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学习情境学习情境3收音机电路动态收音机电路动态工作的检测工作的检测工作准备工作准备1 低频信号发生器的使用低频信号发生器的使用一、低频信号发生器简介一、低频信号发生器简介低频信号发生器能够产生频率范围在1Hz ~ 1MHz的正弦波信号低频信号发生器的主要性能指标有：• 工作频率范围在1Hz ~1MHz，连续可调；• 输出电压为0 ~10V连续可调；• 输出功率为0.5 ~ 5W连续可调；• 非线性失真＜1%；频率稳定度（0.1~0.4）%/小时；• 频率精确度±3%；输出阻抗有50Ω、75Ω、600Ω、5kΩ；• 有平衡输出与不平衡输出 低频信号发生器通常用于调试、维修电子设备的低频放大器的频率特性、增益、频带宽度使用示波器探头时应注意下面几点：使用示波器探头时应注意下面几点：（1） 必须根据测试的具体要求来选用探头类型，否则将得到相反的效果2）） 一般情况，探头和示波器都应配套使用，不能互换，否则将会导致分压比误差增加或高频补偿不当特别是低电容探头3）） 低电容探头的电容器C1应定期校正 具体方法：具体方法：以良好的方波电压通过探头加到示波器，若高频补偿良好，应显示图3-5(a)波形．若补偿不足或过补偿，则分别会出现图3-5(b)和(c)波形，这时可微调C1，直至调到出现良好的方波．在没有方波发生器时，可利用示波器本身的幅值校准电压。

图3-5 调节补偿电容时的波形 2 示波器的基本测量方法示波器的基本测量方法2.1 测量电压测量电压 电压的测量主要有直流电压、交流电压、合成电压、脉冲电压及两个电压的代数和2.1.1 测量直流电压测量直流电压（1） 电源线插入交流电源插座前，将“电源开关”置于断开位置；“辉度旋钮”置于相当于时钟3点位置；“聚焦旋钮”置于中间位置；“Y方式”置于Y1；“水平位移”置于中间位置；“垂直偏转因数V/cm”置于10mV/cm；“垂直偏转因数微调”置于校准（顺时针旋到底）；“交直流（AC-⊥DC）耦合”置于“⊥”；“内触发”置于“Y1”；“触发源”选择“内”；“触发耦合”选择“AC”；“触发极性”选择“+”；“电平”置于锁定（逆时针旋到底）；“释抑”置于常态（逆时针旋到底）；“扫描方式”置于自动（AUTO）；“扫描时间因数t/cm”置于0.5ms/cm；“扫描时间因数微调”置于校准（顺时针旋到底）；“水平位移”置于中间位置2） 打开电源开关，并确认开关上方的电源指示灯亮，约20s后，示波器屏幕上将出现一条水平扫描线若60s后还没有扫描线出现，则按（1）再检查开关及控制旋钮位置。

3） 调节“辉度”和“聚焦”旋钮，使扫描线亮度适中，且最清晰4） 确定被测电压极性：选择较大的Y1的Y轴偏转因数；Y1接入被测电压，将耦合方式开关置于“DC”位，使扫描光迹的偏移较小，若光迹向上偏移，则被测电压为正极性，否则为负极性（5） 将耦合方式开关再置于“⊥”位，被测信号为正极性直流电压，将扫描线调到荧光屏刻度线的最低位置上，相反调在最高位置上，将此定为零电平线，此后不再动Y1“移位”旋钮 （6） 测量直流电压值：将耦合方式开关再拨到“DC”位置上，选择合适的Y轴偏转因数(V／cm)，使扫描线尽可能多的移动(但不要超过标尺线)，以提高测量准确度，被测点电压值为 U＝＝H(cm)× Dy(V／／cm)× K 式中，H：扫描迹线垂直偏转距离，Dy：所选用的Y轴偏转因数，K：探头衰减系数 如在测量时，示波器的Y偏转因数开关置于0.5 V／cm，被测信号经衰减10倍的探头接入，屏幕上扫描光迹向上偏移5格，如图3-10所示，则被测电压极性为正，其大小为 U＝＝5 cm×0.5 V／／cm×l0=15 V图 3-10 测量直流电压 图 3-11 测量交流电压2.1.2 测量交流电压测量交流电压 测量时（1）~（3）步骤与测量直流电压相同。

4） 将耦合方式开关置“⊥”位置，调节Y轴位移使扫描线至屏幕中心(或所需位置)，以此作为零电平线，以后不再调动Y轴位移5） 将耦合方式开关置“AC”位置，接入被测电压，选择合适的Y轴偏转因数(V／cm)，使显示的波形的垂直偏转尽可能大(不要超过屏幕有效面积)，还应调节时间因数旋钮，使屏幕上显示一个或几个波形，调节电平及释抑旋钮使波形稳定6） 读出显示波形中所需测量点A到零电平的距离HA，则可求出被测点的电压： uA ＝＝ HA(cm)×Dy(V／／cm)×K 如果被测电压是正弦波，则其峰—峰值为 UP-P ＝＝ H (cm)×Dy(V／／cm)×K 式中，H为波形总高度 对于电路中直流电流或交流电流的测量，是用代换的方法间接进行的，首先必须将电流量变换为成正比例的电压量，才能够以示波器来观察 一般测试的方法是在被测电路中串接一只精度高、阻值小而且是已知的无感电阻，再利用示波器测量电压的方法，测出该电阻两端的电压有效值，然后根据欧姆定律换算成实测电流值。

即：即： I = U / R 式中U为被测电压有效值，R为已知电阻值2.2 测量电流测量电流 测量时（1）~（4）与测量交流电压的步骤相同5）将被测信号送入Y1通道，并将Y1输入耦合开关置于“DC”选择合适的Y轴偏转因数(V／cm)，使显示的波形的垂直偏转尽可能大(不要超过屏幕有效面积)，还应调节时间因数旋钮，使屏幕上显示一个或几个波形，调节电平及释抑旋钮使波形稳定6）读取电压的方法与前面相同 图10-12 测量合成电压 图10-13测量脉冲电压2.3 测量合成电压和脉冲电压测量合成电压和脉冲电压2.4 测量时间和频率测量时间和频率 用示波器来测量时间及频率，是利用示波器水平扫描代表了被测信号的时间关系选定时间因数及时间因数微调旋钮校准后，则可以用测量电压的相似方法测量出信号的周期、时间间隔等参数 2.4.1 测量周期测量周期 测量时（1）~（3）步骤与测量直流电压相同4） 将耦合方式开关置“⊥”位置，调节Y轴位移使扫描线至屏幕中心(或所需位置)，以此作为零电平线，以后不再调动Y轴位移。

5） 将耦合方式开关置“AC”位置，选择合适时间因数旋钮，时间因数微调旋钮置于校准位置，使屏幕上可以显示一个或几个波形，选择合适的Y轴偏转因数(V／cm)，使显示的波形的垂直偏转较大(不要超过屏幕标尺线)，接入被测信号，调节电平及释抑旋钮使波形稳定6） 适当调节Y位移和X位移，移动波形至屏幕中心区和选择表示一个周期的被测点A、B，读取AB具体长度值，如图3-14所示例如，AB=4cm,时间因数DX=1ms/cm，扩展倍乘K=1 图 3-14 测量周期 由此可以得到被测信号周期 T=AB×DX×K=4×1×1=4ms 2.4.2 测量两点间的时间间隔测量两点间的时间间隔 时间间隔的测量可以按照公式计算：时间间隔=当测量两个信号时间间隔时，选择相位超前的信号作为触发源信号当测量信号的频率较高时采用“交替”显示；当测量信号的频率较低时采用“断续”显示。

2.4.3 测量脉冲的上升时间与下降时间测量脉冲的上升时间与下降时间 脉冲的上升时间或下降时间的测量和时间间隔测量方法一样，脉冲的上升时间（或下降时间）两点间的水平距离应该从满幅度的10%（或90%）到90%（或10%）两点间的水平距离计算上升时间与下降时间可按时间间隔公式计算2.4.4 测量脉冲宽度测量脉冲宽度 测量脉冲宽度的两点间的水平距离是按脉冲幅度的50%处电平之间的距离计算脉冲宽度可按时间间隔公式计算2.4.5 测量两个信号的相位差测量两个信号的相位差 用双踪示波器测量两个信号相位差时，可将被测信号的其中一个送入Y1通道，另一信号送入Y2通道 选择相位超前的信号作为触发源信号，当测量信号的频率较高时采用“交替”显示；当测量信号的频率较低时采用“断续”显示 适当调整“Y位移”，使两个信号重叠起来，如图3-15所示 这时可从图中直接读出ab和ac的长度，相位差 注意，操作不当可能产生相位误差图3-15测量相位差2.4.6 测量频率测量频率 （（1）测周期求频率）测周期求频率 用信号频率为周期倒数的关系，先测得信号周期，再换算为频率。

倒数运算往往除不尽，导致测量精度不太高测周期求频率一般用在要求不高的场合具体测量可参照测量周期法2）李沙育图形测量频率李沙育图形测量频率 让示波器工作于X-Y方式，即Y通道和X通道分别加上不同频率(fy和fx)的正弦信号其中一个是已知频率的信号，它可以从信号发生器得来；另一个是未知频率信号示波器加入信号后，屏幕上将显示形状随信号频率不同而不同的图形称为李沙育图形注：“时间因数”开关应旋至X-Y位置）两个信号的频率或初相位不同，李沙育图形的形状亦不同图图3-16 几种李沙育图几种李沙育图用示波器测量周期性重复信号的频率，方法有两种 一种是由周期求频率由周期求频率；另一种是李沙育图李沙育图测量频率 示波器上得到李沙育图后，可以在草图上画出李沙育图，在李沙育图形上分别作一条垂直线y—y’和一条水平线x—x’，让它们穿过李沙育图的交点数为最多如果fy为加到Y通道的信号频率；fx为加到X通道的信号频率；nx—x，为李沙育图形和水平线的交点数；ny—y，为李沙育图形和垂直线的交点数 在作水平线和垂直线时必须注意两点：不应通过李沙育图形本身的交点；不应与李沙育图形相切。

这两条线与图形的交点数目与两信号频率之比成反比的关系： （3-1） 由于正弦信号波形在一个周期内两次经过同一电平，垂直偏转板在一个正弦电压作用下，光点在一个信号周期内与水平线相交两次(水平线的电平小于正弦信号的峰值)；同样，加到X通道的正弦信号在一个信号周期内，与垂直线相交两次，由此可得式(3-1)2.5 测量调幅系数测量调幅系数 2.5.1 直线扫描法直线扫描法 直线扫描法是将被测信号送入示波器的Y轴，触发信号可以采用外触发，只要扫描电压的频率等于或小于调制频率的一个整数倍，在X轴上加上连续线性的扫描电压，在荧光屏上就可以得到一个调幅信号波形图，如图3-17所示。

观察波形图上A和B的距离，用下式来决定调幅系数mM =直线扫描法的测量精确度不高，当m较小时更是如此 图图3-17直线扫描测量调幅系数直线扫描测量调幅系数2.5.2 梯形法梯形法 梯形法是将被测的已调波电压加到示波器的Y轴上，再把调制频率信号的电压加到X轴上，示波器工作于X-Y方式根据调制电压同已调波包络之间的相位关系，就可以在示波器的荧光屏上得到梯形，如图3-17所示观察图上A和B的长度，用下式来决定调幅系数m 示波器荧光屏上的图形如果出现晃动，这可能是由于调制频率信号的电压是从一个单独的高频信号发生器上取得 用这种方法测量m时，如果荧光屏上形成一个梯形，就可以得到最高的精确度根据梯形的形状，还可以判断出调制的失真以及过调制的情况（m>100％） 示波器荧光屏上的图形如果出现晃动，这可能是由于调制频率信号的电压是从一个单独的高频信号发生器上取得 图3-18梯形法测量调幅系数 用这种方法测量m时，如果荧光屏上形成一个梯形，就可以得到最高的精确度。

根据梯形的形状，还可以判断出调制的失真以及过调制的情况（m>100％） m =2.5.3 椭圆法椭圆法u 圆法是把被测的已调波电压及已调波电压用RC移相电路移相后的电压， 分别送入Y轴和X轴，（示波器工作于X-Y方式）荧光屏产生圆扫描或椭圆扫描u 被测信号未调制时，示波器的荧光屏上将得到一个圆或椭圆；u 被测信号有调制时，由于扫描的半径(或椭圆的长、短轴)将随调幅波的幅度 改变而改变，因此，光点将随高频按螺线描绘出扫描线来u 由于扫描电压频率很高，扫描线并在一起， 呈现一个圆带或一个椭圆带，如图u 观察A、B的长度，用下式决定调幅系数mM =图图3-19 椭圆法测量调幅系数椭圆法测量调幅系数工作任务工作任务 收音机电路动态工作的检测收音机电路动态工作的检测一、检测收音机功放动态工作情况一、检测收音机功放动态工作情况•功率放大电路是收音机的最后一级放大电路，它的作用是把前置放大电路送来的音频信号进行功率放大，以输出足够的功率推动扬声器放出声音•HX108-2型收音机的功率放大器是由V6、V7等元器件组成的，它们组成了变压器耦合式乙类推挽功率放大器，将音频信号的功率放大到足够大后，经输出变压器B7耦合去推动扬声器发声。

原理图中的R11、VD4是用来给功放管V6、V7提供合适的偏置电压，消除交越失真•动态工作情况测试一般是指用示波器对电路相关点的电压或电流信号的波形进行直观的测试，以判断电路工作是否正常，是否符合技术指标要求1 仪器设置仪器设置检测收音机功放动态工作情况时主要用到的仪器主要有：检测收音机功放动态工作情况时主要用到的仪器主要有：u直流稳压电源：提供供电端以及测试电路的接地端u低频信号发生器：作为功率放大器的信号源，用于调测收音机功率放大器u示波器：用于观察被测收音机功率放大器的输出波形，进行收音机的工作情况和失真原因的分析和判断比较多用于测量收音机输出负载两端的信号波形u电阻箱：又称喇叭箱或负载箱，提供不同标称阻抗的纯电阻以备调测各种不同输出阻抗的收音机的需要u毫伏表：用于检测收音机各级的信号电压2 仪器连接仪器连接u收音机的电源由直流稳压电源供电，以使得收音机和各个仪器共同接地收音机的扬声器由电阻箱替代，将阻抗值调整为8Ω，并将收音机的音量电位器调至最小处示波器和毫伏表连接在电阻箱两端，低频信号发生器分别从V5的集电极、V6的基极、V7的基极注入频率1000Hz，电压幅值100mV的音频信号，并通过示波器和毫伏表检测输出各注入信号响应波形和电压值。

u图中“×”处为低频信号发生器信号不同的注入点，“○”处为示波器和毫伏表的接驳点图图 3-20 收音机功放动态工作检测连接图收音机功放动态工作检测连接图 二、检测收音机低放动态工作情况二、检测收音机低放动态工作情况 HX108-2型收音机的低放部分是由前置放大器和低频功率放大器组成前置放大器的作用是对检波器送来的音频信号进行电压放大，然后再将音频信号送入低频功率放大电路去进行功率放大由V5组成的变压器耦合式前置放大器将检波器输出的音频信号放大后，经输入变压器B6送入功率放大电路中进行功率放大1 仪器设置仪器设置 检测收音机低放动态工作情况时主要用到的仪器主要有：检测收音机低放动态工作情况时主要用到的仪器主要有：u直流稳压电源：提供供电端以及测试电路的接地端u低频信号发生器：作为功率放大器的信号源，用于调测收音机功率放大器u示波器：用于观察被测收音机功率放大器的输出波形，进行收音机的工作情况和失真原因的分析和判断比较多用于测量收音机输出负载两端的信号波形u电阻箱：又称喇叭箱或负载箱，提供不同标称阻抗的纯电阻以备调测各种不同输出阻抗的收音机的需要u毫伏表：用于检测收音机各级的信号电压。

u电流表：用于检测收音机电源电路的电流2 仪器连接仪器连接u收音机的电源由直流稳压电源供电，以使得收音机和各个仪器共同接地收音机的扬声器由电阻箱替代，将阻抗值调整为8Ωu用低频信号发生器进行检测时将收音机调至无电台处，电流表串入电源电路，从音量电位器输入1000Hz音频信号，幅度为1mv，并把音量电位器开到音量最大位置u然后调节输入信号强度， 使收音机输出功率达到标 称值(8Ω，150mW，1.10V) 时音频信号的输出电压为该 机的低频灵敏度，而电流表所 显示的电流读数便是工作电流u图中“×”处为低频信号发生器 信号的注入点，“○”处为直流 稳压电源和电流表的接驳点图图 3-21 低频灵敏度和工作电流测试连接图低频灵敏度和工作电流测试连接图u逐渐加强音频信号发生器输出给功放电路的信号幅度，并由示波器观察功放电路的输出波形，当输出波形出现较明显失真时，把功放电路输出的电压与电流换算为功率，即得到近似最大不失真输出功率u图中“×”处为低频信号发生器信号的注入点，“○”处为示波器、毫伏表、直流稳压电源和电流表的接驳点。

图图 3-22 最大不失真输出功率测试连接图最大不失真输出功率测试连接图 能力提升能力提升 低频信号发生器和示波器的工作原理低频信号发生器和示波器的工作原理一一 低频信号发生器的基本组成和框图原理低频信号发生器的基本组成和框图原理1 低频信号发生器的基本组成基本组成 低频信号发生器主要由主振级、缓冲放大器、衰减器、功率放大器、阻抗变换器、指示电压表及稳压电源等电路组成2 低频信号发生器的原理框图原理框图（如图2-1所示）图 2-1 低频信号发生器的原理框图（（1）主振级）主振级 主振级是低频信号发生器的最重要的电路，通常有差频式的频率形成电路和RC文氏电桥正弦振荡电路● 差频式低频信号形成电路的工作原理 差频式的低频信号形成电路是由两个振荡器和一个混频器组成其中一个振荡器产生固定频率的高频振荡信号f1，另一个振荡器产生可变频率的高频振荡信号f2，将频率为f1和f2的高频振荡信号同时送入混频器，混频后的信号有f1、f2、f1+f2、f1－f2 ……等等，可用低通滤波器滤掉其他频率的信号，最后得到差频信号F= f1－f2。

图图 2-2 差频式的频率形成电路差频式的频率形成电路● RC振荡电路形成低频信号的工作原理 RC振荡电路形成低频信号可分为RC移相振荡电路、RC双T振荡电路、RC文氏电桥振荡电路目前RC文氏电桥振荡电路用得很普遍图图 2-3 RC文氏电桥振荡电路文氏电桥振荡电路 RC文氏电桥的左边为正反馈桥臂，即RC串并联选频网络；右边桥臂为负反馈桥臂，它是由电阻分压器组成正反馈桥臂中的两个电阻和电容都是相同的， 幅频特性的幅值为最大，即：Fmax =1/3而相频特性的相角为零，即：φF = 0， 要满足自激振荡的条件，放大器应满足φA+φF =±2nπ,相位平衡条件，即放大器的相移φA=0或2π，振幅的平衡条件是AF=1，当ω=ω0时，F=1/3，放大器的放大倍数A=3，起振时，A必须大于3 在负反馈桥臂上接入热敏电阻Rf，当振幅强的时候，自动增强负反馈；当振幅减弱的时候，自动降低负反馈，从而达到自动稳定振荡幅度 调整频率是通过调节正反馈臂双联 电容C，来改变振荡输出频率。

转 换波段是同时改变正反馈臂上的 串并联电阻R来实现 ω=ω0=图图2-4 RC串并联选频网络串并联选频网络 （（2）缓冲放大级）缓冲放大级 主要作用是为了隔离后级对主振级的影响，使主振级工作正常，起到稳定频率，并兼有电压放大的作用，减轻后级功放的负担该级一般采用射极跟随器或运算放大跟随器 （（3）衰减器）衰减器 主要作用是为了适应测试设备的要求，改变输出电压或输出功率大小输出衰减器对缓冲放大的信号进行连续调节和步进衰减 （（4）功率放大器）功率放大器 某些低频信号发生器要求有功率输出，功率放大器主要是为负载提供所需要的功率因此晶体管均工作在大信号（大电压、大电流）状态，为了充分利用晶体管，其工作电流、电压都接近极限值，所以对功率放大器而言，既要满足输出功率的要求，又要避免晶体管过热，而且非线性失真也要小功率放大器实际上是一个换能器，因此要考虑换能效率功率放大器通常有功放保护电路 （（5）阻抗变换器）阻抗变换器 为了适应不同阻抗的外接设备，使匹配后信号发生器输出幅度达到最大。

一般输出阻抗可进行8Ω、10Ω、60Ω、600Ω和5kΩ的切换（（6）指示电压表）指示电压表 如图2-5所示指示电压表由分压器、限幅器、射极跟随器、检波器、表头校正电路组成 （（7）稳压电源）稳压电源 为各部分电路提供正常工作所需的稳定直流电压图图 2-5 指示电压表指示电压表一一 示波器的基本组成和框图原理示波器的基本组成和框图原理1 偏转电压的作用偏转电压的作用 1 示波管示波管 示波管是示波器最终显示信号波形的部件它包括三个部分：电子枪、偏转系统和荧光屏这三部分密封在玻璃壳内，形成电真空器件如图3-1所示图图 3-1 示波管及电子束控制电路示波管及电子束控制电路（（1）电子枪）电子枪 电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子束，撞击荧光屏而发光它是由灯丝（F）、阴极（K）、栅极（G1）、前加速极（G2）、第一阳极（A1）、第二阳极（A2）组成灯丝的作用是加热阴极，加热后的阴极发射电子 栅极是用来控制阴极发射的电子流密度。

调节RP1改变栅、阴极之间的电位差，可以控制电子流密度，从而控制荧光屏的辉度 前加速极、第一阳极和第二阳极构成一个对电子束的控制系统电子一方面受到阳极正电压的作用加速向荧光屏运动，另一方面由于A1与G2、A1与A2形成的电子透镜的作用向轴线聚拢，形成很细的电子束RP2是“聚焦”电位器RP3是“辅助聚焦”电位器2）偏转系统）偏转系统 偏转系统是由两对位置互相垂直的偏转板组成靠近电子枪的一对是垂直偏转板，另一对是水平偏转板电子束靠偏转板上加的电场发生偏转3）荧光屏）荧光屏 荧光屏是荧光粉涂在玻璃屏的内表壁而制成荧光屏能在高速电子轰击荧光粉而发光，发光颜色取决于荧光粉的颜色荧光屏的发光颜色通常有绿色、黄色、兰色和白色 余辉时间是指电子束停止轰击后，因荧光粉的发光作用要经过一段时间才能停止余辉时间有中余辉时间（0.01~0.1s）、长余辉时间（0.1s以上）、短余辉时间（小于10-3s）2 偏转电压的作用偏转电压的作用u1）当水平偏转板（X轴偏转板）不加电压，垂直偏转板（Y轴偏转板）也不加电压时，电子束打在荧光屏的中心。

u2）当X轴偏转板不加电压，只在Y轴偏转板加上电压时，则电子束经过Y轴偏转板时受到垂直电场力的作用而垂直偏离中心，偏离的大小与偏转板上加的电压成正比如果Y轴偏转板加的是周期性变化的电压，那么电子束将会受到随电压变化而变化的电场力的作用，上下来回偏转u3）当Y轴偏转板不加电压，只在X轴偏转板加上电压时，则电子束经过X轴偏转板时受到水平电场力的作用而水平偏离中心，偏离的大小也是与偏转板上的电压成正比如果X轴偏转板加的是周期性变化的电压，那么电子束将会受到随电压变化而变化的电场力的作用，左右来回偏转u4）当X轴加上偏转电压，同时Y轴也加上偏转电压时，电子束的偏转可以这样来确定，先考虑Y轴偏转电压的作用，电子束竖直偏离至距离X轴与Y轴偏转电压成正比的平行线上；在此基础上，再考虑X轴偏转电压的作用，电子束水平偏离至距离Y轴与X轴偏离电压成正比的平行线上电子束最终打在分别平行于Y轴和X轴的线的交点处的屏幕上3 扫扫 描描u示波器要显示被测信号uy=f(t)，可以在Y轴偏转板上加被测信号uy=f(t)被测信号uy=f(t)是一个时间函数，对应于每一时刻，它都有确定的值与之相对应u光点在水平方向作恒速运动。

要达到此目的，就必须在示波管的X轴偏转板加上随时间呈线性变化的扫描锯齿波电压X轴偏转板加的锯齿波电压，称为扫描电压u扫描是电子束在电场的作用下，按一定的规律在荧光屏上运动的过程当只在X轴偏转板加锯齿波电压时，电子束将匀速的打在屏幕上，当扫描电压达到最大值时，电子束水平偏转最大，然后从该点迅速返回起点若扫描电压重复出现，在屏幕上就显示一条亮线，这个过程叫做水平扫描u电子束从左到右的扫描叫水平正程扫描，从右到左的扫描叫水平逆程扫描水平逆程扫描时间最好为零，这就要求锯齿波扫描电压的逆程时间为零 u如图3-2所示，波形是在X轴偏转板有扫描电压作用，同时又在Y轴偏转板加上被测信号电压，而显示在荧光屏上的波形u如果被测信号电压uy的周期为Ty，扫描电压的周期为Tx，当TX = Ty，并同时加到偏转板，电子就在uy与ux共同所产生的偏转电场作用下，打在荧光屏上形成的亮点的光迹正是与uy相同的曲线图 3-2 波形显示图 2. 通用示波器的基本组成和原理框图通用示波器的基本组成和原理框图通用示波器是由Y轴偏转系统、X轴偏转系统和主机部分组成原理框图如图3-3所示Y轴偏转系统是由Y轴衰减器、延迟线和Y轴放大器等组成。

X轴偏转系统是由同步触发电路、扫描发生器、消隐电路和X轴放大器等组成主机系统是由示波管、电源、Z通道和标准信号源等组成图图 3-3 通用示波器的组成框图通用示波器的组成框图3.2.2 Y 通道通道 Y轴系统是用于输入被测信号，并对被测信号进行衰减、放大、延迟及倒相后不失真地送入Y轴偏转板，以使屏幕上得到不失真的被测信号波形1 输入电路输入电路 输入电路的作用是使输入信号进行电压变换及被测电路的输出端与示波器前置放大器之间起阻抗匹配的作用，当被测信号输入，前置放大器工作于最佳状态输入电路如图3-4所示图 3-4 输入电路 （（1）探头）探头 用示波器观察信号波形时，通常使用同轴电缆作为输入引线，它具有屏蔽作用，可以避免干扰的影响因同铀电缆芯线与屏蔽层之间存在电容，使输入电容Ci显著增加，在测量高频信号或窄脉冲信号时容易出现失真，因此，宽带示波器常用探头检测被观察信号 探头里有一可调的小电容C(5—10pF)和大电阻R并联如果示波器输入电阻Ri为1MΩ时，R应取9MΩ，同时调整补偿电容C可以得到最佳补偿，即满足CiRi =RC。

调整补偿电容C时的波形如图3-5所示，图中(a)为正常补偿的波形，(b)为过补偿的波形，(c)为欠补偿的波形，应调整C，使达到图(a)的正确补偿情况图 3-5 调节补偿电容时的波形由于探头中的电阻电容R、C与示波器的输入阻抗Ri、Ci，形成补偿式分压器，一般分压比做成10︰1，此时分压器不会引入被测信号的失真同时，探头和电缆都是屏蔽的不会引入干扰，输入阻抗也大为增加惟一的缺点是送到示波器输入端的信号减小了10倍计算脉冲幅度时，应将偏转因数乘以10为了避免这一缺点，可采用有源探头，即探头内有一个场效应源极跟随器，它的传输系数为1，同时又具有高输入阻抗和屏蔽性另外必须强调，探头里的微调电容是对特定的示波器设定的，各台示波器的Ci值一般都不相同，所以探头不能互换，否则会引入明显畸变（（2）输入耦合方式）输入耦合方式如果示波器的下限频率不为零，那么放大器为交流放大器，其输入端用电容耦合；如果示波器的下限频率为零，可以观察信号的直流分量或观察变化极慢的信号，那么放大器是直流放大器输入端的耦合方式，可以是直流耦合，也可以是交流耦合，用开关K来控制将开关置于“DC”位置，信号直接通过，开关置于“AC”位置，信号通过电容隔断直流。

开关置于“⊥”位切断信号，这时扫描基线所在位置为零电平3）衰减器）衰减器由于示波器的灵敏度设计得较高，当需要观察幅度较大的信号时，可能出现信号失真为了避免失真，必须接入衰减器2 射极跟随器射极跟随器 射极跟随器的输入阻抗高使示波器的输入阻抗高,对被测网络影响小；射极跟随器的输出阻抗低可以适应后接的低阻抗延迟线3延迟线延迟线 Y通道加入延迟线是为了使被测信号与X通道的扫描信号同时到达各自的偏转板，最后在屏幕上能观察到起始的波形4Y轴前置放大电路和输出放大电路轴前置放大电路和输出放大电路 Y轴前置放大电路和输出放大电路都是采用宽带放大器，前置放大电路可以使信号得到放大，补偿延迟线对信号的损耗输出放大电路放大信号到能够使电子束偏转足够大的幅度3.2.3 X通道1. 触发电路触发电路 触发电路包括触发源选择、触发信号耦合方式选择触发放大器、触发方式选择和触发整形电路，如图3-6所示图 3-6 触发电路（（1）触发源选择）触发源选择 触发源选择通常由转换开关来选择内触发、外触发或电源触发。

触发耦合方式有四种，“DC”直流耦合、“AC”交流耦合、“AC”低频抑制和“HF”高频耦合 直流耦合：用于接入直流或缓慢变化的信号或频率较低并且有直流成分的信号 交流耦合：用于观察由低频到较高频的信号，用内触发或外触发均可 交流低频抑制耦合：用于抑制2kHz以下的低频信号成分，使被测信号波形稳定 高频耦合：用于观察大于5MHz的信号2）触发耦合方式）触发耦合方式（（3）触发方式及触发整形电路）触发方式及触发整形电路 触发方式一般有常态、自动和高频常态、自动和高频三种方式 常态触发方式：常态触发方式： 将触发信号输入整形电路，整形后输出足以触发扫描电压电路的触发脉冲 自动触发方式：自动触发方式： 自动触发方式中的整形电路为自激多谐振荡器，振荡器的固有频率由电路时间常数决定，该自激多谐振荡器的输出波形经变换后去驱动扫描电压发生器，在没有被测信号时仍然有扫描基线 高频触发方式：高频触发方式： 高频触发方式中整形电路也为自激多谐振荡器，射极定时电容小，当用高频触发信号与振荡器同步时，同步分频比不需太高，同步较稳定。

1. 时基发生器时基发生器 时基闸门电路、扫描电压发生器、电压比较器和释抑电路组成时基发生器如图3-7所示图 3-7 时基发生器3.2.4 主机系主机系 主机系统是由示波管、电源、示波管、电源、Z通道和标准信号源通道和标准信号源等组成 示波管：示波管：示波管是用来最终显示波形它的结构、波形显示原理前面已经叙述，这里不再累述 电源：电源： 电源用来提供各部分电路正常工作的电压示波器的电源分为低压电源和高压电源两种 Z通道：通道：Z通道也称为增辉电路 标准信号发生器：标准信号发生器： 标准信号发生器是一个频率固定的标准方波信号发生器，输出电压为一定值（如频率1kHz，幅度为0.5V）可利用方波输入到Y通道，校准Y放大器的灵敏度，以满足对信号电压的测量要求；同时也可以利用方波信号的周期，对X轴时基扫描速度进行校准，以满足对信号周期的测量要求3.2.5 通用示波器的主要技术性能通用示波器的主要技术性能 在实际选择和使用示波器时，为了正确选择示波器和使用示波器使之发挥应有的功能，首先必须了解以下六项最重要的性能指标 1．频率响应．频率响应 示波器的频率响应就是其Y轴系统工作频率范围，或指Y放大器带宽，通常以-3dB处，即相对放大量下降到0.707时的频率范围表示。

宽带示波器的频率响应低端常常从零开始，所以频带越宽，高频特性越好 例如： SR-8型二踪示波器带宽为1 5MHz，SBM-10A示波器的带宽为30MHz，SBM-10A示波器能够测量的信号频率就比SR-8型二踪示波器要高目前最宽的示波器频率范围已达到1000MHz2．偏转灵敏度．偏转灵敏度 示波器输入电压与亮点Y方向偏移量的比值称为偏转灵敏度，也称为偏转因数单位mV/div，度（div）指荧光屏刻度1大格，1 div=1 cm 偏转因数数值可表示灵敏度，数值越小灵敏度越高，每一种示波器有一个最高灵敏度 一般示波器最高灵敏度对应于5mV/div或10mV/div当Y系统接入不同衰减器时偏转因数值改变，一般示波器偏转因数在10档左右，按1-2-5顺序排列，如10mV/div、20mV/div、50mV/div等等 3．扫描速度．扫描速度 示波器屏幕上光点的水平扫描速度的高低可用扫描速度、时基因数、扫描频率扫描速度、时基因数、扫描频率等指标等指标来描述 扫描速度就是光点水平移动的速度，其单位是cm／s或div／s(度／秒)扫描速度的倒数称为时基因数，它表示光点水平移动单位长度(cm或div)所需的时间。

扫描频率表示水平扫描的锯齿波的频率4．输入阻抗．输入阻抗 输入阻抗是指示波器输入端对地的电阻Ri和分布电容Ci的并联阻抗在观测信号波形时，要把示波器输入探头接到被测电路的观察点，输入阻抗越大，示波器对被测电路的影响就越小，所以要求输入电阻Ri大而输入电容Ci 小输入电容Ci在频率越高时，对被测电路的影响越大5．瞬态响应．瞬态响应 瞬态响应是指输入理想的矩形波信号后，示波器显示波形的脉冲参数，如图3-8包括上升时间t r、上冲δ、平顶跌落Δ、下降时间t ƒ、反冲ε等是示波器的频率特性的瞬态表示法其中以t r和δ最重要 图3-8 示波器的瞬态响应6．延迟时间 从扫描线开始出现到波形上升或下降到基本幅度的10%所经过的时间称为延迟时间延迟时间的存在有利于观察脉冲沿，这是示波器Y轴系统中接入延迟线的结果延迟时间固定或可调随机型而异3.3 双踪示波器双踪示波器3.3.1 主要技术性能 双踪示波器仍然是通用示波器双踪示波器用得极为普遍以HH4310A双踪示波器为例，它是带宽20MHz，最小垂直偏转因数1mV/cm, 扫描时间因数20ns/cm,采用8×10cm矩形内刻度示波管。

1 . Y轴偏转系统（1）工作方式： Y1、Y2、Yl土Y2、交替、断续（2）输入耦合：AC、⊥、DC（3）位移范围：12cm位移线性误差：不超过5％4）输入阻抗：输入电阻1MΩ土2％，并联电容25土2pF5）最大输入电压：400V(DC+ACp-p)，(AC低于lkHz)（6）偏转因数 范围与档级：5mV／cm～5V／cm，按1；2；5顺序分10档， 扩展×5：lmV／cm～1V／cm 误差：不超过士3％，扩展×5不超过士5％(10~350C)； 不超过土5％，扩展×5不超过土10％(0~400C) 微调范围：不小于2.5︰1， 幅度线性误差，不超过5％7）频带宽度DC：  上冲：不大于5％；  阻尼：不大于5％；  顶部不平度：不大于7％，  下垂：不大于5％；  直流特性：不大于5％ 0~20MHz，-3dB； AC：10Hz~20MHz，-3dB×5扩展 ，DC：0~15MHz，-3dB；AC：10Hz~15MHz，-3dB8）瞬态响应 上升时间：不大于17.5ns，×5扩展不大于23ns； （9）Y轴漂移：不大于lcm／h。

（10）开路噪声：不超过lmV （11）通道隔离度：不小于30︰1(20MHz) （12）共模抑制比：不小于10︰1(10MHz) X轴与时基系统轴与时基系统 （1）X显示方式：A、A加亮B、B触发(HH4310A仅有“A”一种) （2）扫描方式：常态、自动、单次 （3）触发工作方式 触发源：内、外、电源； 触发极性：+、一； 耦合方式：AC、DC、HFR、TV；耦合方式：AC、DC、HFR、TV； 触发方式：触发、全自动(电平锁定) （4）位移、调节位移旋钮，扫线始端与末端均能移至屏中心（5）X轴输入阻抗：同Y1 （6）X轴偏转因数：同Y1 误差：不大于±4％，扩展×5时，不大于±6％(10～35℃)； 不大于±6％，扩展×5时，不大于±10％(0-40℃)7）X轴频带宽度：DC ~1MHz，-3dB8）XY相位差：不超过30(DC~50kHz)9）扫描时间因数 A扫描时间因数：0.2μs～0.5s／cm 按1、2、5顺序分20档； 扩展倍率：×10，误差：不大于土3％(10~350C)，不大于±5％(0~400C)；扩展×10时：0.5μs／cm～lμs／cm，不大于±15％(10~350C)；0.5μs／cm～0.2μs／cm，不大于±8％(10~350C)；0.5μs／cm～0.2μs／cm，不大于±10％(0~400C)；  A扫描时间因数微调比：不小于2.5：1，  B扫描时间因数：0.2μs／cm～0.5μs／cm按1、2、5、顺序分11档，误差不大于±3％(10~350C)不大于±5％(0'-~400C)(仅HH4311A用)，  扫描线性误差：不大于5％；扩展×10时：0.5μs／cm～1μs／cm，不大于10％，0.5μs／cm～0.2μs／cm，不大于15％。

10）延长时间范围：2μs～5s11）触发特性  外触发最大输入电压：100V(DC+ACp-p)，AC低于1kHz；  触发灵敏度及同步频率范围：触触发方方式式耦耦合合方方式式触触发同步同步频率率触触发灵敏度灵敏度内触发（cm）外触发（cm）触触发AC10Hz ~10MHz0.50.110Hz ~20MHz1.50.2DCDC~10MHz0.50.110Hz ~20MHz1.50.2TV20.2锁定定AC、DC50Hz ~10MHz10.1510Hz ~20MHz20.25表3-1外触发输入阻抗：1MΩ±2%，25±2pF12）扫描时基晃动：不大于4ns13）延迟晃动比：不大于1︰10000（仅HH4311A） 3 显示系统（1）示波管：15SJ118Y41型内刻度，有效工作面8cm×10cm2）具有自动聚焦功能，当扫描时间因数及辉度改变时，可自动聚焦3）图象畸变 边缘直线度偏差：上下边缘≤0.12cm左右边缘≤0.16cm； 垂直偏度差：≤10；  平行度偏差：≤10 4 校准信号 电压幅度与误差：0.5V±2％。

 5 探极 （1）型号：P020--S型无源电压探极 （2）输入阻抗及误差：1︰1电阻1MΩ}，并联电容≤150pF， 10︰1电阻10MΩ±3％，并联电容≤22pF （3）最大输入电压：400V(DC+ACp-p)，AC不大于lkHz，l︰1时为250V （4）衰减比及误差：l︰1 10︰1，±3％ （5）频带宽度l︰1 DC~6MHz，-3db 10︰1 DC~20MHz，-3db 6 使用电源及功率 （1）电压：交流220V±l0％ （2）频率：50Hz±5％ （3）视在功率：约35VA 7 结构形式及尺寸 （1）结构形式：便携式 （2）外型尺寸：l×b×h，mm280×150×370 （3）重量：约75kg8 预热时 15min9 连续工作时间 8h10.环境条件（1）温度工作范围：0 ~ 400C（2）极限工作范围：-10 ~ 500C（3）湿度工作范围：400C（20 ~90%RH）3.3.2 基本组成和原理框图 基本组成 实际测量时，往往需要显示并比较两个既相互关联而又互相独立的被测信号之间的时间、相位及幅度的关系，或比较方便地实现信号的“和”、“差”显示，这时我们采用单束示波管“同时”显示两个被测信号波形的示波器——双踪示波器。

双踪示波器是在单踪示波器的基础上，Y通道中多设一个前置放大器、两个门电路和一个电子开关 原理框图 如图3-9为双踪示波器原理简化框图双踪示波器的显示方式有五种：YA、YB、YA±YB、交替和断续YA＼YB为单踪显示，只有一个信号输入YA或YB显示一种波形；YA±YB显示的波形为两个信号的和或差，最终仍然显示一个波形下面主要介绍交替与断续显示方式图3-9双踪示波器原理简化框图（1） 交替：扫描锯齿波电压信号以一个扫描周期为间隔，控制电子开关的转换，A门与B门轮流接通YA和YB，屏幕上交替显示YA和YB信号称为交替显示方式当电子开关控制A门接通YA的信号，则使YA显示在荧光屏上，下一次扫描电子开关控制B门接通YB的信号，再使YB显示在荧光屏上每隔一个扫描周期，YA、YB交替轮换一次，随着扫描的重复轮流显示YA与YB输入的波形扫描频率应大于25Hz，屏幕获得两个波形似乎同时显示的效果这是因为两个信号轮流显示的速度很快，荧光屏有余辉效应及人眼有视觉滞留效应而产生的效果交替显示方式只适用于被测信号频率较高的场合用交替显示方式容易产生 “相位误差”克服的办法是用相位超前的信号作固定的内触发源，或者改用“断续”显示方式。

2） 断续：电子开关与X扫描电路断开，不受扫描电路控制，它工作在自激振荡状态自动交替接通A门、B门，屏幕上断续显示YA和YB信号称为断续显示方式如果开关转换频率比被测信号高很多，将两个被测信号分成很多小段轮流显示，间断的亮点靠得很近要得到较好的断续效果，测量的信号频率应较低因此，断续显示方式只适用于被测信号频率较低的场合3. 示波器选择的一般原则 1 根据不同的测量对象选择示波器 1） 当定性分析观察信号的波形，并且是频率不高的正弦波，这时可选用普通示波器，如ST10型、STl6型等示波器 2） 当分析观察对被测信号的幅度或时间，信号为脉冲波或频率较高的正弦波，这时可选择宽带示波器，如SR37型、SR-13B型示波器 3） 当分析观察频率高于100MHz的周期脉冲信号，可选用取样示波器如SQl2A型示波器 4） 当希望将波形存贮起来以便事后进行分析研究，可选用具有记忆功能的记忆示波器，如SJ6型、NH4461型示波器 2 根据测量任务来正确选择示波器 反映一个示波器的适用范围的两个重要工作特性是通道的频带宽度和扫描速度（1）频带宽度 它决定示波器可以观察周期性连续信号的最高频率或脉冲信号的最小宽度。

示波器频带宽度fB与被测信号最高频率fm成线性关系示波器随着被测信号的频率，显示的幅度将会衰减要想得到在幅度上基本不衰减的显示，选择示波器的频带宽度要等于被测信号中最高频率的三倍以上示波器的频带宽度fB与上升时间tro的关系为fB·tro≈350 一般选择示波器的上升时间为被测信号上升时间trx的三分之一，即fB·tro≈1000若被测信号的上升时间trx=20ns，则应选择fB=50MHz的示波器2） 扫描速度 它决定了被测波形在荧光屏上水平方向展开的程度如果荧光屏X轴方向的有效宽度为10div(格)，则为了清楚地观测一个脉冲信号的完整波形，这个波形在荧光屏上至少应占有3div以上的宽度例如，被观测的脉冲信号宽度为120ns,则扫描速度应≥ 同样，为了清楚地观测脉冲信号的边沿，被观测的边沿在荧光屏上也应占有3div以上的宽度，若被测脉冲的边沿时间为60ns，则扫描速度也应≥因此必须根据被测信号的特点，选用指标符合测量要求的示波器 例如，SR8型示波器扫描速度为0.2µs/div,根据被测波形在荧光屏上至少占有3 div以上的要求，则被测脉冲宽度TP=3×0.2=0.6µs。

即ST16型示波器可测量最窄脉冲宽度为0.6µs实训实训 收音机低放电路的动态工作检测收音机低放电路的动态工作检测收音机低放电路的动态工作检测收音机低放电路的动态工作检测（1） 实训目的 了解收音机低放电路的电路组成和工作原理 学会测试低放电路的低频灵敏度与最大不失真输出功率等技术指标掌握低频信号发生器、示波器的使用 （2）实训仪器设备 低频信号发生器1台/组 示波器1台/组 HX108-2型收音机1台/组 电流表1块/组 毫伏表1块/组 直流稳压电源1台/组 电阻箱1个/组（3）实训连接图 见图 低频灵敏度和工作电流测试连接图和图 最大不失真输出功率测试连接图（4） 实训内容 熟悉低频信号发生器、示波器的技术参数及用途 测试低放电路的低频灵敏度与工作电流 测试低放电路的最大不失真输出功率5） 实训报告内容 根据下表内容填写实训过程中各种仪器的使用并记录各测试参数表表 收音机低放电路的动态工作检测实训报告表收音机低放电路的动态工作检测实训报告表项目目测量量仪器器测量内容量内容结果果（波形，（波形，电压电压、、电电流、功率）流、功率）低放电路的低频灵敏度与工作电流低放电路的最大不失真输出功率情景小结情景小结 本学习情境对电子测量中两种重要的仪器——低频信号发生器和示波器的使用做了简要介绍，然后在读者了解HX108-2型收音机原理图的基础之上，将低频信号发生器和示波器的使用纳入到收音机电路动态工作的检测的工作任务中来，通过工作任务的讲解可能激发出读者进一步了解低频信号发生器和示波器的热情。

鉴于此，本学习情境在“能力提升”部分介绍了低频信号发生器和示波器的工作原理、主要技术性能指标以及如何选用示波器的一般原则收音机低放电路的动态工作检测的实训是工作任务的落实与实践，以期达到巩固的目的.习习 题题1.文氏电桥的RC振荡器的自激条件是什么？2.对低频信号发生器的要求是什么？3.简述低频信号发生器的基本工作原理4.标准信号发生器主要由哪几部分组成？它们的作用是什么？5.低频正弦信号发生器输出阻抗一般是多少？使用时，如果阻抗不匹配，会有什么影响？6.用双踪示波器观测两个同频率正弦波a，b，若扫描速度为20 s/cm，而荧光屏显示两个周期的水平距离是8cm，问： （1）两个正弦波的频率是多少？ （2）若正弦波a比b相位超前1.5cm，那么两个正弦波相差为多少？用弧度表示8.已知示波器的灵敏度微调处于“校正”位置，灵敏度开关置于5V/cm，倍率开关为“×5”信号峰峰值5V，试求屏幕上峰与峰之间的距离如果再加上一个10：1的示波器探头，结果又是多少？9. 通用示波器可观测（ ） A:周期信号的频谱 ； B:瞬变信号的上升沿 C:周期信号的频率 ； D:周期信号的功率 10. 在示波器垂直通道中设置电子开关的目的是____。

A:实现双踪显示 ； B:实现双时基扫描 C:实现触发扫描 ； D:实现同步 11. 当示波器的扫描速度为20 s/cm时，荧光屏上正好完整显示一个的正弦信号，如果显示信号的4个完整周期，扫描速度应为（ ） A:80 s/cm ； B:5 s/cm ； C:40 s/cm ；D:小于10 s/cm 12. 给示波器Y及X轴偏转板分别加uy=Umsinωt,ux=Umsin(ωt/2),则荧光屏上显示（ ）图形 A:半波 ； B:正圆 ； C:横8字 ； D:竖8字 13. 为了在示波器荧光屏上得到清晰而稳定的波形，应保证信号的扫描电压同步，即扫描电压的周期应等于被测信号周期的____倍 A:奇数 ；B:偶数 ； C:整数 ； D:2/3 14. 用示波器显示两个变量a与b的关系时，a、b分别接在示波器的Y、X通道，显示图形为椭圆，则____ A:a与b同相，且幅度相同； B:a与b相差90°，且幅度一定相同； C:a与b相差90°，但其幅度不一定相同，其关系依x、y输入增益而定； D:a与b幅度、相位关系不能确定。

15. 在示波器上表示亮点在荧光屏上偏转1cm时，所加的电压数值的物理量是（） A:偏转灵敏度 ； B:偏转因数 ； C:扫描速度 ；D:频带宽度 16. 示波管由____、偏转系统和荧光荧三部分组成 17. 示波器荧光屏上，光点在锯齿波电压作用下扫动的过程称为____ 18. 调节示波器“水平位移”旋钮，是调节____的直流电位19. 欲在x=10cm长度对频率为100Hz的信号显示两个完整周期的波形，示波器应选择的扫描速度为_____ 20. 取样示波器采用_____取样技术扩展带宽，但它只能观测_____信号 21. 当示波器两个偏转板上都加_____时，显示的图形叫李沙育图形，这种图形在_____和频率测量中常会用到22. 示波器为保证输入信号波形不失真，在Y轴输入衰减器中采用_______ 电路23. 示波器的“聚焦”旋钮具有调节示波器中________极与________极之间电压的作用24. 在没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在________状态，若工作在_____状态，则无信号输入时就没有扫描线25. 双扫描示波系统，采用A扫描输出________波，对B扫描触发，调节________来实现延迟扫描的延时调节。