图表细说电子工程师速成手册(第2版)
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1.6 了解常用测试仪器和仪表

这里介绍一些常用测试仪器和仪表,它们在一些生产线或电路设计、调试过程中会用到。

1.6.1 通用测试仪器和仪表

1.稳压电源

稳压电源有两种:

(1)交流稳压电源,它是用来稳定220Ⅴ交流市电压的,它输出的是稳定的220Ⅴ、50Hz交流电压。

(2)直流稳压电源,它输出的是稳定的直流电压,电子电路中主要使用直流稳压电源。

在电子制作和修理过程中,时常要给被修理的放大器或所制作的电路提供直流工作电压,若采用电池供电不方便,电压高低不能连续调整,当要求直流工作电压很高时要很多节电池,有的电路还要求采用正、负电源就更不方便了,而且使用电池也不经济。所以,经常需要一台直流稳压电源来给机器、放大器供电。

采用数字式直流稳压电源时,输出电压调整更为方便,调整精度也更高。

关于直流稳压电源的具体使用方法可以参考该仪器的使用手册,使用前详细阅读仪器的使用说明书,可以先简单地阅读说明书,再一边看一边动手操作稳压电源,这样记得更牢。

这里主要说明该仪器在使用过程中的一些注意事项。

(1)这种直流电源的输出电压大小一般可以在0~30Ⅴ范围内连续调整,配有粗调和细调两个旋钮,先粗调后细调,要在将电源接入负载电路之前先要确定输出电压的大小,并准确调准,否则若不小心将电压调大会很快烧坏负载电路。

(2)直流稳压电源的输出端有两根引线,一根为正(用红色引线表示),另一根为负(用黑色引线表示),这两根引线之间不能互换。在接直流稳压电源的输出端引线时,要先搞清楚电路中的正、负电源端,两者之间切不可接反了,否则会烧坏电路。

(3)在接通直流稳压电源之后,输出端的两根引线不要相碰,否则输出端短路,直流稳压电源进入保护状态,此时没有直流电压输出(按一次复位开关后电源可恢复正常输出)。

(4)为了使用方便,往往将直流稳压电源的正、负极输出引线分别用一个红色和黑色的夹子连接,这样将黑夹子(地线)往电路的地线上夹,红夹子夹电路中的电源正极端,这样使用十分方便。另外,要在夹子的外面用绝缘套管套上,以免两个夹子相碰后直流稳压电源输出端短路。

(5)在一些直流稳压电源上设有直流电流表,可以同时指示直流稳压电源当前输出的直流电流大小,这对检修是十分方便的。在没有这种电流表时,可以在直流稳压电源输出回路中串联一个直流电流表。

(6)在检修OCL功率放大器电路时,要采用双电源输出的直流稳压电源,因为这种功率放大器电路需要正、负对称电源供电,其他一些电路也有采用正、负对称电源供电的情况。

(7)在能够输出两组直流电压的稳压电源中,两组电路之间是独立的,输出电压调整要分开进行。

2.普通示波器

示波器用来显示信号波形,通过示波器可以观察到当前测试点上的信号波形。普通示波器的频率不高,但用来显示音频范围内的正弦信号是没有问题的。右图所示是一种示波器。

关于普通示波器的具体使用方法可以参考该仪器的使用手册,这里主要说明该仪器在使用过程中的一些注意事项。

(1)示波器的最大优点是可以直观地观察到测试点的信号波形,通过信号波形的观察,可以知道在测试点处的信号是否存在非线性失真故障、信号的幅度是否正常等。另外,示波器还可以用来观察电路中测试点处是否存在噪声。

(2)示波器在检查信号时,接在音频放大器的输出端,或接电路中所要检测的点。示波器的引线是输入信号引线,电路中测试点上的信号通过这一引线加到示波器的内电路中。示波器的输入引线有两根,一根是芯线,它接被测电路中的测试点,另一根是地线,与被测放大器的地线相连。

(3)需要观察信号波形时,需要给被检查放大器电路输入端输入正弦信号,也就要用一台音频信号发生器配合使用。当使用示波器来观察电路噪声时,则不需要音频信号发生器,直接将示波器接入测试点即可。

(4)在使用中,常常将真空管毫伏表与示波器的输出端并接起来使用,这样用示波器看信号波形,用真空管毫伏表测量信号电压大小,使用十分方便。

(5)SB—10型普通示波器是电子管的,所以在使用前要预热10分钟。另外,要将示波器的外壳接室内专用地线,防止外壳带电,以确保人身安全。

(6)检查非线性失真故障时,要通过调整示波器上有关旋钮使显示的波形稳定,并使Y轴、X轴方向波形适中。示波器上,Y轴方向表示信号的幅度大小,X轴方向表示信号频率的高低。

(7)使用中不要将亮度开得太大,以免烧坏示波管。

3.音频信号发生器

信号发生器是用来产生检测信号的专用仪器,音频信号发生器是用来产生音频范围内正弦波信号的发生器,在使用示波器等仪器来检测、修理、调试音频放大器电路时,音频信号发生器是不可缺少的。

关于音频信号发生器的具体使用方法可以参考该仪器的使用说明书,这里对使用该仪器过程中一些注意事项说明如下。

(1)这种信号发生器只能用来检测音频放大器,不能用来检查收音机的高频和中频放大器电路等非音频放大器。

(2)信号发生器的输出引线要采用金属屏蔽线,以减少外部的干扰。在使用中要经常检查信号引线,因为引线较长时间使用后,内部的芯线会断线(外表上是看不出来的),使音频信号发生器输出信号不能加到被测的电路中,造成检测误判断。

(3)音频信号发生器输出的信号大小、信号频率高低都是可以连续调整的,输出阻抗也是可以调整的,在使用中要掌握这些调整方法,否则检测的结果是不准确的,甚至会损坏电路。例如,信号从音频放大器电路的前级电路输入时,输出信号要很小,并采用电压信号输出方式,而不要采用功率信号输出方式。另外,当音频信号发生器的输出阻抗与放大器电路的输入阻抗不匹配时,会引起信号的失真。

(4)音频信号发生器输出引线有两根,接线时要注意,芯线(热端)接放大器电路的输入端(热端),金属屏蔽线接放大器电路的地线,接反后会引起干扰,特别是在小信号时干扰更严重。

(5)可以将音频信号发生器的输出引线(热端)装上插头,这样在检测整机电路时将插头插入机器的输入插口中即可,将输出引线的地端装上夹子,这样操作比较方便。

(6)音频信号发生器有晶体管的,也有电子管的,对于电子管的音频信号发生器,在使用前要预热10分钟,晶体管的音频信号发生器则不必预热。

4.真空管毫伏表

真空管毫伏表又称音频毫伏表,它有晶体管毫伏表和电子管的毫伏表两种,当采用电子管时称为真空管毫伏表。

普通万用表主要是用来测量50Hz交流电压的,所能测量的最小电压不是很小。在测量音频信号和测量频率不是很高的交流电压时,就要用到真空管毫伏表。

真空管毫伏表的最小测量电压为1mⅤ,比万用表小得多,整个电压量程分为十挡。

另外,真空管毫伏表的测量信号频率范围为 25Hz~50kHz,比万用表宽得多。它的输入阻抗高,在1kHz时不低于500kΩ;输入电容小,为不大于40pF。

关于真空管毫伏表的具体使用方法可以参考该仪器的使用手册,这里主要说明该仪器在使用过程中的一些注意事项。

(1)真空管毫伏表的外壳应接室内保护性地线,且接地应该良好,否则人体电位引起寄生耦合会影响测量精度。

(2)为了保证100mⅤ以下电压的测量精度,表的测试引线不能太长,且测试引线要采用双芯屏蔽引线,引线外面的金属网一端要接仪表的地线(冷端)。

(3)测量时,要将测量引线的热端与被测电路的热端相连,冷端与被测电路的地线相连,两根引线之间不能相互接反,否则测量结果不准确。

(4)GB—2型真空管毫伏表是电子管的,开机预热时间不少于10分钟。并注意每隔半小时校零一次,特别是测量较小电压时要这样,否则影响测量精度。

(5)真空管毫伏表最好不要用来测量交流市电,因为该仪表的外壳接保护性地线,而外壳又是与冷端测量引线相连的,当测量交流市电时,若将冷端引线接到交流市电的火线上,将造成交流市电的短路。

(6)该仪表的刻度是以测量正弦波信号为标准的,测量非正弦信号是可以的,但存在误差。

(7)通过真空管毫伏表与示波器联合使用,用该表来测量信号的大小,使检修中对信号的大小能够随时监测。

5.晶体管特性测试仪

晶体管特性测试仪是一种用阴极射线显示半导体器件的各种特性曲线,并可测量其静态参数的测试仪器。

它能测量晶体管的许多特性曲线,特别是能在不损坏器件的情况下,测量其极限参数,如击穿电压、饱和压降等。

使用这种仪器还可以进行中小功率晶体管各种参数的配对和选择工作。

1.6.2 视频专用修理仪器

1.扫频仪

扫频仪用来测试高频和中频通道、视频通道的频率特性,还可以调试伴音中频频率特性和鉴频器的频率特性,它是通过类似示波器的屏幕来显示频率特性情况,比较直观。另外,还可以测放大器的增益大小。

关于这种仪器的使用方法详见该仪器的使用说明书,这里对使用中的注意事项说明如下。

(1)要预热10分钟后使用。

(2)扫频仪与被测电路之间的连线应该尽可能地短,以减少干扰。

(3)仪器外壳应该有良好的接地措施,且将仪器的接地端与被测电路的地线相连。

(4)仪器的输出阻抗与被测电路输入阻抗之间要匹配,否则会造成测出的频率特性变形或不准确。

(5)扫频仪的输出阻抗只有75Ω,所以在接入电路时要接隔直电容和隔离电阻,隔直电容一般取0.1 μF的瓷片电容。

2.彩色电视信号发生器

彩色电视信号发生器是一种能够产生多种不同的测试信号、供黑白电视机和彩色电视机调试和检验的信号发生器。常见的彩色电视信号发生器为S305型,使用这种仪器时的主要注意事项也是预热、接地和不允许有较大的交流信号从被测电路倒灌到仪器中。

3.电视扫频信号发生器

电视扫频信号发生器用来测试UHF高频头、UHF电视机及各种无源元器件的幅频特性。常见的电视扫频信号发生器有ⅩSQ-4AUHF型、AS-1311型。

4.双踪示波器

双踪示波器是示波器种的一种,它与普通示波器相比有两个Y通道,它可以显示两种信号的波形及之间的时间关系。双踪示波器能够显示快速变化的周期性信号波形和变化极为缓慢的非周期性信号波形,可以用来测量信号的幅度大小、周期、频率和相位。

关于双踪示波器的使用主要注意以下几点:

(1)预热和仪器外壳接地应良好。

(2)避免在靠近产生强交流磁场的场所使用。

(3)使用时,应先接好输入引线的地线,再接输入引线的热端,拆除时则相反,以免人体感应或漏电造成输入过载而损坏示波器。

1.6.3 音响专用修理仪器

1.高频信号发生器

前面介绍了音频信号发生器,它所能产生的信号频率很低,在调试和修理收音机中要用到高频信号发生器,这是收音机专用调试仪器。随该仪器的配件主要有圆环天线、10∶1衰减器和等效天线。

高频信号发生器的主要技术性能如下:

(1)频率范围为100kHz~150MHz,分成8个频段。

(2)输出电压在开路时为0~1Ⅴ。有分压电阻的电缆终端电压,在接线柱“1”时为1~100000μⅤ,输出阻抗为40 Ω。在接线柱“0.1”时为0.1~1000μⅤ,输出阻抗为8Ω。

(3)内调制频率为400Hz、1000Hz。外调制频率为50~4000Hz(载波频率为100~400kHz),50~8000Hz(载波频率为大于400kHz)

(4)调幅度为0~100%。

关于高频信号发生器具体使用方法可见该仪器的使用说明书,这里只说明有关使用中的主要注意事项。

(1)由于该仪器电源中加有高频滤波电容,使机壳带有一定的电位,所以要将仪器的外壳接地,没有接地时要在脚下面垫块绝缘垫。

(2)如果仪器是电子管的,需要预热10分钟后使用。

2.统调仪

统调仪专门用来进行收音机统调,它是通过观察图像的方法来校准频率刻度和进行补偿调整的专用仪器。统调仪的一般技术性能指标如下:

(1)扫频输出信号中心频率为200kHz、500kHz、2 MHz。

(2)扫频输出幅度为0~10 mⅤ,连续可调。

(3)扫描频率为50Hz。

(4)扫描波为锯齿波。

(5)输出阻抗为75 Ω。

3.高频毫伏表

高频毫伏表与普通音频毫伏表相比,测量频率更高、输入阻抗更高、输入电容更小。

高频毫伏表有关主要技术性能指标如下:

(1)电压测量范围1mⅤ~1Ⅴ,共分成6挡。

(2)测量频率范围为30Hz~10MHz。

(3)探头输入阻抗有功电阻为1MΩ,输入电容为10pF。衰减器的有功输入阻抗为1MΩ,输入电容不大于6pF。

关于高频毫伏表具体使用方法可见该仪器的使用说明书,这里主要说明几点使用中的注意事项。

(1)如果是电子管仪器,需要预热几分钟后再使用。

(2)由于高频毫伏表的灵敏度很高,在测量时应该避免外界的感应或干扰存在,否则测量结果不准确。

(3)当测量电压大于1Ⅴ时,要使用仪器附配件中的1∶100衰减器,此时可以最大测量100Ⅴ电压。

(4)要预热之后将探头短路,再进行机械调零,不将探头短路不会调到真正的零点。

4.中频图示仪

中频图示仪是用来对收音机中频放大器频率特性进行调整的专用仪器。一般中频图示仪的主要技术性能指标如下:

(1)扫频信号的中心频率为465kHz。

(2)输出幅度为0~0.3Ⅴ,连续可调。

(3)扫频频率为50Hz。

(4)扫频波为锯齿波。

5.立体声信号发生器

立体声信号发生器是调试和修理立体声调频收音机的重要仪器。

其频率范围很宽,从100 kHz至170 MHz,包括FM/AM调制能力。

这种仪器上的主要插口和旋钮等作用说明如下:

(1)音频输入插口,用来输入50~15000Hz的单声道信号。

(2)左、右声道外调制输入插口,用来输入左、右声道外调制信号,为不平衡输入,每个声道的输入阻抗为10kΩ。

(3)电平调节旋钮,用来调整机内音频信号的幅度。

(4)调制信号开关组,用来选择调制信号。

(5)预加重开关组,用来外接左、右声道信号的两种预加重选择。

(6)导频信号电平调整电位器,用来调整导频信号的大小。

(7)导频信号相位调整电位器,用来调整导频信号和副载波信号的相位。

(8)导频开关,用来控制导频信号输出。

(9)立体声复合信号电平控制旋钮,用来控制立体声复合信号的输出大小。

(10)导频信号输出插口,用来输出导频信号。

6.收录机故障探测仪

收录机故障探测仪是专门用来调试和修理收录机的专用仪器,常见的收录机故障探测仪是LTC-1型,它主要有下列四种功能:

(1)电压表功能,可作为音频毫伏使用,共有4挡,最大测量电压为3Ⅴ,最小可以测量1 mⅤ。

(2)音频信号源功能,可以输出60Hz、100Hz、400Hz、1kHz、6kHz和10kHz的正弦波信号。

(3)示波器功能,可以作为一个普通示波器使用。

(4)测量带速,主要用于电动机的转速调整,此时还需要一盒测试带配合。

(5)调整方位角,此时也要与一盒测试带配合(与调整电动机转速时是同一盒测试带)。

7.失真测试仪

失真测试仪是专门用来测量电路非线性失真大小的仪器,失真测试仪的主要测量功能有下列一些:

(1)在20Hz~20000Hz范围内测量失真度,测量频率连续可变。

(2)测量电压功能,此时它可以作为一个电压表使用,共分成10挡进行电压测量,最小挡为10mⅤ,最大挡为300Ⅴ,所测量信号频率范围为20Hz至50kHz。

(3)测量噪声功能,测量频率范围为20Hz至50kHz,所能测量的最小噪声电平为-40dB。

8.其他测试仪

这是数字式抖晃测试仪,可以用于录音机机芯的抖晃测试。

这是频谱分析仪,主要用来测量信号的幅度及频率。

这是频率计,是一种能够通过数字显示方式读出频率值的仪表,在录像机调试和修理中应该使用测试频率范围在0~10MHz的频率计。录像机中有许多振荡器,它们的振荡频率可以通过频率计测量和进行准确的调整。