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實驗原理

發布時間:2012/2/5 15:11:12 訪問次數:1435

    示波器、信號發生器、毫伏表、直流穩壓電源是進行電子實驗的常用儀器設備。學習常用儀器的使用,必須先了解其功能和工作原理。在本書第一篇中將較全面地介紹各種儀器的功能、工作原理和使用方法。同學們應在認真閱讀和掌握后,再進行本次實驗。 DLW21SN900HQ2L    

    常用儀器的主要用途及在實驗中的相互關系如圖2.1.3所示。

                            
    信號發生器為實驗電路提供信號;直流穩壓電源為實驗電路提供穩定的工作電源,即向實驗電路供給能量;示波器觀察實驗電路中各測試點的波形,通常是輸入點和輸出點的波形;交流毫伏表用于測量正弦交變信號電壓幅值的大小,例如實驗電路中輸出點和輸入點的電壓等;萬用表(確切地講,應叫做三用電表)的使用比較靈活,既可測量直流電壓、直流電流,也可測量工頻(50 Hz)交流電壓,還可在未通電的電路中測量其電阻值的大小、導線的通斷等。
    值得注意的是:雖然萬用表的交流電壓擋和交流毫伏表都是測交流電壓的,但在模擬電子實驗中,交流信號電壓要用毫伏表測量。這是因為:第一,模擬電子實驗信號頻率范圍較寬,一般超出萬用表的頻帶范圍。第二,萬用表(如MF - 30型)交流擋的量程較大,內阻較低.不適宜測量毫伏級的小信號。
    圖2.1.3常用儀器與實驗電路關系
    電子線路大多屬于工作頻率范圍寬,線路阻抗大,功率低,參數范圍大的網絡,在使用電子儀器對電路進行測試時,一般應注意以下幾個問題。
  1.正確選用電子測量儀器
  每一臺電子儀器,都具有一定的技術指標,只有在技術指標許可的范圍內工作,測試結果才是準確有效的。例如:SS - 5702示波器,其y軸輸入帶寬為DC - 20 MHz,如果被測信號的頻率接近20 MHz,則不宜使用此種型號的儀器,而應當選擇帶寬更大的示波器。通常應使示波器的上限截止頻率高于被測信號頻率的3倍以上。
    有多種儀器可以測量同一個參數,但所得到的結果也用不同的方法表示。例如:選用交流毫伏表測量正弦交流電壓得到的是直接用有效值表示的結果。而用示波器測量同一個正弦交流電壓,通常直接得到的都是單向峰值(最大值)或雙向峰值(峰一峰值),只有通過換算才能得到有效值。并且不同的儀器測量精度也不相同,對被測電路的影響也不一樣。因此,正確選
用測量儀器,對測量結果有決定性的影響。
  2.正確選擇儀器的功能和量程
  在一臺儀器接人被測電路之前,必須選擇合適的功能和量程,才能得到較高的測量結果,以充分發揮儀器的功能,例如:用MF - 30型萬用表測量一個約4V的直流電壓,選擇直流5V擋最合理,如置25 V擋則過高,讀不出精確數字,放在1V擋,則會造成儀器過載,嚴重過載就可能損壞儀器。正確選擇儀器的功能和量程,才能保證實驗的正常進行。
  3.正確選擇測量方法
  不同的測量方法,往往導致不同精度的測量結果。例如,要用MF - 30型萬用表測量三極管放大電路基極(b)、射極(e)之間的電壓,如果分別測量b對地和e對地的電壓值,然后計算出b,e間電壓值,由于萬用表的輸入內電阻在電路中的并聯作用,在測量b對地電壓時,半導體三極管工作點發生偏移,測量結果會和真實值有一定差距,當把b對地電壓與e對地電壓相減,得出的b,e電壓值將和實際值相差很大。若改變測量方法,直接測量b,e間的電壓值,則可以得到較精確的結果。因此只有正確選擇測量方法,才能得到精確度較高的測量結果。
  4.嚴格遵守儀器使用的操作順序
  在對電子線路進行調試或測量時,若違反儀器使用操作順序,往往得不到正確的結果,還可能對被測電路的元器件和測量儀器造成損壞。例如:在改變被測電路接線時,必須先關閉穩壓電源,否則就有可能發生元器件損壞的事故。嚴格遵守儀器使用方法中所規定的操作順序,是安全進行實驗的必要保證。
  5.共地問題
    在電子電路實驗中,應特別注意各電子儀器的共地問題,即各臺儀器以及祓測電路的參考接地端都應可靠地連接在一起。
    在一般電工測量中,當測量交流電壓時,電壓表的兩端是“對稱”的,可以任意互換測試電筆而不影響讀數。但在電子電路中,由于工作頻率較高,線路阻抗較大,功率較低,為避免外界干擾,大多數儀器的兩個測量端點是“不對稱”的,總有一個端點與儀器外殼相連。通常這個端點標出符號“上”。所有的“_L”點必須連接在一起,即“公共地”,否則可能引入外界干擾,導致測量誤差增大。特別是用多臺儀器組成的測試系統,當所有儀器的外殼都通過接地線的電源插頭接大地時,若不是“共地”連接,輕則使信號短路,測得的數據錯誤;重則會損壞被測電路的
元件或測試儀器。

    示波器、信號發生器、毫伏表、直流穩壓電源是進行電子實驗的常用儀器設備。學習常用儀器的使用,必須先了解其功能和工作原理。在本書第一篇中將較全面地介紹各種儀器的功能、工作原理和使用方法。同學們應在認真閱讀和掌握后,再進行本次實驗。 DLW21SN900HQ2L    

    常用儀器的主要用途及在實驗中的相互關系如圖2.1.3所示。

                            
    信號發生器為實驗電路提供信號;直流穩壓電源為實驗電路提供穩定的工作電源,即向實驗電路供給能量;示波器觀察實驗電路中各測試點的波形,通常是輸入點和輸出點的波形;交流毫伏表用于測量正弦交變信號電壓幅值的大小,例如實驗電路中輸出點和輸入點的電壓等;萬用表(確切地講,應叫做三用電表)的使用比較靈活,既可測量直流電壓、直流電流,也可測量工頻(50 Hz)交流電壓,還可在未通電的電路中測量其電阻值的大小、導線的通斷等。
    值得注意的是:雖然萬用表的交流電壓擋和交流毫伏表都是測交流電壓的,但在模擬電子實驗中,交流信號電壓要用毫伏表測量。這是因為:第一,模擬電子實驗信號頻率范圍較寬,一般超出萬用表的頻帶范圍。第二,萬用表(如MF - 30型)交流擋的量程較大,內阻較低.不適宜測量毫伏級的小信號。
    圖2.1.3常用儀器與實驗電路關系
    電子線路大多屬于工作頻率范圍寬,線路阻抗大,功率低,參數范圍大的網絡,在使用電子儀器對電路進行測試時,一般應注意以下幾個問題。
  1.正確選用電子測量儀器
  每一臺電子儀器,都具有一定的技術指標,只有在技術指標許可的范圍內工作,測試結果才是準確有效的。例如:SS - 5702示波器,其y軸輸入帶寬為DC - 20 MHz,如果被測信號的頻率接近20 MHz,則不宜使用此種型號的儀器,而應當選擇帶寬更大的示波器。通常應使示波器的上限截止頻率高于被測信號頻率的3倍以上。
    有多種儀器可以測量同一個參數,但所得到的結果也用不同的方法表示。例如:選用交流毫伏表測量正弦交流電壓得到的是直接用有效值表示的結果。而用示波器測量同一個正弦交流電壓,通常直接得到的都是單向峰值(最大值)或雙向峰值(峰一峰值),只有通過換算才能得到有效值。并且不同的儀器測量精度也不相同,對被測電路的影響也不一樣。因此,正確選
用測量儀器,對測量結果有決定性的影響。
  2.正確選擇儀器的功能和量程
  在一臺儀器接人被測電路之前,必須選擇合適的功能和量程,才能得到較高的測量結果,以充分發揮儀器的功能,例如:用MF - 30型萬用表測量一個約4V的直流電壓,選擇直流5V擋最合理,如置25 V擋則過高,讀不出精確數字,放在1V擋,則會造成儀器過載,嚴重過載就可能損壞儀器。正確選擇儀器的功能和量程,才能保證實驗的正常進行。
  3.正確選擇測量方法
  不同的測量方法,往往導致不同精度的測量結果。例如,要用MF - 30型萬用表測量三極管放大電路基極(b)、射極(e)之間的電壓,如果分別測量b對地和e對地的電壓值,然后計算出b,e間電壓值,由于萬用表的輸入內電阻在電路中的并聯作用,在測量b對地電壓時,半導體三極管工作點發生偏移,測量結果會和真實值有一定差距,當把b對地電壓與e對地電壓相減,得出的b,e電壓值將和實際值相差很大。若改變測量方法,直接測量b,e間的電壓值,則可以得到較精確的結果。因此只有正確選擇測量方法,才能得到精確度較高的測量結果。
  4.嚴格遵守儀器使用的操作順序
  在對電子線路進行調試或測量時,若違反儀器使用操作順序,往往得不到正確的結果,還可能對被測電路的元器件和測量儀器造成損壞。例如:在改變被測電路接線時,必須先關閉穩壓電源,否則就有可能發生元器件損壞的事故。嚴格遵守儀器使用方法中所規定的操作順序,是安全進行實驗的必要保證。
  5.共地問題
    在電子電路實驗中,應特別注意各電子儀器的共地問題,即各臺儀器以及祓測電路的參考接地端都應可靠地連接在一起。
    在一般電工測量中,當測量交流電壓時,電壓表的兩端是“對稱”的,可以任意互換測試電筆而不影響讀數。但在電子電路中,由于工作頻率較高,線路阻抗較大,功率較低,為避免外界干擾,大多數儀器的兩個測量端點是“不對稱”的,總有一個端點與儀器外殼相連。通常這個端點標出符號“上”。所有的“_L”點必須連接在一起,即“公共地”,否則可能引入外界干擾,導致測量誤差增大。特別是用多臺儀器組成的測試系統,當所有儀器的外殼都通過接地線的電源插頭接大地時,若不是“共地”連接,輕則使信號短路,測得的數據錯誤;重則會損壞被測電路的
元件或測試儀器。

相關技術資料
2-5實驗原理

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