仪器使用Word文档下载推荐.docx

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适当调整扫描速度开关，控制信号周期长度在5～10格内。

如果仅考虑交流成分，通常测量信号的峰-峰值。

通过调整X和Y移位，确定一个波峰为读数起点，读出另一峰与之差值，即为该信号的峰-峰值格数，再乘以幅度调节开关所指的每格单位，即为该信号峰-峰值。

对于其它情况，如三角波、矩形波等，通常要考虑波形的直流分量。

此时，首先应确定零点位置，一般将相应通道的输入选择方式的接地按钮按下，通过调节Y移位旋钮将扫描线调至水平刻度中线或您认为适合的一条水平刻度线作为基准线，然后松开接地按钮，如果波形高度超出显示屏，适当改变幅度旋钮。

幅度旋钮改变后，一般应重新校验一次基准线位置。

读出波形峰值与基准线之间的格数，记下幅度旋钮所指位置值，就可知道相应参数值。

3）直流电压的测量

先根据被测信号大小选择适当的幅度旋钮位置，输入耦合方式置DC，然后确定基线位置。

接入被测信号后就可由显示屏上读出电压的高度，再根据幅度旋钮位置，就可得出被测电压值。

4）同频信号相位差测量

示波器工作于双踪显示方式，Y1输入一信号，Y2输入经移相后的同一频率信号。

假定测出时间差为ΔT，周期为T，则相移Δ为

Δ=360×

ΔT/T

2．DF1027型低频信号发生器

该仪器可输出正弦波、方波和矩形波，频率范围从10Hz—1MHz，可同时显示输出信号的有效值和频率大小。

输出端口可根据模拟电路和数字电路实验的要求选择相应端口，较为适合作为实验用。

1）输出信号大小调节

电源开关揿下后，调节波形选择按钮下方的幅度调节旋钮，根据需要使幅度显示值为1—10V，按下波形选择按钮中的正弦波按钮，再根据所需信号的大小选择频率选择按钮下方的衰减器大小。

衰减器大小是按照分贝值来表示的，每衰减二十分贝相当于电压输出端口信号幅度减小十倍。

一般直接由显示值除以衰减的倍数就可得到输出端的输出信号大小。

也可用毫伏表校之。

如：

显示值调至5.00Vrms，衰减器的60分贝按钮按下，则电压输出端口信号大小为5.00÷

103=5.00mV。

2）输出信号频率调节

频率调节由两部分构成。

第一部分是频率范围选择按钮，第二部分是频率的粗调和细调旋钮。

首先根据所选频率确定相应的按钮，揿下所在范围按钮后，分别调节频率显示屏下方的粗调和细调旋钮，使显示屏显示所需要的频率。

一般先调节粗调旋钮，等显示值接近所要频率，再调细调旋钮。

3．DF2179B晶体管毫伏表

是一种专门用来测量交流小信号电压的电子仪表。

测量频率范围10Hz—1MHz，量程范围从1mV—300V,误差范围一般不超出5%。

使用时应注意根据被测信号大小选择适当的量程，应以指针偏转不低于满量程的三分之一为宜。

输入端连线应注意区分信号端与接地端的正确接法。

从仪表上可读出电压值和相应的标准分贝值。

要注意量程与刻度值间的换算关系，以免产生读数错误。

4．晶体管特性图示仪

a）二极管测试

1）二极管的正向特性

从正向特性曲线上，可以测量到二极管的正向压降、直流电阻和交流电阻等参数。

使用图示仪时，通常用图示仪X轴作用的集电极电压档控制特性曲线的水平轴坐标大小改变，用Y轴作用集电极电流档控制垂直轴坐标大小改变。

由于图示仪显示屏上下左右都为10格分度，故在给定被测管测量条件时，例如，工作点电压和电流。

如果是测量静态参数，不需要考虑动态范围，则应尽量使工作点位置占据屏幕最大位置，即将VFQ/10和IQ/10，再根据仪器可选档位确定。

若是测量动态参数，则应将工作点位置放在屏幕的中心区域，便于动态参数测试。

这时VFQ/5和IQ/5确定图示仪X轴和Y轴的档位位置。

接着考虑选择适当的工作电压和功耗电阻。

在图示仪上器件工作电压称集电极扫描峰值电压Em。

一般根据被测管给定的工作点位置确定，最小Em=10V，故工作点Q低于10V就选10V。

注意适当选择功耗电阻RP，以免RP过小易导致损坏被测器件。

通常按Em/IQ的值往下靠仪器上的功耗限制电阻档。

最后注意电压极性应满足被测器件要求，无关或不用按钮应处于弹出位。

图3-1-1（b）所示为二极管的一般接法。

以测正向压降为例，我们介绍一下操作步骤。

由表3-1-4可见，一般普通二极管的正向工作电压VF≤1V，则X轴作用置VF÷

10div=0.1V/div，刚好仪器上有这一档。

若计算值不是仪器上的档位则选择高一档位。

同样，正向工作电流IFQ=50mA，故Y轴作用应置IFQ÷

10div=5mA/div。

这里要注意X轴作用在集电极电压VC/div范围内选择，Y轴作用在集电极电流mA/div范围内选择。

第二步，选择集电极工作电压。

一般根据测试要求选定电压上限，这里电压超过1V以上即可。

故选择仪器上最低档位10V。

将10V按钮按下，其它按钮都应在弹起位置。

功耗限制电阻旋钮位置按RP=Em/IFQ=10V/50mA=200Ω，往下靠一档。

峰值电压旋钮开始时应处最小位置，只有在测试时才缓慢地向顺时针方向增加峰值电压，并从图示仪屏幕上看到曲线的这一变化，最高点以不超出IFQ为宜。

这样图示仪面板上的主要开关和旋钮就调节到这里。

其他旋钮和开关应处于正常位置，详情可参考本书相关介绍。

特性曲线如图3-1-1（a）所示，反映的是正向特性曲线和功耗限制电阻的作用。

2）二极管反向特性

从反向特性曲线上我们可测量它的反向击穿电压UBR和反向电流IR。

二极管的反向特性如图3-1-2（a）所示。

反向电压在一定范围内其反向电流基本上不随电压变化。

当反向电压超过某一值后反向电流急剧增加。

通常定义反向电流达到某一值时所对应的反向电压为反向击穿电压，用U（BR）表示。

一般使用以手册中的反向击穿电压为准。

通常整流管该值都很大。

挑选时只要满足使用要求，或在使用环境下不出现击穿现象即可。

测试时工作电压稍高于使用值，功耗限制电阻取最大值或按前面方法计算。

坐标的原点习惯定在右上角，集电极电压的极性选负，器件连接如图3-1-2（b）所示。

b）稳压管测试

稳压管是利用PN结反向击穿后的稳压特性工作。

其特性曲线和连接如图3-1-3所示。

测试方法可参考二极管反向特性测试。

工作电压选择以稳定电压作参考，再辅以适当的功耗限制电阻。

当稳定电压在6V及以上的稳压管，一般只测稳定电压值和最小稳定电流值，而稳定电压在6V以下时，一般还要测动态电阻。

c）三极管测试

用图示仪可以测得三极管的直流参数和低频交流参数。

测量前，首先应根据被测管的类型和所需测量的特性曲线，调整坐标原点（即光点）的位置。

PNP型晶体管光点应调至屏幕右上角；

NPN型晶体管应调至屏幕左下角。

为了避免损坏被测管，在管子接入前，应将测试台上的选择按钮置于关位，或者集电极扫描信号电压的“峰值电压”旋钮调至最小（零位）。

对于小功率管（功耗小于100mW），功耗限制电阻常置1kΩ左右，基极部分的阶梯选择置于0.01mA/级。

中功率管（0.5-1W）提高十倍，大功率管再提高十倍，或通过计算。

连接时中小功率管Y型封装一般直接插入管座，F型封装的中大功率管通过专用插座接入。

注意各脚应与管座标示一一对应。

最后，根据被测管的类型，选择相应的基极阶梯极性和集电极扫描电压极性（对于共射级方式，NPN型管子均为正，PNP均为负）。

测试时，测试选择置于左或者右，取决于器件接入的位置。

然后由零逐渐加大峰值电压，至规定值即可。

曲线出现后，有不合适的地方，再适当调整相关旋钮。

1）输入特性

置Y轴作用于“基极电流或基极电压”位，以显示ib。

X轴作用置于“基极电压0.1V/div”，以显示ube。

“阶梯选择”一般小功率管置0.01mA/级，大功率管适当加大，极性要求同上。

由零逐渐加大集电极扫描电压，就显示出输入特性曲线，如图3-1-4所示。

在此曲线上可测出对应于某一Q点的交流输入阻抗hie。

2）输出特性

输出特性曲线是三极管最重要的一组曲线，很多重要参数可由其测出。

因此，得到广泛使用。

曲线如图3-1-5所示，x、y轴分别为uce和ic，参变量是ib。

观测输出特性曲线时，X轴作用置于“集电极电压Vc/div”，大小一般取1V/div。

Y轴作用置于“集电极电流Ic/div”，大小按被测管工作点电流的大小取ICQ为于屏幕的中间区域，即按ICQ/5定。

例如，小功率管Y轴作用常取0.2-1mA/div，“阶梯选择”置0.01-0.02mA/级。

大功率管则需相应提高。

集电极电压Em=1V/div×

10div=10V，故取Em=10V。

Em不宜过大，以免增加管耗。

功耗限制电阻Rp=Em/2ICQ。

在此曲线可测出输出阻抗1/hoe，电流增益hfe（β）。

有时，在测试hfe时为了读数方便，在三极管的电流放大曲线上读数，如图3-1-6所示。

交流参数测试时，以工作点为中心取一动态范围。

如求电流放大倍数，以参变量基极电流上下各变动一个阶梯值Δib=2×

阶梯值，相应得到一个Δic，则β=Δic/Δib。

求hoe时，以Q点为中心左右各取2-3V（要对称取），则读出相应的Δic，此时有1/hoe=Δuce/Δic。

若曲线族非常平坦，则很难读出Δic，可忽略。

对于电流放大曲线，把图示仪的X轴作用置于“基极电流或基极源电压”，则x轴为ib，大小由“阶梯选择”定，曲线Q点处的斜率即为hfe。

另外，当曲线族各阶梯之间对应的Δic近似相等，即曲线族等间隔时，可直接用ICQ/IBQ代替Δic/Δib，也就是通常所说的直流电流增益。

对于图3-1-5，若将x轴坐标标尺调小，则可放大饱和压降曲线，求出三极管的饱和压降。

此时饱和部分曲线呈现扇形形状。

小功率硅三极管饱和压降为0.3V左右，大功率管为1V左右，若太大，则说明管子性能不好。

在测U（BR）CEO时，应注意ib=0，即测曲线族上最下一根曲线的击穿电压。

为此应使积极开路或将测试台上的“零电流”按钮按下。

Rp应适当加大，或按计算值来选。

调节峰值电压旋钮，使电压逐渐增大，直至曲线出现急剧拐弯为止。

若未出现击穿现象，应使峰值电压旋钮调回零位。

改变集电极峰值电压范围，提高一个档位，再适当增大功耗限制电阻Rp，重复上述操作，直至曲线出现急剧拐弯为止。

曲线如图3-1-7所示。

三、预习要求

1．参阅有关仪器的书籍，熟悉仪器基本工作原理和一般使用常识。

2．了解仪器的主要技术性能，以便正确处理实验数据。

3．了解测量的基本原理和有关误差的知识。

4．了解实验原理，熟悉实验内容。

四、实验内容

1．函数信号发生器与晶体毫伏表的使用

用毫伏表检查信号发生器“输出衰减”误差及在有载情况下输出电压的变化。

信号频率为1kHz，负载开路时输出指示为5V。

所测结果填入表3-1-1。

表3-1-1

信号发生器输出

空载

加620Ω负载

输出指示

输出衰减

衰减比

毫伏表读数

相对误差

信号源内阻Rs

4V

0（dB）

20（dB）

40（dB）

60（dB）

2．示波器使用

用示波器观察信号发生器的输出电压波形并用示波器测量出信号一个周期的时间。

信号发生器衰减置0dB，输出指示调至约1V，示波器图像高度调至约4格，按表3-1-2要求改变信号频率，调整示波器的扫描速度开关，使之能观测到一个完整周期的波形，长度最好应不小于5格，并注意检查扫描微调应在校准位置。

将测量值填入表3-1-2中。

操作中，注意体会扫描方式中的自动按钮与触发按钮之间的区别，并能正确地配合电平旋钮使用，自动按钮按下时电平旋钮应旋至“Lock”，使波形与扫描同步。

表3-1-2

信号

发生器

信号频率

100Hz

1kHz

20kHz

信号周期T（s）

示波器

扫描速度（t/div）

信号一个周期长度（div）

信号周期T´

（s）

T´

=（t/div）×

div

周期测量误差（%）

3.示波器双踪显示

将垂直方式选择置Y1Y2方式，屏幕上应显示两条时基线，按图3-1-8（b）连接RC网络，注意仪器之间地需相连。

观察不同频率时RC网络的输入、输出波形和相位关系。

测量出相位差记入表3-1-3中。

表3-1-3

f

10kHz

ΔT

Δ

4.工频干扰（选做）

在低阻抗电路测量中，为提高测量灵敏度，一般采用开路电缆线。

但在高阻抗电路中，小信号测量时将会引入50Hz的工频干扰。

若直接用导线连接，其干扰将直接影响测量结果。

试按图3-1-9连线，观察干扰现象。

适当调节扫描速度开关，测出干扰频率。

所以，在通常实验中，信号发生器的输出线应用屏蔽电缆，即可抑制工频干扰。

5.晶体管测试

a）普通二极管测试

将所测量结果填如表3-1-4中。

测试条件按表中要求。

表3-1-4二极管参数

器件型号

测试内容

正向压降

UF（V）

反向电流

IR（μA）

反向击穿电压

U（BR）（V）

1N4001-1N4007

测试条件

IFQ=50mA

UF≤1V

UR=50V

IR≤5μA

IR=5μA

U（BR）≥50V

测量结果

UF=

IR=

U（BR）=

测量结果记入表3-1-5中。

表3-1-5稳压管参数

稳定电压

UZ（V）

动态电阻

rZ（Ω）

最小稳定电流

IZmin（mA）

6V2

IZ=10mA

UZ=5.5-6.5V

UR=0.95UZ

UZ=

rZ=

IZmin=

测量结果记入表3-1-6中。

表3-1-6三极管参数

U（BR）CEO

hfe（β）

hie（kΩ）

1/hoe（kΩ）

3DG6（3DG8）

IC=0.1mA

ICQ=2mA

UCEQ=5V

ICQ/hfe=IBQ

测试结果

3DD15

ICQ=0.5A

ICQ=0.5AUCEQ=5V

3CG21

五、说明

1．实验内容中3、4项一般可不做。

有能力者可考虑。

2．晶体管参数测试中一般只做常用参数项。

六、实验报告要求

1．整理测量结果并记入表格中。

2．对表格数据进行处理，并做出误差分析。

3．对实验中出现的问题，进行分析讨论。

七、思考题

1．小信号输出时为什么信号源要使用衰减器输出？

2．在晶体管测试中，功耗限制电阻RP应如何选择？

如选择不当会有什么后果？

八、仪器及器件

1．仪器设备

（1）双踪示波器

一台

（2）低频信号发生器

（3）晶体管毫伏表

（4）晶体管特性图示仪

（5）实验板

一块

2．元器件

二极管1N4002

1只

稳压管6V2

三极管3DG6或3DG8

三极管3CG21D

三极管3DD15B

电阻、电容和导线若干