波段开关转换。,图8-2 XD7型低频信号发生器原理框图,(2)频率准确度 基本误差±1.5%±1Hz(预热30min后)；附加误差0.05%/。,三、XD7型低频信号发生器,(3)输出波形的非线性失真 电压输出：当输出电压5V时，在20Hz20kHz频率范围内不大于0.2%，在极限工作条件下附加失真不大于0.1%。 (4)最大输出 电压输出：当600负载时，在20Hz200kHz频率范围内不小于5V。 (5)输出阻抗 8直接输出(不平衡)。 (6)功率衰减器 共分为0dB、20dB、40dB、60dB和80dB五挡。 (7)衰减器输出阻抗 0dB挡600，20dB挡60，40dB、60dB、80dB挡均为10。 3.使用方法,三、XD7型低频信号发生器,图8-3 XD7型低频信号发生器面板,四、GAG810型音频信号发生器,1.工作原理,图8-4 GAG810型音频信号发生器原理框图,2.主要技术性能 (1)频率范围 10Hz1MHz，分为五个频段，用琴键式波段开关转换。 (2)频率准确度 ±3%±1Hz。,四、GAG810型音频信号发生器,(3)正弦波特性 输出电压：5Vrms(600负载)；频率响应：10Hz1MHz，考频率1kHz，600负载)；失真因素：500Hz20kHz时0.02%，100Hz100kHz时0.05%，50Hz200kHz时0.3%，20Hz500kHz时0.5%，10Hz1MHz时1.5%。 (4)方波特性 输出电压：10VPP(空载)；上升和下降时间：200ns；过冲量：1kHz，最大输出)；占空比：50%±5%(在1kHz，最大输出)。 (5)输出阻抗 约600。 (6)输出衰减 (7)外部同步特性 同步范围：最大允许输入电压：15V(DC峰值)；输入阻抗：约150k。 3.面板功能介绍,四、GAG810型音频信号发生器,(1)POWER 电源开关及指示灯，按下接通电源，指示灯亮。 (2)WAVE FORM 输出波形选择开关，释放为正弦波，按下为方波。 (3)FREQ.RANGE 琴键式波段开关，用于设定输出信号的频率范围，共分×1Hz、×100Hz、×1kHz和×10kHz五挡。 (4)频率拨盘 输出信号频率微调。 (5)AMPLITUDE 振幅控制钮，用于连续调节输出信号的电压振幅。 (6)ATTENUATOR 衰减器，共分为0-50dB六挡。 (7)OUTPUT(600) 信号输出端子，额定输出阻抗为600。 (8)EXT SYNC 外部同步信号输入端子。 (9)AC CONNECTOR 交流电源插座。,四、GAG810型音频信号发生器,(10)熔体座 兼作交流电源电压选择器：交流100/120/220/240V±10%(最大250V)，50/60Hz。 4.基本操作,图8-5 GAG810型音频信号发生器面板 1电源开关及指示灯 2输出波形选择开关 3琴键式波段开关 4频率拨盘 5衰减器 6振幅控制钮 7信号输出端子,四、GAG810型音频信号发生器,1)由“WAVE FORM”按键选择波形。 2)由“FREQ.RANGE”按键选择波段，并调节“频率拨盘”设定所需频率。 3) 调节“AMPLITUDE”和“ATTENUATOR”钮，设定所需输出电压。,一、示波器的主要特点,1)良好的直观性，能显示波形和测量信号的瞬时值。 2)灵敏度高、显示速度快、工作频带宽，可方便观察瞬变信号细节。 3)输入阻抗高(M级)，对被测电路影响小，有利于提高测量精度。 4)可作为信号比较器，显示、分析任意两个量之间的函数关系等。,三、通用示波器的基本组成与工作原理,1.示波器波形显示原理 (1)示波管 示波管又称为阴极射线管(CRT)，是示波器能够把电信号转换为光信号，从而显示被测电信号波形的核心器件。,图8-6 示波管的基本结构,三、通用示波器的基本组成与工作原理,1)电子枪。 2)偏转系统。 3)荧光屏。 (2)波形显示原理 电子束沿垂直、水平二偏转电压Uy和Ux共同作用的合成方向运动，从而在荧光屏上产生光点偏移，如图8-7所示。,图8-7 波形显示原理 a)仅加时的显示波形 b)被测电压 c)、共同作用的显示波形 d)时基扫描电压(设=) e)仅加时的显示波形,三、通用示波器的基本组成与工作原理,2.单踪示波器的基本组成,图8-8 单踪通用示波器的组成框图,(1)Y通道 Y通道又称为垂直通道，,三、通用示波器的基本组成与工作原理,主要由衰减器和放大器等部分组成，是被测信号的主要传输通道。 (2)X通道 X通道又称为水平通道、时基系统或扫描系统，一般由同步触发电路、时基扫描发生器、放大器等部分组成。,图8-9 连续扫描和触发扫描的波形 a)连续扫描 b)触发扫描,(3)主机系统 主机系统主要由示波管、低压直流电源、高压直流电源及校准信号发生器组成。,三、通用示波器的基本组成与工作原理,3.双踪示波器显示原理,图8-10 双踪示波器Y通道的基本结构,(1) CH1方式 图8-10中，当电子开关输出状态为A=“1”、B=“0”时，CH1信号顺利送往公共放大器去控制Y偏转板，,三、通用示波器的基本组成与工作原理,而CH2信号被阻塞，所以单踪显示CH1信号波形，此时称为“A”状态。 (2) CH2方式 当A=“0”、B=“1”时，状态与上述相反，只显示CH2信号波形，称为“B”状态。 (3) CH1±CH2方式 当A=B=“1”时，CH1和CH2的信号都顺利送往公共放大器，荧光屏上显示两信号的叠加波形，称为“A±B”状态。 (4) “交替”和“断续”方式 “交替”和“断续”是为了双踪显示对信号进行时间分割的两种方式。,三、通用示波器的基本组成与工作原理,图8-11 双踪显示原理 a)“交替”显示 b)“断续”显示,1)“交替”方式。 2)“断续”方式。,图8-12 GOS620型双踪示波器前面板,一、示波器基本操作,1.主要技术指标 (1)Y轴系统 1)输入灵敏度。 2)频带宽度。 3)输入阻抗。 4)最大输入电压。 5)上升时间。 (2)触发系统 1)触发源。 2)耦合。 3)触发方式。 4)触发灵敏度。,一、示波器基本操作,5)EXT触发。 (3)X轴系统 扫描速度：0.2s0.5s/DIV，按125顺序分20挡，误差±3%，微调比2.51连续可调；处于“×10MAG(扩展×10)”时，最高扫速为100ns/DIV(20ns和50ns挡未经校准)，误差±5%。 (4)XY模式 灵敏度：与Y轴系统相同(CH1作为X轴，CH2作为Y轴)；频带宽度：DC500kHz。 (5)校准信号 波形：正向方波；频率：约1kHz；幅度：2Vp-p±2%。 (6)电源 电压：AC115V(1±15%)，230V(1±15%)(可选择)；频率：50Hz或60Hz。 2.面板控制器 (1)CRT显示器,一、示波器基本操作,1)INTEN(辉度)。 2)FOCUS(聚焦)。 3)TRACE ROTATION(光迹旋转)。 4)(LED)。 5)POWER(电源)。,(2)VERTICAL垂直通道,1)CH1(X)通道1(X轴)。 2)CH2(Y)通道2(Y轴)。 3)ACGNDDC(交流接地直流)。 4)VOLTS/DIV(伏/格)。 5)VARIABLE(微调)。 6)/POSITION(垂直位移)。 7)VERT MODE(垂直显示方式)。 8)DC BAL(平衡)。 9)ALT/CHOP(交替/断续)。 10)CH2 INV(CH2反相)。,(3)TRIGGER触发,1)TRIGGER MODE(触发方式)。 2)SOURCE(触发源)。 3)TRIG.IN(触发输入)。 4)TRIG.ALT(交替触发)。 5)SLOPE(触发沿)。 6)LEVEL(电平)。,(4)HORIZONTAL水平通道,1)TIME/DIV(时间/格)。 2)SWP.VAR(扫描微调)。 3)×10MAG(扩展10倍)。 4)POSITION(水平位移)。,(5)其他功能,1)CAL 2Vpp(校准信号)。 2)GND(地)。 3)Z AXIS INPUT。 4)CH1 OUTPUT。 5)AC电源线插座。 6)熔体及电源电压选择器。,3.基本操作,(1)使用注意事项 接通电源之前，务必确认示波器已设定为目前所使用的电源电压；否则，应通过后面板上的电源电压选择器进行选择，并更换适当的熔体。 (2)单踪基本操作 现以CH1为例，CH2类同。 (3)双踪操作 将VERT MODE置于DUAL位置，CH1、CH2探极分别接被测信号，根据信号性质选择ALT或CHOP扫描方式，调节/POSITION错开显示的两个波形。 (4)叠加操作 在双踪的基础上，将VERT MODE置于ADD位置，即可显示CH1与CH2信号之和；按下CH2 INV键，则显示CH1与CH2之差。 (5)XY模式操作 本模式可将示波器作为XY仪使用。 (6)探极校正 探极可对信号进行大幅度衰减，但同时也引入了相移而使显示波形失真。,3.基本操作,(7)DC BAL的调整 将CH1和CH2输入耦合开关置于GND位置，TRIG MODE置于AUTO，利用位移旋钮将时基线调至荧光屏中央位置。,(2)单踪基本操作 现以CH1为例，CH2类同。,1)按下电源开关，并确认电源指示灯亮起，约20s后CRT显示屏应会出现一条光迹。 2)调节INTEN和FOCUS钮，使亮度适当、光迹清晰。 3)调节CH1/POSITION及TRACE ROTATION，使光迹与中央水平刻度线重合。,(2)单踪基本操作 现以CH1为例，CH2类同。,表8-1 各键、钮的设定,(2)单踪基本操作 现以CH1为例，CH2类同。,4)将探极接至CH1输入端，并将探极另一端接至2Vpp校准信号输出端子。,图8-13 单踪波形,(2)单踪基本操作 现以CH1为例，CH2类同。,5)将ACGNDDC置于AC位置，则CRT上将显示如图8-13所示的波形。 6)以被测信号取代校准信号。 7)调节VOLTS/DIV和TIME/D