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1、课程名称:电子测量与仪器义义义系(教研室):电测与通信授课班级:义义义班任课教师:m使用教材:电子测量与仪器教案首页课程名称电子测量与仪器总计:60学时课程类别必修学分3.5讲课:48学时 实验:12学时上机:一学 时任课教师授课对象专业(教学)班级:电信一级、电测一级教材信息教材:?电子测量与仪器?安虎平主编同济大学出版社ISBN 978-7-5608-7918-5教学目的和教学要求该课程是在对电子类、机电类专业根底课程(电路分析、模拟电路和数字电路等课程)学习的根底上开设的,为教学重点及难点本课程是在测控技术与仪器类专业的专业课程.在该专 业的教学方案中,电子测量与仪器是一门实践性较强的
2、技术课程,它的目的和任务是使学生获得电子测量方面 的根本理论、根本知识和根本技!自,理解电子测量的原 理和测试技术,重点和难点是掌握测量仪器的使用方 法.注:课程类别:必选、限选、任选、实验课课次1授课类型理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 2安排授课题目(教学章、节或主题):第1章电子测量与仪器的根底知识教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握电子测量与仪器的根本知识、 理解电子测量的特点教学重点及难点:重点:电子测量与仪器的含义与地位难点:电子测量方法教学根本内容方法及手段(可增加页)L测量的目的就是取得用数值与单位共同表示的被测量的结果,是人们 借助于专门的设备、依据一定的理
3、论,通过实验方法将被测量与同类标 准量进行比拟而取得的测量结果.被测量的结果必须是带有单位的有 理数,例如,某测量结果为9.3V是正确的,而测得结果为9.3或V是错误 的.广义的电子测量是指利用电子技术进行的测量.严格讲,电 子测量 是指利用电子技术对电子学中有关物理量所进行的测量.2 .电子测量技术与测量仪器的应用十分广泛,开展十分迅速,对科学技 术的开展有着起着巨大的推动作用,从某种意义上讲,电子测量水平代 表着一个国家科技水平的上下.这是由于电子测量有着其他测量无法比 拟的优点.3 .测量结果可以通过不同的测量方法来取得.电子测量方法有很多种, 如直接测量、间接测量和组合测量等.多媒体讲
4、解作业、讨论、思考题:P32 (1.1-1.4)课后小结填表说明:L每项页面大小可自行添减,一次写一份上述格式教案.2.课次为授课次序,填第1、2、3、等.3.方法及手段如,举例讲解,多媒体讲解、模型、实物、挂图、影像讲解等.课次2授课类型理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 2安排授课题目(教学章、节或主题):第2章测量用信号发生器2.1信号发生器概述,2.2低频信号发生器教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握信号发生器组成、工作原理、主要性能指标、典型应用教学重点及难点:重点:电子测量与仪器的含义与地位难点:电子测量方法教学根本内容方法及手段(可增加页)1 .信号发生器主要用于
5、提供各种测量用信号.提供测试用电信号的装 置统称为信号发生器.2 .分类:按频率范围分类,大体分六类.按用途分类,可以分为通用信号 发生器和专用信号发生器两类.按输出波形分类,有正弦信号发生器、 脉冲信号发生器、函数信号发生器、数字编码脉冲、图形信号发生器、 噪声信号发生器等.按调制方式分类,可分为调频、调幅、脉冲调制等类 型.按性能分类,一般信号发生器和标准信号发生器.3 .信号发生器的根本构成:见流程图.4,正弦信号发生器的性能指标:频率特性、输出特性、调制特性.5.低频信号发生器:主要性能指标,组成框图,振荡器工作原理,应用,多媒体讲解作业、讨论、思考题:P65 (2.1-2.4)课后小
6、结填表说明:1.每项页面大小可自行添减,一次写一份上述格式教案.2.课次为授课次序,填第1、2、3、等.3.方法及手段如,举例讲解,多媒体讲解、模型、实物、挂图、影像讲解等.课次3授课类型理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 2安排授课题目(教学章、节或主题):第2章测量用信号发生器2.3高频信号发生器,2.4函数信号发生器,2.5脉冲信号发生器教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握信号发生器组成、工作原理、主要性能指标、典型应用教学重点及难点:重点:电子测量与仪器的含义与地位难点:电子测量方法教学根本内容方法及手段(可增加页)1 .高频信号发生器的组成,主振级、内调制振荡级、调制
7、级、输出级、 监测仪表及电源等儿局部.2 .主振级的类型和工作原理,LC调谐振荡器,频率合成器.3 .高频信号发生器的使用步骤与技巧.4 .调幅高频信号发生器的典型应用.5 .函数信号发生器:分类和组成原理,主要性能指标,典型仪器.6 .脉冲信号发生器:主要参数,分类,组成及工作原理分析.多媒体讲解作业、讨论、思考题:P65 (2.5-2.8)课后小结填表说明:L每项页面大小可自行添减,一次写一份上述格式教案.2.课次为授课次序,填第1、2、3、等.3.方法及手段如,举例讲解,多媒体讲解、模型、实物、挂图、影像讲解等.课次4授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 2安排授课题目
8、(教学章、节或主题):第3章 电压测量技术与电压表3.1电压测量的特点和技术要求教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握频率范围、测量范围、电压波形、输入特性,交流电压的根本参数教学重点及难点:输入特性、交流电压的根本参数教学根本内容方法及手段(可增加页)L电压测量的特点:表征电信号能量的三个根本参数(电压、电流、功 率)中,电压测量是最直接也是最普遍的.电压测量的特点主要包括频 率范围、测量范围、电压波形、输入特性.2 .交流电压的根本参数:交流电压除用具体的函数关系式表达其大小 随时间的变化规律外,通常还可以用峰值、幅值、平均值、有效值及瞬 时值等参数来表征3 .频率范围:交流电
9、压的频率范围为10心IOizHz.在电子测量中,习惯 上将IMHZ以上(至3 GHz)称为高频或射频,1 MHz以下称为低频,10 Hz (或5 Hz)以下称为超低频.4 .测量范围:低至纳伏级(IOqV)的微弱信号(如心电医学信号、地震 波等),高至数百千伏的超高压信号.5 .电压波形:除正弦波外,还包括失真的正弦涉及各种非正弦波(如脉 冲电压等).6 .输入特性:被测信号接入电压表后,电压表的等效输入阻抗将对测量 结果产生影响.多媒体讲解作业、讨论、思考题:P97 (3.1-3.3)课后小结填表说明:1.每项页面大小可自行添减,一次写一份上述格式教案.2.课次为授课次序,填第1、2、3、等
10、.3.方法及手段如,举例讲解,多媒体讲解、模型、实物、挂图、影像讲解等.课次5授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 2安排授课题目(教学章、节或主题):第3章电压测量技术与电压表3. 2模拟式电压表及其使用方法教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握直流电压的测量方法、模拟式交流电压表、低频交流电压测量、高频交流电压测量.教学重点及难点:低频交流电压测量、高频交流电压测量教学根本内容方法及手段(可增加页)1 .直流电压的测量:模拟式电子电压表一般用磁电式电流表作指示器 (也称表头),在电流表盘上以电压(或dB)标度,用指针指示电压值.2 .模拟式交流电压表的三种电路
11、结构:检波-放大式电压表、放大- 检波式电压表、外差式电压表.输入电路中包括输入衰减器和高频放大器,衰减器用于大电压测量,高 频放大器带宽很宽,但不要求有很高的增益,被测电压的放大主要由后 面的中频放大器完成.被测信号经输入电路,与本振信号一起进入混频 器转变成频率固定的中频信号,经中频放大器放大后进入检波器转变成 直流电压来推动表头显示.3 .低频交流电压测量:通常把测量低频(1 MHZ以下)信号电压的电 压表称为交流电压表或交流毫伏表.均值电压表:由于均值检波器的检波灵敏度具有非线性特性且输入阻 抗过低,因此以均值检波器为AC/DC变换器的均值电压表一般都设计 成放大-检波器.波形换算:电
12、压表度盘是以正弦波的有效值定度的,而均值检波器的输 出(即流过电流表的电流)与被测信号电压的平均值成线性关系.4 .电压表的正确使用多媒体讲解作业、讨论、思考题:P97 (3.4-3.6)课后小结填表说明:L每项页面大小可自行添减,一次写一份上述格式教案.2.课次为授课次序,填第1、2、3、等.3.方法及手段如,举例讲解,多媒体讲解、模型、实物、挂图、影像讲解等.课次6授课类型(请打J)理论课口 讨论口实验口习题口其它口课时2安排授课题目(教学章、节或主题):第3章 电压测量技术与电压表3. 3电压的数字化测量技术教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):理解数字电压表(digital v
13、oltage meter, DvM)变换原理.教学重点及难点:数字电压表、主要特点.教学根本内容方法及手段(可增加页)1 .数字电压表(digital voltage meter, DVM)是利用变换原理,将待测 的模拟量变换成数字量,并将测量结果以数字形式显示出来的一种电压 表.2 . DVM的主要特点.(1)准确度高.以直流数字式电压表为例,高档的准确度可达10-73级,测量灵敏度(分辨力)达1 UV0(2)数字显示.测量结果以十进制数字显示,消除了指针式仪表的 读数误差.由于数字显示代替指针机械偏转,仪器内又有保护电路,因 此数字仪表的过载水平强.(3)输入阻抗高.一般的数字电压表为10
14、 乂.左右,高的可超过1000 乂.,因而其负载效应几乎可以忽略.(4)测量速度快,自动化程度高.由于没有指针惯性,因此DVM完成一次 测量的时间(从信号输入到显示结果)很短(可小于几微秒).3 .DVM的主要工作特性:测量范围、分辨力、测量误差、测量速率、输 入即精、精干拚水平多媒体讲解作业、讨论、思考题:P97 (3.7-3.8)课后小结填表说明:1.每项页面大小可自行添减,一次写一份上述格式教案.2.课次为授课次序,填第1、2、3、等.3.方法及手段如,举例讲解,多媒体讲解、模型、实物、挂图、影像讲解等.课次7授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 2安排授课题目(教学章
15、、节或主题):第4章波形测试及示波器4.1示波器的根本特点与分类,4. 2示波管及波形显示原理教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次): 掌握示波器的主要类型及特点、示波管及波形显示原理.教学重点及难点:示波器、示波管及波形显示教学根本内容方法及手段(可增加页)L示波器是一种电子图示测量仪器,它可以用来观察和测量随时间变化 的电信号图形,可以定性地观察电路的动态过程,如观察电压、电流的 变化过程,还可以定量测量各种电参数,如测量脉冲幅值、上升时间、重 复周期或峰值电压等.根本特点:能显示信号波形;测量灵敏度高;工作频带宽,速度快;可 描绘出任意两个电压或电流量的函数关系.示波器的分类:模拟
16、示波器;数字示波器.2 .混合示波器:是把数字示波器对信号细节的分析水平和逻辑分析仪对 多通道的定时测量水平组合在一起的仪器.3 .专用示波器:能满足特殊用途的示波器称为专用示波器或特殊示波 器.4 .典型示波器是利用阴极射线管9区.作为显示器.CRT是示波管的重 要组成局部,其作用就是把电信号转换为光信号而加以显示,它在很大 程度上决定了整机的性能.5 .示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏三局部组成,如图4. 2-1所示, 其用途是将电信号转变成光信号并在荧光屏上显示.多媒体讲解作业、讨论、思考题:P97 (4.1-4.3)课后小结填表说明:L每项页面大小可自行添减,一次写一份上述格式教案.2
17、.课次为授课次序,填第1、2、3、等.3.方法及手段如,举例讲解,多媒体讲解、模型、实物、挂图、影像讲解等.课次8授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 2安排授课题目(教学章、节或主题):第4章波形测试及示波器4.3通用电子示波器教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握电子示波器的组成、通用示波 器的其他电路.教学重点及难点: 电子示波器、通用示波器.教学根本内容方法及手段(可增加页)1 .电子示波器的组成:电子示波器由Y通道、X通道、示波管、幅度 校正器、扫描时间校正器、电源几局部组成.2 .垂直偏转通道:即y轴通道,它是对被测信号进行处理的主要通道, 由输入电路
18、、前置放大器、延迟级和输出放大器等局部组成.它的主要作 用是:对单端输入的被测信号进行变换和放大,得到足够的幅度后加在 示波管的垂直偏转板上;向X轴通道提供内触发信号源;补偿才轴通道 的时间延迟,以观测到诸如脉冲等信号的完整波形.3 .前置放大器:将信号适当放大,从中取出内触发信号,并具有灵敏度 微调、校正、y轴移位、极性反转等限制作用.y前置放大器大多采用差 分放大电路,它输出一对平衡的交流电压,这样,即使被测信号的幅度 改 变,偏转的基线电位也保持不变.4 .延迟线把加到垂直偏转板上的信号延迟一段时间,使信号出现的时 间滞后于扫描开始时间,保证在屏幕上扫描出信号全过程.多媒体讲解作业、讨论
19、、思考题:复习讨论P136(444.6)课后小结填表说明:L每项页面大小可自行添减,一次写一份上述格式教案.2.课次为授课次序,填第1、2、3、等.3.方法及手段如,举例讲解,多媒体讲解、模型、实物、挂图、影像讲解等.课次8授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排授课题目1教学章、力第4章波形测试及示出市或主题):史器4. 4示波器的多波形显示教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握多线示波和多踪示波、双踪示 波器.教学重点及难点:单踪示波器的根本组成、不同示波器的技术教学根本内容方法及手段L通用示波器主要由X通道(HORIZONTAL) Y通道(VERTICAL)
20、,主机三 大局部组成.单踪示波器的根本组成如图4. 5所示.(1) X通道(水平系统)X通道由触发电路、扫描电路和*放大器组成.它的主要作用是:在触发信 号的作H,输出大小适宜、极性相反的对称扫描电压,以驱动电子束水 平偏 转.(2) Y通道(垂直系统)Y通道由衰减器、前置放大器、延迟级、输出放大器等组成.它的主要作用 是:对单端输入的被测信号进行变换、处理成为大小适宜极性相反的对称 信号加到Y偏转板上,使电子束产生垂直偏转.(3)主机局部主机局部主要包括标准信号源、增辉电路、电源、示波管等局部.增辉电路 的作用是在扫描正程时使波形增辉,扫描逆程或扫描休止期时使回扫线和休 止线消隐;或在外加高
21、频信号的作用,对显示波形进行亮度调制,即使波形 亮暗变化情况受外加信号的限制,波形由实线变为虚线,由此可测量信号周 期或频率.标准信号源用于提供幅度、周期等都很准确的方波信号,例如IkHz、 IOmVP-P的方波,以便对示波器有关技术指标进行校准调整.2.示波器Y通道主要由输入电路、前置放大器、延迟级和输出放大器等 组 成,如图4. 5所示.它的主要作用是把被测信号变换成为大小适宜的双极性 对称信号后加到Y偏转板上,使显示的波形适于观测;向X通道提供内触发 信号源;补偿X通道的时间延迟,以观测到诸如脉冲等信号的完整波形.多媒体讲解作业、讨论、思考题:P136 (4.7)课次9授课类型(请打J)
22、理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排授课题目(教学章、力第4章波形测试及示出市或主题):史器4. 5取样示波器教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握实时取样和非实时取样、取样 示波器的组成教学重点及难点:取样示波器、不同示波器的技术、实时取样和非实时取样教学根本内容方法及手段1 .实时取样实时取样是从一个信号波形中取得所有取样点的过程,即对每个采集周期的 采样点按时间顺序进行简单的排列就能表达一个波形.2 .非实时取样非实时取样也称为等效取样,是从被测信号的许多相邻波形上取得样点的方 法,不是在一个信号波形上完成全部取样过程.1.5. 2取样示波器的组成与通用示波器类似,取样示
23、波器也主要是由示波管、7通道和y通道组成的, 其组成框图如图4. 5-3所示.与普通示波器相比,主要差异是增加了取样电 路和取样脉冲发生器,这些电路都是为了对被测信号进行逐点取样而参加 的.止匕外,为了观测信号的陡峭前沿,必须把延迟线放在取样示波器的输入 端.4 .水平X通道水平X通道由触发电路、取样脉冲发生器、时基单元和X放大器等电路组 成.被测信号或外触发信号经触发电路产生所需的触发同步信号,该信号馈 入时基单元,产生Ae延迟脉冲.这样,X通道中的时基单元,除了产生阶梯波 电压外,还产生与扫描电压同步的At延迟脉冲,延迟脉冲送到垂直系 统,限 制取样脉冲发生器和延长门限制器的工作.5 .信
24、号显示过程为了在屏幕上显示出由不连续的亮点构成的取样信号波形,必须采用与取样 信号同步的阶梯波作扫描电压.多媒体讲解作业、讨论、思考题:P136 (4.8-4.9)课后小结课次10授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 安排2授课题目(教学章、节或主题):第4章波形测试及示波器-1. 6波器的使用教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握通用示波器的主要技术指标、示 波器的选择与使用 教学重点及难点:示波器的选择与使用教学根本内容方法及手段1 .通用示波器的主要技术指标频带宽度和上升时间:频带宽度(BW)表征示波器的最高频率响应水平,示 波器的频带宽度BW 一般指Y通道
25、的频带宽度,即y通道输入信号上、下限 频率均和五之差tBW=fn-fL.上升时间(G:是一个与频带宽度5/相关的参数,它表示由于示波器y通道 的频带宽度的限制.2 .扫描速度扫描速度是指荧光屏上单位时间内光点水平移动的距离,单位为cms”3 .垂直灵敏度垂直灵敏度也称为偏转灵敏度,是表征示波器能够测量最小信号的水平,一 般用V/cm或V/div (格)表示,其电压值越小,灵敏度越高.4 .输入阻抗当被测信号接入示波器时,输入阻抗Z形成被测信号的等效负载.输入阻抗 一般用输入电阻和输入电容来表示.5.示波器的选择与使用1)根据被测信号的特性来选择2)根据示波器的性能来选择2.示波器的正确使用多媒
26、体讲解作业、讨论、思考题:P136(4.10-4.12)课次11授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排授课题目(教学章、1第4章波形测试及示出6或主题):皮器4.7示波器的根本应用教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):测量电压、测量时间、测量频率、测量相位差、测量调幅系数教学重点及难点:示波器的选择与使用教学根本内容方法及手段1 .用示波器测量电压直流电压的测量:利用被测电压在屏幕上呈现的直线偏离时间基线(零电平 线)的高度与被测电压的大小成正比的关系进行测量.交流电压的测量:使用示波器测量交流电压的最大优点是可以直接观测到波 形的形状,还可显示其频率和相位,但只能
27、测量交流电压的峰-峰值.2 .用示波器测量时间测量周期:对于周期性信号,周期和频率互为倒数,只要测出其中一个量,另 一个参量可通过公式求出.测量方法:(1)首先将示波器的扫描速度微调旋钮置于“校准 tC4L位置.(2)将待测信号送至示波器的垂直输入端.(3)将示波器的输入耦合开关置于tiAC位置.(4)调节扫描速度开关,使显示的波形稳定,并记录值.(5)读出被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占的距离X.3 .测量频率用示波器测量信号频率的方法根本上可分为两大类.一种是利用扫描工作方 式(即测周期法),另一种是用示波器的Yy工作方式(即李沙育图形 法),下面分别加以介绍.多媒体讲解作业、讨
28、 思考题:P136(4.13)论、课次12授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排授课题目(教学章、节或主题):第4章波形测试及示波器4. 8数字示波器教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):理解数字示波器的根本原理、数字示波器的面板功能教学重点及难点:数字示波器的根本原理和面板功能教学根本内容方法及手段1 .数字存储示波器的原理数字示波器采用数字电路,首先经过A/D转换器将模拟信号波形转换成数 字信息,保存在数字存储器中;当需要显示时,从存储器读出,再通迹/A转 换器将数字信息转换成模拟波形,显示在示波管上.2 .数字存储示波器的特点(1)波形可长期保存,屡次显示.信
29、息存储在存储器(RAM)中,由后备 电 源供电,因而可以长期地存储信息,反复读出这些数据,并且可以反复在 荧 光屏上再现波形信息,而轨迹既不会衰减,也不会模糊.(2)支持负延时触发.普通模拟示波器只能观测触发后的信号,而数字 存储示波器既能观测触发后的信号,也能捕捉触发前的信号.(3)便于观测单次过程和突发事件.只要设置好触发源和取样速度,就 能在事件发生时将其采集并存入存储器,这样就可以长期保存和屡次显示, 并且取样存储和读出显示的速度可在很大范围内进行调节.(4)具有多种显示方式.(5)便于进行数据分析、处理.(6)具有多种输出方式,便于进行功能扩展和自动测试.(7)集成度高,体积小,重量
30、轻.现代数字存储示波器以功能强大的嵌 入 式微处理器为核心、以LCD做显示屏,DA转换器、垂直及水平输出放 大 器、CRT等部件可进一步被省去,具有集成度高、体积小、重量轻、耗电省 等优点,特别适合便携使用.多媒体讲解作业、讨思考题:P136 (4.14)论、课次13授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口2 时排 课安授课题目(教学章、节或主题):第5章频率时间测量与仪器5. 1频率时间测量概述教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):时间和频率的定义、时频测量的特点、主要性能指标、时间与频率的原始标准、教学重点及难点:频率时间测量教学根本内容方法及手段L时间和频率的定义“时间
31、”的含义有两个:一个是指“时刻,即某个事件何时发生;另一个 是指“时间间隔,即某个事件相对于一开始时刻持续了多久.5.1. 2电子计数器的分类分为如下四类:(1)通用电子计数器(2)频率计数器(3)智能型计数器.(4)特种计数器.5. 1.3电子计数器的主要性能指标1 .测量功能2 .测量范围3 .输入特性4 .闸门时间和时标5.1. 4时间与频率的原始标准1 .天文时标2 .原子时标3 .石英晶体振荡器4 .标准时频的传递多媒体讲解作业、讨论、思考题:P161(5.1-53)课后小结课次14授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 2安排授课题目(教学章、节或主题):第5章频率
32、时间测量与仪器5. 2电子计数器教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):电子计数器的测量功能 教学重点及难点:频率测量、频率比的测量、周期测量、时间间隔测量教学根本内容方法及手段1 .频率测量电子计数器根据式f= 的定义进行频率测量,其原理如图5. 2-1所示,其 对应点的工作波形如图5. 2-2所示.在开门时间,被测信号通过闸门进入计 数器计数并显示.2 .频率比的测量频率测量其实质就是一种频率比的测量,是被测信号的频率和时基标准信号 的频率比.因此,假设要测量fA对fB的频率比(假设fAf),只要用fB的周 期TB作为闸门,在TB时间内对fA作周期计数即可.3 .周期测量周期测量的原
33、理框图如图5. 2-4所示.被测信号TX从B输入端输入,经脉冲 形成电路取出一个周期的方波信号,加到门控电路.4,时间间隔测量时间间隔指两个时刻点之间的时间段,包括同一信号任意两点间的时间差 (如脉冲宽度、脉冲上升或下降时间等)和两个同频率信号之间的时间差 (如两个同频脉冲串间的时间间隔、信号的相位差等).多媒体讲解作业、讨思考题:P160(5.4-论、5.6)课次15授课类型请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排授课题目(教学章、1第5章频率时间测量声或主题):与仪器5. 3高分辩率的时间和频率测量技术教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握多周期同步测量技术、平均法 原
34、理教学重点及难点:同步测量技术、平均法原理教学根本内容方法及手段1 .多周期同步测量技术倒数计数器采用多周期同步测量的原理,即测量输入信号的多个(整数个) 周期值,再进行倒数运算而求得频率.2,内插法原理内插法是把图5. 3-2中的小于量化单位的时间零头Kll和A72加以放大, 再对放大后的时间进行数字化测量.3 .游标法的原理游标法使用了两种频率非常接近的时钟信号.两个信号开始计数的时刻不 同,其差值就是被测的时间间隔A,如图5. 3-4所示.4 .平均法原理在普通的计数器中,由于闸门开启和被测信号脉冲时间关系的随机性,单次 测量结果的相对误差在一 1/人4/范围内出现.多媒体讲解作业、讨思
35、考题:P160 (5.7-5.8)论、授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时 安排216课次授课题目(教学章、节或主题):第5章 频率时间测量与仪器5. 4微波频率测量技术,5. 5电子计数器的使用教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):熟悉变频法和置换法,电子计数器的使用方法教学重点及难点:微波频率测量技术、电子计数器的使用教学根本内容方法及手段1 变频法通用计数器能够直接计数的频率上限一般在1. 5 GHz以下.要对微波频率的 信号进行测量,必须采用频率变换技术将其转换为频率较低的信号,用电子 计数器对此低频信号进行计数以获得差频值,再加上信号的频率就可得被 测信号的
36、实际频率.2 .置换法被测频率f与压控扫描振荡器频率R的谐波NfL进行混频,其差频输出f ,x-NL.当fL落在差频放大器的通频带内时,鉴相器的 输 出电压限制压控振荡器,使它停止扫频,并由锁相环路保证与fx锁 定.3 .电子计数器的使用方法如图5. 5-1所示为电子计数器面板及限制键示意图.4 . E-312A型通用电子计数器的电路组成E-312A型通用计数器由输入通道、计数/限制逻辑单元、晶体振荡器、LED 显示器及电源等局部组成,如图5. 5-2所示.多媒体讲解作业、讨思考题:P160(5.7-论、5.8)课次17授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排授课题目(教学章
37、、节或主题):第6章电子元件参数的测量与仪器6.1电子元件参数测量概述,6. 2电桥法和万用电桥教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握电子元件参数、电子元件参数 测量的根本要求教学重点及难点:电子元件参数测量方法教学根本内容方法及手段1 .阻抗的定义与表示式阻抗是描述网络和系统的一个重要参量,对于图6. 1-1所示的无源*单口网络,阻抗定义为z L2 .电阻器测量的根本要求I电阻器测量的根本要求:实际的电阻器存在寄生电感L和分布电容C.在高 频状态下测量电阻的参数时,由于感抗很大,容抗很小,就必须要考虑L和C 的因素.3 .电感器测量的根本要求:对于实际电感器,由于线圈电阻的因素,
38、也要 考虑电阻损耗,它的等效电路可为损耗电阻Rs与纯电感L串联或者为损耗 电阻拈与纯电感2并联,器模型分别如图6.1-3 Ia)和(b)所示.4 .电容器测量的根本要求:实际电容器也存在损耗电阻和引线电感.5 .电桥法电桥法是一种用电位比拟法进行测量的方法,可用于测量许多电量和非电 量.电桥是自动限制测量中常用的仪器之二一多媒体讲解作业、讨论、思考题:P186 (6.1-6.3,6.566)课后小结课次18授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排授课题目(教学章、节或主题):第6章电子元件参数的测量与仪器6. 3谐振法及Q表,6.4晶体管特性图示仪教学目的、要求(分掌握、熟悉
39、、理解三个层次):掌握谐振法、晶体管特性教学重点及难点: 谐振法、晶体管特性教学根本内容方法及手段1 .晶体管特性图示仪的根本组成品体管特性图示仪是由集电极扫描电压发生器、基极阶梯信号发生器、X和 Y放大器、示波管及附属电路、电源电路儿局部组成,其组成框图如图7T9 所示.2 .晶体管特性图示仪的测量原理图示仪就是根据逐点测量原理进行测量的,在其实际电路中,用阶梯信号代 替可调基极电压Eb,用集电极扫描电压(全波整流信号)代替可调集电极 电压/再配用示波器就可显示输出特性曲线.3考前须知(1)测前要估测被测管的主要直流参数.(2)选择好扫描和阶梯信号的极性,以适应不同管型和测试工程的需 要.(
40、3)注意选择适宜的扫描电压范围,将功耗电阻及X、Y偏转开关置于适 宜挡位.(4)选择适宜的阶梯电流或阶梯电压.(5)在进行/CM的测试时,一般采用单簇为宜,以免损坏被测管.(6)在进行TC或TCM的测试中,应根据集电极电压的实际情况,不 应超 过仪器规定的最大电流.进行高压测试时,电压应从零逐渐调节到需要值, 测试完毕后,应立即将峰值电压调到零.多媒体讲解作业、讨论、思考题:P186 (6.7-6.8)课次19授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排2授课题目(教学章、节或主题):第7章频率特性测量及仪器7.1频域测量根本知识,7. 2扫频仪教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解
41、三个层次):掌握频域测量、扫频仪教学重点及难点: 频域测量,扫频仪教学根本内容方法及手段1 .扫频仪是频率特性测试仪的简称,是一种能在荧光屏上直接观测到各种 网络频率特性等曲线的频域测量仪器,由此可以测算出被测电路的频带宽 度、品质因数、电压增益、输出阻抗及传输线特性阻抗等参数.2 .扫频仪主要由扫描信号发生器、频标电路和示波器三局部组成,此外, 扫频仪还有一套附件检波探头和电缆探头.3 .扫频仪的主要性能要求(1)中央频率范围大且可连续调节.(2)扫频宽度(频宽)要宽且可任意调节.(3)寄生调幅要小.(4)扫描线性度要好.4 .主要技术性能(1)中央频率在l-300MHz内可连续调节,分三个
42、波段实现.(2)扫频频偏:最小扫频频偏秘0.5MHz;最大扫频频偏 7.5MHz.(3)寄生调幅系数:最大频偏时秘7. 5%.(4)调频非线性系数:最大频偏时W20%.(5)频标:分为IMHz、10 MHZ菱形频标和外接频标三种.(6)输出扫频信号电压:0. IV (应接75Q匹配负载,输出衰减置于0 dB).(7)输出电压调节方式:步进衰减(粗调):0/10/20/30/40/50/60 dB;步进衰减(细调):0/2/3/4/6/8/10 dB.(8)检波探头:输入电容W5 pF,最大允许输入直流电压为300 V.多媒体讲解作业、讨论、思考题:P208(7.1-7.5)课后小结课次20授课
43、类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排授课题目(教学章、节或主题):第7章频率特性测量及仪器7. 3频谱分析仪教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握频谱分析仪的使用方法、主要技 术指标教学重点及难点: 频谱分析仪,工作原理教学根本内容方法及手段1.频谱分析仪简称频谱仪,是用于显示输入信号的幅度(或功率)相对于 频 率分布的仪器.频谱仪一般用于分析重复波形的特性,因此在所分析的频率 范围内重复扫描,就可显示信号的全部成分.2,扫频仪主要由扫描信号发生器、频标电路和示波器三局部组成,此外,扫 频仪还有一套附件一一检波探头和电缆探头.3 .频谱分析仪的分类方法(1)按分析
44、处理方法分类,有模拟式频谱仪、数字式频谱仪、模拟/数字 混合式频谱仪.(2)按处理实时性分类,有实时频谱仪和非实时频谱仪.(3)按频率周刻度分类,有恒带宽分析式频谱仪、,宜百分比带宽分析式 频谱仪.4 .频谱分析仪的主要技术指标(1)输入频率范围;(2)灵敏度;(3)动态范围;(4)扫频宽度;(5)扫描时间;(6)扫频速度.5 .频谱分析仪的工作原理多媒体讲解作业、讨论、思考题:P208 (7.7-7.8)课次21授课类型(请打J)理论课口讨论口实验口习题口其它口课时安排授课题目(教学章、节或主题):第7章频率特性测量及仪器7. 4失真度测量仪教学目的、要求(分掌握、熟悉、理解三个层次):掌握
45、谐波失真度的定义、谐波失真 度的测量方法教学重点及难点: 失真度,测量方法教学根本内容方法及手段1 .纯粹弦信号通过电路后,假设电路存在非线性,那么输出信号除包含原基 波 分量外,还会含有新产生的其他谐波分量,这就是电路产生的谐波失真 (也称非线性失真).2 .利用频谱分析的方法将信号所含的基波和各次谐波分量一一测出,然后 按定义计算失真度的方法称为谐波分析法.3 .基波抑制电路通常由文氏电桥滤波器组成,这种电路具有结构简单、频率 调节方便和频率特性锋利等特点,在失真度测量仪中得到了广泛应用.一个 理想的基波抑制电路应能完全抑制基波,同时不使二次及二次以上的谐波 受衰减,在实际测量中就会由于基波抑制特性不理想而引入一定的测量误 差.4 .测量步骤第一步:校准.首先使开关S置于“1位,此时测量的结果是被测信号电压 的总有效值.适当调节输入电平调节器,使电压表指示为某一规定的基准电 平值,该值与失真度100%相对应.第二步:测量失真度.再使开关S置于“2位,调节基波抑制电路的有关兀 件,使被测信号中的基波分量得到最有效的抑制,也就是使电压表的指示最 小.此时测量
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