在使用各种测试设备时，离不开测试线。测试线是连接仪器与被测电路的桥梁，主要包括BNC同轴电缆接插件、钩式接头、香蕉插头、鳄鱼夹、耳机插头等（图1-2-1）。实验时需要按需选用测试线。

1.2.1 万用表

万用表是一种可测量电流、电压和电阻的仪器。最常用的两种万用表是模拟式万用表和数字式万用表，如图1-2-2所示。

两种万用表之间最明显的差别在于模拟式万用表使用指针机构（指针沿校准刻度盘摆转），而数字式万用表则是使用数字电路将输入的测量值转化为数字值直接显示。从技术上说，模拟式万用表的精确度比数字式万用表低，而且读数比较麻烦。此外，模拟式万用表的分辨率为1%，而数字表为0.1%。尽管有这些局限性，在测量中要考虑噪声影响时，模拟式万用表比数字式万用表优越。数字式万用表在噪声较大时工作会出现异常，而模拟式万用表相对地就不受这种干扰的影响。

1．基本功能

1）电压测量

万用表测量电压的关键在于选择合适的电压量程。如果要测量直流电压，量程开关要旋转到直流电压挡。如果要测量交流电压，则量程开关应旋转到交流电压挡。注意：交流挡显示的电压值为交流电压的有效值（V _rms =0.707V _PP ）。万用表设置好后，可将万用表两表笔直接接在要测量电压的两节点上，两点间的电压就可测量出来。例如，图1-2-3显示了测量电阻器两端电压的方法。

2）电流测量

测量电流和测量电压一样简单，唯一不同的是必须将被测电流支路断开。电路开路后，将万用表的两根表笔连接到的两个断点上（万用表是串联接入的）。图1-2-4显示了测试电流的方法。测试交流电流时，万用表必须打到交流有效值挡。

3）电阻测量

万用表测试电阻的方法比较简单，断开被测电阻的电源，将两表笔跨接在被测电路两端即可，如图1-2-5所示。当然，要确认万用表的转换开关预先旋转到电阻挡上。

2．模拟式万用表的工作原理

万用表是集电流表、电压表和欧姆表于一体的多用表。分析掌握这3种表各自的工作原理，对于理解整个万用表的工作原理是很有帮助的。

1）电流表

电流表使用一个直流检流计，检流计的偏转角与流过它的电流成正比。检流计的线圈有一定的内电阻R _m ，这个就意味着测量时R _m （典型的R _m 约为2kΩ）要串联到电路中去，如图1-2-6（a）所示。检流计可以单独用来测量电流；然而，如果输入的电流比较大时，它就会迫使指针偏转超出刻度盘的正常范围，为了避免这种影响，可并联一些适当的分流电阻，将可能导致指针超偏的电流从检流计分流。电流值可从刻度盘上直接读出，刻度盘和分流电阻的选择相对应。为了使检流计能够测量交流电流，可加入一个整流桥，如图1-2-6（b）所示电路。在图1-2-6（b）中，交流电流单方向地通过检流计，典型的电流表的输入电阻为2kΩ，在理想情况下，电流表的输入电阻为0。

2）电压表

和电流表一样，模拟式电压表也使用直流检流计，其内阻为R _m 。当电压表的表笔跨接在被测电压两端时，电流将从高电压端通过检流计流向低电压端。在这个过程中，通过的电流和指针的偏转角与电压成正比。另外，同电流表似，这里使用分压电阻来校准和控制指针的偏转角（图1-2-7）。为了测量交流电压，像电流表一样，加入整流桥。典型的电压表的输入电阻为100kΩ。理想电压表的输入电阻为∞。

3）欧姆表

为测量电阻，欧姆表使用一个内置的电池为被测电阻和检流计提供电流（检流计和被测电阻是串联的）。如果被测电阻小，通过检流计的电流就大，产生的偏转角也大。而被测电阻大，通过检流计的电流就小，产生的偏转角也小。这样，流过检流计的电流和被测电阻一一对应。欧姆表使用前必须要短接两根表笔进行调零校准。像其他表一样，欧姆表也用分流电阻来控制和校准指针的偏转角。典型的欧姆表的输入电阻为50Ω左右。一个理想的欧姆表的输入电阻为0（图1-2-8）。

3．数字式万用表的工作原理

数字式万用表由许多模块组成，如图1-2-9所示。信号定标电路是一个相当于选择开关的衰减器。信号调节器将定标后的输入信号转换为一个在D/A转换范围内的直流电压。在测量交流电压时，交流电压先通过精密的整流滤波器转换为直流电压。有源滤波器增益的设置原则是保证转换的直流电平和被测交流电压或电流的有效值相等。A/D转换器将直流模拟输入信号转换数字输出信号。数字显示器显示出被测量的数值。控制逻辑电路用来使A/D转换器和数字显示电路同步工作。

4．测量误差

当测量流过负载电流（或电压/或跨接的电阻）时，从万用表上读取的值和被测量的实际值相比，总是有差别的。这个误差来自于万用表的内阻。对于不同的工作模式（电流/电压/电阻）来说，万用表的内阻是不相同的。实际电流表内阻的典型值约为2kΩ，而电压表的输入内阻通常大于或等于100kΩ，对于欧姆表来说，其内阻通常为50Ω。为了获得精确测量，了解这些仪器的内阻是很必要的。下列例子表明在给定仪表内阻的条件下，读数的相对误差如此之大。

1）电流测量误差

如果电流表的内阻为2kΩ，计算如图1-2-10所示电路的读数误差：

2）电压测量误差

如果电压表的输入电阻为100kΩ，计算如图1-2-11所示电路的读数误差：

3）电阻测量误差

如果一个欧姆表输入电阻为50Ω，计算如图1-2-12所示电路的读数误差：

R _true =200Ω

R _measured =200 Ω+50 Ω=250 Ω

误差=50/200×100%=25%

为了使误差尽可能小，电流表的输入电阻应小于被测电阻戴维南等效电阻的1/20。相反地，电压表的输入电阻应大于被测电路戴维南等效电阻的20倍。欧姆表也一样，欧姆表的输入电阻也应小于被测电路的戴维南等效电阻的1/20。在这些简单的原则下，将测量误差降低到5%以下是可能的。另外一种方法就是查询或测量万用表的内阻值，利用加上或减去内阻的方法对误差进行修正。

5．使用方法

常见万用表的外观结构如图1-2-13所示。

1）操作前注意事项

① 打开电源开关，检查9V电池，如果电池电压不足，电池符号将显示在显示器上，这时则需更换电池。

② 测试笔插孔旁边的惊叹符号，表示输入电压或电流不应超过示值，这是为了保护内部线路免受损伤。

③ 测试之前，量程开关应置于所需要的量程。

2）直流电压测量

① 将黑色笔插入COM插孔，红表笔插入V插孔。

② 将量程开关置于V—量程范围，并将测试表笔并接到待测电源或负载上，红表笔所接端的极性将同时显示。

使用的注意事项：

① 如果不知被测电压范围．将量程开关置于最大量程并逐渐下调。

② 如果显示器只显示1，表示过量程，量程开关应置于更高量程。

③ 当测量高电压时要格外注意避免触电。

3）交流电压测量

① 将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V插孔。

② 将量程开关置于V～量程范围，并将测试表笔并接到待测电源或负载上。

使用的注意事项与直流电压测量相同。

4）直流电流测量

① 将黑表笔插入COM插孔，当测量最大值为200mA以下的电流时，红表笔插入mA插孔。当测量最大值为10A的电流时，红表笔插入10A插孔。

② 将量程开关置A—量程，并将测试表笔串连接入到待测负载回路里，电流值显示的同时，将显示红表笔的极性。

使用的注意事项：

① 如果使用不知道被测电流范围，将量程开关置于最大的量程并逐渐下调。

② 如果显示器只显示1，表示过量程，量程开关应置于更高量程。

③ 惊叹表示最大输入电流为200mA，过量的电流将烧坏熔断器，应即时更换，10A量程无熔断器保护，为确保安全使用，每次测量时间应小于10s，测量时间间隔应大于15min。

5）电阻测量

① 将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入Ω插孔。

② 将量程开关置于Ω量程，将测试表笔并接到待测电阻上。

使用的注意事项：

① 如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，将显示过量程1，应选择更高的量程，对于大于1MΩ或更高的电阻，要几秒种后读数才能稳定，对于高阻值读数这是正常的。

②当无输入时，例如，开路情况，仪表显示为1。

③当检查内部线路阻抗时，被测线路必须所有电源断开，电容电荷放尽。

6）二极管测试

① 将黑色表笔插入COM插孔，红表笔插入Ω插孔（红表笔极性为+）将量程开关置于二极管挡，并将表笔连接到待测二极管，读数为二极管正向压降的近似值。

② 将表笔连接到待测线路的两端，如果两端之间电阻值低于约70Ω，内置蜂鸣器发声。

7）晶体管h _FE 测试

① 将量程开关置h _FE 量程。

② 确定晶体管是NPN或PNP型，将基极，发射极和集电极分别插入面板上相应的插孔。

③ 显示器上将显示hFE的近似值，测试条件：I _B =10µA，V _CE =3V。

1.2.2 晶体管毫伏表

晶体管毫伏表是高灵敏度、宽频带的电压测量仪器。一般的晶体管毫伏表可测量频率20Hz～1MHz的交流正弦波，测量电压值为100µV～300V，表头指示为正弦波有效值，其精度为 ±3%。晶体管毫伏表面板如图1-2-14所示。

晶体管毫伏表的使用方法：

① 为提高测量精度，晶体管毫伏表使用时应垂直放置，本仪器后部有一根电源线，把它接在220V交流电源插座上。

② 在晶体管毫伏表输入插座安装测试线（同轴电缆线）。

③ 调零：将测试线上的红夹子与黑夹子短接起来，再打开电源开关，电表指针来回摆动数次后趋于稳定。选定所用量程，调节调零旋钮，使指针调在“0”位置，消除其内部误差，调零后，关上电源开关。

④ 测量前先估计被测电压的大小，选择测量范围开关在适当的挡位（应略大于被测电压）。若不知被测电压的范围，一般应先将量程开关置于最大挡，再根据被测电压的大小逐步将开关调整到合适量程位置，为减小测量误差，在读取测量数据时应便表头的指针指在电表满刻度的1/3以上区域为好。

⑤ 根据挡位选择对应的表盘指示。选用3V的挡位，读数时看表头中满刻度为3的表盘，当指针指示在1上，则实标测量电压为有效值1V；当选用0.3V的挡位，读数时仍看表头中满刻度为3的表盘，当指针指示在1上，则实际测量电压为有效值0.1V；其他3×10（为正或负整数）的挡位也都同理。当选用1×10 ⁿ 电压挡位时，读数时则看表头中满刻度为10的表盘。

使用的注意事项：

① 电表指示刻度为正弦波有效值，故用该表测量失真波形，其读数无意义。

② 使用时，测试线上夹子接在被测信号两端，但表与被测线路必须共地。即黑夹子必须接被测信号的地端，红夹子接被测信号的正端。

③ 晶体管毫伏表在小量程挡位（小于1V）时，打开电源开关后，输入端不允许开路，以免外界干扰电压从输入端进入造成打表针的现象，且易损坏仪表。

④ 测量交流电压中包含直流分量时，其直流分量不得大于300V，否则会损坏仪表。

⑤ 测试线的黑夹子与毫伏表的外壳相通，故当用毫伏表测量市电时，应将火线接正（红夹子），中线接地（黑夹子），不得接反（避免机壳带电）。

⑥ 在使用完毕将仪表复位时，应将量程开关放在300V挡，测试线两夹子短接，并将表垂直放置好。

1.2.3 双踪示波器

示波器是一种用途很广的电子测量仪器。示波器是可快速绘制输入信号与时间或与另一个输入量关系的X-Y绘图仪。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压（或电流）的幅度、周期（或频率）、相位等。

1．示波器的工作原理

通用示波器的结构包括垂直放大、水平放大、扫描、触发、示波管及电源这6个部分，方框图如图1-2-15所示。

现将各部分的主要作用简述如下。

1）电子示波管

图1-2-16所示，它主要由电子枪、偏转系统、荧光屏3部分组成。电子枪包括灯丝、阴极、控制栅和阳极。偏转系统包括Y轴偏转板和X轴偏转板两部分，它们能将电子枪发射出来的电子束，按照加于偏转板上的电压信号做出相应的偏移。荧光屏是位于示波管顶端涂有荧光物质的透明玻璃屏，当电子枪发射出来的电子束轰击到屏时，荧光屏被击中的点上会发光。

2）水平X、垂直Y放大器

电子示波管的灵敏度比较低，假设偏转板上没有足够的控制电压，就不能明显地观察到光点的移位。为了保证有足够的偏转电压，必须设置放大器将被观察的电信号加以放大。

3）扫描发生器

它的作用是形成一线性电压模拟时间轴，以展示被观察的电信号随时间而变化的情况。

4）波形的形成

在正常情况下，荧光屏光点的相对移位是和输入到示波器X轴或Y轴上的电压成正比的，如图1-2-17所示。

① 图1-2-17（a）中X、Y轴上的电压均为0，在显示屏中出现一个光点。

② 图1-2-17（b）中Y轴上有直流电压，但X轴上没有加电压，在显示屏中光点位置出现上下偏移。

③ 图1-2-17（c）Y轴上有正弦变化电压，但X轴上没有加电压，正弦波电压持续加在垂直偏转板上，光点不断地上下来回移动，只要移动速度足够快，利用视觉暂留效应，在荧光屏上看到的将是一根竖直直线。光点移动距离与所加电压成正比，故可用来测量电压幅值。

④ 图1-2-17（d）中Y轴上没有电压，X轴上加锯齿波电压，在显示屏中出现一条水平直线。

⑤ 图1-2-17（e）中Y轴上有直流电压，X轴上加锯齿波电压，在显示屏中水平直线出现上下偏移。

⑥ 图1-2-17（f）中Y轴上有正弦变化电压，X轴上加锯齿波电压，使正弦波的频率与扫描电压波的重复频率相等，那么在荧光屏上就能观察到一个完整的正弦波，如果正弦波频率是扫描波重复频率的2倍时，即f _y =2f _x ，则在荧光屏上看到的将是2个周期的正弦波，从而可知，当倍数=n时，在荧光屏上将呈现出n个周期的正弦波。

如图1-2-18所示，单周正弦波的合成过程如下：在t ₀ 时，U _y =0，Y轴方向无偏移，而U _x 为负值，光点沿X轴向右偏移，位于荧光屏上的A点。在t ₁ 时，U _y 上升，光点向上移，同时U _x 也上升，光点又要向右移，合成结果使光点移至荧光屏上的B点。以后，在t ₂ 、t ₃ 、t ₄ 各时刻，光点相继沿C、D、E各点移动。t ₄ 以后，由于迅速返回至原始状态，光点将从E点迅速返回A点。接着正弦波重新开始第二个周期，扫描电压开始第二次扫描，荧光屏上呈现与第一次相重叠的正弦波形。如此不断重复，荧光屏上可观察到一个稳定的正弦波。上述两者是在频率相同情况下，荧光屏显示出一个周期的正弦波。

由此可知，如果f _y 与f _x 不是成整数倍的关系（n不是整教），波形就不能完全重叠。为了解决这个问题，通常是把输入Y轴的信号电压作用在扫描发生器上，使扫描频率f _y 跟随信号频率f _x 作些微小改变，以保持f _y 与f _x 成整数倍关系，这个作用称之为同步。现代示波器中经常采用的是触发同步，所触发同步，是当输入Y轴的信号电压瞬时值达到一定幅值时，触动扫描发生器，产生一个锯齿波电压。这个锯齿波扫描结束后，扫描发生器将处于等待下次触发信号的状态。可见，扫描电压的起始点与输入信号电压的某一瞬时保持同步，保证了波形的稳定。

2．示波器的使用范围

直流电压测量，如图1-2-19（a）所示。

交流电压、频率测量，如图1-2-19（b）所示。

相位测量，如图1-2-19（c）所示。

数字信号测量，如图1-2-19（d）所示。

XY模式，如图1-2-19（e）所示。

3．示波器旋钮与开关的功能

如图1-2-20所示为示波器典型的控制面板。该示波器的面板也许与其他示波器稍有不同（旋钮位置，通道数等），但是基本组成部分是一样的。如果在本节中没有找到要了解的内容，可以参阅示波器用户手册。

示波器前面板示意图如图1-2-20所示，示波器的面板分为以下几个部分：

① 显示部分：此部分为CRT显示屏，用来显示波形。

② 垂直部分：此部分包含的旋钮、按钮通常用于控制示波器的垂直波形，通常与输入电压的幅值相连系。

③ 水平部分：此部分包含的按钮、旋钮用于控制示波器的水平波形，通常与示波器的时基相连系。

④ 触发部分：此部分包含的按钮、旋钮用于控制示波器阅读输入信号的方式。

下面介绍各部分旋钮的功能。

1）显示部分

POWER：主电源开关，当开关打开时，LED亮。

INTEN：控制扫描点的亮度。

FOCUS：聚焦调节。

TRACEROTATION：半固定电位计，用来将水平扫描线对齐到背景网格。

CAL（校正端子）：输出频率为1kHz峰-峰值为2V的方波校准信号。该信号用来校准垂直放大器和示波器探头的频率补偿。

2）垂直部分VERTICAL

（1）CH1、CH2

CH1、CH2为信号输入端。

（2）AC-GND-DC开关

AC：阻止直流信号，只通过交流信号。

DC：直接测量输入信号的直流和交流分量。

GND：接地。使阴极射线管的垂直偏转板没有电压，因此电子束不能偏转。通过调节垂直位置旋钮，可以重新校准电子束垂直部分到显示屏的参考位置。

（3）CH1 VOLTS/DIV，CH2 VOLTS/DIV旋钮

用于设置显示电压的比例。选择垂直轴灵敏度从5mV/DIV到5V/DIV有10挡。例如，5 VOLTS/DIV表示每格5V。

VARIABLE：灵敏度微调，至少可调至显示值的1/2.5。当顺时针旋转到CAL挡，灵敏度被校准到指示值，此时垂直电压读数即为显示值。当被拉出时（×5MAG），放大灵敏度乘5。

（4）MODE开关

CH1,CH2,DUAL,ADD开关：这个开关允许任选通道1和通道2显示，也可以两个通道同时显示或相加减。

CH1：示波器单独使用CH1。

CH2：示波器单独使用CH2。

DUAL：示波器使用CH1和CH2。

ADD：示波器显示二者之和（CH1+CH2）或差（CH1-CH2），推入CH2INV按钮用来显示差。

CH2 INV：使通道2的信号以正常方式或反相方式显示，如图1-2-21所示。

ADD：将通道1和通道2信号进行叠加（图1-2-22）。

（5）ALT和CHOP

ALT：双踪显示时，通道1和通道2波形交替显示，通常用在快速扫描，适用于测量较高频率的信号。

CHOP：双踪显示时，通道1和通道2的波形断续显示，信号被切碎并混合从而同时显示出来适用于测量频率较低的信号。

（6）POSITION（Y轴位置）旋钮

该旋钮可以向上或向下移动荧光屏上的波形。

（7）GND

示波器地。

3）水平部分HORIZONTAL

① TIME/DIV旋钮：该旋钮控制扫描速度，从0.2µs/DIV到0.5s/DIV设置扫描时间。例如，0.5ms/DIV表示每格0.5ms。

XY模式：当用做X-Y示波器时使用，选择该模式，时基关闭，用输入通道2的外部信号电压代替扫描时基。

② POSITION（X轴位置）旋钮：水平向左或者向右移动显示波形。该旋钮在比较两个输入信号时很有用处，可调整比较波形的位置。

③ SWP-VAR：扫描时间的微调。

④ ×10MAG：推进此按钮水平图像放大10倍。

4）触发部分TRIGGER

① TRICIN插座：外触发信号输入端。

② SOURCE：触发源选择。选择内触发还是外触发。

CH1：触发源设为DUAL或ADD时使用CH1作为触发源。

CH2：触发源设为DUAL或ADD时使用CH1作为触发源。

LINE：选交流电源的频率信号作为触发信号。

EXT：选EXT的信号作为触发信号。使用这种方式时，要由TRICIN插座输入触发源。

③ TRIG-ALT：触发源设为DUAL或ADD时而且SOURCE选为CH1或CH2，此时选用TRIG-ALT将会交替使用CH1和CH2作为触发源。

④ SLOPE：选择示波器的触发极性。当选择正“+”极性触发时，只有在触发信号上升过程中与触发电平相等时刻示波器才开始扫描（触发电平电压可理解为几条直线）。而负“-”极性触发是在触发信号下降过程中与触发电平相等时刻示波器才开始扫描（图1-2-23）。

+：当触发信号从正向穿越触发电平时触发。

-：当触发信号从反向穿越触发电平时触发。

⑤ LEVEL：显示一个同步的固定波形，并设置其开始点。在触发扫描模式下使用。根据观测信号的幅值来设定示波器的触发电平，触发电平可大可小，如图1-2-24所示。

指向+：触发电平向上。

指向-：触发电平向下。

⑥ TRIGGERMODE：触发模式选择开关。

AUTO：当没有指定触发信号或者触发信号低于25Hz，扫描处于自由模式。

NORM：当没有指定触发信号，扫描处于就绪状态主要用于观察小于25Hz的信号。

TV-V：用于观察整个电视信号的垂直图像。

TV-H：用于观察整个电视信号的水平图像（TV-V和TV-H只有在同步信号为负时才同步）。

4．示波器的使用

在使用示波器测量时，示波器的按钮、旋钮必须设置到相应的位置上。只要一个旋钮或开关设置不当，示波器就不能正常工作。所以必须确保每个旋钮在正确位置。

下面介绍示波器的部分应用。先介绍用示波器测量两个信号之间的相位，这里将再次提到前面讲过的示波器的初始状态设置；然后，在介绍特殊应用时，再讲需要对示波器的哪些按钮、旋钮进行调整。

1）初始设置

步骤一：

① 电源开关：关闭。

② 内部周期性扫描（触发模式开关）：正常（NORM）或自动（AUTO）位置。

③ 聚焦：调至最小。

④ 增益：调至最小。

⑤ 亮度：调至最小。

步骤二：

① 电源开关：开启。

② 聚焦：调至电子束聚焦准确（扫描线最细）。

③ 亮度：调至期望发光强度。

④ 扫描选择：内部（如果多于一次扫描可用内部线性扫描）。

⑤ Y轴位置控制：调至电子束在荧光屏中心。

⑥ 水平位置控制：调至电子束在荧光屏中心。

⑦ 水平增益控制：检查光点展开为一水平轨迹或亮线。将水平增益回调至零或最低挡。

⑧ Y轴增益控制：至中间值。用手触摸Y轴输入端，杂散信号应使得光点为一倾斜轨迹或一直线。通过调整Y轴增益控制钮检查垂直扫描线是否可控。然后把Y轴增益回调至零或置最低位。

2）正弦电压信号测量

① 按图1-2-25所示连接设备。

② 把示波器置于初始位置。

③ 调节Y轴VOLT/DIV旋钮直到有信号出现。

④ 把输入耦合选择器（AC/GND/DC）旋至地（GND）。

⑤ 将示波器设置为内部触发扫描。调节扫速（SEC/DIV）旋钮到所期望的位置。

⑥ 现在将可以看到一水平线。然后，通过调节Y轴位移旋钮，将水平线调至所期望的基准位置（确认在设置到期望位置后，不可再调节Y轴位移旋钮。如果无意间移动了该旋钮位置，就要把输入耦合选择器设置为地，重新再校准）。

⑦ 设置输入耦合选择器使AC/GRD/DC切换到DC位置，连接探头至被测信号。

⑧ 调节Y轴VOLT/DIV和X轴TIME/DIV旋钮，直到出现信号波形。

⑨ 一旦屏幕上出现信号波形，记录下VOLT/DIV和TIME/DIV旋钮的位置。使用荧光屏上的网格观测信号波形的周期和峰-峰值电压等。为了得到比较准确的电压和时间的测量值，可调节Y轴位移旋钮和X轴位移旋钮使测量的波形和刻度对准。如图1-2-26所示，表明如何计算正弦波的峰-峰值电压、均方根电压、周期和频率。

计算波形的峰-峰值为

V _pp =6cm×2V/cm=12V

有效值为

计算波形的周期为

T=4cm×10ms/1cm=40ms

频率为

f=1/T=1/40ms=25Hz

计算波形的峰-峰值为

V _pp =6cm×2V/cm=12V

有效值为

计算波形的周期为

T=4cm×10ms/1cm=40ms

频率为

f=1/T=1/40ms=25Hz

3）电流测量

示波器仅能测量电压，不能直接测量电流。然而，利用电阻器和欧姆定律，可以间接地测量电流。简单地测量已知电阻值的电压降，通过计算得到电流，即电流=电压/电阻。为了避免干扰被测电路的工作状态，通常选用电阻值足够小的电阻器，例如选用高精度的1Ω电阻器。

下面介绍一个用示波器测量电流的例子：

① 按图1-2-27连接设备。

② 将示波器置于初始位置。

③ 将一待测量直流电流加于电阻器上，为简单起见和避免在测试时改变电路的动态特性，这里使用1Ω的电阻器。电阻器的功率至少为最大电流平方的2倍。例如，待测的最大电流是0.5A，则该电阻器的功率最小为0.5W。

④ 使用示波器测量电阻器两端的电压降。如果串入1Ω的电阻，那么待测电流值等于电压测量值。图1-2-28列举了一些测量的例子，其中介绍了如何测量交流电流有效值。

图1-2-28中，图（a）中测量的直流电流，20mV/DIV，R=1Ω，有

I=V/R=3cm×20(mV/DIV)/1 Ω =60mA

图（b）中测量的交流电流，20mV/DIV，R=1 Ω，电流有效值为

4）两个信号之间的相位测量

假设要比较两电压信号之间的相位关系，需要使一个信号到CH1，另一个信号到CH2，再将显示方式设置为双踪，这样就能够同时显示两信号的波形。使两波形肩并肩地排列，以便比较两信号之间的相位差。

操作步骤如下：

① 按图1-2-29所示连接设置。

② 把示波器置于初始位置。注意探头应短，长度相异或电特性的差异将会产生一定的测量误差。

③ 开启示波器的内部周期性扫描。

④ 把示波器置于双踪显示方式。

⑤ 调节CH1和CH2的VOLT/DIV旋钮直到两信号具有类似的幅值，以便比较测量相位差。

⑥ 测出参考信号的相位系数。如果信号的一个周期是8cm，那么1cm相当于一个周期的1/8，即45°，这个45°的值就是相位系数（图1-2-29）。

⑦ 测量两个波形相应点的水平距离。用实测距离乘以相位系数即得到相位差（图1-2-29）。例如，如果两信号之间的实测距离是2cm，那么该相位差是2×45°即90°。

1.2.4 信号发生器

信号发生器能产生实验需要的正弦、方波和三角波等信号。目前，常用的函数发生器是使用直接数字合成（DDS）技术构成的，如图1-2-30所示。

1．DDS工作原理

要产生一个电压信号，传统的模拟信号源是采用电子元器件以各种不同的方式组成振荡器，其频率精度和稳定度都不高。而且工艺复杂，分辨率低，频率设置和实现计算机程控也不方便。DDS是最新发展起来的一种信号产生方法。它完全没有振荡器元件；而是用数字合成方法产生一连串数据流，再经过D/A转换器产生出一个预先设定的模拟信号。

例如，要合成一个正弦波信号。首先将函数y=sinx进行数字量化，然后以x为地址，以y为量化数据，依次存入波形存储器。DDS使用了相位累加技术来控制波形存储器的地址，在每一个采样时钟周期中。都把一个相位增量累加到相位累加器的当前结果上。通过改变相位增量即可以改变DDS的输出频率值。根据相位累加器输出的地址，由波形存储器取出波形量化数据，经过D/A转换器和运算放大器转换成模拟电压。由于波形数据是间断的取样数据。所以DDS发生器输出的是一个阶梯正弦波形，必须经过低通滤波器将波形中所含的高次谐波滤除掉，输出即为连续的正弦波。D/A转换器内部带有高精度的基准电压源，因而保证了输出波形具有很高的幅度精度和幅度稳定性。

幅度控制器是一个D/A转换器。根据操作者设定的幅度数值，产生出一个相应的模拟电压。然后与输出信号相乘，使输出信号的幅度等于操作者设定的幅度值。偏移控制器是一个D/A转换器。根据操作者设定的偏移数值，产生出一个相应的模拟电压。然后与输出信号相加，使输出信号的偏移等于操作着设定的偏移值。经过幅度偏移控制器的合成信号再经过功率放大器进行功率放大，最后由输出端口输出。

2．操作控制工作原理

微处理器通过接口电路控制键盘及显示部分，当有键按下的时侯，微处理器识别出被按键的编码。然后转去执行该键的命令程序。显示电路使用菜单字符将仪器的工作状态和各种参数显示出来。面板上的旋钮可以用来改变光标指示位的数字，每旋转15°可以产生一个触发脉冲，微处理器能够判断出旋钮是左旋还是右旋。如果是左旋则使光标指示位的数字减一，如果是右旋则加一，并且连续进位或借位。

3．操作通则

1）数字键输入

一个项目选中以后，可以用数字键输入该项目的参数值。10个数字键用于输入数据，输入方式为自左至右移位写入。数据中可以带有小数点，如果一次数据输入中有多个小数点，则只有第一个小数点为有效。在偏移功能时，可以输入负号。使用数字键只是把数字写入显示区，这时数据并没有生效，数据输入完成以后，必须按单位键作为结束，输入数据才开始生效。如果数据输入有错，可以有两种方法进行改正。如果输出端允许输出错误的信号。那么就按任一个单位键作为结束，然后再重新输入数据。如果输出端不允许输出错误的信号，由于错误数据并没有生效，输出端不会有错误的信号产生。可以重新选择该项目，然后输入正确的数据，再按单位键结束，数据开始生效。

数据的输入可以使用小数点和单位键任意搭配，仪器都会按照固定的单位格式将数据显示出来。例如，输入1.5kHz或1500Hz，数据生效之后都会显示为1500.00Hz。

虽然不同的物理量有不同的单位，频率用Hz，幅度用V，时间用s，相位用°，但在数据输入时，只要指数相同，都使用同一个单位键。

即“MHz”键等于10 ⁶ ，“kHz”键等于10 ³ ，“Hz”键等于10 ⁰ ，“mHz”键等于10- ³ 。

输入数据的末尾都必须用单位键作为结束，因为按键面积较小，单位（°）、%、dB等没有标注，都使用“Hz”键作为结束。随着项目选择为频率，电压和时间等，仪器会显示出相应的单位：Hz，V，ms，%，dB等。

2）步进键输入

在实际应用中，往往需要使用一组几个或几十个等间隔的频率值或幅度值，如果使用数字键输入方法，就必须反复使用数字键和单位键，这是很麻烦的。为了简化操作，A路的频率值和幅度值设置了步迸功能，使用简单的步进键，就可以使频率或幅度每次增加一个步进值，或每次减少一个步进值，而且数据改变后即刻生效，不用再按单位键。

3）旋钮调节

在实际应用中，有时需要对信号进行连续调节，这时可以使用数字调节旋钮。在参数值数字显示的上方，有一个三角形的光标，按移位键“﹤”或“﹥”，可以使光标左移或右移，面板上的旋钮为数字调节旋钮，向右转动旋钮，可使光标指示位的数字连续加一。并能向高位进位。向左转动旋钮，可使光标指示位的数字连续减一，并能向高位借位。使用旋钮输入数据时，数字改变后即刻生效，不用再按单位键。光标指示位向左移动，可以对数据进行粗调，向右移动则可以进行细调。

4）输入方式选择

对于已知的数据，使用数字键输入最为方便。而且不管数据变化多大都能一次到位，没有中间过渡性数据产生，这在一些应用中是非常必要的。对于已经输入的数据进行局部修改，或者需要输入连续变化的数据进行观测时，使用调节旋钮最为方便，对于一系列等间隔数据的输入则使用步进键最为方便。操作者可以根据不同的应用要求灵活选择。

4．A路输出

A路输出端输出指定波形，同时可以波形、频率、幅度、占空比等主要参数。

① A路能输出3种波形：正弦波和方波占空比固定为50%、脉冲可以任意设定占空比。

② 可以选择直流的偏移量：在有些应用中，需要使输出的交流信号中含有一定的直流分量，使信号产生直流偏移。

③ 可以输出直流电压：如果A路衰减选择为固定0dB。输出偏移值即等于偏移设定值，与幅度大小无关。如果将幅度设定为0V，那么偏移值可在 ±10V范围内任意设定，仪器就变成一台直流电压源，可以输出设定的直流电压信号。

④ 参数存储调出：在有些应用中，需要多次重复使用一些不同的参数组合，例如不同的频率，幅度，偏移，波形等，频繁设置这些参数显然非常麻烦，这时使用信号的存储和调出功能就非常方便。

⑤ 频率幅度步进：在A路频率功能时，可以使用频率或幅度步进的方法，产生出一组等间隔的频率值或幅度值，使用起来非常方便。步进输入方法只能在A路频率或A路幅度时使用。

5．B路输出

1）B路波形选择

B路具有32种波形，按B路波形选项，屏幕下方显示出当前输出波形的序号和波形名称。可用数字键输入波形序号，即可以选择所需要的波形，也可以使用旋钮改变波形序号，同样也很方便。对于4种常用波形正弦波、方波、三角波、锯齿波，可以使用面板上的快捷键选择。波形选择以后，输出B端口即可以输出所选择的波形。对于4种常用波形，屏幕左上方显示出波形的名称，对于其他28种不常用的波形，屏幕左上方显示为任意。32种波形的序号和名称如表1-2-1所示。

2）B路频率、幅度

B路频率、幅度与A路基本相同。

3）B路谐波设定

B路频率能够以A路频率倍数的方式设定和显示，也就是使B路信号作为A路信号的N次谐波。选中B路谐波，可用数字键或调节旋钮输入谐波次数值。B路频率即变为A路频率的设定倍数。也就是B路信号成为A路信号的N次谐波，这时AB两路信号的相位可以达到稳定的同步。同时可调节A和B之间的相差，选中A、B相差。可用数字键或调节旋钮输入相差值，即可以设置A、B两路信号的相位差。相差设置在A路频率为10Hz～100kHz范围内有效。把两路信号连接到示波器上，使用相差设置改变A、B两路信号的相位差，可以做出各种稳定的李莎育图形。

如果不选中B路谐波，则A、B两路信号没有谐波关系。即使将B路频率设定为A路频率的整倍数。则A、B两路信号也不一定能够达到稳定的相位同步。所以，要保持A、B两路信号稳定的相位同步，可以先设置好A路频率，再选中B路谐波，设置谐波次数，则B路频率能够自动改变，不能再使用B路频率设定。

6．频率扫描

选中扫频扫描功能，屏幕上方左边显示出扫频，输出A端口即可输出频率扫描信号。输出频率的扫描采用步进方式，每隔一定的时间，输出频率自动增加或减少一个步进值。扫描始点频率，终点频率，步进频率和每步间隔时间都可以都可由操作者来设定。

1）始点终点设定

频率扫描起始点为始点频率终止点为终点频率。选中始点频率显示出始点频率值，可用数字键或调节旋钮设定始点频率值；选中终点频率，显示出终点频率值，可用数字键或调节旋钮设定终点频率值，但须注意终点频率值需大于始点频率值，否则扫描不能进行。

2）步进频率设定

扫描始点频率和终点频率设定之后步进频率的大小应根据测量的粗细程度而定，步进频率越大，一个扫描过程中出现的频率点数越少，测量越粗糙，但一个扫描过程所需的时间也越短。步进频率越小，一个扫描过程中出现的频率点数越多，测量越精细，但一个扫描过程所需的时间也越长。选中步进频率，显示出步进频率值，可用数字键或调节旋钮设定步进频率值。

3）间隔时间设定

在扫描始点频率，终点频率和步进频率设定之后，每个频率步进的间隔可以根据扫描速度的要求设定，间隔时间越，扫描速度越快，间隔时间越大，扫描速度越慢。但实际间隔时间为设定间隔时间加上控制软件的运行时间，当时间间隔较小时，软件的运行时间将不可忽略，实际的间隔时间和设定的间隔时间可能相差较大。选中间隔时间，显示出间隔时间值，可用数字键或调节旋钮设定间隔时间值。

4）扫描方式选择

频率扫描有3种方式，用序号0，1，2表示：

① 扫描（0—UP）：输出信号的频率从始点频率开始以步进频率逐步增加，到达终点频率后，立即返回始点频率重新开始扫描过程。

② 反向扫描（1—DOWN）：输出信号的频率从终点频率开始以步进频率逐步减少，到达始点频率后，立即返回终点频率重新开始扫描过程。

③ 往返扫描（2—UP-DOWN）：输出信号以步进频率逐步增加，到达终点频率后，改变为以步进频率逐步减少，到达始点频率后，又改变为以步进频率逐步增加，就这样在始点频率和终点频率之间循环往返扫描过程。

选中扫描方式，显示出扫描方式序号和名称，可用数字键或调节旋钮设定扫描方式。

7．幅度扫描

选中幅度扫描功能，屏幕上方左边显示出扫幅，输出A端口即可输出幅度扫描信号。各项扫描参数的定义和设定方法，扫描方式，单次扫描和扫描监视，均与A路扫频相同。为了保持输出信号幅度的连续变化，在扫描过程中，A路使用固定衰减方式0dB，这样可以避免在自动衰减方式中继电器的频繁切换。 FuNJBS6hTAZA3l1mBnbKNbgQgQoqqbeeP3hZFvUR0iWGYtXGozSonyXy34Yy2ZWZ