电子测量仪器教案
第一章电子测量和仪器的基本知识
教学要求：了解电子测量的意义和特点；熟悉测量方法的分类；掌握测量误差的概念及误差的表示方法。
教学重点：误差的表示方法
教学难点：误差的表示方法
教学方法：讲授法
教学时间：6课时
教学过程：
1、2课时
一、导入新课：简述电子测量的重要性
二、新授：
1、测量及意义
（1）测量：把被测量与同种类的作为单位的量，通过一定的测量方法进行比较，以确[定被测量是该单位的若干倍。单位越大，测量的数值越大。
（2）测量结果的组成
测量结果的量值由两个部分组成：数值（大小及符号）和单位
2、电子测量的意义和特点
（1）电子测量的意义
（2）电子测量的内容
a. 电能量的测量：如电流、电压、功率等
b. 电路元件参数的测量：如电阻、电感电容等
c. 电信号特性的测量：如频率、周期相位等
d. 电路特性的测量：放大倍数、灵敏度等
e. 特性曲线的测量：幅频特性等
基本参数：频率、电压、时间、阻抗
（3）电子测量的特点
a.测量频率范围宽
b.仪器测量范围广
c.测量准确度高
d.测量速度快
e. 易于实现遥测
e.易于实现测量自动化和测量仪器微机化
3、测量方法的分类
（1）按测量方式分类
直接测量、间接测量、组合测量
（2）按被测信号的性质分类
时域测量、频域测量、数据域测量
三、巩固看书1－3页内容
四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：1、什么是测量、测量结果的组成2、电子测量的意义3、电子测量的基
本参数4、电子测量的特点
一、复习1、电子测量的特点
2、电子测量方法的分类
二、新授
1、绝对误差
（1）定义：被测量的测量值X与其真值Ao之差，称为绝对误差。
用Δ x表示ΔX=X－Ao
（2）修正值：与绝对误差的大小相等，但符号相反的量值称为修正值。
用C表示C＝－ΔX＝A－X
A＝X+C
2、相对误差
定义：绝对误差与被测量的真值之比，称为相对误差
γAo＝ΔX/Ao×100%
（1）实际相对误差（用实际值代替真值）
γA＝ΔX/A×100%
（2）示值相对误差（用示值代替实际值）
γx＝ΔX/X×100%
（3）引用误差γm=ΔX/Am×100%
（4）最大引用误差γmm＝ΔXm/Am×100%
（5）仪表的准确度±K%＝ΔXmax/Am×100%
（6）测量结果的准确度（相对误差）γ＝±K%×Am/X
准确度等级有0.10.20.5 1.0 1.5 2.5 5.0共七级
3、例题分析
例1：两个电压的测量值分别是103V、12V，实际值分别是100V、10V试分别求出测量的绝对误差和相对误差。
解：ΔU1＝U1X－U1＝103V－100V＝3V
ΔU2＝U2X－U1＝12V－10V＝2V
（｜ΔU1｜>｜ΔU2｜说明U1的测量结果偏离实际值的程度大）
γU1＝ΔU1/U1×100%＝3%
γU2＝ΔU2/U2×100%＝20%
（｜γU1｜<｜γU2｜说明U2的测量结果准确度低于U1）
例2：某被测电压为8V，用1.5级10V量程的电压表测量，可能产生的最大相对误差为多少？
解：（略）
三、巩固看书3－4页内容
四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：习题1－7
一、复习1、什么是绝对误差、相对误差
2、什么是引用误差、仪表的准确度
二、新授
1、测量误差的来源
（1）仪器误差
（2）理论误差和方法误差
（3）影响误差
（4）人身误差
2、测量误差的分类
（1）系统误差
在确定的测试条件下，误差的数值保持恒定或在条件改变时按一定规律变化的误差。
（2）随机误差（偶然误差）
在相同条件下多次测量同一值时，每次测量结果出现无规律的随机变化的误差。
（3）疏失误差（粗大误差）
在一定条件下，测量值明显偏离实际值时所对应的误差。
3、测量结果的表示及有效数字
（1）测量结果的表示：数值（大小、等号）+单位
（2）有效数字及有效数字位数
从最左边一位非零的数字算起到最后一位始（含未尾的零）
A、有效数字的位数估算出测量的误差
一般规定误差不超过有效数字位数未位单位的一半。
如1.00A则ΔA<±1/2×0.01A＝0.005A
B、有单位的数字需注意记录的方法
变换单位后，有效数字的倍数不应改变
如1000mA可写成1.000A表示四位有效数字，不可写成1A；
2.0V写成20×102mV不可写成2000mV。
C、“0”的意义。在最左面的0为非有效数字，在最后或中间为有效数字；未
尾的0很重要。如0.03表示一位有效数字，该数可能在0.025－0.035之间。
而0.030表示两位有效数字，该数可能在0.0295－0.0305之间。
4、数字的舍入规则
小于5舍、大于5入、等于5看奇偶（求偶数法则）。
例1：对以下数据进行舍入处理，要求小数点后保留两位。
16.3720――16.3732.4550――32.46 4.5452――4.55
3.8546――3.85 1.995――2.00 1.985――1.98
5、电子测量仪器的分类
6、电子测量仪器的误差
（1）固有误差（2）工作误差（3）稳定误差（4）变动量
三、巩固看书4－11页内容
四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：习题8－10
第二章电子电压表
教学要求：能画出放大－检波式和检波－放大式模拟电子电压表的组成框图，理解各组成部分的作用，了解该两类电子电压表的特点及适用范围；了解逐次逼近比较式、双
斜积分式的工作原理；理解数字式多用表的组成框图及各部分的作用；能正确选
用和使用电子电压表进行电压测量。
教学重点：模拟式电子电压表的组成框图、特点及使用方法。
教学难点：数字式电压表的工作原理
教学方法：讲授法
教学时间：18
教学过程：1、2课时
一、导入新课
电工仪表不能满足电子电路测量的需要（内阻小对电路影响大），需要用高内阻的电子电压表才能进行测量。
二、新授
1、电子测量对仪器的要求
a.应有足够宽的频率测量范围宽
b.应有足够宽的电压测量范围
c.应有足够高测量准确度
d.应有足够高的输入阻抗
e. 应有高的抗干扰能力
2、电子电压表的分类
电子电压表分为模拟式和数字式两大类
（一）模拟式电子电压表
1、放大－检波式
A、组成框图
B、框图作用
10、可变是量程分压器：改变加到后级的电压，扩大量程。
20、带宽交流放大器：放大电压，提高灵敏度
30、检波器：AC/DC转换。输出直流与输入交流电压的平均值成正比，采
用均值检波
C、特点
优点：灵敏度高、性能稳定、作用方便、电路简单、波形失真小
缺点：工作频率范围窄（受放大器带宽的限制）上限达5－10MHz，也称视
频电压表。
D、适用范围：测量电压较小（mV级）、频率低（1MHz以下视频10MHz以
下）的高频信号。
三、巩固看书12－13页内容
四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：习题1、放大－检波式电压表的组成框图2放大－检波式各框图的作用3、
放大－检波式电压表的特点及适用范围。
一、复习1、电子电压表的分类
2、放大－检波式电压表的框图、作用、特点。
二、新授
2、检波－放大式
A、组成框图
B、框图作用
10、检波探头：输出直流电流与交流电压的峰值成正比例的检波器
即交流－直流且V＝K×V P
20、可变是量程分压器：改变加到后级的电压，扩大量程。
30、直流放大器：放大直流电压。因受直流放大器零点漂移和噪声的限制，
灵敏度不高，约为0.1V。
C、特点
优点：工作频率范围宽（20Hz－1GHz称为高频电压表或超高频电压表）
输入阻抗大
缺点：灵敏度低
D、适用范围：测量频率较高的高频电压。
3、外差式
模拟表的特点：电路简单、价廉，特别适用于高频电压的测量，但测量精度较差，
不能实现测量过程的自动化。
（二）、数字式电压表
数字式电压表由模拟电路和数字电路两部分组成，其框图为：
P.14.页图2－4
1、比较型数字电压表（直接转换）
特点：精度高、速度快、抗干扰能力差
2、积分式数字电压表（间接转换）
特点：抗干扰能力强、成本低、速度慢
3、复合式数字电压表
特点：精确度高，速度、抗干扰能力强，适用于高精确度的测量。
数字表的特点：采用数字形式输出直观显示测量结果，除具有测量准确度高、速度快、输入阻抗大、过载能力强、抗干扰能力强和分辨力高等优点外，还便于和
计算机及其它设备组成自动测试仪器和系统。
三、巩固看书13－15页内容
四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：习题1、检波－放大式电压表的组成框图2检波－放大式各框图的作用3、
检波－放大式电压表的特点及适用范围。4、数字式电压表的分类、组成框图。
一、复习1、模拟式电压表的特点
2、数字式电压表的特点
二、新授
交流电压的参数
交流电压的大小可以用峰值、平均值、有效值来表征，它们之间的关系可以用波形因数、波峰因数表示。
1、峰值：交流电压在一个周期内（或一段时间内）电压达到的最大值VP。正、负峰值不等时分别用V P+或V P-表示。
注意点：峰值与振幅是有区别的
振幅：在一个周期内偏转直流分量V0的最大值称为振幅。当V0＝0时，峰值＝振幅例如：
2、平均值
数学定义：（略）
电子测量中定义
交流电压的平均值指检波后的平均值。根据检波器的种类不同又可分为全波平均值和半波平均值
注意点：如不作特别说明，平均值指全波平均值。
由数学平均值的定义知平均值是指面积的平均值，因此求平均值可求面积的平均值。
例如：
3、有效值
有效值又称均方根值
数学定义：（略）
物理意义：交流电压在一个周期内施加于一纯电阻负载上所产生的热量与一个直流电压在同样情况下产生的热量相等时，这个直流电压就是交流电压的有效值。
4、波形因数K F
K F＝V/V－有效值与平均值之比
5、波峰因数
K P＝V P/V峰值与有效值之比
6、几种常用交流电压的波形参数
三、巩固看书15－16页内容
四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：名词解释：平均值、有效值、峰值、波形因数、波峰因数
教后感：
7、8课时
一、复习1、什么是峰值、平均值、有效值
2、什么是波形因数、波峰因数
二、新授
模拟式电压表分为：均值电压表、峰值电压表、有效值电压表
（一）均值电压表
1、工作原理（交→直转换）
a、均值检波器电路
全波整流电路（分析略）
电容C起滤除交流成分的作用
充电时间≈放电时间
b、特性
（1）输出电流（或偏转角α）正比例于输入电压的平均值，与波形无关。
即α＝KV
（2）输入电阻
Zi＝Ri//Xc
由于Ri较小，使输入阻抗较低
2、定度系数
（不作特别说明）所有交流电压表都是按照正弦波有效值定度。如果检波器不是有效值响应，则其示值与实际响应值之间存在一个系数，此即为定度系数，记为K α＝U~＝KV
正弦波K＝1.11
注意点：测量非正弦波电压其读数并无直接物理意义，只知道0.9α等于被测电压的平均值。若被测电压的波形因数已知，可经过换算得到被测电压的有效值。
例1：用均值电压表分别测量正弦波、三角波、方波电压，若电压表示值均为10V问被测电压的有效值各是多少？
解：（略）
3、波形误差
用均值电压表测量非正弦波时，如果将电压表的读数值当作它的有效值，将会产生测量误差，该测量误差称为波形误差。
如：三角波γ＝－3.5%
方波γ＝10%
4、特点
电路较简单、灵敏度高、波形失真小、测量范围大
三、巩固看书17－18页内容
四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：习题4、5、6
教后感：
9、10课时
一、复习1、均值表的特点及定度系数
2、均值表测量非正弦波如何得到其有效值。
二、新授
峰值电压表
1、峰值检波器
电路结构：如图2.12（整流滤波）
条件：充电时间短，放电时间长，使电容C两端保持为峰值）
a 、串联式峰值检波器（开路式）
实际响应值为交流电压波形的峰值U P+
b、并联式峰值检波器（闭路式）
实际响应值为交流电压的振幅Um
2、定度系数
峰值电压表与均值电压表类似，一般按正弦波的有效值进行定度
α＝U~＝KV P＝0.707V P
定度系数为0.707
用峰值电压表测量正弦波电压，其读数就是正弦波的有效值，测量非正弦波其读数无意义，把读数乘以1.414等于被测电压的峰值。
例题1：用峰值电压表测量正弦波、三角波、方波电压，已知电压表的读数均为10V 试分别计算正弦波、三角波、方波的有效值、平均值、峰值各是多少？
解：（略）
例题2：用串联型、并联型峰值电压表测量如图所示电压，其读数各是多少？
解：（略）
3、波形误差
测量非正弦波电压时，如果将电压表读数当作它的有效值，也会产生波形误差波形误差的绝对误差ΔU＝α－
波形误差的相对误差γ＝ΔU/α×100%
因此有三角波的波形误差为γΔ＝18.4%
方波的波形误差为γ?＝-41%
结论：用峰值电压表测量非正弦波时产生的测量误差比均值表大得多。
三、巩固看书21－23页内容
四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：习题6、7、8
教后感：
11、12课时
一、复习1、模拟式电压表的特点
2、数字式电压表的特点
二、新授
1、分类及特点
（1）分类：数字电压表分为
a)直流数字电压表
b)交流数字电流表
c)数字万用表
其中直流数字电压表是基础
（2）特点：精确度高、测量速度快、输入阻抗大、读数准确、抗干扰能力和
抗过载能力强，便于测量过程的自动化。
2、DVM的主要技术指标
（1）测量范围
a)量程：量程表示电压表所能测量的最小和最大电压范围。不经衰减器和输入放
大器的量程称为基本量程，基本量程通常为1V或10V也有的为2V或5V。
b)位数：位数是表示数字电压表精密程度的参数
A、能显示0－9十个数码的数位称为满位（即一位），如果最大能显示9999
称为4位。
B、能显示0和1两个数字，称为半位或1/2位。
C、不能显示满位，又大于0和1两个数，称为3/4位。
c)超量程能力：超量程能力指DVM所能测量的最大电压超过量程的能力（准确
度、分辨力不下降）
超量程能力＝（能测量出的最大电压－量程值）/量程值×100%
A、满位显示：没有超量程能力
B、1/2位显示：量程为2V、20V分档，没有超量程能力；
量程为1V、10V分档，超量程能力为100%
C、3/4位显示：若最大显示为5999、量程以5V、50V分档，
则超量程能力为20%
（2）分辨力（灵敏度）
能够反映出的被测电压的最小变化值的能力，即末尾的“1”表示出的电压值。
量程不同，分辨力不等，最小量程的分辨力作为DVM的分辨力。
如：4位DVM在1V、10V的分辨力分别是0.0001V、0.001V，若最小量程为1V 则DVM的分辨力是0.001V。
（3）测量误差
用固有误差来衡量ΔU＝±（α%Ux+β% Um）末位n个单位等于β% Um （4）输入电阻和输入偏置电流
（5）抗干扰能力
（6）测量速率
三、巩固看书24－25页内容
四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：习题1、2、3
教后感：
13、14课时
一、复习1、数字电压表的分类
2、超量程能力与分辨力
二、新授
A/D转换原理
（一）逐次比较式数字电压表
1、原理框图
举例：天平称物体，法码8克、4克、2克、1克―――――
（1）比较器：用于鉴别被测电压与步进标准电压的差值的电压比较器
（2）数码开关：将输入的数字量转换为模拟电压输出，它是A/D转换器的反馈量（3）基准源：作为基准电压的机内参考电压源
（4）数码寄存器（SAR）：在时钟脉冲的作用下，逐次提供代表不同标准电压的二进制数码
（5）控制部分：节拍脉冲，控制数码寄存器工作。
2、工作过程
设基准电压Er＝16V，被测电压为Ux＝5.5V测量过程为
第一个时钟，清零输出0000，
第二个时钟，Vb（8V）>Ux舍，输出0000，
第三个时钟，Vb（4V） 第四个时钟，Vb（6V）>Ux舍，输出0100， 第六个时钟，Vb（5V） ――――――――――――――――――――――― 注意点：基准码的取法可以按2n递减也可以按二－十进制（8、4、2、1码） 3、工作原理 被测电压与已知的不断递减的基准码电压进行逐次比较直至与最小的基准码电压比较结束实现A/D转换最终获得被测电压值 4、特点 电路复杂、精度高、分辨力高、速度快抗干扰能力差 三、巩固看书25－26页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题7、8、9 教后感： 15、16课时 一、复习1、比较式数字式电压表的组成框图 2、比较式数字式电压表的特点 二、新授 （二）双积分式A/D转换器 1、原理方框图 2、工作原理 首先对被测电 压U X在固定时间 T1内进行积分（定 时积分）然后对内 部基准电压U b反向 积分（定值积分）， 反向积分时间T2与U X成正比，利用电子计数器测出T2就可知到U X的值的大小。 工作过程分为准备阶段、取样阶段、比较阶段 （1）准备阶段 控制器使电子开关S4接地，S1－S3断开，使积分器输入、输出电压为零，作为初始状态。 （2）取样阶段 T1时刻，控制器发出取样指令，S1接通（S2－S4断）被测电压加到积分器输入端，输出电压从0开始线性上升，同时控制指令打开闸门计数器开始对时钟脉冲进行计数，当计数到预定时间T1时，计数器停止计数并复位为零，同时计数器输出一个比较指令表示取样阶段的结束。 U01＝－1/RC×U X T （3）比较阶段 T2时刻在比较指令作用下，断开S1接通S2（若UX为正则接通S3）基准电压加到积分器的输入端，输出电压U C2＝U01－1/RC?U B dx从Um开始线性下降，经过T2的时间降为零，同时计数器输出一个脉冲关闭闸门计数器停止计数。 即U C2＝0 1/RC U X T1－T2/RC U B＝0 U X＝T2/T1U B＝N2/N1U B 3、特点：准确度高、抗干扰能力强、速度慢 （三）数字电压表中的自动功能 1、自动校零 2、自动转换量程 三、巩固看书27－29页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题7、8、9 教后感： 17、18课时 一、复习1、比较式数字电压表的组成框图及特点 2、积分式数字电压表的组成框图及特点 二、新授 数字多用表 1、组成框图 2、测量线路 （1）电压测量线路 电路如图所示 （P.31.页图2.20a） 测量2V时： V IN+＝1M?/10M?×2V＝ 0.2V＝200mV 测量20V时： V IN+＝100K?/10M?×2V ＝0.2V＝200mV ―――――――― （2）电流的测量线路 电路如图所示（P.31.页图2.20b） 测量20 mA时V IN+＝0.02A×（0.01+0.99+9）?＝0.2V＝200mV 测量200mA时V IN+＝0.2A×（0.01+0.99）?＝0.2V＝200mV 测量20A时V IN+＝20A×0.01?＝0.2V＝200mV （3）电阻的测量线路 电路如图所示（P.31.页图2.20C） 分析（略） ―――――――――――――――――――――――― 3、电压表的选择和使用 （1）电压表选择的一般原则（略） （2）电压表的正确使用 a、正确放置电压表 b、测量前进行机械调零和电气调零 c、正确选择量程 d、注意输入阻抗的影响 e、防止外界磁场的干扰 三、巩固看书30－34页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题1、数字多用表的特点2、简述直流电压、电阻的测量原理3、如何正确 使用电压表。 教后感： 第三章低频信号发生器 教学要求：1、了解信号发生器的分类；2、能画出低频、高频信号发生器的组成框图理解各框图的作用；3、能正确使用低频、高频信号发生器进行测量。 教学重点：低频、高频信号发生器的组成框图及作用。 教学难点：振荡电路的原理分析 教学方法：讲授法 教学时间：8 教学过程：1、2课时 一、导入新课：信号发生器的作用 二、新授： 1、信号发生器的分类 （1）正弦波信号发生器 （2）脉冲信号发生器 （3）函数信号发生器 （4）噪声信号发生器 2、正弦波信号发生器的主要技术特性 10频率特性 （1）有效频率范围 （2）频率准确度：输出频率的实际值与示值之间的相对误差γ＝(fo-fx)/fx×100% （3）频率稳定度：在一定时间内维持其输出频率不变的能力β＝Δ?/f0×100% 20输出特性 （1）输出电平 （2）输出电平的稳定度 （3）输出阻抗 30调制特性 3、低频信号发生器 10组成框图 20组成框图的作用 （1）主振器：产生低 频正弦波信号（核心部 分）一般采用RC电路。 （2）电压放大器：兼有缓冲和电压放大作用 （3）输出衰减器：调节输出电压或功率大小，常用步进调节和连续调节。一般用分贝数表示输出衰减，分贝数与放大倍数间的关系为表3.2（P40页） （4）指示电压表：指示电压放大器或功率放大器输出电压的幅度。 （5）功率放大器：对衰减器送来的信号进行功率放大，使之达到额定的功率输出。 （6）阻抗变换器：用于戒备森严匹配不同阻抗的负载，以便获得最大功率输出。 三、巩固看书36－38页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题1、信号发生器的分类2、有效频率范围、频率准确度、稳定度的概念3、 低频信号发生器组成框图及各框图的作用。 教后感： 3、4课时 一、复习低频信号发生器的组成框图及各框图的作用 二、新授XD2型低频信号发生器的使用方法 （一）面板结构 1、频率调节：“频率范围”频段开关；“×1”、“×0.1”、“×0.01”三个“频率调节”旋钮。 2、电压调节：输出细调旋钮、输出衰减开关、指示电压表 3、其它控制键：电源开关、阻尼开关、电源指示灯、输出接线柱 （二）使用方法 1、频率调节 粗调：输出信号频率范围1Hz－1MHz，按十进制分成六个频段实行步进调节频率范围：1Hz－1MHz 波段I：1Hz－10Hz；波段II：10Hz－100Hz；波段III：100Hz－1KHz 波段IV：1KHz－10KHz；波段V：10KHz－100KHz；波段VI：100KHz－1MHz ：各频段所标数值用f min表示，是该波段输出的最低频率 细调：由三个“频率调节”旋钮“×1”、“×0.1”、“×0.01”实现。 若三个频率调节开关“×1”、“×0.1”、“×0.01”的读数分别是a、b、c 则输出信号频率为 f x=f min(a×1+b×0.1+c×0.01) 例1：若输出“频率范围”频段开关置于100Hz档，“频率调节”“×1”、“×0.1”、“×0.01”分别置于4、5、0，则输出信号的频率为多少？ 2、电压调节 输出电压V o=U/Av U：指示电压表读数；Av：衰减倍数 例2：输出衰减至50dB,指示电压表读数为3V，则实际输出电压为多少？ 例3：如何调节低频信号发生器使其输出频率为1.50KHz，电压的大小为4mv的正弦波信号。 3、其它控制件作用 电源开关：开关置ON接通电源，置OFF电源关断。 电源指示：接通电源指示灯亮 阻尼开关：避免指针运动速度过快，被打弯。 保险丝：防止过流、过压损坏仪器。 （三）使用注意事项 1、仪器外壳要接地。（以免感应50HZ的干扰信号。） 2、通电前将电压“输出细调”旋钮置于最小位置。（避免通电瞬间打弯指针） 3、接通电源，指示灯亮，预热3－5分钟。（获得比较稳定的输出） 三、小结： 本节课我们研究了低频信号发生器的面板结构及使用，其输出频率等于各“频率调节”旋钮读数之和乘以频波段开关读数，输出电压等于指示电压表读数除以输 出衰减倍数。 四、巩固： 五、作业：习题3、4、5 教后感： 5、6课时 一、复习1、低频信号发生器的组成框图 2、如何调整低频信号发生器的输出频率和幅度 二、新授：高频信号发生器 1、组成框图 2、各框图的作用 （1）主振级（核心电路）：产生 本仪器频率范围内的载波信号。 （2）调制级： a、放大主振级输出的高频信号 b、在输出级和主振级之间起隔离 作用，提高振荡频率的稳定性。 c、兼作调幅信号的调制 （3）内调制振荡器 调制信号由机内音频信号发生器产生，内调制频率一般取400H Z或1000H Z (4)监测级 载波电压指示：用来监测载波电压，使其保持在1V，可用载波调节幅度旋钮改变 调幅度旋钮：用来指示调幅度值M＝ΔA/A0＝A-B/A+B 操作时调“载波幅度调节”使其为1V 调“调幅度调节”使其为30% （5）输出级：用来完成输出信号的大范围的衰减及输出阻抗的转换。（电路图P41页图3.7） S1细调衰减器（输出－微调） 输出电压0－1V连续可调，标度尺刻度十等分，则数字1、2、3、―――分别对应于0.1V、0.2V、0.3V、――― 注意点：信号要从“0－1V”插孔输出 S2步级衰减器（输出－倍乘） 将“0－1V”插孔信号衰减105倍（定为×1）、衰减104倍（定为×10）、衰减103倍（定为×100）、―――共分为五个档位。 S3电缆分压（在仪器外部作为配件） 一般分为两档×0.1和×1，记作K则有V0＝KV01或V0＝KV02 三、巩固看书40－42页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题1、高频信号发生器的组成框图2、高频信号发生器组成框图的作用。 教后感： 7、8课时 一、复习高频信号发生器的组成框图及各框图的作用 二、新授： （一）高频信号发生器的分类 按产生主振信号的方法不同分为调谐信号发生器、锁相信号发生器、合成信号发生器。 1、调谐信号发生器 主振级采用LC振荡器，改变L调频段、改变电容实现微调。如高频信号发生器就是采用该振荡器。 2、锁相信号发生器 （1）原理框图 （2）工作原理 压控振荡器输出频率F2由 于某种原因发生变化，该相位变 化在鉴相器中与振荡频率F1的 稳定相位相比较，使鉴相器输出 一个与相位差成比例的电压，经 过低通滤波器，要检出直流分量，控制压控元件从而控制输出频率F2，使其频率与 F1保持一致。 （3）特点：输出频率的准确度、稳定度高。 3、合成信号发生器 （1）定义：把一个（或少数几个）高稳定度频率源经过加、减、乘、除及其组合运算，产生在一定频率范围内具有一定频率间隔的一系列离散频率。 （2）几种锁相环电路分析（略） （二）函数信号发生器 1、特点：能够输出正弦波、方波、三角波、锯齿波等多种波形 2、函数发生器的组成方案 （1）由方波产生正弦波、三角波 （2）由正弦波产生方波、三角波 （3）由三角波产生方波、正弦波 三、巩固看书43－50页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题7、8、9 教后感： 第四章电子示波器 教学要求：1、了解电子示波器的结构、特点、分类和基本原理；2、能画出画出双踪示波器的组成框图理解各框图的作用；3、掌握波形显示原理及示波器的测量方法。教学重点：示波器的测量方法。 教学难点：波形显示原理 教学方法：讲授法 教学时间：16 教学过程：1、2课时 一、导入新课示波器的应用 二、新授 （一）概述1、示波器的作用 2、示波器的分类（通用示波器、取样示波器、存储示波器、特种示波器）（二）示波测试的基本原理 1、阴极射线示波管 示波管示波器的核心部件又称阴极射线管(CRT) 参P52图4-1 (1)电子枪 作用---产生一股极细的高速电子束 组成---灯丝F 通电后加热阴极 阴极K：受热发射电子 栅极G：相对K加负偏压可控制电子流强弱辉度调节 分析控制原理（略）（简述亮度调节原理） 第一阳极A1 ：相对K加正偏压（聚焦调节） 第二阳极A2：相对K加更高正偏压（辅助聚焦） *两者起加速和聚焦电子束的作用A1聚焦为主A2加速为主参照P52页图4－1 后加速极：进一步加速，增加辉度 (2)偏转系统 作用---控制电子束偏转 组成---两对相互垂直的偏转板(位于A2与荧屏间) X和Y偏转板 电子束在XY偏转板间电场中受电场力作用而偏离中心向合力方向偏转 偏转灵敏度：S＝Y/V单位：cm/v did/v 单位电压光点移动的距离。 偏转因数：D＝1/S单位：v/cm v/div 偏转1厘米或1格所需加在偏转板上 电压值（峰－峰值） (3)荧光屏 作用---在电子束撞击下发光实现电-光转换 组成---玻管内壁涂荧光粉在高速电子撞击下发光 三、巩固看书51－53页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题1、示波器的作用2、示波器的分类3、示波的结构4、电子枪的组成 及各电极的作用5、什么是偏转灵敏度、偏转因数。 教后感： 3、4课时 一、复习1、示波器的组成 2、示波管的结构 二、新授： 2波形显示原理 (1)扫描 a、Y--加直流电压，X－不加信号显示--上方(或下方)一亮点 b、Y--加周期性变化电压(例正弦波) ，X--不加信号，显示--一垂直亮线 c、Y--不加信号X--加锯齿波电压显示--一水平亮线 扫描 X轴偏转板上加锯齿波电压后使光点在水平方向扫动的过程称为扫描。 锯齿波电压随时间线性变化即相等的时间内电压变化相等，因此相等时间内光点移动的距离相等 扫描在荧屏上形成的水平亮线称为时间基线(时基线)，时基线上的距离反映了时间的变化即相等的时基线长度代表相等的时间，故屏上X轴刻度用t/cm(t/div)表示 (2)波形的形成 Y--加周期性变化电压，X--加锯齿波电压，显示--Y所加信号的波形 当TX=TY时，显示一个周期的信号波形 当TX=2TY时，显示两个周期的信号波形 波形描绘法(描点作图法) 举例说明 a、找出XY上所加两个信号波形的特征点(信号波形的过零点信号幅度变化的 转折点等) b、确定包含全部特征点的特征时刻 c、在各特征时刻确定光点在屏上的位置(示 意)直至周期性重复 d、将各光点按顺序连接成连续曲线 (3)同步 TX=nTY(n为整数) 扫描的后一个周期描绘的波形与前一个周期描绘的波形完全相同在屏上重叠从而得到稳定的波形显示 TX ＝nTY 举例说明 每次扫描描绘的波形在屏上不重叠显示波形不稳定在水平方向移动不停甚至模糊一片无法观测。当TX 同步 扫描电压(X轴的锯齿波电压)周期为被测信号电压(Y轴输入电压)周期的整数倍时称为两者同步可稳定显示信号波形 三、巩固看书53－55页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题1、2、3 教后感： 5、6课时 一、复习1、什么是扫描 2、什么是同步 二、新授 4.3通用电子示波器 一概述 观测一般周期性交流信号和脉冲信号根据可同时观测几个信号波形有单踪双踪多踪等根据可观测信号的频率上限有不同的通频带例20MHZ 二、单踪示波器的组成及原理 1、基本组成 参P56图4.8 Y轴(偏转)系统、X轴(偏转)系统、主机系统三大部分 2、Y轴(垂直)偏转系统被测信号通道 (1)作用---对被测信号进行一定处理(放大衰减等)加至示波管Y轴偏转板，控制电子束垂直方向的偏转 (2)要求---高输入阻抗、高灵敏度、宽频带。 (3)组成及原理 1、输入电路：对信号进行预处理(提高输入阻抗、衰减、隔直等) （1）探极：提高输入阻抗特别是减小输入电容以满足高频测量，采用阻容补偿式 分压电路。分为有源探头和无源探头，无源探头的衰减系数有1和10两种。 （2）耦合方式选择开关： a、直接输入显示直流和交流成分 b、GND--输入接显示零信号时的时基线(零电平基线) c、AC---经隔直电容输入显示交流成分 （3）步进衰减器：对输入大信号衰减 采用阻容补偿式分压器多挡开关切换 注意点：标注刻度不是衰减倍数，而是偏转因数。 2、前置放大电路 实现单端输入转换为双端输出以满足Y轴偏转要求，兼有一定的放大作用为使衰减比不受影响。要求高输入阻抗，采用射极跟随器和差动放大器。 3、延迟级：延迟被测信号保证波形完整显示。触发扫描时扫描由被测信号启动，故扫描开始必须迟于被测信号的到达波形(特别是其前沿部分)不能完整显示插入延迟级使被测信号延迟一段时间到达Y轴偏转板(扫描电压信号先到达X轴偏转板)从而保证了被测信号波形的完整显示 4、后置放大器：宽频带稳定放大信号，满足Y轴偏转板驱动电压要求，采用射极跟随器和差动放大器 5、触发放大器：使触发信号有足够的幅度驱动触发整形电路。 6双踪显示原理：（1）组成框图（2）交替（3）断续 三、巩固看书57－58页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题4、5、6 教后感： 7、8课时 一、复习1、示波器的组成框图 2、Y、X通道的作用 二、新授：示波器的水平系统 (1)作用---产生一个与时间呈线性关系的电压(锯齿波电压)作为扫描电压，加至X轴偏转板控制电子束水平方向的偏移形成时基线。 (2)要求---锯齿波线性良好能与被测信号同步且有一定的放大作用 (3)组成及原理参见图4.17 1、触发电路：把触发信号转换为时基发生器所能接受的触发脉冲 a触发信号源选择 内(INT)--- 触发信号为Y轴系统的被测信号；外(EXT)--- 触发信号为外部另外输入的信号 电网(LINE)--- 触发信号为供电电源信号(工频) b触发方式选择 自动(AUTO)---有触发信号时产生触发脉冲实现触发扫描显示被测信号波形，无触发信号时自动扫描形成时基线；常态(NORM)---有触发信号时产生触发脉冲用 于25HZ实现触发扫描显示被测信号信号观测波形；无触发信号时不扫描无时基线 c触发耦合选择 DC---直接耦合；AC---交流耦合；AC（H）高频耦合 d触发极性(钭率)(SLOPE) “+”触发点位于触发信号的上升段；“－”触发点位于触发信号的下降段e触发电平(LEVEL)调节 2、扫描发生器电路 作用：放大扫描电压或X轴外输入电压作为X轴偏转。时基发生器产生锯齿波扫描电压a锯齿波扫描电压的实际波形 扫描正程时间：对应光点从左右移动的时间；扫描逆程时间：对应光点从右左返回的时间；等待时间：对应光点停留在左端起始位置停留的时间；T---扫描信号周期b扫描时间因数调节 c附加电路 3、X轴放大器 4、连续扫描、触发扫描 5、主机系统 （1）作用---示波管显示被测信号波形 （2）低压电源：为示波器内部各部分电路提供稳定直流低压 （3）高压电源提供示波管各电极的正负直流高压 （4）校准信号发生器产生供示波器自校的幅度、频率固定的电压 三、巩固看书60－65页内容 四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。 五、作业：习题1、触发电路的作用2、扫描电路的作用3水平放大电路的作用4、什 么是连续扫描、触发扫描、自动扫描。 教后感：