二极管半波整流及发光二极管的使用.doc

二极管半波整流及发光二极管的使用一、实验目的1、掌握二极管的特性。2、学会识别使用发光二极管。3、掌握信号发生器的使用方法。4、示波器的使用。二、实验元件及设备1、整流二极管（1） 发光二极管（2） 电阻 万用板。2、烙铁 直流稳压电源 信号发生器 示波器。三、实验原理四、实验步骤1、选择测试元器件2、设计电路，并焊接3、加入直流电压测试4、接入交流信号测试5、绘出波形图分析并写实验报告五、注意事项1、二极管在焊接时容易烫伤2、发光二极管的正负极3、接入的电压值不宜过大信号发生器 信号发生器一般区分为函数信号发生器及任意波形发生器，而函数波形发生器在设计上又区分出模拟及数字合成式。众所周知，数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信号的信噪比（S/N）均优于模拟，其锁相环（PLL）的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动（phaseJitter）及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但毕竟是数字式信号源，数字电路与模拟电路之间的干扰，始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发.这是通用模拟式函数信号发生器的结构，是以三角波产生电路为基础经二极管所构成的正弦波整型电路产生正弦波，同时经由比较器的比较产生方波,换句话说，如果以恒流源对电容充电，即可产生正斜率的斜波。 v 面板标志说明及功能如下：(1)衰减（dB）：按下此按钮可产生20dB或40dB的衰减；若两只按钮同时按下，则可产生60dB的衰减。(2)波形选择：可以进行输出波形的选择，当波形选择脉冲波时，与“10”配合使用可以改变脉冲占空比。(3)频率倍乘：此开关与“12”、“14”配合选择工作频率，外测频率时选择闸门时间。(4)计数：控制频率计内测和外测频率信号的选择。外测率信号衰减选择，按下时信号衰减20dB。(5) HZ：指示频率单位，灯亮时有效。(6) KHZ：指示频率单位，灯亮时有效。(7) 闸门：此灯闪烁，说明频率计正在工作。(8)溢出：当频率超过6个LED所显示范围时灯亮。(9)数字LED：所有内部产生频率或外测时的频率均由此6个LED显示。(10) 电源：按下开关电源接通，频率计显示。(11)计数输入：外测频率时，信号从此输入。(12)频率调节：与“3”配合选择工作频率。(13)压控输入：外接电压控制频率输入端。(14)频率微调：与“12”配合微调工作频率。(15)同步输出：输出波形为TTL脉冲，可作同步信号。(16)直流偏置：拉出此旋钮可设定任何波形电压输出的直流工作点，顺时针方向为正，逆时针方向为负，将此旋钮推进则直流电位为零。(17)电压输出：电压输出波形由此输出，阻抗为50。(18)占空比：当“2”选择脉冲时，改变此电位器可以改变脉冲的占空比。(20)幅度：调节幅度电位器可以同时改变电压输出和正弦波功率输出幅度。(19)(21)正弦波功率输出：当波形选择为正弦波时，有正弦波输出；当选择其它波形时输出为零；当F200KHZ时，电路会保护而无输出。开关SW1的选择即可让充电速度呈倍数改变，也就是改变信号的频率，这也就是信号源面板上频率档的选择开关。可以改变频率，这也就是信号源上调整频率的电位器，只不过需要简单地将原本是电压信号转成电流而已。 而在占空比调整上的设计有下列两种思路： 改变电平的幅度，亦即改变方波产生电路比较器的参考幅度，即可达到改变脉宽而频率不变的特性，但其最主要的缺点是占空比一般无法调到20%以下，导致在采样电路实验时，对瞬时信号所采集出来的信号有所变动，如果要将此信号用来作模数（A/D）转换，那么得到的数字信号就发生变动而无所适从。但不容否认的在使用上比较好调。 2、占空比变，频率跟着改变，其方法如下： 将方波产生电路比较器的参考幅度予以固定（正、负可利用电路予以切换），改变充放电斜率，即可达成。 这种方式的设计一般使用者的反应是“难调”，这是大缺点，但它可以产生10%以下的占空比却是在采样时的必备条件。 以上的两种占空比调整电路设计思路，各有优缺点，当然连带的也影响到是否能产生“像样的”锯齿波。 接下来PA（功率放大器）的设计。首先是利用运算放大器（OP），再利用推拉式（push-pull）放大器（注意交越失真Cross-distortion的预防）将信号送到衰减网路，这部分牵涉到信号源输出信号的指标，包含信噪比、方波上升时间及信号源的频率响应，好的信号源当然是正弦波信噪比高、方波上升时间快、三角波线性度要好、同时伏频特性也要好，（也即频率上升，信号不能衰减或不能减太大），这部分电路较为复杂，尤其在高频时除利用电容作频率补偿外，也牵涉到PC板的布线方式，一不小心，极易引起振荡，想设计这部分电路，除原有的模拟理论基础外尚需具备实际的经验，“TryError”的耐心是不可缺少的。 PA信号出来后，经过型的电阻式衰减网路，分别衰减10倍（20dB）或100倍（40dB）,此时一部基本的函数波形发生器即已完成。（注意：选用型衰减网络而不是分压电路是要让输出阻抗保持一定）。 一台功能较强的函数波形发生器，还有扫频、VCG、TTL、TRIG、GATE及频率计等功能，其设计方式在此也顺便一提： 1.扫频：一般分成线性（Lin）及对数（Log）扫频； 2.VCG：即一般的FM，输入一音频信号，即可与信号源本身的信号产生频率调制； 上述两项设计方式，第1项要先产生锯齿波及对数波信号，并与第2项的输入信号经过多路器（Multiplexer）选择，然后再经过电压对电流转换电路，同步地去加到图二中的I1、I2上； 3.TTL同步输出：将方波经三极管电路转成0（Low）、5V（High）的TTL信号即可。 但注意这样的TTL信号须再经过缓冲门（buffer）后才能输出，以增加扇出数（FanOut），通常有时还并联几个buffer。而TTLINV则只要加个NOTGate即可； 4.TRIG功能：类似OneShot功能，输入一个TTL信号，则可让信号源产生一个周期的信号输出，设计方式是在没信号输入时，将图二的SWI接地即可； 5.Gate功能：即输入一个TTL信号，让信号源在输入为Hi时，产生波形输出，直到输入为LOW时，图二SWI接地而关掉信号源输出； 6.频率计：除市场上简易的刻度盘显示之外，无论是LED数码管或LCD液晶显示频率，其与频率计电路是重叠的. 2.任意波形发生器，仿真实验的最佳仪器 任意波形发生器是信号源的一种，它具有信号源所有的特点。我们传统都认为信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号（各种波形），然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在电子实验和测试处理中，并不测量任何参数而是根据使用者的要求，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以达到测试的需要。 信号源有很多种，包括正弦波信号源，函数发生器、脉冲发生器、扫描发生器、任意波形发生器、合成信号源等。一般来讲任意波形发生器，是一种特殊的信号源，综合具有其它信号源波形生成能力，因而适合各种仿真实验的需要。 函数信号源是使用最广的通用信号源，它能提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲串等波形，有的还同时具有调制和扫描能力，众所周知，在我们的基础实验中（如大学电子实验室、科研机构研究实验室、工厂开发实验室等），我们设计了一种电路，需要验证其可靠性与稳定性，就需要给它施加理想中的波形以辨别真伪。如我们可使用信号源的DC补偿功能对固态电路控制DC偏压电平；我们可对一个怀疑有故障的数字电路，利用信号源的方波输出作为数字电路的时钟，同时使用方波加DC补偿产生有效的逻辑电平模拟输出，观察该电路的运行状况，而证实故障缺陷的地方。总之利用任意波形发生器这方面的基础功能，能仿真您基础实验室所必须的信号。 信号发生器可用来产生正弦波、三角波和方波等基本波形，且输出波形的频率与幅值连续可调。使用（1）测量、实验的准备工作检查市电电压，确认电压在220V10%范围内。（2）自校检查 在使用本仪器进行测试工作之前，可对其进行自校检查，以确定仪器工作正常与否。（3）函数输出l 终端接有50匹配器的测试电缆，从前面板插座25输出函数信号；l 由频率选择按键15、16选定输出函数信号的频段，由频率调节旋钮4调整输出信号频率，直到所需要的频率值；l 由波形选择按键19选定输出函数的波形：正弦波、三角波或方波；由输出幅度控制件22调节输出信号的幅度；l 由直流电平设定旋钮24设定输出信号所携带的直流电平；l 输出波形占空比调节旋钮2可以改变输出信号的对称性。例如，输出波形为三角波时可使三角波调变为锯齿波；输出为正弦波时可调变为正、负半周分别为不同频率分量的正弦波形，且可移相180o。输出信号电平：TTL标准电平，其频率与50函数输出信号一致。 内部扫频信号输出：有两种扫频方式：对数扫频和线性扫频；分别调节扫描速率调节旋钮11和扫描宽度旋钮10获得所需的扫频信号输出。外部扫频信号输出：“扫描/计数”按键18选定为“外部扫频”；由外部输入插座12输入相应的控制信号，即可得到相应的受 控扫描信号。外测频功能检查“扫描/计数”按键18选定为“外部计数”；用本机提供的测试电缆，将函数信号引入外部输入插座12，观察显示频率应与“信号输出”相同。示波器的使用双踪示波器是目前实验室中广泛使用的一种示波器。MOS-620CH双踪示波器，最大灵敏度为5mV/div,最大扫描速度为0.2s/div,并可扩展10倍使扫描速度达到20ns/div。该示波器采用6英寸并带有刻度的矩形CRT,操作简单，稳定可靠。示波器虽然分成好几类，各类又有许多种型号，但是一般的示波器除频带宽度、输入灵敏度等不完全相同外，在使用方法的基本方面都是相同的。本章以SR-8型双踪示波器为例介绍。 （一）面板装置 SR-8型双踪示波器的面板图如图5-12所示。其面板装置按其位置和功能通常可划分为3大部分：显示、垂直（Y轴）、水平（X轴）。现分别介绍这3个部分控制装置的作用。 1显示部分 主要控制件为： （1）电源开关。 （2）电源指示灯。 （3）辉度 调整光点亮度。 （4）聚焦 调整光点或波形清晰度。 （5）辅助聚焦 配合“聚焦”旋钮调节清晰度。 （6）标尺亮度 调节坐标片上刻度线亮度。 （7）寻迹 当按键向下按时，使偏离荧光屏的光点回到显示区域，而寻到光点位置。 （8）标准信号输出 1kHz、1V方波校准信号由此引出。加到Y轴输入端，用以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度。 2Y轴插件部分 （1）显示方式选择开关 用以转换两个Y轴前置放大器YA与YB 工作状态的控制件，具有五种不同作用的显示方式： “交替”： 当显示方式开关置于“交替”时，电子开关受扫描信号控制转换，每次扫描都轮流接通YA或YB 信号。当被测信号的频率越高，扫描信号频率也越高。电 子开关转换速率也越快，不会有闪烁现象。这种工作状态适用于观察两个工作频率较高的信号。 “断续”：当显示方式开关置于“断续”时，电子开关不受扫描信号控制，产生频率固定为200kHz方波信号，使电子开关快速交替接通YA和YB。由于开关动作频率高于被测信号频率，因此屏幕上显示的两个通道信号波形是断续的。当被测信号频率较高时，断续现象十分明显，甚至无法观测；当被测信号频率较低时，断续现象被掩盖。因此，这种工作状态适合于观察两个工作频率较低的信号。 “YA”、“YB ”：显示方式开关置于“YA ”或者“YB ”时，表示示波器处于单通道工作，此时示波器的工作方式相当于单踪示波器，即只能单独显示“YA”或“YB ”通道的信号波形。 “YA + YB”：显示方式开关置于“YA + YB ”时，电子开关不工作，YA与YB 两路信号均通过放大器和门电路，示波器将显示出两路信号叠加的波形。 （2）“DC-AC” Y轴输入选择开关，用以选择被测信号接至输入端的耦合方式。置于“DC”是直接耦合，能输入含有直流分量的交流信号；置于“AC”位置，实现交流耦合，只能输入交流分量；置于“”位置时，Y轴输入端接地，这时显示的时基线一般用来作为测试直流电压零电平的参考基准线。 （3）“微调V/div” 灵敏度选择开关及微调装置。灵敏度选择开关系套轴结构，黑色旋钮是Y轴灵敏度粗调装置，自10mv/div20v/div分11档。红色旋钮为细调装置，顺时针方向增加到满度时为校准位置，可按粗调旋钮所指示的数值，读取被测信号的幅度。当此旋钮反时针转到满度时，其变化范围应大于2.5倍，连续调节“微调”电位器，可实现各档级之间的灵敏度覆盖，在作定量测量时，此旋钮应置于顺时针满度的“校准”位置。 （4）“平衡” 当Y轴放大器输入电路出现不平衡时，显示的光点或波形就会随“V/div”开关的“微调”旋转而出现Y轴方向的位移，调节“平衡”电位器能将这种位移减至最小。 （5）“ ” Y轴位移电位器，用以调节波形的垂直位置。 （6）“极性、拉YA ” YA 通道的极性转换按拉式开关。拉出时YA 通道信号倒相显示，即显示方式（YA+ YB ）时，显示图像为YB - YA 。 （7）“内触发、拉YB ” 触发源选择开关。在按的位置上（常态) 扫描触发信号分别取自YA 及YB 通道的输入信号，适应于单踪或双踪显示，但不能够对双踪波形作时间比较。当把开关拉出时，扫描的触发信号只取自于YB 通道的输入信号，因而它适合于双踪显示时对比两个波形的时间和相位差。 （8）Y轴输入插座 采用BNC型插座，被测信号由此直接或经探头输入。 3X轴插件部分 （1）“t/div” 扫描速度选择开关及微调旋钮。X轴的光点移动速度由其决定，从0.2s1s共分21档级。当该开关“微调”电位器顺时针方向旋转到底并接上开关后，即为“校准”位置，此时“t/div”的指示值，即为扫描速度的实际值。 （2）“扩展、拉10” 扫描速度扩展装置。是按拉式开关，在按的状态作正常使用，拉的位置扫描速度增加10倍。“t/div”的指示值，也应相应计取。采用“扩展 拉10”适于观察波形细节。 （3）“ ” X轴位置调节旋钮。系X轴光迹的水平位置调节电位器，是套轴结构。外圈旋钮为粗调装置，顺时针方向旋转基线右移，反时针方向旋转则基线左移。置于套轴上的小旋钮为细调装置，适用于经扩展后信号的调节。 （4）“外触发、X外接”插座 采用BNC型插座。在使用外触发时，作为连接外触发信号的插座。也可以作为X轴放大器外接时信号输入插座。其输入阻抗约为1M。外接使用时，输入信号的峰值应小于12V。 （5）“触发电平”旋钮 触发电平调节电位器旋钮。用于选择输入信号波形的触发点。具体地说，就是调节开始扫描的时间，决定扫描在触发信号波形的哪一点上被触发。顺时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的正向部分，逆时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的负向部分。 （6）“稳定性” 触发稳定性微调旋钮。用以改变扫描电路的工作状态，一般应处于待触发状态。调整方法是将Y轴输入耦合方式选择（AC-地-DC）开关置于地档，将V/div开关置于最高灵敏度的档级，在电平旋钮调离自激状态的情况下，用小螺丝刀将稳定度电位器顺时针方向旋到底，则扫描电路产生自激扫描，此时屏幕上出现扫描线；然后逆时针方向慢慢旋动，使扫描线刚消失。此时扫描电路即处于待触发状态。在这种状态下，用示波器进行测量时，只要调节电平旋钮，即能在屏幕上获得稳定的波形，并能随意调节选择屏幕上波形的起始点位置。少数示波器，当稳定度电位器逆时针方向旋到底时，屏幕上出现扫描线；然后顺时针方向慢慢旋动，使屏幕上扫描线刚消失，此时扫描电路即处于待触发状态。 （7）“内、外” 触发源选择开关。置于“内”位置时，扫描触发信号取自Y轴通道的被测信号；置于“外”位置时，触发信号取自“外触发X 外接”输入端引入的外触发信号。 （8）“AC”“AC（H）”“DC” 触发耦合方式开关。 “DC”档，是直流藕合状态，适合于变化缓慢或频率甚低（如低于100Hz）的触发信号。“AC”档，是交流藕合状态，由于隔断了触发中的直流分量，因此触发性能不受直流分量影响。“AC（H）”档，是低频抑制的交流耦合状态，在观察包含低频分量的高频复合波时，触发信号通过高通滤波器进行耦合，抑制了低频噪声和低频触发信号（2MHz以下的低频分量），免除因误触发而造成的波形幌动。 （9）“高频、常态、自动” 触发方式开关。用以选择不同的触发方式，以适应不同的被测信号与测试目的。“高频”档，频率甚高时（如高于5MHz），且无足够的幅度使触发稳定时，选该档。此时扫描处于高频触发状态，由示波器自身产生的高频信号（200kHz信号），对被测信号进行同步。不必经常调整电平旋钮，屏幕上即能显示稳定的波形，操作方便，有利于观察高频信号波形。“常态”档，采用来自Y轴或外接触发源的输入信号进行触发扫描，是常用的触发扫描方式。“自动”挡，扫描处于自动状态（与高频触发方式相仿），但不必调整电平旋钮，也能观察到稳定的波形，操作方便，有利于观察较低频率的信号。 （10）“、” 触发极性开关。在“”位置时选用触发信号的上升部分，在“”位置时选用触发信号的下降部分对扫描电路进行触发。 （二）使用前的检查、调整和校准 示波器初次使用前或久藏复用时，有必要进行一次能否工作的简单检查和进行扫描电路稳定度、垂直放大电路直流平衡的调整。示波器在进行电压和时间的定量测试时，还必须进行垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准。示波器能否正常工作的检查方法、垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准方法，由于各种型号示波器的校准信号的幅度、频率等参数不一样，因而检查、校准方法略有差异。 （三）使用步骤 用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线，在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。 1选择Y轴耦合方式 根据被测信号频率的高低，将Y轴输入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置于AC或DC。 2选择Y轴灵敏度 根据被测信号的大约峰-峰值（如果采用衰减探头，应除以衰减倍数；在耦合方式取DC档时，还要考虑叠加的直流电压值），将Y轴灵敏度选择V/div开关（或Y轴衰减开关）置于适当档级。实际使用中如不需读测电压值，则可适当调节Y轴灵敏度微调（或Y轴增益）旋钮，使屏幕上显现所需要高度的波形。 3选择触发（或同步）信号来源与极性 通常将触发（或同步）信号极性开关置于“+”或“-”档。 4选择扫描速度 根据被测信号周期（或频率）的大约值，将X轴扫描速度t/div（或扫描范围）开关置于适当档级。实际使用中如不需读测时间值，则可适当调节扫速t/div微调（或扫描微调）旋钮，使屏幕上显示测试所需周期数的波形。如果需要观察的是信号的边沿部分，则扫速t/div开关应置于最快扫速档。 5输入被测信号 被测信号由探头衰减后（或由同轴电缆不衰减直接输入，但此时的输入阻抗降低、输入电容增大），通过Y轴输入端输入示波器。 常见现象没有光点或波形电源未接通。 辉度旋钮未调节好。 X，Y轴移位旋钮位置调偏。 Y轴平衡电位器调整不当，造成直流放大电路严重失衡。 水平方向展不开触发源选择开关置于外档，且无外触发信号输入，则无锯齿波产生。 电平旋钮调节不当。 稳定度电位器没有调整在使扫描电路处于待触发的临界状态。 X轴选择误置于X外接位置，且外接插座上又无信号输入。 两踪示波器如果只使用A通道（B通道无输入信号），而内触发开关置于拉YB位置，则无锯齿波产生。 垂直方向无展示输入耦合方式DC-接地-AC开关误置于接地位置。 输入端的高、低电位端与被测电路的高、低电位端接反。 输入信号较小，而V/div误置于低灵敏度档。 波形不稳定稳定度电位器顺时针旋转过度，致使扫描电路处于自激扫描状态（未处于待触发的临界状态）。 触发耦合方式AC、AC（H）、DC开关未能按照不同触发信号频率正确选择相应档级。 选择高频触发状态时，触发源选择开关误置于外档（应置于内档。） 部分示波器扫描处于自动档（连续扫描）时，波形不稳定。 垂直线条密集或呈现一矩形t/div开关选择不当，致使f扫描f信号。 水平线条密集或呈一条倾斜水平线t/div关选择不当，致使f扫描f信号。 垂直方向的电压读数不准未进行垂直方向的偏转灵敏度（v/div）校准。 进行v/div校准时，v/div微调旋钮未置于校正位置（即顺时针方向未旋足）。 进行测试时，v/div微调旋钮调离了校正位置（即调离了顺时针方向旋足的位置）。 使用l0 ：1衰减探头，计算电压时未乘以10倍。 被测信号频率超过示波器的最高使用频率，示波器读数比实际值偏小。 测得的是峰-峰值，正弦有效值需换算求得。 水平方向的读数不准未进行水平方向的偏转灵敏度（t/div）校准。 进行t/div校准时，t/div微调旋钮未置于校准位置（即顺时针方向未旋足）。 进行测试时，t/div微调旋钮调离了校正位置（即调离了顺时针方向旋足的位置）。 扫速扩展开关置于拉（10）位置时，测试未按t/div开关指示值提高灵敏度10倍计算。 交直流叠加信号的直流电压值分辨不清Y轴输入耦合选择DC-接地-AC开关误置于AC档（应置于DC档）。 测试前未将DC-接地-AC开关置于接地档进行直流电平参考点校正。 Y轴平衡电位器未调整好。 测不出两个信号间的相位差测不出两个信号间的相位差（波形显示法） 双踪示波器误把内触发（拉YB）开关置于按（常态）位置应把该开关置于拉YB位置。 双踪示波器没有正确选择显示方式开关的交替和断续档。 单线示波器触发选择开关误置于内档。 单线示波器触发选择开关虽置于外档，但两次外触发未采用同一信号。 调幅波形失常t/div开关选择不当，扫描频率误按调幅波载波频率选择（应按音频调幅信号频率选择）。 波形调不到要求的起始时间和部位稳定度电位器未调整在待触发的临界触发点上。 触发极性（+、-）与触发电平（+、-）配合不当。 触发方式开关误置于自动档（应置于常态档）。 触发或同步扫描缓缓调节触发电平（或同步）旋钮，屏幕上显现稳定的波形，根据观察需要，适当调节电平旋钮，以显示相应起始位置的波形。 如果用双踪示波器观察波形，作单踪显示时，显示方式开关置于YA或YB。被测信号通过YA或YB输入端输入示波器。Y轴的触发源选择“内触发一拉YB”开关置于按（常态）位置。若示波器作两踪显示时，显示方式开关置于交替档（适用于观察频率不太低的信号），或断续档（适用于观察频率不太高的信号），此时Y轴的触发源选择“内触发-拉YB”开关置“拉YB”档。 使用不当造成的异常现象示波器在使用过程中，往往由于操作者对于示波原理不甚理解和对示波器面板控制装置的作用不熟悉，会出现由于调节不当而造成异常现象。现把示波器使用过程中，常见的由于使用不当而造成的异常现象及其原因罗列于表5-1中，供示波器使用者参考。测试应用利用示波器所做的任何测量，都是归结为对电压的测量。示波器可以测量各种波形的电压幅度，既可以测量直流电压和正弦电压，又可以测量脉冲或非正弦电压的幅度。更有用的是它可以测量一个脉冲电压波形各部分的电压幅值，如上冲量或顶部下降量等。这是其他任何电压测量仪器都不能比拟的。 1直接测量法 所谓直接测量法，就是直接从屏幕上量出被测电压波形的高度，然后换算成电压值。定量测试电压时，一般把Y轴灵敏度开关的微调旋钮转至“校准”位置上，这样，就可以从“V/div”的指示值和被测信号占取的纵轴坐标值直接计算被测电压值。所以，直接测量法又称为标尺法。 （1）交流电压的测量 将Y轴输入耦合开关置于“AC”位置，显示出输入波形的交流成分。如交流信号的频率很低时，则应将Y轴输入耦合开关置于“DC”位置。 将被测波形移至示波管屏幕的中心位置，用“V/div”开关将被测波形控制在屏幕有效工作面积的范围内，按坐标刻度片的分度读取整个波形所占Y轴方向的度数H，则被测电压的峰-峰值VP-P可等于“V/div”开关指示值与H的乘积。如果使用探头测量时，应把探头的衰减量计算在内，即把上述计算数值乘10。 例如示波器的Y轴灵敏度开关“V/div”位于0.2档级，被测波形占Y轴的坐标幅度H为5div，则此信号电压的峰-峰值为1V。如是经探头测量，仍指示上述数值，则被测信号电压的峰-峰值就为10V。 （2）直流电压的测量 将Y轴输入耦合开关置于“地”位置，触发方式开关置“自动”位置，使屏幕显示一水平扫描线，此扫描线便为零电平线。 将Y轴输入耦合开关置“DC”位置，加入被测电压，此时，扫描线在Y轴方向产生跳变位移H，被测电压即为“V/div”开关指示值与H的乘积。 直接测量法简单易行，但误差较大。产生误差的因素有读数误差、视差和示波器的系统误差（衰减器、偏转系统、示波管边缘效应）等。 2比较测量法 比较测量法就是用一已知的标准电压波形与被测电压波形进行比较求得被测电压值。 将被测电压Vx输入示波器的Y轴通道，调节Y轴灵敏度选择开关“V/div”及其微调旋钮，使荧光屏显示出便于测量的高度Hx并做好记录，且“V/div”开关及微调旋钮位置保持不变。去掉被测电压，把一个已知的可调标准电压s输入轴，调节标准电压的输出幅度，使它显示与被测电压相同的幅度。此时，标准电压的输出幅度等于被测电压的幅度。比较法测量电压可避免垂直系统引起和误差，因而提高了测量精度。 时间的测量示波器时基能产生与时间呈线性关系的扫描线，因而可以用荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数，如周期性信号的重复周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、上升时间（前沿）和下降时间（后沿）、两个信号的时间差等等。 将示波器的扫速开关“t/div”的“微调”装置转至校准位置时，显示的波形在水平方向刻度所代表的时间可按“t/div”开关的指示值直读计算，从而较准确地求出被测信号的时间参数。 相位的测量利用示波器测量两个正弦电压之间的相位差具有实用意义，用计数器可以测量频率和时间，但不能直接测量正弦电压之间的相位关系。利用示波器测量相位的方法很多，下面，仅介绍几种常用的简单方法。 1双踪法 双踪法是用双踪示波器在荧光屏上直接比较两个被测电压的波形来测量其相位关系。测量时，将相位超前的信号接入YB通道，另一个信号接入YA通道。选用YB触发。调节“t/div”开关，使被测波形的一个周期在水平标尺上准确地占满8div，这样，一个周期的相角360被8等分，每1div相当于45。读出超前波与滞后波在水平轴的差距T，按下式计算相位差： =45/divT（div） 如T=1.5div ，则=45/div1.5div=67.5 2李沙育图形法测相位 将示波器的X轴选择置于X轴输入位置，将信号u1接入示波器的Y轴输入端，信号u2接入示波器的X轴输入端。适当调节示波器面板上相关旋钮，使荧光屏上显现一个大小适宜的椭圆（在特殊情况下，可能是一个正圆或一根斜线）。 形成椭圆的原理如图5-13所示。 由图可见，设Y轴偏转板上的信号u1导前于X轴偏转板上的信号u21/8周期，设u2的初相为零，即2=0，因此当u2为零时，u1为一个较大的值。如图中的“0”点。此时，荧光屏上的光点也相应地位于“0”点。随着时间的变化，u1上升，u2也上升，则荧光屏上的光点向右上方移动。当经1/8周期后，u1、u2分别到达“1”点，此时u1到达最大值，u2为一个较大的值，荧光屏上的光点位于相应的“1”。如此继续下去，荧光屏上的光点将描出一个顺时针旋转的椭圆。如果u1滞后于u2则形成一个逆时针旋转的椭圆。当然，这只有在信号频率很低时（如几赫兹），且在短余辉的荧光屏上便会清楚地看到荧光屏上的光点顺时针或逆时针旋转的现象。由上述可见椭圆的形状是随两个正弦信号电压u1、u2相位差的不同而不同。因此可以根据椭圆的形状确定两个正弦信号之间的相位差。在图5-13中设A是椭圆与Y轴交点的纵坐标，B是椭圆上各点坐标的最大值。由图可见，A是对应于t=0时u1的瞬时电压，即 A=Um1sin1 B是对应于u1的幅值，即 B=Um1 于是 A/B=（Um1sin1）/ Um1= sin1 来表示。在实际测试中为读数方便，常读取2A，2B（或2C，2D），按式 =arc sin（2A/2B）或=arc sin（2C/2D） 来计算相位差。 图5-14所示的各种图形分别表示正弦信号电压在不同相位差时的情况。不难看出，如果椭圆的主轴在第1和第3象限内，则相位差在090或270360之间；如果主轴在第2和第4象限内，相位差在90180或180270之间。 图5-14 不同相位差时的图形 频率的测量用示波器测量信号频率的方法很多，下面介绍常用的两种基本方法。 1周期法 对于任何周期信号，可用前述的时间间隔的测量方法，先测定其每个周期的时间T，再用下式求出频率f ：f=1/T 例如示波器上显示的被测波形，一周期为8div，“t/div”开关置“1s”位置，其“微调”置“校准”位置。则其周期和频率计算如下： T=1us/div8div = 8us f= 1/8us =125kHz 所以，被测波形的频率为125kHz。 2李沙育图形法测频率 将示波器置X-Y工作方式，被测信号输入Y轴，标准频率信号输入“X外接”，慢慢改变标准频率，使这两个信号频率成整数倍时，例如fx : fy=1:2，则在荧光屏上会形成稳定的李沙育图形。 李沙育图形的形状不但与两个偏转电压的相位有关，而且与两个偏转电压的频率也有关。用描迹法可以画出ux与uy的各种频率比、不同相位差时的李沙育图形，几种不同频率比的李沙育图形如图5-15所示。 利用李沙育图形与频率的关系，可进行准确的频率比较来测定被测信号的频率。其方法是分别通过李沙育图形引水平线和垂直线，所引的水平线垂直线不要通过图形的交叉点或与其相切。若水平线与图形的交点数为m，垂直线与图形的交点数n，则 fy / fx=m / n 当标准频率fx（或fy）为已知时，由上式可以求出被测信号频率fy（或fx）。显然，在实际测试工作中，用李沙育图形进行频率测试时，为了使测试简便正确，在条件许可的情况下，通常尽可能调节已知频率信号的频率，使荧光屏上显示的图形为圆或椭圆。这时被测信号频率等于已知信号频率。 图5-16常用频率比的李沙育图形 由于加到示波器上的两个电压相位不同，荧光屏上图形会有不同的形状，但这对确定未知频率并无影响。 李沙育图形法测量频率是相当准确的，但操作较费时。同时，它只适用于测量频率较低的信号。注意事项1. 为了仪器操作人员的安全和仪器安全，仪器在安全范围内正常工作，保证测量波形准确、数据可靠、降低外界噪声干扰；通用示波器通过调节亮度和聚焦旋钮使光点直径最小以使波形清晰，减小测试误差;不要使光点停留在一点不动，否则电子束轰击一点宜在荧光屏上形成暗斑，损坏荧光屏。 2.测量系统- 例如示波器、信号源；打印机、计算机等设备等。被测电子设备- 例如仪器、电子部件、电路板、被测设备供电电源等设备接地线必须与公共地(大地)相连。 3. TDS200/TDS1000/TDS2000 系列数字示波器配合探头使用时，只能测量（被测信号- 信号地就是大地，信号端输出幅度小于300V CAT II）信号的波形。绝对不能测量市电AC220V 或与市电AC220V 不能隔离的电子设备的浮地信号。（浮地是不能接大地的，否则造成仪器损坏，如测试电磁炉。） 4.通用示波器的外壳，信号输入端BNC 插座金属外圈，探头接地线，AC220V 电源插座接地线端都是相通的。如仪器使用时不接大地线，直接用 探头对浮地信号测量，则仪器相对大地会产生电位差；电压值等于探头接地线接触被测设备点与大地之间的电位差。这将对仪器操作人员、示波器、被测电子设备带来严重安全危险。 5. 用户如须要测量开关电源(开关电源初级,控制电路) 、UPS(不间断电源)、电子整流器、节能灯、变频器等类型产品或其它与市电AC220V 不能隔离的电子设备进行浮地信号测试时， 必使用DP100高压隔离差分探头。 数字示波器示波器使用中的其他注意事项 (1)热电子仪器一般要避免频繁开机、关机，示波器也是这样. (2)如果发现波形受外界干扰，可将示波器外壳接地. (3)“Y输入”的电压不可太高，以免损坏仪器，在最大衰减时也不能超过400 V.“Y输入”导线悬空时，受外界电磁干扰出现干扰波形，应避免出现这种现象. (4)关机前先将辉度调节旋钮沿逆时针方向转到底，使亮度减到最小，然后再断开电源开关. 模拟示波器(5)在观察荧屏上的亮斑并进行调节时，亮斑的亮度要适中，不能过亮. 示波器分为万用示波表，数字示波器，模拟示波器， 虚拟示波器， 任意波形示波器， 信号发生器， 函数发生器一、基本操作： 1、测量前的准备工作 ()检查电源电压接通电源前务必先检查电压是否与当地电网一致，然后将控制元件。 ()打开电源 电源指示灯亮，约20秒后屏幕出现光迹。调节亮度和聚焦旋钮，使光迹清晰度较好。 （3）调节CH1垂直移位使扫描基线设定在屏幕的中间，若此光迹在水平方向略微倾斜，调节光迹旋转旋钮使光迹与水平刻度线相平行。 （4）校准探头 由探头输入方波校准信号，当荧光屏上出现如图（a）时为最佳补偿，如出现如图（b）和如图（c）所示情况时，可将微调至最佳。（a）最佳补偿 （b）过补偿 （c）欠补偿 2、信号测量的步骤 （1）将被测信号输入到示波器通道输入端。注意输入电压不可超过400DCAC（p-p）。使用探头测量大信号时，必须将探头衰减开关拨到10位置，此时输入信号缩小到原值的10。实际的VOLTSdiv值为显示值的10倍。如果VOLTSdiv为0.5div，那么实际值为0.5div105div。测量低频小信号时，可将探头衰减开关拨到