機械工業出版社書名：電子測量技術與儀器ISBN：978-7-111-34664-7作者：王成安出版社：機械工業出版社本書配有電子課件電子測量技術與儀器ppt課件電子測量技術與儀器

電子教案機械工業出版社課件策劃：王成安課件制作：宋月麗高等職業教育“十二五”規劃教材（電子信息類）電子測量技術與儀器ppt課件第1章電子測量技術的基礎知識第2章常用信號發生器的使用第3章電流和電壓的測量方法與測量儀器第4章頻率和時間的測量技術與測量儀器第5章萬用電橋和Q表的使用第6章晶體管特性圖示儀的使用第7章信號頻譜與電路頻率特性的測量技術第8章數據信號的測量技術第9章智能化測量儀器與自動測量系統第10章虛擬測量技術

目錄電子測量技術與儀器ppt課件第2章常用信號發生器的使用2.1信號發生器的種類和技術指標2.1.1信號發生器的用途測量用信號發生器又稱為信號源，是最基本和應用最廣泛的電子測量儀器之一，它可以給被測設備提供各種不同頻率的正弦波信號、方波信號、三角波信號等，信號的幅值可按需要進行調節，然后由其它的測試儀器觀測被測設備的輸出響應。這個過程如圖2.1所示。測試儀輸出響應被測設備輸入激勵信號發生器圖2.1信號發生器的用途電子測量技術與儀器ppt課件一般來說，信號發生器的用途主要有以下三個方面：1.用作激勵源2.用作信號仿真3.用作校準源2.1.2信號發生器的分類信號發生器一般可分為通用信號發生器和專用信號發生器兩大類。專用信號發生器是為某種特殊用途而設計生產的儀器，能提供特殊的測量信號，如電視信號發生器、調頻信號發生器等。通用信號發生器根據其工作頻率的不同，可分為超低頻、低頻、視頻、高頻、甚高頻、超高頻幾大類。信號發生器的工作頻率范圍見表2.1。類型頻率范圍主要應用超低頻信號發生器0.0001Hz～1kHz電聲學、聲納低頻信號發生器1Hz～1MHz低頻電子技術視頻信號發生器20Hz～10MHz無線電廣播高頻信號發生器200kHz～30MH高頻電子技術甚高頻信號發生器30MHz～300MHz電視、調頻廣播超高頻信號發生器300MHz以上雷達、導航、氣象電子測量技術與儀器ppt課件2.1.3信號發生器的一般組成信號發生器的一般組成框圖如圖2.2所示，主要由振蕩器、變換器、輸出電路、電源、指示器五部分組成。圖2.2信號發生器的一般組成框圖振蕩器變換器輸出電路指示器電源輸出電子測量技術與儀器ppt課件2.1.4信號發生器的主要技術指標信號發生器的技術指標主要包括三項內容。1．頻率特性信號發生器的頻率特性包括有效頻率范圍、頻率準確度和頻率穩定度。（1）有效頻率范圍（2）頻率準確度信號發生器的頻率準確度是指信號頻率的實際值fx與其標稱值f0的相對偏差，其表達式為：（3）頻率穩定度信號發生器的頻率穩定度是指在一定時間內儀器輸出頻率準確度的變化，它表示了信號源維持工作于某一恒定頻率的能力。信號發生器的頻率穩定度是由振蕩器的頻率穩定度來保證的。頻率穩定度可分為短期頻率穩定度和長期頻率穩定度。電子測量技術與儀器ppt課件2．輸出特性（1）輸出形式信號發生器的輸出形式有平衡輸出（或叫對稱輸出u2）和不平衡輸出（或叫不對稱輸出u1）兩種形式，如圖2.3所示圖2.3信號發生器的平衡輸出和不平衡輸出。（2）輸出阻抗（3）電平特性（4）輸出波形及其非線性失真3．調制特性信號源+u2-——+u1-——電子測量技術與儀器ppt課件2.2低頻信號發生器的使用低頻信號發生器的輸出頻率范圍通常為20Hz～20kHz，所以又稱為音頻信號發生器。現代生產的低頻信號發生器的輸出頻率范圍已延伸到1Hz～1MHz頻段，且可以產生正弦波、方波及其它波形的信號。低頻信號發生器廣泛用于測試低頻電路、音頻傳輸網絡、廣播和音響等電聲設備，還可為高頻信號發生器提供外部調制信號。2.2.1低頻信號發生器的組成與技術指標如圖2.4所示，是低頻信號發生器的組成框圖，它包括振蕩器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器和指示電壓表等。指示電壓表振蕩器放大器輸出衰減器功率放大器阻抗變換器電壓輸出S功率輸出電壓輸入振蕩輸出調節圖2.4

低頻信號發生器的組成框圖電子測量技術與儀器ppt課件1.各部分電路的作用振蕩器是低頻信號發生器的核心，其產生頻率可調的正弦信號，一般由RC振蕩器或差頻式振蕩器組成。振蕩器決定了輸出信號的的頻率范圍和頻率穩定度。低頻信號發生器的放大器包括電壓放大器和功率放大器，以達到實現輸出一定電壓幅度和功率的要求。電壓放大器的作用是對振蕩器產生的微弱信號進行放大，并把功率放大器、輸出衰減器以及負載和振蕩器隔離起來，防止對振蕩信號的頻率產生影響，所以又把電壓放大器稱為緩沖放大器。輸出衰減器用于改變信號發生器的輸出電壓或功率，由連續調節器和步進調節器組成。常用的輸出衰減器原理圖如圖2.5所示。圖2.5

衰減器電原理圖圖中的電位器R為連續調節器（電壓幅度細調），電阻R1～R8與開關構成了步進衰減器，開關就是步進調節器（電壓幅度粗調）。調節R或變換開關的擋位，均可使衰減器輸出不同的電壓幅度。步進衰減器一般以分貝（dB）值即20lg（VO/Vi）來標注刻度。波段開關每增加一檔，就增加10dB的衰減量。輸出電路一般還包括電子電壓表，一般接在衰減器之前。經過衰減的輸出電壓應根據電壓表讀數和衰減量進行計算。輸出級包括功率放大器、阻抗變換器和指示電壓表幾部分。功率放大器對衰減器輸出的電子測量技術與儀器ppt課件2.低頻信號發生器的技術指標通用低頻信號發生器的主要技術指標有：（1）頻率范圍1Hz～20kHz（現代儀器已延伸到1MHz），可均勻連續可調。（2）頻率準確度±（1～3）%。（3）頻率穩定度（0.1～0.4）%/小時。（4）輸出電壓0～10V連續可調。（5）輸出功率0.5～5W連續可調。（6）非線性失真范圍（0.1～1）%。（7）輸出阻抗有50Ω、75Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等幾種。（8）輸出形式有平衡輸出與不平衡輸出兩種。2.2.2低頻信號發生器的使用操作盡管低頻信號發生器的型號很多，但它們的使用操作方法基本相同。1．熟悉面板2．掌握正確的操作步驟（1）準備工作（2）輸出頻率調節（4）輸出形式的選擇（3）輸出阻抗的配接電子測量技術與儀器ppt課件一般低頻信號發生器都有兩組輸出端子。一組是電壓輸出插座，它通常輸出0～5V的正弦信號電壓，另一組是功率輸出接線柱，它有輸出Ⅰ、輸出Ⅱ、中心端和接地四個接線柱，如圖2.6所示。圖2.6低頻信號發生器功率輸出端及其接法5）輸出電壓的調節和測讀通過調節幅度調節旋鈕可以得到相應大小的輸出電壓。在使用衰減器（0dB擋除外）時，由于指示電壓表的示值是未經衰減器之前的電壓，故實際輸出電壓的大小應為：示值÷電壓衰減倍數。例如，信號發生器的指示電壓表示值為20V，衰減分貝數為60dB，輸出電壓應為0.02V（20V÷1060/20=0.02V）。表2.2列出了衰減分貝數與電壓衰減倍數的對應關系。表2.2衰減分貝（dB）與電壓衰減倍數的對應關系3.FJ-XD22PS低頻信號發生器的實際操作使用FJ-XD22PS低頻信號發生器是一種多用途的儀器,它能夠輸出正弦波、矩形波尖脈沖、尖脈沖、TTL電平和單次脈沖五種信號，還可以作為頻率計使用，測量外來輸入信號的頻率。FJ-XD22PS低頻信號發生器的面板如圖2.7所示。衰減分貝數/dB102030405060708090電壓衰減倍數3.161031.6100316100031601000031600●FJ-XD22PS低頻信號發生器面板上各旋鈕開關的作用●FJ-XD22PS低頻信號發生器的主要技術性能（1）信號源部分（2）頻率計部分（內測和外測）：

●基本操作步驟●操作實例必須說明的是：該信號發生器的測頻電路的顯示滯后于調節，所以旋轉旋鈕時要緩慢一些；信號發生器本身不能顯示輸出信號的電壓值，需要另配交流毫伏表測量輸出電壓，當輸出電壓不符合要求時，可以選擇不同的衰減再配合調節輸出正弦信號的幅度旋鈕，直到輸出電壓為10mV。若要觀察輸出信號波形，可把信號輸入示波器。需要輸出其它信號，可參考上述步驟進行操作。2.2.3低頻信號發生器的典型應用放大倍數是放大器的重要性能指標之一，包括電壓放大倍數、電流放大倍數、功率放大倍數等。在低頻電子線路中，放大倍數的測量實質上是對電壓和電流的測量。測試電路如圖2.8所示。低頻信號發生器輸出中頻段的某一頻率（如音頻放大器可選1kHz左右）信號，加到被測電路的輸入端。輸入幅度由毫伏表監測，不要過大，否則輸出會失真。輸出同時用毫伏表和示波器測試，使輸出信號在基本不失真、無振蕩和嚴重干擾的情況下進行定量測試。電壓放大倍數為：AV=UO/Ui式中UO——

被測放大器輸出電壓有效值；Ui——

被測放大器輸入電壓有效值。示波器毫伏表被測放大器低頻信號源圖2.8放大器放大倍數的測量連線圖2.3高頻信號發生器的使用

高頻信號發生器也稱射頻信號發生器，通常產生200kHz～30MHz的正弦波或調幅波信號，在高頻電子線路工作特性（如各類高頻接收機的靈敏度、選擇性等）測試中應用較廣。目前，高頻信號發生器的頻率已延伸到30～30MHz的甚高頻信號范圍，且通常具有一種或一種以上調制或組合調制功能，包括正弦調幅、正弦調頻及脈沖調制，特別是具有μV級的小信號輸出，以滿足接收機測試的需要，這類的信號發生器通常也稱為標準信號發生器。高頻信號發生器按調制類型分為調幅和調頻兩種..3.1高頻信號發生器的組成與原理高頻信號發生器組成的基本框圖如圖2.9所示，主要包括主振器、緩沖級、調制級、輸出級、衰減器、內調制振蕩器、監測電路和電源等部分。可變電抗器主振器緩沖級調制級輸出級監測器內調制振蕩器電源外調制輸入輸出圖2.9高頻信號發生器的組成框圖內外FMSAM主振器是信號發生器的核心，一般采用可調頻率范圍寬、頻率準確度高和穩定度好的LC振蕩器，它用于產生高頻振蕩信號。該信號經緩沖后送到調制級進行幅度調制和放大，然后再送至輸出級輸出，進而保證有一定的輸出電平調節范圍。監測器監測輸出的載波電平和調制系數，電源電路用于提