常用电子仪器仪表使用

常用电子仪器仪表使用

模拟电子技术实验中，常用的电子仪器仪表主要有双踪示波器、低频信号发生器、低频交流毫伏表、直流稳压电源、万用表等。这些仪器仪表的主要用途以及与实验电路的联系如图 8.1所示。

图 8-1

一、实验目的

• 初步了解常用电子仪器的功能与使用方法；掌握用示波器获取稳定波形并测量有关参数的方法。

2、会用万用表测试晶体二极管、三极管；学习使用半导体特性图示仪测试晶体管的方法。

二、实验仪器

双踪示波器： GOS620； 函数信号发生器：SG1651；

交流毫伏表： SG2172； 直流稳压电源： SS1792C；

数字万用表： MS8222D 半导体特性图示仪：XJ4810或XJ4820

三、实验内容及步骤

1、用交流毫伏表测量低频信号发生器输出的正弦信号电压：

将低频信号发生器（或称信号源）的输出端接至交流毫伏表输入端（注意：两仪器必须“共地”）。将信号源波形选择置“正弦”，频率调为“ 1kHz”，输出衰减先置于“0dB”，调节“输出幅度”旋钮，使LED数字表头指示值V S 为 11V左右（峰—峰值）。然后，将毫伏表量程由最大档位100V逐级切换为10V档，

观察该表读数，使读数为4V。依次按下信号源“输出衰减”至20dB、40dB、60dB,并相应调整毫伏表量程。分别记录毫伏表读数，结果填入表8-1

表

8-1

（ V S ＝ 4V、 f S ＝ 1kHz）

注： 输出衰减倍率 K（dB）＝ 20lg（V S /V X ）

2、用示波器观察波形

将示波器“ Y1轴输入”端接信号源输出端（两仪器仍必须“共地”），参照附录I.2中有关GOS620双踪示波器观察波形的方法，调节“Y1灵敏度”，“X灵敏度”及“触发方式，触发电平”等旋钮，使荧光屏上得到一稳定的正弦波。保持信号源V S ＝ 4V，依次改变 f S 为： 100Hz、1kHz、10kHz、100kHz，并适当调整X轴扫描速度，观察所测波形。

3、用示波器测量波形的周期和幅度

将频率为 1kHz、幅度为3V左右的正弦信号送入示波器输入端。将示波器扫描开关“T/cm”上的微调旋钮置“校准”位置，此时，“T/cm”的指示值即为屏幕上横向每格（1cm）代表的时间，再观察被测波形一个周期在屏幕水平轴上占据的格数，即可得信号周期 T w

T w ＝ T/cm×格数

调节示波器 Y通道的灵敏度开关“V/cm”，使屏幕上的波形高度适中，此时，“V/cm”的指示值即为屏幕上纵向每格代表的电压值，再观察波形的高度（峰—峰）在屏幕纵轴上占据的格数，即可得信号幅度 V （峰—峰） ：

V （峰—峰） ＝ V/cm×格数

注意： 被测信号若经示波器 10:1探头输入，测得的电压值再乘10，才是实际值。

4、观察人体感应电压的波形和频率

把“ V/cm”置于5V，用手捏住Y输入的探针，调节有关旋钮，使在屏幕上显示出人体感应电压的波形。采用实验内容3中测量波形周期的方法，测得此波形的周期，取其倒数即得频率。

5、测量直流稳压电源电压

开启直流稳压电源，调整输出电压V O 为 8V。

(1) 将数字万用表置直流电压档，并接入稳压源输出端。选择适当量程，尽量使表针偏转接近满量程，读取数据并记录（注意：必须确保不超量程，否则易“打表”）。

(2) 示波器Y1输入置“DC”方式，将探头接至稳压源输出端，选择Y1灵敏度，并观察自0V（接地）参考电平纵向偏转格数，从而换算出V O 数值，并记录。

6、用万用表测试晶体二极管、三极管

(1) 利用万用表判别二极管的极性与好坏。

首先，万用表置欧姆档，此时数字万用表的内部等效电路如图 8-2 所示。 将万用表的红、黑表笔分别接到二极管两端，测其电阻值。

然后红、黑表笔互换连接位置，再一次测量二极管的电阻值。

若两次测试的电阻值一次很大（二极管反偏），另一次很小（二极管正偏），说明二极管完好，而且阻值小的一次，红表笔接触的一端为二极管的正极。

若两次测试的阻值均很大，说明二极管内部开路；而如果两次测试的阻值均很小，则说明二极管内部击穿短路。两种情况均表明：二极管已失去单向导电的特性。 注意： 测试时选用 R×1K档较合适。不宜选用R×100K档，因该档的电源电压较高，容易损坏管子。

(2) 用万用表判别晶体三极管的类型和管脚。

• 判别基极 b 和管子类型。

可以把晶体三极管的结构看作是两个串接的二极管，如图 8-3所示。

由图可见，若分别测试 bc 、 be 、 ce 之间的正反向电阻，只有 ce 之间的正反向两个电阻值均很大（ ce 之间始终有一个反偏的 PN结），由此即可确定 c 、 e 两个电极之外的基极 b 。

然后将万用表黑表笔接 b 极，红表笔依次接另外两个电极，测得两个电阻值，若两个值均很小，说明是 NPN管；若两个值均很大，说明是PNP管。

② 判别发射极 e 和集电极 c 。利用三极管正向电流放大系数比倒置电流放大系数大的原理，可以确定发射极和集电极。

如图 8-4所示，万用表置欧姆档。若是NPN管，则黑表笔接假定 c 极，红表笔接假定 e 极，在 b 极和假定 c 极之间接一个100k W 的电阻（可用人体电阻代替），读出此时万用表上的电阻值。然后作相反的假设，再按图 8-4 连接好，重读电阻值。两组值中阻值小的一次对应的集电极电流 I c 较大，电流放大系数较大，说明三极管处于正向放大状态，该次的假设是正确的。

对于 PNP管，应该将红表笔接假定的 c 极，黑表笔接假定的 e 极，其他步骤相同。

2、用半导体特性图示仪测试晶体管

(1) 测试二极管（锗检波管、LED发光管、硅稳压管）

开启电源，调节辉度，聚焦，按下“显示一接地”键，调 X、Y位移，使亮点位于屏幕左下角，弹出“接地”键。将被测三种二极管依次插入测试板C、E孔；阳极接C，阴极接E。选扫描峰值电压10V。

① 正向 V—I特性

峰值电压极性“ +”；功耗电阻1K W ； X轴（ U ce ）0.5V/div；Y轴（ I c ）1mA/div；然后，调节峰值电压逐渐增加，观察正向特性，并记录开启电压V T 与I D ＝8mA时V D 数值。

② 反向 V—I特性

选峰值电压极性为“ - ”并按下“显示—转换”键，调峰值电压，即可观察反向特性，记录稳压二极管击穿电压 V Z 与I Z ＝8mA时V D 数值。 定性绘出三种二极管的正反向特性曲线。

(2) 测试三极管（锗PNP、硅NPN型小功率晶体管）

① 输出特性

将被测NPN三极管插入C、B、E孔，选阶

梯电流10 m A；级/簇10；阶梯电流极性“+”；其余旋钮同前。顺时针调节峰值电压，观察输出特性曲线（如图 8-5 所示），读取共射电流放大系数

D I C ＝ 1mA/div×格数

D I B ＝ 10 m A/级×10级＝

0.1Ma

图

8-5

换 PNP管插入，将峰值电压极性与阶梯电流极性置为“-”；“显示—转换”键按下。按前项操作并记录 I ceo 与 b 数值。

② BV ceo 的测试：

选峰值电压范围 0—100V；X轴（ U ce ）10V/div；Y轴（ I c ）0.1mA/div；测试选择“零电流”按入。调节峰值电压逐渐增大，记录出现击穿的电压值。

四、预习要求

阅读附录 I . 1GOS620双踪示波器，附录I . 2SG1651函数信号发生器以及附录I . 3SG2172低频交流毫伏表的有关内容，了解其使用方法和有关注意事项。复习有关二极管，三极管特性及主要参数等内容；预习附录I.5中XJ4810半导体特性图示仪的工作原理和使用方法。

五、实验报告

记录实验数据及波形，分析误差原因。定性绘制每种元件所测特性曲线，并标注所记录的重要参数。

六、思考题

1、用低频交流毫伏表测量交流信号电压时，信号频率的高低对读数有无影响？ • 用低频交流毫伏表能否测量方波信号电压？

• 为什么不宜用 R×1或R×10K电阻档检测晶体管？

4、为何用R×100电阻档不能判别LED二极管极性？

5、用图示仪测二极管时，若选择集电极电压范围为50V，并按下AC键。问：坐标原点应调至何位置？功耗限制电阻至少应取多大？

6、用示波器观察波形时，要达到如下要求，应调节哪些旋钮？

波形细而清晰； 亮度适中； X或Y方向位移； 波形稳定；

改变波形幅度； 改变波形显示个数。

7、用示波器观察上述正弦信号时，如果荧光屏上出现图 8-6 所示的某现象之一，试问是因为哪些按键和旋钮的位置不对？并将它们调回到正确的位置。

图 8-6