常用电子仪器的使用2.docx

1、常用电子仪器的使用2附录A 常用电子仪器的使用A.6 频率特性测试仪的使用在各种电路测试中，常常需要对频率特性进行测试，那么频率特性表示什么呢？实际上，它体现了放大器的放大性能与输入信号频率之间的依从关系。某个网络（或系统）的频率特性，一般是指幅频特性。能对频率特性进行观测的仪器是频率特性测试仪，简称扫描仪。它是一种能在示波管屏幕上直接显示被测电路幅频特性曲线的图示测量仪器。用扫频仪监测对网络频率特性进行调整，以及对网络动态快速测量都十分方便。下面以BT3G频率特性测试仪为例介绍频率特性测试仪的使用。A.6.1 BT3G频率特性测试仪面板介绍BT3G频率特性测试仪面板如图A-17所示 ：图A-

2、17 BT-3G频率特性测试仪1.电源开关和电源指示灯；2.辉度旋钮；3. 聚焦旋钮；4. Y轴位移旋钮；5.Y输入端；6.耦合方式选择开关；7.频标选择（10、1MHz；50MHz；外接）；8. 外接频标输入；9. 频标幅度调节旋钮；10. 扫频信号输出端；11. 输出粗衰减调节开关；12. 输出细衰减调节开关；13. 扫频宽度调节；14. 中心频率旋钮；15. 影像极性转换开关；16. Y轴衰减；17. Y轴增益旋钮。A.6.2 主要技术性能1. 扫描范围：2MHz300MHz低端频率以扫宽10MHz为准；中心频率：MHz250MHz；2. 扫频宽度：最宽大于100Hz最窄小于1z；3.

3、扫频非线性：扫宽分别为100z 和20z时，均小于10；4. 输出电压：在0dB衰减时，75终端为0.310（连续振荡以150 MHz为准）温度每变化10附加误差为2.5； 5. 输出电平平坦度：d时，全频段优于0.5d；6. 输出衰减器：粗衰减器：0、10、20、30、40、50、60d，共七档，10d步进；细衰减器：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10d，共十一档，d步进；7. 输出阻抗：75；8. 频率标记：50z频标；10z、z复合频标；外接频标信号标记精度：优于1104 ；标记形式：菱形；外接频标灵敏度：小于0.5； 9. 显示部分垂直灵敏度：20mVcm；10.显示部分输入

4、阻抗：470A.6.3 基本操作1.输入电源电压为220V，按下面板上电源开关，指示灯LED亮。2.调节辉度旋钮，聚焦旋钮，水平扫描线应明亮清晰。3.视输入信号而定，极性开关置“+”或“”，耦合方式置AC或DC。4.零频率标记识别和频标检查：置“频标选择”于10、1MHz档，调扫频宽度和频标幅度适中。顺时针旋转 “中心频率”旋钮，扫描线上的频标向右平移，当旋足时屏幕上应出现零频标，零频标的特征是：它的左侧有一幅度较小的频标作为识别标致，零频标右侧第一个为2MHz频标。确定了零频标后，向右依次是2、3、4MHz频标，满十出现一个大频标，如图A-18所示。逆时针旋转图A-18 零频标识别 “中心频

5、率”旋钮，屏幕上频标向左平移，自零频标起至300MHz范围内频标应该分得清。置“频标选择”于50MHz，调节“中心频率”旋钮，全频段内每间隔50MHz出显1个频率标记，间隔分得清。 检查外接标记时，置“频标选择”于外接，在外接标记输入端输入30MHz的连续波振荡信号，输入幅度约0.5V，此时在显示器上应出现指示30MHz的菱形标记。5.检查扫频信号和扫频宽度：置扫频仪衰减器于0dB、机箱底部“通”“断”开关于“通”、“频标选择”于“10、1”MHz位置，将75射频电缆（粗）接扫频信号输出插座，另一端接低阻检波器“75”输入端，用“50”电缆（细）把低阻检波器输出引入到扫频仪“Y输入”端，调整显

6、示器Y增益，在显示屏幕上出现如图A-19所示的图形。再旋转“中心频率”旋钮，图上的扫频线和频标都相应地跟着移动，在整个扫频范围扫频线应不产生较大起伏。图A-19 扫频信号检查6.检查扫频线性： 调节扫频宽度为100MHz（10、1MHz标记读数），调节中心频率旋钮使标记位置如图A-20所示。则扫频线性：应小于10%。图A-20 检查扫频线性7.检查扫频信号平坦度和衰减器： 调节扫频宽度为100MHz（50、10MHz标记读数）。置衰减器为0dB。调节显示器的“Y位移”旋钮，使扫描基线显示在屏幕的底线上。调节“Y轴增益”使带有标记的信号线离底线约6格，调节“中心频率”旋钮，自零频标至300MHz

7、找出最大幅度为A。增加1dB衰减时，记下幅度A跌落至B。恢复衰减器为0dB时其全频段（2300MHz）内，扫频电压波动应落在A和B 之间，如图A-21所示。图A-21 检查扫频信号平坦度和衰减器8.测量输出电平： 置超高频毫伏表量程于1V档。开机预热十五分钟，反复调零和调满度后待测。 置本仪器粗、细衰减器于0dB。调节中心频于150MHz，扫频宽度最小。机箱底部“通、断”开关于“断”位置，此时用超高频毫伏表测得输出电压应为0.3V。测毕后，“通、断”开关仍恢复于“通”位置。A.6.4 测量实例 例：用BT3G频率特性测试仪测量一个放大器的增益和通频带。1.增益测量步骤如下：零分贝校正：先将75

8、射频电缆接扫频信号输出插座，另一端接低阻检波器“75”输入端，用检波电缆（50）把低阻检波器输出引入到“Y输入”端，“输出衰减”置0dB，“Y衰减”置校正档，调节“Y增益”使扫频电压线与基线之间的距离为整数格H（一般取H=5格）。将经过零分贝校正的频率特性测试仪与被测电路连接好，如图A-22所示。保持“Y增益”旋钮不动，再调节两个“输出衰减”旋钮，使屏幕显示的幅频特性曲线的幅度正好为H，则“输出衰减”的分贝值就等于被测电路的增益。例如：粗衰减为20dB，细衰减为3dB，则增益A23dB。图A-22 测量通频带和增益2.带宽的测量：频标选“10、1”MHz，调节“中心频率”旋钮和“扫频宽度” 旋

9、钮，从屏幕上显示的幅频特性曲线上确定下限频率fL与上限频率fH（根据fL 和），则带宽为BW = fHfL。例如：从幅频特性曲线上，读出曲线弯曲段下降到中频段幅度的0.707时所对应的低端频率fL47NHz、高端频率fH55MHz,则BW 55MHz47MHz8MHz。说明一点，如果被测设备本身带有检波器输出，其输出可直接用电缆馈入显示系统的Y输入端。A.7晶体管特性图示仪的使用 晶体管测量仪器是以通用电子测量仪器为技术基础，以半导体器件为测量对象的电子仪器。用它可以测试晶体三极管（NPN型和PNP型）的共发射极、共基极电路的输入特性、输出特性；测试各种反向饱和电流和击穿电压，还可以测量场效管

10、、稳压管、二极管、单结晶体管、可控硅等器件的各种参数。下面以XJ4810型晶体特性图示仪为例介绍晶体管图示仪的使用方法。图A-23 XJ4810型半导体管特性图示仪A.7.1 XJ4810型晶体管特性图示仪面板功能介绍XJ4810型晶体管特性图示仪面板如图A-23所示：1. 集电极电源极性按钮，极性可按面板指示选择。2. 集电极峰值电压保险丝：1.5A。3. 峰值电压%：峰值电压可在010V、050V、0100V、0500V之连续可调，面板上的标称值是近似值，参考用。4. 功耗限制电阻：它是串联在被测管的集电极电路中，限制超过功耗，亦可作为被测半导体管集电极的负载电阻。5. 峰值电压范围：分0

11、10V/5A、050V/1A、0100V/0.5A、0500V/0.1A四挡。当由低挡改换高挡观察半导体管的特性时，须先将峰值电压调到零值，换挡后再按需要的电压逐渐增加，否则容易击穿被测晶体管。AC挡的设置专为二极管或其他元件的测试提供双向扫描，以便能同时显示器件正反向的特性曲线。6. 电容平衡：由于集电极电流输出端对地存在各种杂散电容，都将形成电容性电流，因而在电流取样电阻上产生电压降，造成测量误差。为了尽量减小电容性电流，测试前应调节电容平衡，使容性电流减至最小。7. 辅助电容平衡：是针对集电极变压器次级绕组对地电容的不对称，而再次进行电容平衡调节。8. 电源开关及辉度调节：旋钮拉出，接通

12、仪器电源，旋转旋钮可以改变示波管光点亮度。9. 电源指示：接通电源时灯亮。10. 聚焦旋钮：调节旋钮可使光迹最清晰。11. 荧光屏幕：示波管屏幕，外有座标刻度片。12. 辅助聚焦：与聚焦旋钮配合使用。13. Y轴选择（电流/度）开关：具有22挡四种偏转作用的开关。可以进行集电极电流、基极电压、基极电流和外接的不同转换。14. 电流/度0.1倍率指示灯：灯亮时，仪器进入电流/度0.1倍工作状态。15. 垂直移位及电流/度倍率开关：调节迹线在垂直方向的移位。旋钮拉出，放大器增益扩大10倍，电流/度各挡IC标值0.1，同时指示灯14亮.16. Y轴增益：校正Y轴增益。17. X轴增益：校正X轴增益。

13、18.显示开关：分转换、接地、校准三挡，其作用是：转换：使图像在、象限内相互转换，便于由NPN管转测PNP管时简化测试操作。接地：放大器输入接地，表示输入为零的基准点。校准：按下校准键，光点在X、Y轴方向移动的距离刚好为10度，以达到10度校正目的。19. X轴移位：调节光迹在水平方向的移位。20. X轴选择（电压/度）开关：可以进行集电极电压、基极电流、基极电压和外接四种功能的转换，共17挡。21. “级/簇”调节：在010的范围内可连续调节阶梯信号的级数。22. 调零旋钮 ：测试前，应首先调整阶梯信号的起始级零电平的位置。当荧光屏上已观察到基极阶梯信号后，按下测试台上选择按键“零电压”，观

14、察光点停留在荧光屏上的位置，复位后调节零旋钮，使阶梯信号的起始级光点仍在该处，这样阶梯信号的零电位即被准确校正。23. 阶梯信号选择开关：可以调节每级电流大小注入被测管的基极，作为测试各种特性曲线的基极信号源，共22挡。一般选用基极电流/级，当测试场效应管时选用基极源电压/级。24. 串联电阻开关：当阶梯信号选择开关置于电压/级的位置时，串联电阻将串联在被测管的输入电路中。25. 重复关按键：弹出为重复，阶梯信号重复出现；按下为关，阶梯信号处于待触发状态。26. 阶梯信号待触发指示灯：重复按键按下时灯亮，阶梯信号进入待触发状态。27. 单簇按键开关：单簇的按动其作用是使预先调整好的电压（电流）

15、/级，出现一次阶梯信号后回到等待触发位置，因此可利用它瞬间作用的特性来观察被测管的各种极限特性。28. 极性按键：极性的选择取决于被测管的特性。29. 测试台：其结构如图A-24所示。图A-24 XJ4810型半导体管特性图示仪测试台30. 测试选择按键： “左”、“右”、“二簇”：可以在测试时任选左右两个被测管的特性，当置于“二簇”时，即通过电子开关自动地交替显示左右二簇特性曲线，此时“级/簇”应置适当位置，以利于观察。二簇特性曲线比较时，请不要误按单簇按键。 “零电压”键：按下此键用于调整阶梯信号的起始级在零电平的位置，见（22）项。 “零电流”键：按下此键时被测管的基极处于开路状态，即能

16、测量ICEO特性。31、32. 左右测试插孔：插上专用插座（随机附件），可测试F1、F2型管座的功率晶体管。33、34、35.晶体管测试插座。36. 二极管反向漏电流专用插孔（接地端）。在仪器右侧板上分布有图A-25所示的旋钮和端子：图A-25 XJ4810型半导体管特性图示仪右侧板37. 二簇移位旋钮：在二簇显示时，可改变右簇曲线的位置，更方便于配对晶体管各种参数的比较。38. Y轴信号输入：Y轴选择开关置外接时，Y轴信号由此插座输入。39. X轴信号输入：X轴选择开关置外接时，X轴信号由此插座输入。40. 校准信号输出端：1V、0.5V校准信号由此二孔输出。A.7.2测试前注意事项为保证仪

17、器的合理使用，既不损坏被测晶体管，也不损坏仪器内部线路，在使用仪器前应注意下列事项：1. 对被测管的主要直流参数应有一个大概的了解和估计，特别要了解被测管的集电极最大允许耗散功率PCM、最大允许电流ICM和击穿电压BVEBO、BVCBO 。2. 选择好扫描和阶梯信号的极性，以适应不同管型和测试项目的需要。3. 根据所测参数或被测管允许的集电极电压，选择合适的扫描电压范围。一般情况下，应先将峰值电压调至零，更改扫描电压范围时，也应先将峰值电压调至零。选择一定的功耗电阻，测试反向特性时，功耗电阻要选大一些，同时将X、Y偏转开关置于合适挡位。测试时扫描电压应从零逐步调节到需要值。4. 对被测管进行必

18、要的估算，以选择合适的阶梯电流或阶梯电压，一般宜先小一点，再根据需要逐步加大。测试时不应超过被测管的集电极最大允许功耗。5. 在进行ICM的测试时，一般采用单簇为宜，以免损坏被测管。6. 在进行IC或ICM的测试中，应根据集电极电压的实际情况选择，不应超过本仪器规定的最大电流，见表A-3。电压范围/V01005001000500允许最大电流/A510.50.1 表A-3 最大电流对照表7. 进行高压测试时，应特别注意安全，电压应从零逐步调节到需要值。观察完毕，应及时将峰值电压调到零。A.7.3基本操作步骤1. 按下电源开关，指示灯亮，预热15分钟后，即可进行测试。2. 调节辉度、聚焦及辅助聚焦

19、，使光点清晰。3. 将峰值电压旋钮调至零，峰值电压范围、极性、功耗电阻等开关置于测试所需位置。4. 对X、Y轴放大器进行10度校准。5. 调节阶梯调零。6. 选择需要的基极阶梯信号，将极性、串联电阻置于合适挡位，调节级/簇旋钮，使阶梯信号为10级/簇，阶梯信号置重复位置。7. 插上被测晶体管，缓慢地增大峰值电压，荧光屏上即有曲线显示。A.7.4测试实例1. 晶体管hFE和值的测量以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2 hFE的测试条件为VCE =1V、IC=10mA。将光点移至荧光屏的左下角作座表零点。仪器部件的置位详见表A-4。表A-4 3DK2晶体管hFE、测试时仪器部件的置位部

20、件置位部件置位峰值电压范围010VY轴集电极电流1 mA /度集电极极性+阶梯信号重复功耗电阻250阶梯极性+X轴集电极电压1V/度阶梯选择20A逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线，如图A-26所示.读出X轴集电极电压Vce =1V时最上面一条曲线（每条曲线为20A，最下面一条IB=0不计在内）IB值和Y轴IC值，可得 hFE = =42.5若把X轴选择开关放在基极电流或基极源电压位置，即可得到图A-27所示的电流放大特性曲线。即 = 图A-26 晶体三极管输出特性曲线 图A-27 电流放大特性曲线PNP型三极管hFE和的测量方法同上，只需改变扫描电压极性、阶梯信号极性、并把光点移

21、至荧光屏右上角即可。2.晶体管反向电流的测试以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2 ICBO、ICEO的测试条件为VCB、VCE均为10V。测试时，仪器部件的置位详见表A-5。逐渐调高“峰值电压”使X轴VCB=10V，读出Y轴的偏移量，即为被测值。被测管的接线方法如图1-28，其中图A-28（a）测ICBO值，图A-28（b）测ICEO值、图A-28（c）测IEBO值。图A-28 晶体管反向电流的测试表A-5 3DK2晶体管反向电流测试时仪器部件的置位 项目部件 位置ICBOICEO峰值电压范围010V010V极性X轴集电极电压2V/度2V/度Y轴集电极电流10A/度10A/度倍率Y

22、轴位移拉出0.1Y轴位移拉出0.1功耗限制电阻5K5K测试曲线如图A-29所示。读数：ICBO=0.5A（VCB=10V） ICEO=1A（VCE=10V） 图A-29 反向电流测试曲线PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相同。可按测试条件，适当改变挡位，并把集电极扫描电压极性改为“”，把光点调到荧光屏的右下角（阶梯极性为“+”时）或右上角（阶梯极性为“”时）即可。3.晶体管击穿电压的测试以NPN型3DK2晶体管为例，查手册得知3DK2 BVCBO、BVCEO、BVEBO的测试条件IC分别为100A、200A和100A。测试时，仪器部件的置位详见表A-6。逐步调高“峰值电压”，被

23、测管按图A-30（a）的接法，Y轴IC=0.1mA时，X轴的偏移量为BVCEO值；被测管按图A-30（b）的接法，Y轴IC=0.2m A时，X轴的偏移量为BVCEO值；被测管按图A-30（c）的接法，Y轴IC=0.1mA时，X轴的偏移量为BVEBO值。表A-6 3DK2晶体管击穿电压测试时仪器部件的置位置位 项目部件BVCBOBVCEOBVEBO峰值电压范围0100V0100V010V极性+X轴集电极电压10V/度10V/度1V/度Y轴集电极电流20A/度20A/度20A/度功耗限止电阻1 k5 k1 k5 k1 k5 k测试曲线如图A-30所示。图A-30 反向击穿电压曲线（NPN） 图A-

24、31 反向击穿电压曲线（PNP）读数：BVCBO=70V（IC=100A）BVCEO=60V（IC=200A）BVEBO=7.8V（IC=100A）PNP型晶体管的测试方法与NPN型晶体管的测试方法相似。其测试曲线如图1-31所示。4.稳压二极管的测试 以2CW19稳压二极管为例，查手册得知2CW19稳定电压的测试条件IR=3mA。测试时。仪器部件置位详见表A-7。逐渐加大“峰值电压”，即可在荧光屏上看到被测管的特性曲线，如图A-32所示。表A-7 2CW19稳压二极管测试时仪器部件的置位部件置位部件置位峰值电压范围AC 010VX轴集电极电压5V/度功耗限止电阻5 kY轴集电极电流1mA/度

25、读数：正向压降约0.7V，稳定电压约12.5V。5.整流二极管反向漏电电流的测试以2DP5C整流二极管为例，查手册得知2DP5的反向电流应500nA。测试时，仪器各部件的置位详见表A-8。逐渐增大“峰值电压”，在荧光屏上即可显示被测管反向漏电电流特性，如图A-33所示。读数：IR=4div0.2A0.1(倍率)=80 nA测量结果表明，被测管性能符合要求。 图A-32 稳压二极管特性曲线 图A-33 二极管反向电流测试 表A-8 2DP5C整流二极管测试时仪器部件的置位部件置位部件置位峰值电压范围010VY轴集电极电流0.2A/度功耗限制电阻1 k倍率Y轴位移拉出0.1X轴集电极电压1V/度6

26、.二簇特性曲线比较测试以NPN型3DG6晶体管为例，查手册得知3DG6晶体管输出特性的测试条件为IC=10 mA、VCE=10V。测试时，仪器部件的置位详见表A-9。将被测的两只晶体管，分别插入测试台左、右插座内，然后按表1-8置位各功能键，参数调至理想位置。按下测试选择按钮的“二簇”琴键，逐步增大峰值电压，即可要荧光屏上显示二簇特性曲线，如图A-34所示。 表A-9 二簇特性曲线测试时仪器部件的置位部件置位部件置位峰值电压范围010VY轴集电极电流1 mA/度极性+“重复关”开关重复功耗限制电阻250阶梯信号选择开关10A/级X轴集电极电压1V/度阶梯极性+ 当测试配对管要求很高时，可调节“

27、二簇位移旋钮”（37），使右簇曲线左移，视其曲线重合程度，可判定其输出特性的一致程度。 图A-34 二簇输出特性曲线A.8 数字电桥的使用在科研和生产中，经常要测量电子元件的参数，即电阻的阻值、电容器的电容、电感器的电感以及品质因数Q等。使用8501型LCR数字电桥，可十分方便地测量上述参量。下面介绍这种电桥的使用方法。A.8.1 8501型LCR数字电桥面板介绍 8501型LCR数字电桥面板如图A-35示：1. 测试夹：被测元件由此接入；2. 读数显示器：测量值由4位7段LED显示器显示；3. 量程指示：显示被测量的单位（单位右侧的小方块为红色LED指示灯），如图A-36所示；4. 功能控制

28、按键：测量控制按键由6个功能键组成（每个按键内的小方块为红色LED指示灯），如图A-37所示；5. 电源输入插座；6. 电源开关。图A-35 8501 LCR数字电桥 图A-36 数字电桥量程指示 图A-37 数字电桥功能控制按键A.8.2 主要技术性能1. 可测参数：R、L、C、Q；2. 测量方式：等效串联或等效并联；3. 测量频率：100Hz或1KHz；4. 测量频率准确度：标称值的0.025%；5. 元件最高端电压：0.3V有效值；6. 测量速度：每秒2次；7. 入元件后准确读数最大等待时间：1秒；8. 显示器：4位LED显示、小数点自动移位；9 . 测量范围： R ：0.000100M

29、 L ：0.0H9999H C ：0.0pF9999F Q ：0.009910.基本准确度：0.25%（读数）1个数字；11.极限分辨度：R：0.001 ； L：0.1H；C：0.1pF；12.基本准确度条件：测量频率： 100HZ 1KHZ电感范围（Q10）： 2mH2000H 200uH200H电容范围（Q10）： 2nF2000F 200pF200F电阻范围（Q0.1）： 12M 12M 13.输入保护： 容量为1000F以内，充电不大于50V的电容接入时，输入端可受到保护；14. 消耗功率：25W。A.8.3 基本操作1. 加电首先将电源线带IEC一端接到电桥左后方的IEC插座上，另一端插入合适的电源插座上，搬动电桥左后方的船形开关，即使电桥通电。通电后，显示器、量程及功能指示器随之变亮。电桥可自动置于电感、电容测量档，并联等效及1KHz频率状态。正常情况下，内部电路加电几秒钟后即能稳定，便可进行测量。2. 被测元件的接入方法通常径向引线的元件可直接插入组合测试夹夹板内，而接入特殊柔性引线的元件时，应借助夹板离合器进行，该离合装置位于测试夹的正下方。接入轴向引线元件时，为避免扭折引线，可采用轴向转接头，先把这两个配件分别插入测试夹的两端，再将其间距调正到适合元件测量的位置