数字电路实验一 常用仪器使用

实验一常用电子仪器使用

一、实验目的

1．学习电子实验中常用的电子仪器——示波器、低频信号发生器、万用表（指针式、数字式）等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

2．熟悉数字电路实验箱的结构和使用方法。

3．了解示波器的工作原理，掌握XJ4241双踪波示波器观察正弦波、方波、脉冲波和读取参数的方法。

二、实验原理

在电子电路实验中，经常使用的电子仪器有万用电表、示波器、信号发生器、交流毫伏表及稳压电源等，是测试、调整、或研究电子线路的基本仪器，每个实验几乎都用到这些仪器。对于这些仪器的使用，可按信号的流向，以连线简捷、观察读数方便的原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局和连线如图1．1所示。接线时应注意，为防止外界的干扰，所用仪器的公共地端都应连在一起，称共地。信号源和示波器要用专用电缆线，交流毫伏表要用屏蔽线，电缆和屏蔽线的外层屏蔽网必须接地，以防止干扰信号进入测试仪器。直流稳压电源的接线用普通导线。为了电子电路实验方便，经常使用“电子电路实验箱”，在实验箱中集中了各种元件、插座、控制开关、显示器件和电源、信号源等，还有很多用于连线的插口，可以完成大多数电子实验。

在实验讲义的附录中以对上述仪器的工作原理和使用做了较详细的说明，请认真阅读。以下对XJ4241双踪波示波器再着重指出几点：

1．寻找扫描光迹点

在开机半分钟后，如仍找不到光点，可用以下方法试着寻找：

①右旋“辉度”（旋钮1）到底，增加亮度来寻找光点。

②将“电平”旋钮（旋钮23）轻拉出（使X轴处于“自激扫描”状态），再分别调节“X位移”钮（旋钮7）对扫描线进行左右调节←→、调节“Y1”、“Y2”位移旋钮（旋钮8、18）对扫描线进行上下调节↑↓，以找到扫描光迹为止。然后将“电平”旋钮轻按进去（复位）。再将扫描光迹调到所需位置。

2．稳定波形

①为显示稳定的波形，需注意XJ4241示波器面板上的下列几个控制开关或旋钮的位置：

a、“X 扫速开关”（t∕div）（旋钮20）其位置应根据被观察信号的周期来确定。

例:1KHz的信号其周期为1毫秒（mS），这时“X微调”（t∕div）扭应至于≤“1”的位置。

b、“内∕外”按键（按键24）——“触发选择”通常选为内触发。

c、“μS∕mS”按键——“扫速单位”的位置应根据被观察信号的周期的单位来确定。

d、“电平”旋钮（钮23）——“调节和确定扫描触发点”的旋钮在推入的状态。

②左右调节“电平”旋钮（旋钮23），使波形稳定显示。

如果按以上方法还未能使波形稳定，则可采用以下方法：

a、将“稳定度”（旋钮22）和“电平”旋钮（旋钮23）逆时针调到终点，再顺时针调节“稳定度”扭，至信号的波形出现后，继续顺时针调节该扭至波形恰好消失的临界点（即一条竖线）为止，这时X扫描振荡器处于临界自激状态。

b、再调节“电平”旋钮。使波形出现和稳定。

3．示波器有四种显示方式

属单踪显示有“Y1”、“Y2”、“Y2-X”；属双踪显示有“二踪”。

方式的选择与信号的输入：

①单踪显示时：

a．“单踪∕二踪”键凸出，“单踪”有效。

b．“常态∕Y2-X”键“凸出”，即常态有效

c．当“Y1∕Y2”按键凸出时，“Y1”端连接的信号作为Y轴输入信号。

b、当“Y1∕Y2”按键凹入时，“Y2”端连接的信号做为Y轴输入信号。

c、当“常态∕Y2-X”键“凹入”时，Y2-X有效，“Y2”端连接的信号，做为X轴输入信号（一般只用于观察“李沙育图形”，平常不用）。

②双踪显示：“单踪∕二踪”键凹入。

a、当“常态／Y2-X”键凸出时，“常态”状态有效。从Y1端输入一路信号，从Y2

端输入另一路信号，屏幕此时可同时观测到两路信号波形。

b、当“常态／Y2-X”键凹入即“Y2-X”状态有效时，Y2端做X轴信号输入，与Y1端输入的信号一起观测，常用于显示李沙育图形，对未知频率的正弦波测量其频率（如：当屏幕出现圆环时，则Y1端与Y2端输入的正弦波信号频率相等）（一般不常用）。

4．在测量中，从显示屏的Y轴读幅值（即电压峰值）、从X轴读周期（即时间值）时，应注意微调按钮必须处于校准位置。在测量脉冲幅度时，Y1、Y2的“微调”旋钮（旋钮9、13）必须置于“校准”位置（顺时针到底），这时V∕div的指示值才能正确。在测量波形周期时，应将扫描速率“微调”（旋钮21）旋钮置于“校准”位置（顺时针到底），扫描速率“扩展”旋钮置于“推进”位置，这时t∕div的指示值才准确。

三、实验设备与器件：

1．信号源XD22 2．XJ4241示波器

3．交流毫伏表GB-9 4．万用电表

四、实验内容：

首先根据实验讲义的第三章有关内容，熟悉万用电表、XD22型低频信号发生器、XJ4241双踪示波器和数字电路实验箱面板上各旋钮的作用和使用方法。

1.使用前的检查：（XJ4241双踪示波器）

①仪器各控制按钮、旋钮按表1.1规定放置：

表1.1

②接通电源：拉出“辉度钮”，即可打开电源开关，指示灯亮。

③寻找光迹：经预热片刻后，顺时针转动“辉度”钮，应出现光点或扫描线，这时用

手触探头，应显示杂乱干扰波，说明仪器工作基本正常。

2.测量示波器内的校准信号

用机内校准信号（方波f = 1KH Z±2％，电压幅度（1V±30％）对示波器进行自检。

1）调出“校准信号”波形：

①重复“1．使用前的检查”中的①、②、③步骤，置t∕div于1mS∕div档。

②将“焦距”钮拉出，使“校准信号振荡器接通电源”，输出1KH Z、1V的方波信号。

③将Y1端探头连接在“校准信号”输出“”端。

③将波形调稳定（详见前述的“2．稳定波形”部分）。

2）校准：

①Y1增益校准：方波幅度应为5div（Y1旋钮为0.2V／div），此时垂直偏转灵敏度指标可认为已符合技术性能要求。（只观察并记录，不作调整，因为有关调节部件需打开机壳才能接触）

②调节X移位（旋钮7），使第一周期起点恰好在座标最左起始端线上，调整X增益校准（旋钮6），使方波第十周期波形的末端恰好落在座标右边最末一根线上，此时扫描速度即可认为符合技术指标要求。

3.测量“数字电路实验箱”的直流电压源

用指针式万用表和数字式万用表的直流电压测试“数字电路实验箱”中＋5V、－5V、＋15V和－15V直流电源的输出电压，记入表2.1中。

表2.1

令XD22低频信号发生器输出正弦波其电压的频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均为1V（交流毫伏表测量值）。