实训任务41 正弦交流信号的测试..ppt

电工技术项目教程 主编：徐超明 副主编：李珍 姚华青 陈建新 王平康 项目4 荧光灯照明电路的安装 工作任务： ◦ 双踪示波器测量信号的振幅、周期、频率 ◦ 正弦交流信号的测试 ◦ 单一参数正弦交流电路的测试 ◦ 多参数组合正弦交流电路的测试 ◦ 荧光灯照明电路测试和安装 ◦ 功率因数提高的方法 实训任务4.1 正弦交流信号的测试 4.1.1 常用仪器的认识和使用 1. 信号发生器 函数信号发生器是一种能产生多种波形的信号发生器它 的输出有正弦波，脉冲波，方波、锯齿波、三角波等多种 信号，一般这类仪器的频率和幅值都可以调节，频率范围 覆盖很宽，从百分之一赫兹到几十兆赫兹的高频信号都有 常见的GFG-8016G函数信号发生器面板图如图4.1所示 4.1.1 常用仪器的认识和使用 1. 信号发生器 频率微调 电源开关 波形选择 频率范围按钮 输出端子 对称性调整 振幅调整 图4.1 GFG-8016G信号发生器面板图 4.1.1 常用仪器的认识和使用 1. 信号发生器 1）面板介绍 （1）PWR开关：电源开关，提供函数发生器的工作电源 （2）RANGE频率范围按钮：面板上有七个固定的十倍关系的频率范围选择 按钮，这七个按钮是互锁的，按下其中一个，将释放其他的按钮。

（3）FUNCTION函数波形选择按钮：三个互锁的按钮可提供选择需要的输 出波形按一个开关可将先前的设定解除可提供的波形有方波、三角波 和正弦波，以满足大多数的应用 （4）MULTIPLIER频率调整按钮：提供在各挡位的频率范围之内调整所需 的频率可从刻度0.2校正到2.0，而频率旋钮的动态范围是1000：1 （5）DUTY和INV：输出波形及TTL或CMOS脉冲输出的周期对称性由DUTY旋 钮控制当此旋钮位于CAL位置时，输出波形的时间对称比是50/50或近似 100%的对称性 4.1.1 常用仪器的认识和使用 1. 信号发生器 （6）OFFSET直流偏移控制量：当OFFSET拉起时，可控制直流偏移量， 调整输出波形的直流偏移量特别需要注意的是，偏移量加上振幅的设 定值不能超过最大峰值，否则会发生箝位现象 （7）输出衰减及振幅调整钮：本旋钮可连续调整输出波形到20dB衰减 及调整振幅，将此旋钮拉出，则输出再衰减20 dB，输出最大衰减为 40dB （8）OUTPUT输出端子：在输出端子开路时，可输出振幅高达20Vp-p的 方波、三角波、正弦波、斜波及脉冲波在不按下ATT键时） （9）VCF INPUT电压控制频率输入端子：VCF输入端子可自外部输入电 压扫描频率。

在VCF输入端输入约+10V的电压，可使函数发生器的频率 向下降至1000：1；在VCF输入一个负压值，可使函数发生器的频率向上 增加 （10）PULSE OUTPUT脉冲输出：TTL或CMOS输出信号用于驱动TTL或CMOS 逻辑电路 4.1.1 常用仪器的认识和使用 1. 信号发生器 （11）CMOS电压控制：将CMOS电位控制旋钮拉出，可提供5V～15V的连 续可变的CMOS所需电压输出 （12）脉冲输出开关：按下或拉起选择开关，可观察TTL和CMOS输出 按下为TTL脉冲输出，拉起为CMOS脉冲输出 2）基本操作方法 （1）按下“电源”开关，仪器接通电源，电源指示灯亮 （2）按下“波形选择”按钮选择所需的波形 （3）按下“频率范围”按钮选择所需信号的频率，并对所需信号频率进 行调整 （4）当需要小信号输出时，选择“输出衰减”按钮作非正弦周期信 号谐波分析实验的信号源时，一般不用此按钮 （5）“振幅调整钮”可以调节信号需要的输出幅度 3）使用注意事项 （1）信号发生器输出探头的黑夹子和红夹子严禁短接（即信号源输出不 可短路，否则会烧坏器件） （2）信号发生器的输出探头的接地端（黑夹子）应和电路的地连接（公 共接地）。

（3）输出大信号时，例如输出0.1V，直接调节“振幅调整钮”不需衰减， 由交流毫伏表测量为0.1V （4）输出微弱信号时，例如5mV，必须先调节衰减按钮（分为20dB和 40dB，单按下20dB衰减10倍，单按下40dB衰减100倍，同时按下20dB和 40dB衰减1000倍），再调节“振幅调整钮”，由交流毫伏表测量出5mV （5）频率调整方法，先选择频率范围，再进行频率细调 4.1.1 常用仪器的认识和使用 1. 信号发生器 2. 晶体管毫伏表 4.1.1 常用仪器的认识和使用 晶体管毫伏表是电路实验中常用的交流电压测量仪器它 具有输入阻抗大，准确度高，工作稳定，电压测量范围广 ，工作频带宽等特点 常见的CA2172晶体管毫伏表的面板图如图4.2所示 2. 晶体管毫伏表 4.1.1 常用仪器的认识和使用 图4.2 CA2172晶体管毫伏表面板图 表头 机械调零 电源开关 量程转换开关 输入接口 2. 晶体管毫伏表 4.1.1 常用仪器的认识和使用 晶体管毫伏表在结构上与普通万用表有些相似，由表头、刻度面板和量 程转换开关等组成，不同的是它的输入线不用万用表那样的两支表笔， 而用同轴屏蔽电缆，电缆的外层是接地线，其目的是为了减小外来感应 电压的影响，电缆端接有两个夹子，用来作输入接线端。

毫伏表的背面 连着220V的工作电源线，使用220V交流电压，经整流后供晶体管毫伏表 作为工作电源 1）面板介绍 （1）表头 表头用于指示测量值有0～1.1和0～3.5两行均匀标尺刻度，用于指示 交流电压有效值CA2172毫伏表采用一个延长刻度，使读数范围大于传 统的满刻度，如表4.1所示 表4.1 毫伏表传统满刻度与延伸满刻度对照表 2. 晶体管毫伏表 4.1.1 常用仪器的认识和使用 传统满刻度延伸满刻度 0～1.00～1.12 0～3.1(3.2)0～3.5 -20～0dB-20～+1dB -20～+2dBm-20～+3.2dBm 当“转换开关”放置在1mV，10mV，100mV，1V，10V，100V等档位时，观察0 ～1.1的刻度线；当“转换开关”放置300μV，3mV，30mV，300mV，3V，30V 等档位时，观察0～3.5刻度线 2. 晶体管毫伏表 4.1.1 常用仪器的认识和使用 （2）调零 指针的机械调零黑色标志的螺丝调节CH1的指针，红色标志的螺丝调 节CH2的指针 （3）量程转换开关 电压范围，12个档位：300μV，1mV，3mV，10mV，30mV，100mV，300mV ，1V，3V，10V，30V，100V。

分贝范围12个档位-70dB～+40dB相邻两档 相差10dB当“转换开关”放至某档时，表头最大示值为该档量程如“ 转换开关”放置10伏档，表头最大有效示值为10伏 （4）输入接口 用于输入测量信号的接口，分为CH1和CH2相对独立接口 （5）电源开关 控制毫伏表是否接入市电 2. 晶体管毫伏表 4.1.1 常用仪器的认识和使用 （6）指示灯 电源正常接入时指示灯发光 2）基本操作方法 （1）关掉电源，检查指针是否在零位，如果有偏差，调整机械调零 （2）将档位选择开关设置在100V档，接通220伏交流电压，闭合电源 开关，电源指示灯亮 （3）将测试线连接到输入端口，开始测量 （4）根据被测电压的大约值，选择适当的量程，如果不知道被测电压 数值，应将量程转换开关旋到最大档位（测电压后再根据读数逐渐降 低量程，直到适当的量程为止）测量的读数刻度一般使表针偏转至 满刻度的2／3为佳 （5）测量完毕，量程转换开关应放置在最大档位 3）使用注意事项 （1）本晶体管毫伏表灵敏度较高，打开电源后，在较低量程时由于干 扰信号（感应信号）的作用，指针会发生偏转，称为自起现象所以 在不测试信号时应将量程旋钮旋到较高量程档，以防打弯指针。

（2）晶体管毫伏表接入被测电路时，其接地端（黑夹子）应该始终接在 电路的地上（称为公共接地），以防干扰 （3）使用前应先检查量程旋钮与量程标记是否一致，若错位会产生读数 错误 （4）晶体管毫伏表只能用来测量正弦交流信号的有效值 （5）在测量接线时，先接上地线夹子，再接另一个（信号线）夹子测 量完毕拆线时则相反，先拆另一个（信号线）夹子，再拆地线夹子这 样可避免当人手触及不接地的另一个（信号线）夹子时，交流电通过仪 表与人体构成回路，形成数十伏的感应电压，打坏表针 （6）使用时间较长后，应多次检查零点是否正确，以免带来附加误差 （7）本晶体管毫伏表测量电压的频率范围为10Hz～2MHz超出测量电压 的频率范围的交流电压，不宜用该表进行测量，因为仪表的频带宽度不 够带来的测量误差很大 2. 晶体管毫伏表 4.1.1 常用仪器的认识和使用 3. 示波器 4.1.1 常用仪器的认识和使用 示波器是时域分析的最典型仪器，使用示波器可直观地看到 电信号随时间变化的图形 数字示波器工作原理是首先将被测信号抽样和量化，变为二 进制信号存贮起来，再从存贮器中取出信号的离散值，通过 算法将离散的被测信号以连续的形式在屏幕上显示出来。

数字示波器具有波形触发、储存、显示、测量、波形数据处 理等优点，使用日益普及这里以UT2000系列的数字存储示 波器为例介绍数字示波器的性能和使用方法图4.3所示为 UT2000系列的数字存储示波器外形图 3. 示波器 4.1.1 常用仪器的认识和使用 图4.3 UT2000系列的数字存储示波器 3. 示波器 4.1.1 常用仪器的认识和使用 1）面板介绍 图4.4所示为UT2000系列示波器面板操作示意图 （1）电源开关：控制示波器电源的通断 （2）模拟信号输入：用于连接输入电缆，以便输入被测信号，共有两路 ，CH1和CH2 （3）探头补偿信号输出：提供1kHz，3V的基准信号，用于示波器的自检 （4）垂直控制：用于选择被测信号，控制现实的被测信号在Y轴方向的大 小或移动 （5）水平控制：用于控制显示的波形在水平轴方向的变化 （6）触发控制：用于控制显示的被测信号的稳定性 （7）运行控制：提供“自动调整”和“显示静止”两种选择 （8）常用菜单：提供显示方式、测量方式、光标方式、采样频率、应用 方式等选择 （9）显示界面：用于显示被测信号的波形，测量刻度，以及操作菜单， 如图4.5所示。

3. 示波器 4.1.1 常用仪器的认识和使用 图4.4 UT2000系列示波器面板操作示意图5 3. 示波器 4.1.1 常用仪器的认识和使用 图4.5 显示界面说明图 3. 示波器 4.1.1 常用仪器的认识和使用 2）基本操作方法 （1）垂直通道调整及电压参数测量 ①探头：在输入信号插座上接上测试探头，探头如图4.6所示 ②Y通道选择：按CH1 可取得CH1的控制权，随后，垂直位置旋钮和电压 挡开关只对CH1信号有效而对CH2信号无效若要在屏幕上关闭CH1信号 ，则应先按以下CH1键，再按OFF键 按CH1 键调出CH1 菜单再按屏幕菜单选择键F4将衰减设为1X，屏幕菜 单中的“探头衰减”就被设置为1X ③输入耦合选择：按屏幕菜单选择键F1可选择输入耦合方式，耦合方式 共有接地、交流和直流3种 ④Y轴位移调整：旋转Y 轴位移旋钮，可对波形进行Y轴位移调整 3. 示波器 4.1.1 常用仪器的认识和使用 ⑤电压测量读数：旋转电压挡位调整开关，可改变每格电压挡位的指示 值（显示在屏幕上）通过计算可得到实际电压值电压值= 每挡指 示值×格数） （2）扫描调整及时间参数测量 ①时间挡位调整：按水平系统菜单按钮，调出扫描菜单。

按屏幕菜单选 择键可对该菜单进行设置旋转时间挡调整开关可调整每大格的扫描时 间值，时间挡位值指示在屏幕上显示 调整X轴位移旋钮，可使被测信号波形的后沿（或者前沿）对准 X=0的 轴线以利于比较精确地读数 ②时间参数测量：通过计算可得到被侧信号的周期TT= 时间挡位值 ×格数） 3. 示波器 4.1.1 常用仪器的认识和使用 图。