无线电调试工实训中所用仪器教材.docx

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无线电调试工实训中所用仪器教材

江苏省启东职业教育中心校

项目课程教师教案本

2008~2009学年度第一学期

项目课程名称无线电调试工实践

项目授课教师郝丽娜

实训中所使用到的使用的测量仪器：

（一）CA9000F型示波器的使用方法

1．概述

示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。

它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。

CA9000F型示波器采用贴片工艺生产、扫描和衰减开关均采用编码开关、手感更舒适、接触更可靠，灵敏度高，扫描速率快，是一款比较适合学校、工厂、科研单位使用的示波器。

1）前面板介绍

①CRT：

7－源主电源开关，当此开关开启时发光二极管“6”发亮

1－亮度调节轨迹或亮点的亮度

3－聚焦调节轨迹或亮点的清晰度

4－轨迹旋转半固定的电位器用来调整水平轨迹与刻度线的平行。

30－滤色片使波形显示效果更舒适

②垂直轴

17－CH1（X）输入：

Y1通道输入端，在X-Y模式下，作为X轴输入端。

18－CH2（Y）输入：

Y2通道输入端，在X-Y模式下，作为Y轴输入端。

15、16－ACGNDDC:

选择垂直轴输入信号的输入耦合方式。

AC：

交流耦合

GND：

垂直放大器的输入接地，输入端断开。

DC：

直流耦合

11、12—垂直衰减开关：

调节垂直偏转灵敏度从1mV/div-5V/div分12档。

13、14—垂直微调：

在校正位置时，灵敏度校正为标示值。

8、9—▼▲垂直位移：

调节光迹在屏幕上的垂直位置。

10－垂直方式：

选择CH1和CH2放大器的工作模式

CH1和CH2：

通道1和通道2单独显示。

DUAL：

两个通道同时显示。

ADD：

显示两个通道的代数和CH1＋CH2。

按下CH2INV35按钮，为代数差CH1－CH2。

32—ALT/CHOP：

在双踪显示时，弹出此键，表示通道1和通道2交替显示（通常用在扫描速度较快的情况）；当此键按入时，通道1和通道2同时断续显示（通常用于扫描速度较慢的情况）。

35—CH2INT：

通道2的信号反向，当此键按下时，通道2的信号以及通道2的触发信号同时反相。

③触发

20－外触发输入端子：

用于外部触发信号。

当使用该功能时，触发源选择开关应设置在EXT的位置上。

21－触发源选择：

选择内（INT）或外（EXT）触发

CH1：

当垂直方式设定在DUAL或ADD状态下，选择通道1作为内触发信号源。

CH2：

当垂直方式设定在DUAL或ADD状态下，选择通道2作为内触发信号源。

LINE：

选择交流电源作为触发信号。

EXT：

外部触发信号接于20作为触发信号源。

TRIG.ALT22：

当垂直工作方式为交替状态，而且触发源开关21选在通道1或通道2上，按入此键时，则以交替选择通道1和通道2作为内触发信号源。

23－极性：

触发信号的极性选择。

“＋”为上升沿触发，“－”为下降沿触发。

24－触发电平：

显示一个同步稳定的波形，并设定一个波形的起始点。

向“＋”（顺时针）旋转触发电平增大，向“－”（逆时针）旋转触发电平减小。

27－触发方式：

选择触发方式

AUTO：

自动当没有触发信号输入时扫描在自由模式下。

NORM：

常态当没有触发信号时，踪迹在待触发状态（并不显示）。

TV-V：

电视场使用于观察一场的电视信号时。

TV-H：

电视行使用于观察一行的电视信号。

（仅当同步信号为负脉冲时，方可同步电视场和电视行）。

24－触发电平锁定：

将触发电平旋钮“24”向逆时针方向转到底听到咔嗒一声后，触发电平被锁定在一个固定电平上，这时改变扫描速度或信号幅度时，不再需要调节触发电平，既可获得同步信号。

④时基

26－水平扫描速度开关：

扫描速度分为19档，从0.2μS/div到0.2S/div或0.1μS/div到0.1S/div。

25－水平微调：

微调水平扫描时间，使扫描时间被校正到与面板上TIME/DIV指示的一致。

TIME/DIV扫描速度可连续变化，当顺时针旋转到底微校正位置。

整个延时可达2.5倍甚至更多。

29－水平位移：

调节光迹在屏幕上的水平位置。

31－扫描扩展开关：

按下时扫描速度扩展10倍。

2．基本操作

1）单通道操作

接通电源前务必先检查电压是否与当地电网一致，然后将有关控制元件按下表设置：

功能

序号

设置

电源（POWER）

⑦

关

亮度（INTEN）

①

居中

聚焦（FOCUS）

③

居中

垂直方式（VERTMODE）

⑩

通道1

交替/断续（ALT/CHOP）

释放（ALT）

通道2反向（CH2INV）

释放

垂直位移（POSITION）

⑧⑨

居中

垂直衰减（▲▼VOLTS/DIV）

50mV/DIV

微调（VARIABLE）

CAL（校正位置）

AC-GND-DC

GND

触发源（Source）

通道1

极性（SLOPE）

+

触发交替选择（TRIG.ALT）

释放

触发方式（TRIGGERMODE）

自动

扫描方式（TIME/DIV）

50mS/DIV

微调（SWP.VAR）

校正位置

水平位移（POSITION）

居中

扫描扩展（X10MAG）

释放

将开关和控制部分按以上设置完成后，接上电源线，继续：

（1）电源接通，电源指示灯亮约20秒后，屏幕出现光迹。

如果60秒后还没有出现光迹，请再检查开关和控制旋钮的设置。

（2）分别调节亮度、聚焦，使光迹亮度适中清晰。

（3）调节通道1位移旋钮与轨迹旋钮电位器，使光迹与水平刻度平行（用螺丝刀调节光迹旋转电位器④）。

（4）用10：

1探头将校正信号输入至CH1输入端。

（5）将AC-GND-DC开关设置在AC状态。

一个如图所示的方波将会出现在屏幕上。

（6）调整聚焦使图形清晰。

（7）对于其它信号的观察，可通过调整垂直衰减开关，扫描时间开关，垂直和水平位移旋钮到所需的位置，从而得到幅度与时间都容易读出的波形。

以上为示波器最基本的操作，通道2的操作与通道1的操作相同。

2）双通道操作

改变垂直方式在DUAL状态下，于是通道2的光迹也出现在屏幕上。

通道1显示一个方波（来自校正信号输出的波形），而通道2仅显示一条直线（因为没有信号接到该通道）。

现在将校正信号接到CH2的输入端，将AC-GND-DC开关设置到AC状态，调整垂直位移⑧⑨使两通道的波形如图所示，释放ALT/CHOP开关（置于ALT方式）。

CH1和CH2的信号交替地显示到屏幕上，此设定用于观察扫描时间短路的两路信号。

按下ALT/CHOP开关（置于CHOP方式），CH1和CH2上的信号以250KHz的速度独立的显示在屏幕上，此设定用于观察扫描时间较长的两路信号。

在进行双通道操作时，如选择DUAL或ADD方式，则必须通过触发信号源的开关来选择通道1或通道2的信号作为触发信号。

如果CH1与CH2的信号同步，则两个波形都会稳定显示出来。

不然，则仅有选择了相应触发源的通道可以稳定可以稳定地显示出信号；如果TRIG.ALT开关按下，则两个波形都会同时稳定地显示出来。

3）加减操作

通过设置“垂直方式开关”到“ADD”的状态；可以显示CH1与CH2信号的代数和，如果CH2INV开关被按下则为代数减。

此时，两个通道的衰减设置必须一致。

垂直位置可以通过“▲▼位置键”来调整。

鉴于垂直放大器的线性变化，最好将该旋钮设置在中间位置。

4）触发源的选择

正确的选择触发源对于有效地使用示波器是至关重要的，拥护必须十分熟悉触发源的选择、功能及其工作次序。

（1）MODE开关：

AUTO：

自动模式。

扫描发生器自激振荡产生一个扫描信号；当有触发信号时，它会自动转换到触发状态，通常第一次观察一个波形，将其设置为“AUTO”，当一个稳定的波形被观察到以后，再调整其它设置。

当其它控制部分设定好以后，通常将开关设回“NORM”触发方式，因为该方式更加灵敏。

当测量直流信号或小信号时必须采用“AUTO”方式。

NOPM：

常态，通常扫描发生器保持在静止状态，屏幕上无光迹显示。

当触发信号经过由“触发电平开关”设置的阀门电平时，扫描一次。

之后扫描发生器又回到静止状态，直到下一次被触发。

在双踪显示“ALT”与“CHOP”的扫描时，除非通道1与通道2都有足够的触发电平，否则不会显示。

TV—V：

电视场，当需要观察一个整场的电视信号时。

将MODE开关设置到TV—V，对电视信号的场信号进行同步，扫描时间通常设定到2ms/div（一帧信号）或5ms/div（一场两帧隔行扫描信号）。

TV—H：

电视行，对电视信号的行信号进行同步，扫描时间通常为10us/div，显示几行信号波形，可以用微调旋钮调节扫描时间到所需要的行数。

送入示波器的同步信号必须是负极性。

见图所示：

（2）触发信号源开关

为了在屏幕上显示一个稳定的波形，需要给触发电路提供一个与显示信号在时间上有关联的信号（即触犯发号），触发源开关就是选择触发信号的。

CH1、CH2：

大部分情况下采用的内触发模式。

送到垂直输入端的信号在预放以前分一支到触发电路中。

由于触发信号就是测试信号本身，因此显示屏上会出现一个稳定的波形。

LINE：

用电网交流电源的频率作为触发信号。

这种方法对于测量与电源频率有关的信号十分有效。

如音响设备的交流噪音，可控硅电路等。

EXT：

用外来信号驱动扫描触发电路。

该外来信号因与被测的信号有一定的时间关系，波形即由外来信号触发而显示出来。

（3）触发电平和极性开关

触发信号形成时通过一个预置的阀门电平，调整触发电平旋钮可以改变该电平，向“+”方向时，阀门电平增大，向“—”方向时，阀门电平减小，当在中间位置时，阀门电平设定在信号的平均值上。

触发电平可以调节所显示波形的扫描起点，对于正弦信号，起始相位是可变的。

注意：

如果触发电平的调节过正或过负，也不会产生扫描信号，因为这时触发电平已经超过另外同步信号的幅值。

触发极性开关设置在“+”时，上升沿触发，触发极性开关设置在“—”时，下降沿触发。

（见图所示）。

触发电平锁定：

逆时针调节触发电平旋钮

到底，听到喀哒一声后，触发电平被锁定在一固定值，此时改变信号幅度、频率，不需要调整触发电平即可获得一稳定的波形。

当输入信号的幅度或外触发信号的幅度在以下范围时该功能有效：

CA9020F：

50Hz-5MHz≥1.0DIV（EXT:

0.5V）

5MHz-20MHz≥2.0DIV（EXT:

1V）

CA9040F/CA9060F:

50Hz-10MHz≥1.0DIV（EXT:

0.5V）

10MHz-40MHz≥1.5DIV（EXT:

1V）

40MHz-60MHz≥2DIV（EXT:

1V）

（4）触发交替开关

当垂直方式选定在双踪显示时，该开关用于交替触发和交替显示。

在交替方式下，每一个扫描周期，触发信号交替一次。

这种方式有利于波形幅度、周期的测试，甚至可以观察两个在频率上并无联系的波形。

但不适合于相位和时间对比的测量。

对于次测量，两个同带必须采用同一同步信号触发。

注：

在双踪显示时，如果“CHOP”和“TRIG.ALT”同时按下，则不能同步显示，因为“CHOP”信号成为触发信号。

请使用“ALT”方式或直接选择CH1或CH2作为触发信号源。

本机内置频率计是通过触发源进行计数，使用频率计时，仅适用于AUTO和NORM方式，在触发交替方式下将不能正常计数。

5）扫描速度控制

调节扫描速度旋钮，可以选择您想要观察的波形个数，如果屏幕上显示的波形过多，则调节扫描速度更快一些，如果屏幕只有一个周期的波形，则可以减慢扫描时间。

当扫描速度太快时，屏幕上只能观察到周期信号的一部分。

如被测信号是一个方波信号，可能在屏幕上显示的只是一条直线。

6）扫描扩展

当需要观察一个波形的一部分时，需要很高的扫描速度。

但是如果想要观察的部分远离扫描的起点，则您所要观察的那部分波形可能已经出到屏幕以外。

这时就需要使用扫描扩展开关。

当扫描扩展开关按下后，显示的范围会扩展10倍。

这时的扫描时间是（“扫描速度开关”上的值）/10。

如，1uS/div

可以扩展到100nS/div。

7）X-Y操作

将扫描速度开关设定在X-Y位置时，示波器工作方式为X-Y。

X-轴：

CH1输入

Y-轴：

CH2输入

图4-7

注意：

当高频信号在X-Y方式时，应注意X与Y的频率、相位上的不同。

X-Y方式允许示波器进行常规示波器所不能做的很多测试。

CRT可以显示一个电子图形或两个瞬时的电平。

它可以是两个电平的比较，就像向量示波器视频彩条图形。

如果使用传感器将动态参数（频率，温度，速度等）转换成电压的话，X-Y方式就可以显示这些参数的图形。

一个通用的例子就是频率相位的测试。

这里Y轴对应于信号幅度，X轴对应于频率。

（见图4-8）

在某些场合，需要观察李沙育图形可用X-Y方式，当从X、Y这二个输入端输入正弦信号时在示波管荧光屏上可显示出李沙育图形，根据图形可以推算出二个信号之间频率及相位关系。

（见图4-9）

图4-8

图4-9

8）探头校正

正如以前所述，示波器探头可用于一个很宽的频率范围，但必须进行相位补偿。

失真的波形会引起测量误差。

因此，在测量前，要进行探头校正。

3．测量

1）测量前的检查和调整

为了得到较高的测量精度，减少测量误差，在测量前应对如下项目进行检查和调整。

1．1光迹旋转

在正常情况下，屏幕上显示的水平光迹应与水平刻度线平行，但由于地球磁场与其它因素的影响，会使水平迹线产生倾斜，给测量造成误差，因此在使用前可按下列步骤检查或调整：

（1）预置示波器面板上的控制件，使屏幕上获得一根水平扫描线。

（2）调节垂直移位使扫描基线处于垂直中心的水平刻度线上。

（3）检查扫描基线与水平刻度线是否平行，如不平行，用螺丝刀调整前面板“ROTATION”电位器。

1．2探极补偿

探极的调整用于补偿由于示波器输入特性的差异而产生的误差，调整方法如下：

（1）按（表四）设置面板控制件，并获得一扫描基线。

（2）设置V/DIV为50mV/DIV档级。

（3）将10：

1探极接入Y1通道，并与本机校正信号

连接。

（4）按第四章内容操作有关控制件，使屏幕上获得图5-1波形。

（5）观察波形补偿是否适中，否则调整探极补偿元件，见图5-2

（6）设置垂直方式至“CH2”，并将10：

1探极接入Y2通道，按步骤

（2）~（5）方法检查调整Y2探极。

图5-1图5-2

2）幅值的测量

2．1峰-峰电压的测量

对被测信号波形峰-峰电压的测量，步骤如下：

（1）将信号输入至Y1或Y2插座，将垂直方式置于被选用的通道。

（2）设置电压衰减器并观察波形，使被显示的波形在5格左右，将检查微调顺时针至校正位置。

（3）调整电平使波形稳定（如果是电平锁定，则无须调节电平）。

（4）调节扫描速度开关，使屏幕显示至少一个波形周期。

（5）调整垂直移位，使波形底部在屏幕中某一水平坐标上（见图5-3A点）。

（6）调整水平移位，使波形顶部在屏幕中央的垂直坐标上（见图5-3B点）。

（7）读出垂直方向A、B两点之间的格数。

（8）按下面公式计算被测信号的峰-峰电压值（VP-P）。

VP-P=垂直方向的格数×垂直偏转因数

例如：

图5-3中，测出A-B两点垂直格数为4.2格，用10：

1探极的垂直偏转因数为2V/DIV，则VP-P=2×4.2=8.4（V）

图5-3

2．2直流电压的测量

直流电压的测量步骤如下：

（1）设置面板控制器，使屏幕显示一条扫描基线。

（2）设置被选用通道的耦合方式为“GND”，见图5-4“测量前”。

（3）调节垂直移位，使扫描基线在某一水平坐标上，（即定义此坐标为电压零值。

）（4）将被测电压馈入被选用的通道。

（5）将输入耦合置于“DC”，调节电压衰减器，使扫描基线偏移在屏幕中一个合适的位置上，之前须将微调顺时针旋至校正位置。

（6）读出扫描基线在垂直方向上偏移的格数，见图5-4“测量后”。

（7）按下列公式计算被测直流电压值：

V=垂直方向的格数×垂直偏转因数×偏转方向（+或—）

例如：

图5-4中，测出扫描基线比原基线上移4格，垂直偏转系数2V/DIV。

则V=2×4×（+）=+8（V）

图5-4

2．3幅值比较

在某些应用中，需对两个信号之间的幅值偏差（百分比）进行测量，起步骤如下：

（1）将作为参考的信号馈入Y1或Y2通道。

设置垂直方式为被选用的通道。

（2）调整电压衰减器和微调控制器使屏幕显示幅度为垂直方向5格。

（3）在保持电压衰减器和微调控制器在原位置不变的情况下，将探极从蚕开信号换至欲比较的信号，调整垂直移位使波形底部对准屏幕的0%刻度线。

（4）调整水平移位使波形顶部在屏幕中央的垂直刻度线上。

（5）根据屏幕作侧的0%和100%的百分比标准，从屏幕中央的垂直坐标上读出百分比（1小格等于4%）。

例如：

图5-5中，虚线表示参考波形，幅值为5格，实线为被比较信号波形，垂直幅度为2格，则该信号的幅值为参考信号的40%。

2．4代数迭加

当需要测量两个信号的代数和或差时。

可根据下列步骤操作：

（1）设置垂直方式为“DUAL”，根据信号频率选择“ALT”和“CHOP”。

（2）将两个信号分别馈入Y1和Y2通道。

（3）调节电压衰减器使两个信号的显示幅度适中且VOLTS/DIV必须相同，调节垂直移位，使两个信号波形处于屏幕中央。

（4）将垂直方式置于“ADD”，即得两个信号的代数和显示；若需观察两个信号的代数差，则将Y2反向（开关

按入），图5-6分别示出两个信号的代数和及代数差。

图5-5

图5-6

3）时间测量

3．1时间间隔的测量

对于一个波形中两点间时间间隔的测量，可按下列步骤进行：

（1）将信号馈入Y1或Y2输入插座，设置垂直方式为被选通道。

（2）调整电平使波形稳定显示（如是电平锁定，则无须调节电平）。

（3）将扫描微调顺时针旋至校正位置，调整扫速控制器，使屏幕上显示1-2个信号周期。

（4）分别调整垂直移位和水平移位，使波形中需测量的两点位于屏幕中央水平刻度线上。

（5）测量两点之间的水平刻度，按下列公式计算出时间间隔。

时间间隔（S）=[两点之间水平距离（格）×扫描时间因数（时间/格）]/水平扩展倍数

例如：

在图5-7中，测量A、B两点的水平距离为8格，扫描时间系数为2μS/DIV，水平扩展×1，则：

时间间隔=（2μS/DIV×8DIV）/1=16μS

3．2周期和频率的测量

在图5-7的例子中，所测得到的时间间隔即位该信号的周期T，该信号的频率为1/T，例如T=16μS，则频率为：

f=1/T=1/（16×10-6）=62.5KHz

3．3上升或下降时间的测量

上升或下降时间的测量方法和时间间隔的测量方法一样，只不过是测量被测波形上升（或下降）沿满幅度的10%和90%两出之间的水平轴距离，测量步骤如下：

（1）设置垂直方式为CH1或CH2，将信号馈送到被选中的通道。

（2）调整电压衰减器和微调，使波形的垂直幅度显示5格。

（3）调整垂直移位，使波形的顶部和底部分别位于100%和0%的刻度线上。

（4）调整扫速开关，使屏幕显示波形的上升沿或下降沿。

（5）调整水平位移，使波形上升沿的10%处相交于某一垂直刻度线上。

（6）测量10%到90%两点间的水平距离（格），如波形的上升沿或下降沿较快则可将水平扩展×10，使波形在水平方向上扩展10倍。

（7）按下类公式计算出波形的上升（或下降）时间

上升（或下降）时间=[水平距离（格）×扫描时间因数（时间/格）]/水平扩展倍数

例：

图5-8中破晓上升沿的10%处到90%处的水平距离为2.4格，扫描时间因数1μS/DIV，水平扩展×10，根据公式算出：

上升时间=（1μS/DIV×2.4DIV）/10=0.24μS

3．4时间差的测量

对两个相关信号的时间差测量，可按下列步骤进行：

（1）将参考信号和一个待比较信号分别馈入“Y1”和“Y2”通道。

（2）根据信号频率，将垂直方式置于“交替”或“端续”。

（3）设置触发源为参考信号通道。

（4）调整电压衰减器和微调控制器，使显示合适的幅度。

（5）调整电平使波形稳定显示。

（6）调整T/DIV，使两个波形的测量点之间有一个能方便观察的水平距离。

（7）调整垂直移位，使两个波形的测量点位于屏幕中央的水平刻度线上。

时间差=[水平距离（格）×扫描时间因数（时间/格）]/水平扩展倍数

例：

图5-9中，扫描时间因数置于10μS/DIV，水平扩展×1，测量两点之间的水平距离为1格，则：

时间差=（10μS/DIV×1DIV）/1=10μS

3．5相位差的测量

相位差的测量可参考时间差的测量方法，步骤如下：

（1）按以上的时间差测量方法的步骤

（1）到（4）设置有关控制器。

（2）调整电压衰减器和微调控制器，使两个波形的显示幅度一致。

（3）调整扫描时间开关和微调，使波形的一个周期在屏幕上显示9格，这样水平刻度线上1DIV=40°/格

（4）测量两个波形相对位置上的水平距离（格）。

（5）按下列公式计算出两个信号的相位差

相位差=水平距离（格）×40°/格

例：

图5-10中，测得两个波形相对位置上的距离为1格，则按公式可算出：

相位差=40°/DIV1DIV=40°

4电视场信号测量

本示波器具有显示电视场信号的功能，操作方法如下：

（1）将垂直方式置于“Y1”或“Y2”，将电视信号馈送至被选中的通道。

（2）将触发方式置于“电视”，并将扫速开关置于2mS/DIV。

（3）观察屏幕上显示是否是负极性同步脉冲的信号，如果不是，可将信号该送至Y2通道，并将Y2反相，使正极性同步脉冲的电视信号倒相为负极性同步脉冲的电视信号。

（4）调整电压衰减器和微调控制器，显示合适的幅度。

（5）如需细致观察电视场信号，则可将水平扩展×10。

（二）万用表

MF500B型万用表使用方法

1、概述

万用表是一种可以测量多种电量的多量程便携式仪表，它具有测量种类多、测量范围宽、携带方便等优点。

MF500B型万用表是一种高灵敏度、多量程的携带式整流系仪表，该仪表共有二十四个测量量程，能分别测量交直流电压、直流电流、电阻及音频电平。

适宜于无线电、电讯及电工等单位作一般的测量之用。

1）基本结构

①表盘

表盘由刻度线、指针和机械调零组成，由指针所指刻度线的位置读取测量值，机械调零钉“R1”位于表盘下部中间的位置。

　　MF500型万用表有4条刻度线。

从上往下数，第一条刻度线是测量电阻时读取电阻值的欧姆刻度线。

第二条刻度线是用于交流电压和直流电流读数的共用刻度线。

第三条刻度线是测量10V以下交流电压的专用刻度线。

第四条刻度线是测量三极管放大倍数的专用刻度线。

②表头

该万用表的表头多采用灵敏度高、准确度好的磁电系测量机构。

表头的满刻度偏转电流为40μA左右，测量直流电压时内阻达20KΩ/V。

满偏电流越小，灵敏度越高，测量电压时内阻就越大。

③测量线路

该万用表是一个表头测量多种电量，并具有多种量程。

实现这些功能的关键线路，通过测量线路把被测量转换成磁电系表头所能接受的电流。

万用表的表头满偏电流很小，实际测量时，必须采用分流器。

分流器通常分为开路式分流器和闭路式分流器两大类。

④转换开关

转换开关的作用是选择不同的被测量值和不