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1、课程一：常用电子仪器使用要点与电子设计基础知识,电子基础教学实验中心,2007年8月6号,第一篇：常用电子仪器使用要点,目录：双踪模拟示波器晶体管毫伏表函数信号发生器直流稳压电源其它问题,示波器使用要点,示波器是科研单位和实验室常用的一种观测电信号波形的仪器。用它可以进行时域信号的测量，可以测量电信号的波形、周期、相位、幅值、矩形波的上升时间和下降时间等物理参数。,扫描时基微调定量测试时要顺时针置于校准CAL,定量测量使用前的校准,垂直衰减微调旋钮定量测试时要顺时针置于校准CAL,校准信号,调整函数发生器输出一个幅度为1Vpp频率为1000Hz的正弦波信号，打开信号发生器直流偏移DC-OFFS
2、ET开关，调节旁边的偏移量调整电位器，使输出的交流信号中迭加一个直流信号，用示波器观察该信号，并将输入耦合开关分别置于AC、DC两个位置观察波形的变化。,示波器测量技术要点,3.测量叠加了直流的正弦信号 按如下步骤进行课堂练习,2.示波器测量直流信号 按如下步骤进行课堂练习,利用示波器在DC耦合模式下，测量直流稳压电源输出的直流电压，调节电源输出使电压为-12V，再用万用表进行对比测量。,1.使用前的校准,见上页，使用前必需进行扫描时基和垂直幅度微调校准，且聚焦旋钮（FOCUS）应调整到扫描线最清晰位置。,4、相位差的测试TRIG.ALT处于弹起状态,双踪示波法（截距法）示波器垂直方式选择“双
3、踪”显示方式，两通道的零基线重合。被测的两个信号分别接到示波器的两个垂直通道。调节相关旋钮，使屏幕上出现两条大小适中的稳定波形 X:信号一个周期在水平方向所占格数（div）X1：过基线的对应点A，B间的水平距离（截距）,1、打开电源屏幕无显示 在电源指示灯点亮的前提下，首先将辉度电位器（INTEN）右旋到底，将水平和垂直位移调整旋钮（POSITION）调整到中间位置，将触发模式选择开关（TRIGGER MODE）置于自动（AUTO）位置则会观察到扫描线。2、探头接入电路后，屏幕上出现了几乎不随输入信号变化的接近于正弦波频率为50Hz左右的固定波形仔细检查示波器信号电缆是否接地线连接正确或者接地
4、线已经内部断开或探头线实际处于悬空状态。,示波器使用中常见问题,3、波形不稳定：A、检查触发源（SOURCE）选择开关是否和被显示的输入信号通道一致。信号从CH1输入则（SOURCE）选择CH1，信号从CH2输入则（SOURCE）选择CH2。B、如果触发源（SOURCE）选择已经正确，则仔细微调触发电平（LEVEL）旋钮，直到波形稳定。,4、双踪模式下观察低频信号屏幕闪烁？,如果在双踪模式下观察低频信号，必须把波形双踪模式开关ALT、CHOP置于CHOP模式，反之置于ALT模式。,5、通道二（CH2）波形相位相反？,如果把示波器CH2-INV开关按下，则通道二显示波形反相，故一般此开关应处于弹
5、起状态。,6、触发极性开关,开关SLOPE按下去则为负电平触发,处于弹起状态则为正电平触发。,、如何判断测试线的好坏？,可以分别用示波器，毫伏表，万用表来检测。,思考？,如何利用示波器测量矩形波信号是单极性还是双极性？,晶体管毫伏表使用要点,晶体管毫伏表是一种高灵敏度宽带的交流电压表，能够进行20Hz-1MHz之间的交流电压信号（分贝dB）测量的仪表。使用时应根据信号大小，合理的选择量程单位，一般应使指针偏转/左右时测量的误差才较小。由于灵敏度很高，在较小的量程单位上信号线未接入电路（开路）时，感应的交流信号也会引起指针有一定偏转，这是正常现象，待接入电路后这种感应信号的影响就忽略不计了。如何
6、判断毫伏表的好坏。,分贝（dB）:这是一种相对电平概念，包括dBv和dBm仅仅是参考电平不同的两种表示法：【dBm】是指在 600条件下以1mW为参考得到的分贝度量值。V10.775V电压值就是600负载下的0dB参考。（读指针刻度的第四排）【dBv】是指以V1=1V为参考得到的分贝值。（读指针刻度的第三排）,工程中常用0.775V作为参考电平的dBm,毫伏表在不同的量程上测量出的分贝值应加上各量程的修正系数才是信号的真正电平值。交流毫伏表不能测量直流电压信号。交流毫伏表频率响应范围要比普通万用表的宽得多，所以对交流信号的测量一般采用毫伏表而不用万用表的交流档进行测量（万用表交流档一般只用于交
7、流市电频率附近的信号测量）。,注意：,函数信号发生器,函数信号发生器是能够产生1-3MHz，正弦波、方波和三角波的仪器，输出幅度1mVpp-20Vpp。小信号的获取：对于需要输出几mV-几十mV的小信号必须使用输出衰减开关对输出信号衰减后得到。直流偏移：如果要输出单极性信号或含有直流成分的交流信号必须使用直流偏移DC-OFFSET；,课堂练习：让信号源输出一个幅度3Vpp频率10KHz的的负极性方波，使用示波器观察波形。,函数信号发生器的特殊应用,1、输出占空比可调的矩形波2、做为频率计数器3、作为（扫频）、（VCO压控）频率输出,第二篇：电子设计介绍,电子设计是利用基本电子电路原理，设计、制
8、作出合乎要求的电子装置的过程。他是考察学生电子技术基本应用技能、实践创新能力的重要实践过程。主要侧重以下方面：设计内容具有实际意义和应用背景，并考虑到目前教学的基本内容和新技术的应用趋势。学习者综合运用基础知识进行理论设计的能力、创新精神和独立工作能力。,学院科技活动每年一届省电子设计竞赛两年一届，双年份举行电子企业应用专题竞赛NI模拟电路、嵌入式系统等全国大学生电子设计竞赛两年一届，单年份举行挑战杯、机器人大赛等全国课外科技活动竞赛等 每年一届,以上述要求为背景的大学生电子竞赛包括：,一、电子电路的设计方法自顶向下,1、明确系统设计任务和要求 仔细研究题目，反复阅读任务书，对设计任务分析，了
9、解性能、指标、内容及要求 这点十分重要，充分理解题目的要求、每项指标的含义，这是完成综合设计和制作的前提。如果没有搞清题目的要求和出题者的意图就会浪费许多时间和精力而没有达到设计的目的。,2、制订方案与构筑总体框图,对于同一个题目，实现的方案可能是多个，实现的途径和技术路线也可能是多方面的。可以将不同的方案与途径加以对比。从中选择一种方案来实现。选择的原则一般是“相对容易，相对巧妙，性价比高”。一旦方案选定，就着手构筑总体框图，将系统分解成若干个模块，明确每个模块的大体内容和任务、各模块之间的连接关系以及信号在各模块之间的流向等等。总体方案与框图十分重要，可以先来构建总体方案与框图，再将总体指
10、标分配给各个模块，指挥与协调各模块的工作，以达到总体项目的完成。,各模块任务与指标确定后，就可以设计模块中的单元电路了，包括具体电路的形式、电路元、器件的选择、参数的计算等。必要时，还应该参阅一些课外资料，以补充课本知识的不足。这一阶段可以充分检验基础理论知识和工程实践能力，能否将多门课程的知识综合、灵活地应用，对单元电路的原理和功能是否真正理解透彻，能否将各种单元电路巧妙地组合成二个系统来完成某一任务等等。单元电路设计：要注意考虑前后级的关系。各元件参数计算：电路电压、电流、阻抗、功率和标称值。在这一阶段，可以充分利用EDA软件帮助设计电路，优化调整电路结构和元器件数值，直到达到指标要求。注
11、意：尽量采用典型电路和成熟方案不需要每个器件都自己算。,3、单元电路设计、参数计算与EDA计算机仿真,4、元器件选择：,电路是由若干元器件构成的，对元器件性能的深入了解和应用是保证正确设计和达到设计指标的关键之一。有时候，一个元器件的应用或一个新的元器件的出现，将会使系统变得十分容易实现。所以应尽量地了解元器件，除教材以外，平时多看参考资料，上网去查一查，到电子市场去逛一逛，使自己的头脑中“存储”更多的元器件。需要的时候，将会熟能生巧，应用自如。,应该根据器件自身特性和电路要求选择合适的器件。（如工作频率、功率、工作电压等其他指标，可以参阅器件技术手册）一般情况下，在元、器件选择方面，建议在保
12、证电路性能的前提下，尽量选用常见的、通用性好的、价格相对低廉、手头有的或容易买到的。尽量采用集成电路和新器件将可起到事半功倍的效果。一切从实际需求出发，将分离元件与集成电路巧妙地结合起来，而且尽量应用集成电路，以使系统简化，体积小，可靠性提高。,在元器件应用中必须注意以下几个方面：,电源电压的范围是多少？是单电源供电还是需要双电源供电？这点十分重要。若不注意，将+3.3v电源的器件加+5v，将+5v器件加+9v，甚至更高，那器件是必烧无疑。元器件的主要指标是什么？这不外乎是速度和精度两方面。不要以为只要是运放就能作放大器、滤波器。例如要求做一个2MHz带宽的放大器，如果选用LM324，结果无论
13、如何都达不到要求，因为LM324的单位增益带宽积只有1 MHz左右。元器件互相之间的电平匹配如何？元器件的输入阻抗，允许的输入电压、电流范围以及输出驱动负载的能力等等。这一方面会涉及器件的安全，另一方面又可能影响到系统的某些指标能否达到。,二、电路的组装布局、调试与总结,1、组装、布局注意器件极性注意信号之间的相互干扰，连线最短做好输入、输出和其他必要的关键点标示(特别是极性)布局合理、美观、整齐,2、调试 整个调试过程最好也分层次进行，先单元电路，再模块电路，最后系统联调。按照分配的指标、分解的模块，一部分一部分调试，然后将各模块连接起来总调。这一阶段，要充分利用电子仪器来观察波形，测量数据，发现问题，解决问题，以达到最终的目标。通电前检查：连接是否错误通电检查：加入正常电压，观察电路情况有无异常单元电路调试：利用信号源或其他实验仪器判断各单元电路的工作状态整机联调：从最前端到末级进行统调，检查各级动态信号工作情况，分析是否满足设计要求。,课程名称、内容摘要设计内容与要求比较和选定设计的系统方案，画出系统方框图单元电路设计、参数计算和器件选择画出完整的电路图，并说明工作原理组装调试内容（主要调试仪器、调试方法技巧、测试数据与分析、故障以及排除方法）总结方案优缺点，指出实用价值并提出改进方案附上所有的测试数据和曲线等等。列出参考文献,、设计文档整理与总结报告,本课程小结复习要求,
