《电子技术基础与技能》示波器和信号发生器（讲义）四川省电子信息类 考点讲练测

编写说明：四川省《电子信息类专业考点讲练测》专辑，是依据四川省普通高校招生职业技能电子信息类考试大纲编写的。紧扣电子信息类专业考纲所涉及的三门高考课程的应知应会的77个考点要求，精心编撰了53套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化题、高考模拟、课堂练习、课堂小结以及课后自测等九个环节。 本讲属于四川省《电子信息类专业考点讲练测》的第27套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有四川省《电子信息类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 四川省《电子信息类专业考点讲练测》第27套 【电子技术基础与技能】 示波器和信号发生器 讲义 [考纲要求] 1. 了解通用数字示波器和信号发生器的主要用途、组成； 2. 重点掌握X 增益、Y 增益、通道切换、自动测量等旋(按)钮的操作方法； 3. 掌握探头的正确使用方法； 4. 重点掌握电压的测量方法； 5. 掌握识读、绘制波形图的方法； 6. 掌握用信号发生器产生指定信号的方法。 [思维导图] [知识梳理] 一、数字示波器 （一）组成 数字示波器通常由探头、输入通道、垂直控制系统：包括 Y 增益旋钮、水平控制系统：包括 X 增益旋钮、触发系统、显示系统、测量和分析功能等组成 （二）示波器的正确使用 正确使用示波器要注意以下几点。 1.用光点聚焦，不要用扫描线聚焦 很多使用者习惯于在有扫描线的情况下调节聚焦，当输入信号在Y 方向展开时，就会出现一条带状波形。正确的方法是在未接入信号时先使屏幕上只出现一个亮点，并通过“聚焦”“辉度”及“辅助聚焦”各旋钮的调节，使亮点聚至最小。有时为了使亮点尽量小，宁可将辉度调暗一些，这样有利于提高波形的分辨力，减小测量误差，又可以避免亮点辉度过强而损坏荧光屏。 2.探头的使用 一般示波器与探头应配套使用，不能互换，否则，会带来测量误差。 使用前，可以将探针接至“校正信号”输出端，在屏幕上应显示标准方波。否则，要调节探极进行校正。 3.注意屏幕有效面积的使用 屏幕的有效面积是屏幕比较平整的部分。测量时，应将波形主要部分显示在有效面积范围内，以提高测量的准确度。 4. 善于使用灵敏度选择开关 Y 轴偏转灵敏度开关的最小数值档(即最高灵敏度档)反映观测微弱信号的能力。允许的最大输入信号电压的峰-峰值是由灵敏度开关最大数值档(即最低灵敏度档)决定的。若输入电压超出仪器允许的最大电压(峰—峰值),应先衰减，以免损坏示波器。一般情况下，使用此开关调节波形大小适中，以便能清楚地进行观测。 5.正确使用辉度开关 显示波形时，辉度不宜调得过亮。屏幕上的亮点不要长时间停留在一个位置，以免缩短示波管的寿命。中途暂时不使用时，应将辉度调暗。 （三）操作步骤： 第一：通电预热五到十分钟左右，短接测试探头。屏上出现水平亮线。 第二：调节亮度与聚焦旋钮使扫描线清晰。 第三：调整X、Y位移使扫描线位于屏的中心位置。根据要求选择好信号耦合方式（若只测信号波形，耦合方式开关置于DC） 第四：根据被测信号频率的大小选择扫描时间，一般要求在水平方向上能显示2~3个完整周期的波形。 第五：根据被测波形的幅度选择Y衰减量，一般要求在竖直方向上信号的垂直幅度在2-4个格为宜。若不清楚所测波形的幅度，Y衰减应置于高挡如10V/d（每格10V），观察波形再视其情况逐渐减小直到合乎要求为止。有些示波器探头上放有X×10衰减开关用于测量峰值高的信号，使用X×10探头观察波形时，只需将显示值乘10倍即为被测信号的实际幅度。 第六：完成上述步骤后，再将示波器探头的地线与被测电路地线接通，之后再将示波器探头接入电路测试点。这时显示屏上会出波形，若此时波形不稳，可能是同步不良，可拨动触发方式选择开关和触发极性选择开关，再配合触发电平调节旋钮即可使波形稳定。 第七：读数：如扫描时间选择开关置于0.2ms/d或0.2ms/diV一个完整周期的波形在水平方向上占2.5格，那么，对应频率为：。 如使用X×10挡衰减探头，Y衰减选择开头置于0.2V/diV位置，波形的峰-峰值幅度在Y方向占2.4格，那么峰一峰值为：，如果需要测出直流电平，则应先调好零电平基线并选择直流耦合方式。 其方法是：将输入耦合方式选择置于“”位置，显示屏上显示水平基线，调节Y移位旋钮使水平基线与显示屏的某条标尺线重合，作为零电平基线。再把耦合方式开关置DC挡，探头接人被测点，这时水平基线的移支量即表示直流电平的幅值。 （四）识读、绘制波形图 1.识读波形图：观察示波器屏幕上显示的波形，注意波形的形状、幅度、频率、相位等特征。可以根据波形的特点判断信号的类型和性质。 2.绘制波形图：在纸上或电子文档中，根据示波器屏幕上显示的波形，绘制出波形的形状。注意标注波形的幅度、频率、相位等参数，以及测量时间和其他相关信息。 二、信号发生器 （一）组成 信号发生器产生信号的方法和功能各不相同，但其基本结构一般相同，如图所示。信号发生器主要由主振级、变换器、输出电路、电源和指示器五部分构成。 1.主振级 主振级是信号发生器的核心，由它产生不同频率、不同波形的信号。不同频率、不同波形信号的振荡电路原理、结构是不一样的。信号发生器的重要技术指标(如工作频率、频率的稳定度等)主要是由主振级的性能决定。 2.变换器 变换器是用于完成对主振级产生的信号进行放大、整形及调制等工作，也就是说，变换器可以是电压放大器、功率放大器、整形电路或调制器。一般情况下，主振级输出的信号都比较微弱，需进行放大、整形。 对高频信号发生器而言，它还具有对正弦信号进行调制的作用。 3 .输出电路 输出电路的基本功能是调节输出信号的电平和变换输出阻抗，可以是衰减器、射极跟随器和匹配变压器等，以提高带负载能力。 4. 指示器 指示器用以监测输出信号的电压、频率及调制度，可以是电子电压表、功率计、频率计或调制度测量仪等。使用时，通过指示器调整输出信号的频率、幅度及其他特性。 5 . 电源 电源提供信号发生器各部分的工作电压。通常是将50Hz的市电经过变压、整流、滤波及稳压后得到的直流电压。 （二）用信号发生器产生指定信号的方法 1.选择信号类型：根据需要，在信号发生器的控制面板上选择要产生的信号类型，如正弦波、方波、三角波等。 2.设置信号参数：设置信号的频率、幅度、相位等参数。可以通过旋钮、按钮或数字输入来进行设置。 3.输出信号：将信号发生器的输出接口连接到需要接收信号的设备或电路，然后启动信号发生器，使其输出指定的信号。 4.调整和验证：在输出信号后，可以使用其他测量仪器或设备对信号进行调整和验证，确保信号符合要求。 [师生互动] 1.调节示波器水平位移旋钮，可改变波形______位置。 【答案】水平位移 2.调节示波器垂直位移旋钮，可改变波形______位置。 【答案】垂直位移 3.数字示波器通常由探头、输入通道、______、______、触发系统、显示系统、测量和分析功能等组成。 【答案】垂直控制系统（包括 Y 增益旋钮）、水平控制系统（包括 X 增益旋钮） 4.测量时，应将波形主要部分显示在屏幕的______范围内，以提高测量的准确度。 【答案】有效面积 5.信号发生器主要由主振级、变换器、______、______和指示器五部分构成。 【答案】输出电路、电源 6.用信号发生器产生指定信号时，需选择信号类型、设置______、输出信号并进行______。 【答案】信号参数、调整和验证 [概念强化题] 1.当被测信号频率与锯齿波电压的频率一致时，可实现______的稳定。 【答案】波形 2.数字示波器中自带校正信号的幅度为______ 【答案】3V 3.若示波器探头衰减开关在×1位置，信号电压峰峰值为______读数。 【答案】直接 4.若示波器探头衰减开关在×10位置，则在读取信号电压峰峰值基础上还要乘以 ______倍。 【答案】10 5.信号发生器又称信号源，它可以产生不同______、幅度和波形的各种供测试用的电信号。 【答案】频率 6.函数信号发生器产生信号的方法是：先产生方波，然后变换成三角波，最后再将三角波变换成______ 【答案】正弦波 7.主振电路产生低频正弦振荡信号，经电压放大器放大，达到输出幅度的要求，经输出衰减器可直接输出电压，用主振级输出调节电位器调节输出电压的大小。( ) 【答案】√ 8.数字示波器中灵敏度选择开关的作用是什么？ 【答案】灵敏度选择开关的作用是：Y 轴偏转灵敏度开关的最小数值档（即最高灵敏度档）反映观测微弱信号的能力；允许的最大输入信号电压的峰 - 峰值是由灵敏度开关最大数值档（即最低灵敏度档）决定的。使用此开关可调节波形大小适中，以便清楚地进行观测。 [高考模拟] 一、填空题 1.使用示波器测量信号时，探头一端接______,另一端接示波器。 【答案】被测信号 2.按下______键，可使数字示波器自动根据波形调整水平和垂直系统，使波形稳定显示在屏幕上。 【答案】AUTO 3.数字储存示波器内部是由______、读出显示、系统控制三大部分组成。 【答案】取样存储 4.信号发生器按输出波形分为正弦信号发生器、脉冲信号发生器、______信号发生器和噪声信号发生器。 【答案】函数 5.函数信号发生器输出的常见信号波形有______、方波、三角波3种。 【答案】正弦波 二、判断题(请在说法正确的题后写√, 说法错误的题后写×) 6.函数信号发生器接通电源后不需预热直接使用。( ) 【答案】× 7.函数信号发生器不具有测试外接信号频率的功能。( ) 【答案】× 8.函数信号发生器只能输出单一信号。( ) 【答案】× 9.探头是电信号与示波器连接的桥梁，它是一根普通电线。 ( ) 【答案】× 10.数字存储示波器除了能显示波形外，还同时能直接显示有关的参数。( ) 【答案】√ 11.数字存储示波器只能用于测量数字信号。( ) 【答案】× 三、选择题 12.不属于函数信号发生器产生信号的方法是( ) A.先产生方波，再由变换电路产生正弦波和三角波 B.先产生正弦波，再由变换电路产生方波和三角波 C.正弦波、方波和三角波之间进行转换 D.触发滞后 【答案】D 13.高频信号发生器的输出信号的波形是( )。 A .正弦波 B . 三角波 C.方波 D . 锯 齿 波 【答案】A 14.下列关于调频信号的特点说法错误的是( )。 A.高频载波的频率随低频信号的改变而改变 B.具有较强抗干扰能力 C.调频信号调制与解调的过程比调幅信号调制与解调的过程更复杂 D.不能实现低频信号的远距离传送 【答案】D 15.数字示波器中自带校正信号的频率为( )。 A.1kHz B.2kHz C.3kHz D.4kHz 【答案】A 16.数字示波器中自带校正信号的幅度为( )。 A.0.5V B.1V C.2V D.3V 【答案】D [课堂练习] 一、填空题 1.示波器测量到的信号电压峰峰值为峰值的______倍。 【答案】2 2.某示波器荧光屏显示的脉冲波形水平方向一个周期5DIV, 垂直方向2DIV,当水平扫描速度挡位设置为4μs/DIV时，垂直幅度挡位设置为2V/DIV,该脉冲信号周期为______ 【答案】20μs 3.某示波器荧光屏显示的脉冲波形水平方向一个周期4DIV, 垂直方向2DIV,当水平扫描速度挡位设置为4μs/DIV时，垂直幅度挡位设置为2V/DIV,该脉冲信号频率为______ 【答案】50kHz 4.低频信号发生器中，提高输出信号功率的模块是______变换器。 【答案】阻抗 5.低频信号发生器的内部放大电路主要有______放大器和功率放大器。 【答案】电压 二、判断题(请在说法正确的题后写√, 说法错误的题后写×) 6.示波器可以测试电压、电流、电阻、周期、相位等电量。( ) 【答案】× 7.在示波器测量电信号的过程中，应尽可能将亮度调亮，以便测量者观察减小误差。( ) 【答案】× 8.示波器上显示的波形补偿不正确时可以通过调整探头上的可变电容来修正补偿使之正确。( ) 【答案】√ 9.函数信号发生器只能产生正弦波。( ) 【答案】× 10.函数信号发生器的输出频率和电压均由数码管显示。( ) 【答案】√ 三、选择题 11.为了在示波器荧光屏上得到清晰而稳定的波形，应保证被 测信号与扫描电压同步，即扫描电压的周期应等于被测信 号周期的( )倍。 A .小数 B .百分数 C .整数 D.2/3 【答案】C 12.示波器上的聚焦旋钮是用来调节( )。 A.光点的位置 B.光点的清晰度 C.光点的亮度 D.扫描电压的频率 【答案】B 13.在没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在 ( )状态，若工作在( )状态，则无信号输入时就没有扫描线。 A.常态自动 B.外触发扫描内触发扫描 C.自动常态 D.内触发扫描外触发扫描 【答案】C 14.能够产生高频调幅波信号的仪器是( )。 A.低频信号发生器 B.函数信号发生器 C.高频信号发生器 D.任意信号发生器 【答案】C 15.下列不属于低频信号发生器的组成部分是( )。 A.主振级 B.功率放大级 C.E计数器 D.电压放大器 【答案】C [课堂小结] 1.数字示波器： 组成：由探头、输入通道、垂直和水平控制系统、触发系统、显示系统、测量和分析功能等组成。 正确使用：注意光点聚焦、探头使用、屏幕有效面积使用、灵敏度选择开关使用、辉度开关使用等。 操作步骤：通电预热、调节亮度与聚焦、调整位移与耦合方式、选择扫描时间和Y衰减量、接入被测电路、调整波形稳定、读数。 识读与绘制波形图：观察波形特征判断信号类型和性质，绘制波形图并标注相关信息。 2.信号发生器： 组成：由主振级、变换器、输出电路、电源和指示器五部分构成。 产生指定信号的方法：选择信号类型、设置信号参数、输出信号、调整和验证。 6 学科网（北京）股份有限公司 $$