【正文】 五、練習(xí)內(nèi)容及方法六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 七、思考題[內(nèi)容簡(jiǎn)介]一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)示波器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 。 、4有關(guān)示波器的使用說(shuō)明。 。三、實(shí)驗(yàn)原理 示波器是一種用途很廣的電子測(cè)量?jī)x器。利用它可以測(cè)出電信號(hào)的一系列參數(shù)，如信號(hào)電壓（或電流）的幅度、周期（或頻率）、相位等。 通用示波器的結(jié)構(gòu)包括垂直放大、水平放大、掃描、觸發(fā)、示波管及電源等六個(gè)部分。 現(xiàn)將各部分的主要作用簡(jiǎn)述如下: 1. 電子示波管 ,它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏三部分組成。電子槍包括燈絲、陰極、柵極和陽(yáng)極。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括Y軸偏轉(zhuǎn)板和X軸偏轉(zhuǎn)板兩部分，它們能將電子槍發(fā)射出來(lái)的電子束，按照加于偏轉(zhuǎn)板上的電壓信號(hào)作出相應(yīng)的偏移。熒光屏是位于示波管頂端涂有熒光物質(zhì)的透明玻璃屏，當(dāng)電子槍發(fā)射出來(lái)的電子束轟擊到屏?xí)r，熒光屏被擊中的點(diǎn)上會(huì)發(fā)光。 2. 水平(X)、垂直（Y）放大器 電子示波管的靈敏度比較低，假如偏轉(zhuǎn)板上沒有足夠的控制電壓，就不能明顯地觀察到光點(diǎn)的移位。為了保證有足夠的偏轉(zhuǎn)電壓，必須設(shè)置放大器將被觀察的電信號(hào)加以放大。 3. 掃描發(fā)生器 它的作用是形成一線性電壓模擬時(shí)間軸,以展示被觀察的電信號(hào)隨時(shí)間而變化的情況。 4. 波形的形成 在正常情況下, 熒光屏光點(diǎn)的相對(duì)移位是和輸入到示波器X軸或Y軸上的電壓成正比的。例如,一正弦信號(hào)電壓Uy = sinωt,(a) 所示。圖中Y軸表示電壓的大小，X軸表示時(shí)間，現(xiàn)把Uy 送至示波器的Y軸偏轉(zhuǎn)板上，熒光屏上看到的是一根豎著的直線。：當(dāng)to時(shí)，Y軸偏轉(zhuǎn)板上的電壓Uy 為零，光點(diǎn)無(wú)偏移地停在熒光屏O點(diǎn)處。當(dāng)t1時(shí)，Uy 正向增大， 光點(diǎn)偏移至A點(diǎn)。t2時(shí)，Uy 達(dá)到正向最大值，光點(diǎn)偏移至B點(diǎn)。t3時(shí),Uy 下降，但仍然是正電壓，光點(diǎn)回到A點(diǎn)。t4時(shí)，電壓為零，光點(diǎn)回到原點(diǎn)?？梢?，光點(diǎn)移動(dòng)距離與所加電壓成正比，故可用來(lái)測(cè)量電壓幅值。 正弦波 同理，在負(fù)半周，tttt8各時(shí)刻光點(diǎn)相繼經(jīng)過(guò)C、D、C、O各點(diǎn)。 上述正弦波電壓持續(xù)加在垂直偏轉(zhuǎn)板上，光點(diǎn)不斷地上下來(lái)回移動(dòng)，只要移動(dòng)速度足夠快，利用視覺暫留效應(yīng)，在熒光屏上看到的將是一根豎著的直線，(b) 所示。為了顯示正弦波形，在示波器的水平偏轉(zhuǎn)板上需要加線性變化的鋸齒波信號(hào)電壓。如果Y軸偏轉(zhuǎn)板上無(wú)信號(hào)，單獨(dú)在X軸偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波電壓，則熒光屏上也觀測(cè)到一條直線，只是成水平直線，其形成過(guò)程如下： 在 時(shí)， 是負(fù)電壓，光點(diǎn)在熒光屏上的A點(diǎn)，此后，電壓直線上升。當(dāng) 時(shí)，光點(diǎn)移到 B點(diǎn)。 時(shí)，電壓上升到零值，光點(diǎn)在中心C點(diǎn)處。當(dāng) 時(shí)，光點(diǎn)移到 D點(diǎn)。 時(shí)，電壓上升到最大值，光點(diǎn)達(dá)到E點(diǎn)。然后電壓迅速退回到負(fù)值，光點(diǎn)也就由E點(diǎn)迅速回到A點(diǎn)，如此不斷反復(fù)，熒光屏上可以觀察到一條水平直線， 所示。 鋸齒電壓波 如果將被觀察的正弦波電壓Uy 加在Y軸偏轉(zhuǎn)板上,同時(shí)又將掃描電壓Ux加在X軸偏轉(zhuǎn)板上,使正弦波的頻率與掃描電壓波的重復(fù)頻率相等,那么在熒光屏上就能觀察到一個(gè)完整的正弦波, 所示。其合成過(guò)程如下: 在t0時(shí)，Uy ＝0，Y軸方向無(wú)偏移，而Ux為負(fù)值，光點(diǎn)沿X軸向右偏移，位于熒光屏上的A點(diǎn)。在t1時(shí)，Uy上升，光點(diǎn)向上移，同時(shí)Ux也上升，光點(diǎn)又要向右移，合成結(jié)果使光點(diǎn)移至熒光屏上的B點(diǎn)。以后，在t2 、t3 、t4 各時(shí)刻，光點(diǎn)相繼沿C、D、E各點(diǎn)移動(dòng)。t4 以后，由于 迅速返回至原始狀態(tài)，光點(diǎn)將從E點(diǎn)迅速返回A點(diǎn)。接著正弦波重新開始第二個(gè)周期，掃描電壓開始第二次掃描，熒光屏上呈現(xiàn)與第一次相重疊的正弦波形。如此不斷重復(fù)，熒光屏上可觀察到一個(gè)穩(wěn)定的正弦波。 上述兩者是在頻率相同情況下，熒光屏顯示出一個(gè)周期的正弦波。如果正弦波頻率 是掃描波重復(fù)頻率 的二倍時(shí)，即 fy=2fx ，則在熒光屏上看到的將是2個(gè)周期的正弦波，從而可知，當(dāng) = n 時(shí)，在熒光屏上將呈現(xiàn)出n個(gè)周期的正弦波。 可以設(shè)想，如果fy 與fx 不是成整數(shù)倍的關(guān)系（n不是整教），波形就不能完全重疊。為了解決這個(gè)問題, 通常是把輸入Y軸的信號(hào)電壓作用在掃描發(fā)生器上，使掃描頻率fy 跟隨信號(hào)頻率fx 作些微小改變，以保持fy與fx成整數(shù)倍關(guān)系，這個(gè)作用稱之為同步?，F(xiàn)代示波器中經(jīng)常采用的是觸發(fā)同步，所觸發(fā)同步，是當(dāng)輸入Y軸的信號(hào)電壓瞬時(shí)值達(dá)到一定幅值時(shí)，觸動(dòng)掃描發(fā)生器，產(chǎn)生一個(gè)鋸齒波電壓。這個(gè)鋸齒波掃描結(jié)束后，掃描發(fā)生器將處于等待下次觸發(fā)信號(hào)的狀態(tài)?？梢姡瑨呙桦妷旱钠鹗键c(diǎn)與輸人信號(hào)電壓的某一瞬時(shí)保持同步，保證了波形的穩(wěn)定。 單周波的合成過(guò)程四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備名 稱參考型號(hào)數(shù)量用 途示波器COS5020B1觀察信號(hào)波形低頻信號(hào)發(fā)生器XD21信號(hào)源晶體管毫伏表DA16B1測(cè)電壓（有效值）五、練習(xí)內(nèi)容及方法 （參閱 ）認(rèn)清示波器各控制旋鈕的位置和作用。開啟電源，調(diào)節(jié)輝度、聚焦、水平和垂直移位，將同步極性開關(guān)、掃描（電壓）t／cm和電平、穩(wěn)定度等旋鈕置于適當(dāng)位置，使熒光屏上呈現(xiàn)一條清晰的水平線。反復(fù)練習(xí)上述操作，以求熟練。 （1）測(cè)量前校準(zhǔn)。校準(zhǔn)要求和方法因使用不同的示波器而各不相同。 （2）交流電壓Vp－p測(cè)量 ①將示波器的耦合選擇開關(guān)置AC。（有效值）,頻率為f=1kHz的音頻信號(hào)，送入Y軸。 ②根據(jù)被測(cè)信號(hào)的幅度和頻率，合理選擇Y軸衰減和X軸時(shí)基檔級(jí)開關(guān)，并調(diào)節(jié)電平旋鈕。 Y軸靈敏度X軸時(shí)基校準(zhǔn) ③讀出被測(cè)信號(hào)Vpp 例：如果熒光屏上波形的峰峰值為Ddiv(設(shè)D=3), ,則測(cè)得 Vpp = Ddiv = (V) = 3(V) = (V) ,即每格代表20mv。D為被測(cè)量信號(hào)在Y軸方向峰峰之間距離，單位為格（即div）。 ④令低頻信號(hào)發(fā)生器輸出電壓分別為1 v ,2 v ,3 v ,4 v ,5 v , f = 1KHZ ,測(cè)量其相應(yīng)的電壓峰峰值Vpp 。輸出電壓（v）12345D (div)A（ v/div）Vpp ⑤用示波器測(cè)量低頻信號(hào)發(fā)生器的幅頻特性曲線 測(cè)量時(shí)，先將低頻信號(hào)發(fā)生器輸出衰減置于0dB檔，在輸出信號(hào)頻率為1kHZ的情況下，調(diào)節(jié)輸出微調(diào)電位器，使低頻信號(hào)發(fā)生器的指示電壓表的指針指在中間，然后保持輸出微調(diào)電位器不變。改變低頻信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，使其分別為20HZ，50HZ，100HZ，200Hz，1kHz,5kHz,10kHz，……，用示波器測(cè)出相應(yīng)的電壓Vpp，同時(shí)記下相應(yīng)的低頻信號(hào)發(fā)生器電表指示值Ve（有效值）, ，從而繪出幅頻特性曲線：Vpp～㏒f 及Ve～㏒f低頻信號(hào)發(fā)生器f信( Hz )20501002001k5k10k...Vpp （V） Ve （V） 3. 時(shí)間測(cè)量 時(shí)間測(cè)量是指X軸讀數(shù),量程由X軸的時(shí)基掃描速度開關(guān)t/div決定。 （1）測(cè)量前校準(zhǔn) 。 時(shí)間測(cè)量 （2）測(cè)量信號(hào)波形任意兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔t。 將被測(cè)信號(hào)送入Y軸，調(diào)節(jié)有關(guān)旋鈕，使其在熒光屏上呈現(xiàn)穩(wěn)定波形，然后 測(cè)量P、Q兩點(diǎn)的時(shí)間間隔t。 ①．測(cè)出P、Q間在屏幕X軸上的距離B(div)。 ②．記錄t／div掃描檔級(jí)指示值，如為A（ms/div）。 用公式t ＝ A（ms/div） B（div）= A B（ms），計(jì)算時(shí)間間隔。 例如：若測(cè)得B = 5div，而t／div（ms／div）時(shí)，則 t = （ms／div） 5（div）= （ms） 、 4. 頻率測(cè)量 （1）用X軸時(shí)基（t／div）測(cè)量 利用f=1/T 關(guān)系，先按時(shí)間測(cè)量方法，測(cè)出周期T,即可求出頻率。 ，改變低頻信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率分別為50、100、200、……、分別測(cè)量波形中相鄰峰峰（或谷一谷）之間在屏幕上的距離 B（div），并將B和A(t/div)值填人表表，計(jì)算出相應(yīng)的T和f校。 （2）用李沙育法測(cè)量 若有二個(gè)不同頻率的信號(hào)，分別同時(shí)加入示波器X軸和Y軸輸入端。低頻信號(hào)發(fā)生器 ( Hz )501002003005001K5K10K15K20K一周的間距B(div) A(t/div) T = A(t/div) B(div) f校=( Hz ) 李沙育法圖形法測(cè)試儀器連接 頻率比為1不同相位差的李沙育法圖形 在李沙育法圖中確定頻率比值的方法，是在圖形中的水平與垂直方向上作兩條互相垂直的直線，這兩條直線都不通過(guò)李沙育法圖形中的任何一個(gè)交點(diǎn)，設(shè)水平線與李沙育法圖形的交點(diǎn)數(shù)為 ，垂直線與李沙育法圖形的交點(diǎn)數(shù)為 ，則兩個(gè)交點(diǎn)數(shù)之比與頻率比有如下關(guān)系 假設(shè) 是已知的頻率，由上式可以確定被測(cè)的頻率： 。 不同頻率比的李沙育法圖形 以電源頻率為標(biāo)準(zhǔn)從X軸輸入，將被測(cè)頻率的信號(hào)輸入Y軸，校測(cè)低頻信號(hào)發(fā)生器的低段頻率刻度：低頻信號(hào)發(fā)生器 ( Hz )25( Hz )50( Hz )100( Hz )150( Hz )200( Hz )250( Hz )300( Hz )f校=1/T ( Hz ) 在許多場(chǎng)合下，可利用示波器測(cè)量某一電路的相移。例如一正弦波電流通過(guò)一個(gè)RC電路，測(cè)量它的電壓與電流之間相位關(guān)系。假設(shè)交流電壓和電流分別為 則相移 （1） 直接比較法 。同時(shí)將A端、B端電壓分別送入雙蹤示波器之X軸和Y軸,若A信號(hào)電壓在屏幕上顯示的周期寬度在X軸上刻度為X div值。讀測(cè)A信號(hào)電壓與B信號(hào)電壓兩個(gè)相應(yīng)特定點(diǎn)P、P′的間距D div，則兩信號(hào)電壓之間的相移為θ=(D/X)* 360176。 測(cè)相位連接電路。 （2） 李沙育圖形法 將A信號(hào)送入X軸，B信號(hào)送入Y軸，將時(shí)基掃描速度開關(guān)t/div置于XY檔。分別控制輸入信號(hào)幅度及示波器的V/div檔級(jí)，使圖形約占示波器屏幕有效面積的1/3。若李沙育圖形在X軸上的截距為b，在X軸上的最大偏移為a。則兩信號(hào)電壓之間的相移為 θ= arcsin(b/a) 為了減少測(cè)量誤差，、2b值計(jì)算六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告?！S (或 Ve～㏒ )和頻率校正曲線 f信～f校。 F= 1KHz下的R(10KΩ)、C()電路的相移，并與計(jì)算值比較。七、思考題？，則示波管屏幕上將呈何波形？反之又如何？第二部分 模 擬 電 路 實(shí) 驗(yàn) 晶體管特性鑒別和測(cè)試 [要點(diǎn)提示]一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求三、實(shí)驗(yàn)原理 四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備五、練習(xí)內(nèi)容及方法六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 [內(nèi)容簡(jiǎn)介]一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹６?、?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求。三、實(shí)驗(yàn)原理 晶體管性能的優(yōu)劣，可以從它的特性曲線或一些參數(shù)上加以判別。本次實(shí)驗(yàn)主要介紹采用簡(jiǎn)易的儀器設(shè)備鑒別晶體管性能的方法，即用萬(wàn)用表粗測(cè)晶體管的性能和用逐點(diǎn)法測(cè)繪管子的特性曲線。 （1）鑒別正、負(fù)極性 （b）所示電路等效,由圖可見，黑棒為正極性，紅棒為負(fù)極性。將萬(wàn)用表選在R100檔，（a），若表針指在幾KΩ以下的阻值，則接黑棒一端為二極管的正極，二極管正向?qū)ā７粗?，如果表針指很大（幾百千歐）的阻值，則接紅棒的那一端為正極。 （2）鑒別性能 將萬(wàn)用表的黑棒接二極管正極，紅棒接二極管負(fù)極，測(cè)得二極管的正向電阻。一般在幾KΩ下為好，要求正向電阻愈小愈好。將紅棒接二極管的正極，黑棒接二極管負(fù)極，可測(cè)出反向電阻。一般應(yīng)大200KΩ以上。(a) (b) 用萬(wàn)用表測(cè)試晶體二極管 若反向電阻太小，二極管失去單向?qū)щ娮饔?。如果正、反向電阻都為無(wú)窮大，表明管子已斷路；反之，二者都為零表明管子短路。 晶體三極管的結(jié)構(gòu)猶如背靠背的兩個(gè)二極管，如圖 。測(cè)試時(shí)用 R100或R1k檔。 （1）判斷基極b和管子的類型 用萬(wàn)用表的紅棒接晶體管的某一極，黑棒依次接其它兩個(gè)極，若兩次測(cè)得電阻都很?。ㄔ趲譑Ω以下），則紅棒接的為 PNP型管子的基極 b；若量得電阻都很大（在幾百KΩ以上），則紅棒所接的是NPN型管子的基極b。若兩次量得的阻值為一大一小，應(yīng)換一個(gè)極再試量。 晶體三極管的兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)示意圖圖 c極和e極的判斷 （2）確定發(fā)射極e和集電極c 以PNP型管為例，基極確定以后，用萬(wàn)用表兩根棒分別接另兩個(gè)未知電極，假設(shè)紅棒所接電極為 c，黑棒所接電極為e，用一個(gè)100KΩ的電阻一端接b。一端接紅棒（相當(dāng)于注入一個(gè)Ib），觀察接上電阻時(shí)表針擺動(dòng)的幅度大小。再把兩棒對(duì)調(diào)，重測(cè)一次。根據(jù)晶體管放大原理可知，表針擺動(dòng)大的一次，紅棒所接的為管子的集電極c，另一個(gè)極為發(fā)射極e。也可用手捏住基極b與紅棒（不要使