实验二 常用电子仪器的使用.pdf

在数字电路和数字系统实验中，常用电子仪器的使用是基础且关键的技能。这些仪器包括但不限于示波器、信号发生器、直流稳压电源和数字万用表。本篇文档主要讲述示波器的使用，以及如何进行信号的测量和分析。 示波器是电子工程师必备的测试设备之一，它能够直观地显示电信号的波形。其核心作用在于可以测量信号的幅值、瞬时值、频率、周期、相位以及脉冲信号的宽度、上升时间、下降时间等参数。示波器的种类很多，可以分为通用示波器、取样波器、记忆与数字存储示波器、专用示波器等。不同类型的示波器适用于不同场合的需求。 数字示波器通过模/数转换器（ADC）将电信号转换为数字信号，然后存储在示波器的存储器中，最后显示出来。数字示波器的一个重要参数是采样率，即每秒钟能够抓取的数据点数，单位为点数/每秒（Sa/s）。例如，采样率为1GSa/s意味着每秒钟能够抓取1G个数据点。采样率决定了示波器能够精确测量的信号频率范围。此外，水平解析度（Time Resolution）也是数字示波器的关键参数，指的是每两个连续取样点之间的最小时间差。 数字示波器的触发系统对于波形的稳定显示至关重要。所有取样的参考都来自于触发，正确的触发设置能够保证信号以正确的时机被采集和显示。触发的设定方式包括触发来源、位宽、斜率、耦合方式等，常见的触发模式有Normal（正常模式）和Auto（自动模式）。 示波器探头是连接测试点与示波器之间的桥梁，它负责将待测信号完整可靠地传输至示波器。探头的构造通常包括输入阻抗、寄生电容、传输导线和可调补偿电容。探头的衰减比因子一般为10：1，意味着探头探测到的电压是实际信号电压的十分之一。在使用前需要校正示波器探头，以确保测量的准确性。 数字示波器的水平控制主要调整的是水平定标（时间/格），而垂直控制则是调整垂直定标（伏/格）。水平定标通过旋转带有“Horizontal”标记的旋钮来设置，而垂直定标则通过旋转“Vertical”标记的旋钮来调整。探头校正、水平时间/格设置、垂直伏/格设置以及触发模式的设置都是控制示波器的关键步骤。 数字示波器还配备了光标和测量功能，这些工具能够帮助工程师更加精确地读取波形上任意位置的电压或时间值。示波器的光标分为X光标和Y光标，分别用于指示时间轴和电压轴上的特定点，通过光标可以进行电压、时间以及频率等参数的测量。 通过这些基本的知识点，学生和电子工程师们可以更加熟练地运用示波器，进行电路设计和故障排除。实验的目的在于让学生和技术人员理解这些常用电子仪器的技术指标、性能，以及正确的使用方法。只有掌握了这些设备的使用，才能在后续的实验和工作中有效地分析电路信号，验证设计的正确性，提高电路设计和调试的效率。