《电工与电子技术电子商务电子课件第1章 常用电子仪器的使用ppt.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工与电子技术电子商务电子课件第1章 常用电子仪器的使用ppt.pptx（72页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
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2、使用任务概述 本章主要使用Multisim仿真软件，对直流稳压电源、毫伏表、示波器和音频信号发生器四种常用电子仪器进行虚拟仿真操作，从而更直观的了解它们的功能，掌握其操作方法，为后续的学习提供最基本的操作技能。所需设备本章四个任务所需设备如下表所示：组成名称数量硬件设备Windows计算机1台工具软件Multisim仿真软件1套PARTONE1直流稳压电源的使用01/任务目标掌握在仿真软件Multisim中，如何根据原理图搭建仿真电路01了解直流稳压电源的基本组成、操作方法以及用途02观察并记录实验结果，分析电路中电流随电压如何变化0302/原理图03/Multisim仿真软件界面介绍设计管理
3、窗口设计工作窗口系统工具条 主菜单元器件工具条正在使用的元件列表仿真开关虚拟仪表工具条选择仿真器件04/任务步骤1搭建仿真电路2电路仿真3结束仿真4步骤1：选择仿真器件放置直流电压源和地注意：每次进入器件选择窗口，只能选择一个器件。选择“Sources”选择“POWER_SOURCES”选择“DC_Power”和“GND”显示选中的器件符号01步骤1：选择仿真器件放置电阻（器件调整方向快捷键“Ctrl+R”）选择“Basic”选择“RESISTOR”选择“12”02步骤1：选择仿真器件放置电压表和电流表（注意正、负极方向，且电流表串联连接，电压表为并联连接）。选择“Indicators电压表选
4、择“VOLTMETER”电流表选择“AMMETER”03水平水平翻转垂直翻转垂直步骤2：搭建仿真电路按原理图连接线路，完成仿真电路搭建，如下图所示。电流表电压表步骤3：电路仿真点击仿真按钮 ，开始电路仿真，读取电压表、电流表读数记录于表中。（双击器件或仪表，可查看和设置参数）电压/V681012141618电流/A步骤4：结束仿真点击仿真按钮 ，结束电路仿真。结束开始暂停05/必备知识-直流稳压电源界面介绍 直流稳压电源是把交流电源转换成直流电源的装置。其实物面板示例如右图所示。不同品牌或型号的直流稳压电源，其面板、功能、规格等不尽相同，实际使用前，应先阅读说明书等资料，了解其参数、使用方法、
5、注意事项等，以免因使用不当造成仪器损坏。05/必备知识-直流稳压电源的组成 直流稳压电源主要由电源变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路四部分组成，如图所示。05/必备知识-直流稳压电源的分类 按电路原理分：串联型直流稳压电源，其应用最广泛。并联型直流稳压电源，一般用于输出电压和电流固定不变的情况。开关型直流稳压电源，常用于输出功率较大的场合，如彩色电视机中大多数都采用开关电源，它有很多优点，但是电路较复杂。01 按使用的器件分：晶体管直流稳压电源晶闸管直流稳压电源集成电路直流稳压电源0205/必备知识-直流稳压电源的使用方法 直流稳压电源的操作方法很简单。连接负载时，需注意确保电源输出端与负
6、载正、负极性连接正确。电源输出端的“+”接负载的正极，输出端的“-”接负载的负极或地。通电前，应用万用表测量输出电压是否符合负载需求，以免损坏负载。05/必备知识-直流稳压电源的性能指标最大输出电流等0801输出电压范围02最大/最小输入输出电压差03输出负载电流范围电压调整率04电流调整率05纹波抑制比06温度稳定性07最大输入电压06/任务拓展1、如果供电电压不变，改变电阻R1的阻值，此时电流随电阻如何变化？二者成什么关系？2、在Multisim仿真软件中，请用一个直流电流源、一个100欧姆电阻以及红色LED（通态电流5mA）及电流表和电压表构成仿真电路，模拟直流稳压源的恒流输出模式，观察
7、改变电流源电流大小，电流表的读值大小如何变化？PARTTWO2示波器的使用01/任务目标掌握Multisim中如何搭建仿真电路，仿真示波器波形如何调整、如何读值等01了解示波器的基本组成、操作方法以及用途02初步掌握用虚拟双通道示波器观察信号波形和测量信号参数的方法03掌握正弦交流电相关参数的测量和计算0402/原理图选择仿真器件04/任务步骤1搭建仿真电路2电路仿真3结束仿真4步骤1：选择仿真器件放置交流电压源和地选择“Sources”选择“POWER_SOURCES”选择“AC_Power”和“GND”显示选中的器件符号01步骤1：选择仿真器件放置电阻（器件调整方向快捷键“Ctrl+R”）
8、选择“Basic”选择“RESISTOR”选择“10k”02步骤1：选择仿真器件放置电容选择“Basic”选择“CAPACITOR”选择“0.01”03步骤1：选择仿真器件放置虚拟示波器（注意有双通道和四通道示波器，本任务以前者为例）。04双通道示波器步骤2：搭建仿真电路按原理图连接线路，完成仿真电路搭建，如下图所示。交流电流源双通道示波器步骤3：电路仿真 点击仿真按钮 ，开始电路仿真。双击示波器观察波形，记录相应数值于表中并计算。（调整时基标度，可以将波形拉长或缩短，该值决定了在屏幕上显示波形的多少；调整通道A或通道B下方的刻度，可以调整波形纵向的拉长或缩短。）标线测量值计算值峰-峰值/V半
9、周期/ms幅值/V有效值/V周期/ms频率/J42.42610.023步骤4：结束仿真点击仿真按钮 ，结束电路仿真，保存仿真电路图，关闭Multisim软件。05/必备知识-正弦交流电 正弦交流电是指大小和方向随时间作规律变化的交变电流。以电压为例，其波形如图所示。正弦交流电的主要参数如下：波峰波谷02频率。每秒钟内电流方向改变的次数叫做频率，通常用f表示，单位为赫兹（Hz），f=1/T。01周期。交流电变化一个循环所需的时间。通常用T表示，单位为秒（s）03峰-峰值。一个周期内，信号最大值（波峰）和最小值（波谷）之间的差值，在此用Up-p表示。04幅值。也称最大值、振幅或峰值，是正弦交流电在
10、周期性变化时，出现的最大的瞬时值。如图1-24中，Um即为幅值，Um=Up-p/2。05有效值。正弦交流电的有效值等于其幅值的0.707倍。05/必备知识-示波器结构和原理 示波器在电子测量中应用非常广泛，其利用电子示波管（又称阴极射线管CRT）的特性，将人眼无法直接观测的电信号转换成图像，显示在荧光屏上进行测量。利用示波器能够观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以测量不同电信号的电压、电流、频率、周期和相位及观察电信号的形状（如非线性失真等）等。示波器主要由显示屏和操作面板及探头三部分组成，实物示例如右图所示。05/必备知识-示波器的分类 模拟示波器又可细分为通用示波器、取样示波器
11、、记忆示波器和专用（特种）示波器等。其中通用示波器应用最为广泛，它是将要观测的信号经衰减、放大后送入示波器的垂直通道，同时用该信号驱动触发电路，产生触发信号送入水平通道，最后在示波管上显示出信号波形。01 数字示波器是将输入信号数字化后，经由数/模转换器再重建波形。它不仅具有记忆、存储被测信号的作用（故又称数字存储示波器），还可以用来观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号。02 示波器主要可以分为模拟示波器和数字示波器两类。05/必备知识-示波器使用的技术指标01频宽和上升时间。其决定了可以观测的被测信号最高频率脉冲信号的最小宽度02扫描速度。扫描速度越快，展示高频信号或窄脉冲波形的能
12、力越强03垂直偏转因数（灵敏度）。其决定了对被测信号在垂直方向的展示能力04输入阻抗。必须选择输入阻抗大而输入电容小的示波器05输入耦合方式。通常有交流（AC）、直流（DC）和地（GND）三种06触发源选择方式。通常有内触发（INT）、电源触发（LINE）和外触发（EXT）05/必备知识-示波器的使用注意事项01注意机壳必须接地，检查供电电压与仪器要求是否相符等02亮点辉度要适中不宜过亮，且光点不应长时间停留在同一点，以免损坏荧光屏。03严格限制接入信号幅度，有大信号接入示波器时，需要先预估信号电平，并选用合适的衰减器对信号进行衰减，防止大信号烧毁示波器输入通道。04接口和线缆避免热插拔05示
13、波器探头接入时，宜缓慢均匀用力，避免损坏接插端口06探头使用时，注意避免拉、拽及折弯，避免撞击或掉落等06/任务拓展1、请在下图中，读出该交流电源的波峰和波谷电压各是多少？2、将示波器通道B接在电容与电阻相连处，读取B通道读值，并观察此时A和B通道波形有什么现象？PARTTHREE3音频信号发生器的使用01/任务目标掌握Multisim中如何搭建仿真电路01了解音频信号发生器的基本组成、操作方法以及用途0202/原理图选择仿真器件04/任务步骤1搭建仿真电路2电路仿真3结束仿真4步骤1：选择仿真器件放置电阻、地和电感（其中电感选择方法如下）选择“Basic”选择“INDUCTOR”选择“100
14、mH”显示选中的器件符号01步骤1：选择仿真器件放置虚拟示波器和信号发生器（音频信号发生器在Multisim中，选择用函数发生器代替，且信号源选择正弦波。）02双通道示波器函数发生器步骤2：搭建仿真电路按原理图连接线路，完成仿真电路搭建，如下图所示。函数发生器/信号发生器步骤3：电路仿真-信号发生器的设置 双击函数发生器，将信号源设置为正弦波，振幅为10mV，频率依次设置为100Hz、200Hz、1kHz、10kHz和100kHz，参数设置如图所示。信号源步骤3：电路仿真-周期和频率的测试 点击仿真按钮 ，开始电路仿真。观察不用频率的波形，并读取和计算相应数据，将结果记录于表中。正弦波信号频率
15、示波器读值计算值周期/ms频率/Hz100Hz200Hz1kHz10kHz100kHz步骤3：电路仿真-峰峰值的测试 确认仿真开关关闭，将信号发生器频率设为1kHz，分别测量幅值为5mV、100mV、500mV、1V、5V、10V时，示波器对应波形的峰峰值，并计算有效值（正弦波电压有效值Urms=0.707Um，Um为最大值或幅值，是峰峰值的一半）正弦波电压幅值示波器读值计算值峰峰值有效值5mV100mV500mV1V5V10V步骤4：结束仿真点击仿真按钮 ，结束电路仿真，保存仿真电路图，关闭Multisim软件。05/必备知识-音频信号发生器 音频信号发生器也称低频信号发生器，是用于产生音频
16、范围内正弦波信号的发生器。其常作为测试或检修时用的信号源，广泛用于测试低频电路、音频传输网络、广播和音响等电声设备。其面板示意图如图所示。05/必备知识-音频信号发生器的组成 音频信号发生器主要包括主振器、放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器、指示电压表等，组成框图如图所示。核心。产生频率可调的正弦信号源，且决定了输出信号的频率范围和稳定度一般包括电压和功率放大器，以实现输出一定电压幅度和功率的要求一般包括电压和功率放大器，以实现输出一定电压幅度和功率的要求对衰减器输出的电压信号进行功率放大，是信号发生器能达到额定的功率输出用于监测信号发生器的输出电压或对外来的输入电压进行测量用于匹配不
17、同阻抗的负载，以便在负载上获得最大输出功率05/必备知识-音频信号发生器的技术指标内容性能指标频率范围一般为1Hz20kHz（已延伸到1MHz），且均匀连续可调频率准确度1%3%频率稳定度一般为0.1%0.4%/h输出电压010V连续可调输出功率0.55W连续可调非线性失真范围0.1%1%输出阻抗有50，75，150，600，5k等几种输出形式平衡输出与不平衡输出05/必备知识-音频信号发生器的使用注意事项01只能用于检测音频放大器，不用于高频和中频放大器电路等非音频放大器中02输出引线要采用金属屏蔽线，以减小外部干扰03输出的信号大小、频率是可以连续调整的。在使用中要掌握这些调整方法，否则不
18、仅会影响测试结果，甚至会损坏电路。04输出阻抗与放大器电路的输入阻抗不匹配时，会引起信号失真05注意输出引线不可接反，否则会引起干扰，尤其是小信号是干扰更严重06对于电子管音频信号发生器，在使用前要预热10分钟，晶体管的则不需要06/任务拓展1、将示波器通道B接在电感与电阻相连处，读取B通道读值，并观察此时A和B通道波形有什么现象？2、分别改变电阻值、电感值后，分析仿真结果有什么变化？PARTFOUR4毫伏表的使用01/任务目标掌握Multisim中如何搭建仿真电路01了解毫伏表的基本组成、操作方法以及用途02了解直流源、示波器、信号发生器及毫伏表的综合应用0302/原理图选择仿真器件04/任
19、务步骤1搭建仿真电路2电路仿真3结束仿真4步骤1：选择仿真器件依次放置电解电容10uF和100uF选择“Basic”选择“CAP_ELECTROLIT”选择相应容值的电解电容显示选中的器件符号01步骤1：选择仿真器件放置变阻器选择“Basic”选择“POTENTIOMETER”选择”100k”显示选中的器件符号02步骤1：选择仿真器件放置NPN三极管选择“Transistors”选择“TRANSISTORS_VIRTUAL”选择”BJT_NPN”显示选中的器件符号03步骤1：选择仿真器件放置虚拟示波器和万用表（Multisim中，虚拟万用表可作毫伏表使用）04双通道示波器万用表函数发生器步骤2
20、：搭建仿真电路按原理图连接线路，完成仿真电路搭建，如下图所示。万用表（可作毫伏表使用）步骤3：电路仿真-毫伏表测试 函数发生器参数设为正弦波、频率1kHz且电压幅值为10mV。检查线路无误后，开始仿真。分别双击万用表XMM1和XMM2进入如图界面，其中XMM1测得为输入电压，XMM2测得是输出电压。（万用表选择交流、电压模式）步骤3：电路仿真-波形观察 双击示波器，如图所示为输入、输出波形，观察它们有什么特点。其中A通道为输入波形，B通道为输出波形。输出波形输入波形步骤4：结束仿真点击仿真按钮 ，结束电路仿真，保存仿真电路图，关闭Multisim软件。05/必备知识-毫伏表的工作原理 毫伏表主
21、要有晶体管毫伏表、电子管毫伏表、高频毫伏表等。其中电子管毫伏表主要用于测量音频信号和频率不是很高的交流电压；而晶体管毫伏表则是一种用来测量正弦交流电压有效值的交流电压表，其优点有测量电压范围广、工作频率宽、输入阻抗高、灵敏度高等。晶体管和电子管毫伏表均属于音频毫伏表。高频毫伏表与普通音频毫伏表相比，其测量频率更高，输入阻抗更高，输入电容更小。其实物图及面板介绍示例如图所示。05/必备知识-毫伏表的校正 测量前必须对毫伏表进行校准。01机械调零。接通电源前，对表头进行机械零点的校准02电调零。接通电源后，指示灯亮，带电压指针摆动数次后，将测量选择置于A（或B）输入线短接，调节调零旋钮，使指针在零
22、位置上，即可进行测量。在测量电压时，应首先将量程开关置于合适档位（一般先置于大量程档，然后根据被测电压的大小，再逐步减小到小量程档），而后才能接入被测电压。此时表头指示值即为被测正弦电压的有效值。05/必备知识-毫伏表注意事项01将“量程范围”开关拨至所需测量范围02在低量程档（如1mV1V）,测量时应先接地线，然后再接输入线，测量完毕，则以相反顺序取下，以免因人体感应电位，使电表指针急速打向满刻度而损坏表针。03注意被测电压中的直流分量不得大于最大量程04测量完毕，应将“测量范围”开关放到最大量程，然后关闭电源06/任务拓展1、从上述仿真实验万用表和示波器仿真结果，分析输入电压和输出电压有什么关系？2、调节变阻器R5，观察示波器B通道（输出波形）显示波形如何变化？谢谢!