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實驗 0 電子元件與儀器使用簡介

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Academic year: 2021

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實驗 0 電子元件與儀器使用簡介

一、實驗目的:

熟悉常用電子元件與儀器之特性及使用方法,使實驗得以順利進行,減少因 元件選用及儀器使用不當所造成的錯誤。

二、相關原理:

在從事電子電路及相關實驗時,一定會接觸電子元件及各種儀器,為了使實 驗能順利進行,並且將實驗結果正確的加以記錄,必須要了解元件的規格、

特性及限制,並以適當的儀器將實驗結果予以量測及記錄。

2-1 常用的被動元件

在電子電路中常用的被動元件有電阻(Resistor)、電容(Capacity)電感

(induction),其中又以電阻及電容最為普遍被使用於電子電路中。在使用各 項元件時我們習慣以單一英文字母表示其數值大小以避免累贅,表 2-1 為字 母與數值之對照表。

表 2-1 英文字母與數值對照表

字母 簡寫

代表 數值

字母 簡寫

代表 數值 Tesla T 1012 Milli m 10-3

Giga G 109 Micro μ 10-6 Mega M 106 Nano n 10-9 Kilo K 103 Pico p 10-12

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2-1.1 電阻的介紹及使用

電阻在電路中的符號如圖 2-1 所示,其中 2-1(a)為固定電阻 2-1(b)為

(a)固定電阻 (b)可變電阻(VR) 圖 2-1 電路中之電阻符號

可變或可調電阻,在固定電阻中如以精確度區分常見有兩種規格,一種為一 般電阻另一種為精密電阻,在一般電阻中如果其耗散功率(I2R)較大者會 將其功率、電阻值及精確度標示在表面如圖 2-2 所示,此種電阻大多以鎢絲 繞製而成故稱為繞線電阻,功率較小的也有稱為水泥電阻,此外如果功率較 小的無法標示者便以各種顏色之色環區分,各種顏色構成的數值稱為色碼,

其代表數字如表 2-2 所示,一般電阻有四環色碼,電阻外觀上之色碼的第一 環(色碼環較密集的一端算起)代表十位數,第二環代表個位數,第三環代表 10 的次冪數,第四環代表準確度,精密電阻有五環分別為百位、十位、個 位及準確度如圖 2-3 所示。

圖 2-2 繞線電阻 圖 2-3 精密電阻 表 2-2 色碼表

-2 -1

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

%

1 2% 0.5%0.25%0.1%0.05% 5% 10% 20% 顏色

代表數值 準確度

-2 -1

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

%

1 2% 0.5%0.25%0.1%0.05% 5% 10% 20% 顏色

代表數值 準確度

由於色碼無法再標示功率,一般小型電阻以外表尺寸表示其功率,常見有

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1 2, ,1 14 8, ,1 116 32,

1 ,5 瓦特之容量,在選用電阻時需先針對用途挑選電阻

值及準確度並約略計算最大散逸功率,前兩項選錯會影響電路正確性,但最 後一項選錯卻會使電阻燒毀,初學者往往無功率的觀念,使得實驗過程不斷 燒毀電阻,同時容易不小心造成燙傷,舉例如下:

例 2-1 如圖 2-4 所示電路請回答其電阻選用是否恰當

W

R1100,1/16 R2:500,1/16W W

R3:100,1/16 VR:1K,1/16W

R1 R2 R3

VR V

5

I1 I2 I3

I

圖 2-4 電阻電路 解:

mA A

I VR A I

W W

R I P mA A

V I

W W

R I P mA A

V I

R R

3 . 3 0033 . 0 1500 / 5 ),

0 ( 05 . 0

16 / 1 05 . 0 10

01 . 0 500 / 5

16 / 1 25 . 0 50

05 . 0 100 / 5

(min) 3 (max)

3

2 2 2 2

1 2 1 1

2 1

當電路 Power On 後R 將燒毀1 VR300時將燒毀R 及3 VR 故電路中須將上述元件更換為 1/4 瓦以上之電阻。

另一種常用的小功率電阻為可變電阻(VR ,Variable Resistor),其外觀有許多 種,共同特徵為具有可調旋鈕及三個接腳,依其功能分成 A 型:對數型,多 用於音量控制,B 型:線性型,多用於控制調鈕,M 型及 N 型:常合併使 用於平衡調鈕,如左右聲道調整,圖 2-5 所示為各種可變電阻及等效電路,

在使用可變電阻時應依須要選擇可調、半可調、單圈或十圈精密可調等規 格,另外特別要注意功率耗散的問題,由於其電阻值可調,故常常在調到低 電阻值時造成電流過大而燒毀,因此常在其前端串聯一個固定電阻以達限流

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保護之作用。

圖 2-5 各種可變電阻 2-1.2 電容的介紹及使用

使用電容的目的有濾波、阻隔直流及產生相位移,電容的種類有很多,常 見的有陶瓷電容、塑膠薄膜(Mylar,PE)電容、電解電容等。陶磁電容一般容 量較小約幾個 pF 到 0.1μF 其高頻特性佳,體積小常用於通信電路,PE 電容 為使用最廣常用於直流阻隔及濾波電路,電解電容是以電解質產生氧化薄膜 做為介電質,容量大體積也最大,常用於電源濾波,使用時除了必須注意耐 壓值之外,其接腳有極性差異,不可接反否則容易過熱產生爆裂,另外交流 與直流電容也不可混用以免造成危險,電解電容體積較大常將電容值、耐受 電壓值及負極接腳標示於外包裝上,但塑膠薄膜及陶瓷電容則以英文字母及 數字標示其代表意義如表 2-3 所示

表 2-3 電容量、耐壓及允許誤差表

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其數字從左到右第一位表示十位數,第二位表示個位數,第三未表示 10 的 次冪,其單位為 pF。圖 2-6(b)之塑膠模電容為耐壓 25v,十位為 4,個位為 7,乘以 10 的 3 次方 pF,英文字母 K 查 2-2 表為允許誤差正負 10%故其值 47103pF=0.04710%微法拉(F)圖 2-6(c)之電容 2 A 經查表為耐壓 100v,.47 為 0.47 微法拉,字母 J 為允許誤差正負 5%故此電容為 0.475% 微法拉。另外有些產品以 WV (Working Voltage)及 TV (Test Voltage)分別表 示工作電壓及測試電壓,以 MF (Micro Fard)及 MMF (Milli Milli Fard)表示微 法拉。

25V 473 K

2 A .47 J

(a) 外觀 (b)標示法 1 (c) 標示法 2 圖 2-6 塑膠薄膜電容

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2-2 常用電子儀器簡介

在從事電子實驗時,因為實驗的結果往往無法以肉眼直接觀察必須借重各 種儀器,雖然目前世面上有許多廠牌與型號,它們的功能也不盡相同,但基 本功能與原理相去不遠,因為只要好好學習其中一種型號必可舉一反三,觸 類旁通,不正確的儀器使用可能使實驗結果無法正確呈現,甚至引起設備損 壞及電路燒毀,因此必須謹慎使用,並反覆練習務必達到熟練,如此必可使 實驗在最短時間完成並獲得正確結果,以下就常用的電源供應器(Power Supply)、數位電表(Digital Multi-Meter)、信號產生器(Function Generator)及示 波器(Oscillation Scope)加以說明。

2-2.1 電源供應器

電源供應器提供電路所須之電源一般可分成類比式及交換式電源供應 器,由於類比式體積較大效率較差已逐漸被淘汰,在輸出顯示外觀上可分為 指針式表頭、數位式表頭及液晶顯示表頭,大部份桌上型電源供應器具有兩 組可調的輸出一組固定電壓輸出,使用時須注意設定其電壓及電流,電源供 應器都有過電流及短路保護,如果發生過電流或短路時,其輸出電壓會自動 下降並以指示燈或蜂鳴器方式警示,在開始使用時先將輸出電流設定在較小 值及輸出電壓以保護電路,使用表頭式電源供應器時,由於比其表頭大多為 電壓電流兩用並以開關切換,因此必須特別注意使用以免燒毀電路。

2-2.2 信號產生器(Function Generator)

信號產生器提供可以輸出各種測試信號做為電路之信號來源,其中包括正弦 波、方波、三角波等,大部分信號產生器也附加有輸出標準 TTL 或 CMOS 信號,並且可以做為方波輸入計頻器,在調整輸出信號時常見的功能條列如 下:

(a) 振幅調鈕(Amplitude):可以調整輸出波之大小,一般情況調整時其幅 為正負雙向同時增減。

(7)

(b) 頻率微調調鈕(Frequency): 可調整輸出頻率,一般分成數個頻率範 圍以供粗調,如 2~200 Hz,200~2K Hz,2K~20K Hz 等,再配合本調鈕微 調輸出頻率。

(c) 衰減按鈕(Attenuation):當輸出信號須要小到數十 mV 甚至數 mV 時,

衰減按鈕可提-20db、-40db、-60db 之衰減倍率。(-20db 為衰減 10 倍,

-40db 為衰減 100 倍-60db 為 1000 倍)。

(d) 直流抵補(DC offset)調鈕:當直流抵補功能啟動後,此調鈕可將一正或 負的直流基準電壓加在輸出波上,使輸出波振幅整個往上(DC Offset>0) 或往下(DC Offset<0)不再對稱於零電位。如圖 2-7 所示

DC Offset>0

0V 0V

圖 2-7 輸出信號加上正向 DC Offset 之結果

(e) 輸出波形(Function):一般有正弦波、方波、三角波等可供選擇。

(f) 掃頻輸出功能(Sweep Function):當此功能被啟動後配合掃頻範圍 (Sweep Rang)及掃頻速度(Sweep Rate)可使輸出波形的頻率在該掃頻範 圍內以掃頻速度從小到大自動改變週而復始。

一般信號產生器最大輸出為10v ,具有約 600Ω 之內阻,雖然不小心將輸 出兩端短路不致於損毀機器,但仍應避免,同時此輸出有可能因所接電路輸 入阻抗太低造成負載效應使振幅下降,在使用時也要避免測試電路電源經由 輸出端反向灌入信號產生器中造成損壞。

2-2.3 示波器(Oscillation Scope)

在桌上型電子量測儀器中示波器是使用最廣泛、最複雜的及種類最多的儀 器,初學者往往必須投入更多的時間去熟悉才可得心應手的使用,由於其原 理牽涉範圍較廣,在此就以最簡要的方式說明,務使初學者能儘快了解使用 要點。示波器顧名思義就是要將電子信號波形顯示在螢幕上的儀器,目前市

(8)

面的螢幕大多為陰極射線管(CRT)其顯像原理為將電子打擊在螢光幕上使其 發光,此光點以很快速度從螢幕左上角到右下角從左到右一條一條”畫 出”(掃描)圖像,人眼因視覺暫留現象便可看見”完整”的畫面,其掃描時便必 需與原始信號取得水平與垂直頻率同步,才可使畫面穩定呈現,如果失去同 步畫面便會產生左右扭曲或上下偏移,如同電視機出現畫面扭屈不穩時之現 象一般,在電視傳播系統中其垂直與水平掃瞄頻率固定,不須調整,但在示 波器中因被測信號頻率大小都會改變,因此使用時最重要就是必須使示波器 配合量測信號使水平同步與外部測量信號產生整數倍,如此才可使量測波形 穩定呈現。由於近年來 DSP(數位信號處理器)價格便宜且功能強大,許多示 波器使用數位化方式製作,不但使量測更方便,也可完成儲存、分析、列印 等功能,但無論示波器如何演變其基本功能大多相同,為使初學者了解概述 如下:

(a) 操作模式:

自動(Auto): 為最常使用之模式,如無特別須要設定一般選用此一模式,

單次掃描(Single):此模式只在輸入波形滿足設定之觸發條件時,將產生一 次掃瞄畫面後回到待機狀態,常用於使用傳統照相機拍攝畫面 時使用。

即時/儲存(Real/Stor)或執行/停止(Run/Stop):當示波器具有儲存能力時,可 選擇 Stor(或 Stop)可將波形儲存在內部記憶體。

正規(Nomr):此模式提供使用者較多的調整,但是如果對示波器不熟練往往 反而不易調整到最佳狀況,故建議初學者使用 Auto 模式較為方 便。

(b) 觸發來源(Trigger Source)及觸發準位(Trigger Level)

波形能否穩定呈現在螢幕上最主要是由正確的觸發來源與觸發準位決定,

CRT 之顯像是由水平偏向板及垂直偏向板合成,在示波器中水平偏向電壓 是由內部產生鋸齒波決定,而垂直偏向電壓為外部待測信號,一個波形要穩

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定呈現在螢幕上其水平鋸齒波必須為待測信號整數倍,所以示波器內會將待 測信號處理後做為水平鋸齒波之觸發來源信號,使水平信號能與待測信號取 得同部,因此我們必須選擇觸發來源信號(source)及其大小(level),對於雙軌 跡(Two Channel)示波器而言,由於示波器之顯像是由單槍電子管掃瞄而成,

如果兩個軌跡(Ch.1、Ch.2)量測信號之頻率不同,我們也只能選擇其中一個 信號做為同步觸發來源,換言之,在此情況下只有被選定之 Channel 其信號 有可能穩定呈現,另一 Channel 信號則可能在螢幕上向左或向右漂移(除非 Ch.1 與 Ch.2 信號正巧為整數倍),因此觸發來源可以有 Ch1.、Ch2、Ext.(外 部輸入)、Line(電源頻率)等選擇,當選擇觸發源後還須調整觸發準位(大小) 調鈕,使水平偏向起始點與外部信號達到準位大小的時間點同步,便可始畫 面如同”凍結”一般,準位之大小須與輸入信號配合,並觀察波形或相關指 示燈之反應。

儀器使用

I 數位示波器(TektronixTBS 1072B-EDU) 70MHZ 1GS/S

圖 2-8 數位儲存示波器面板調鈕按鍵位置圖 面板按鍵及調鈕功能:

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0:電源開關 1:Multipurpose 多功能飛梭調鈕 2:cursor 游標按鍵 3:Measure 量測按鍵 4:Help 協助按鍵 5:Run/Stop 執行/停止(儲存)按鍵 6:放大

7:Save/Reacll 儲存回復 8:Default Setup 出廠設定 9:Single 單次掃描

10:Course 主題介紹 11:Function 功能鍵 12:Utility 公用工具 13:Autoset 自動 設定 14(V)Position CH1 垂直位置調鈕 15:CH1 啟動按鍵 16:Scale CH1 電 壓刻度調鈕 17 :CH1 信號輸入 BNC 腳座 18(V)Position CH2 垂直位置調鈕 19:CH2 啟動按鍵 20:Scale CH2 電壓刻度調鈕 21 :CH2 信號輸入 BNC 腳座 22(H) 水平位置調鈕 23:Acquire 資料取樣形式 24:Scale 時間刻度 25:Menu 觸發源設定 26:Level 觸發準位調鈕 27:Force Trig 強迫觸發 28:Ext Trig 外部 觸發 29:Probe Comp 5V1KHz 基準信號 30:Math(M)數學運算 31:FFT 快速 複立葉轉換 32:Ref(R)參考線設定 33:印表機及檔案連接 34~38:功能選項 按鍵 39:功能選項按鍵啟動或關閉

快速使用指南

使用前將螢幕面板設為繁體中文

Power on→按壓 12:Uitility 鍵→按壓 35Language 鍵→使用 1:Multipurpose 多功能飛梭調鈕選擇繁體中文→按壓 1:Multipurpose 多功能飛梭調鈕完成 中文顯示

開機步驟:

1. 將 CH1CH2 測棒連接到 29 標準信號

2. Power on 後等待開機完成後(Run/Stop)為綠燈 3. 按壓 13AutoSet 自動設定(螢幕出現上下兩個波形)

4. 按壓 25Menu 設定觸發信號源選 CH1 或 CH2(一般選量測輸入信號之 Channel CH1)

5. 設定觸發準位 26:Level(必須使觸發準位基準線位於信號振幅之內,否則波 形無法同步會在螢幕上水平移動)(將按下 Level 按鍵,觸發準位會直接設定) 6. 選擇 14position 及 16Scale 調整 CH1 信號之大小及位置

7. 選擇 18position 及 20Scale 調整 C21 信號之大小及位置 8. 選擇 24Scale 間軸之大小

註:

(11)

1. 要準確量測信號振幅須使信號的大小刻度(16 及 18)愈小愈好但必須使波 形保持在螢幕上

2. 要準確量測信號週期需使時間刻度(24)愈小愈好但必須使波形至少出現 1~2 個周期

GDS-2072(數位示波器)

Channel 1 Channel 2 外部輸入(同步) 電壓刻度調整

觸發準位調整 時基線左右調整

時基線刻度調整

多功能飛梭選擇 工具設定

觸發信號設定 自動設定

標準測試信號 2V,1KHz 選擇鍵

執行或暫停

關閉選單回到 上一層按鍵

信號量測

信號量測可以載即時(Run)或是儲存(Stop)模式下完成 A.振幅量測

1. 將欲量測大小及時間刻度調整好後按(Run/Stop)使其停止(紅燈亮)此時螢幕將 儲存最後畫面

2. 按壓 2Cursor 游標量測鍵

3. 按壓 34 類型鍵出現關閉 振幅 時間選項旋轉 1:Multipurpose 多功能飛梭調鈕 選擇振幅並按壓飛梭調鈕完成選擇(螢幕出現兩條水平線)

4. 按壓 35 選擇信號源(基準電壓位置如 CH1 或 CH2)

5. 按壓 37 游標 1 或 38 游標 2 並轉動飛梭調鈕可量測自基準點到游標位置之電 壓其中 36ΔV 顯示游標 1 和游標 2 之間得電壓

B.時間(頻率)量測

1. 將欲量測大小及時間刻度調整好後按(Run/Stop)使其停止(紅燈亮)此時螢幕將 儲存最後畫面按壓 2Cursor 游標量測鍵

2. 按壓 34 類型鍵出現關閉 振幅 時間選項旋轉 1:Multipurpose 多功能飛梭調鈕 選擇時間並按壓飛梭調鈕完成選擇(螢幕出現兩條垂直線)

3. 按壓 35 選擇信號源(基準觸發位置如 CH1 或 CH2)

4. 按壓 37 游標 1 或 38 游標 2 並轉動飛梭調鈕可量測自基準點(畫面上方中央 T

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點)到游標位置之時間(左邊為負)其中 36Δ顯示游標 1 和游標 2 之間的時間差

XY 模式

一般示波器內定橫軸為時間(T)縱軸為大小(Y)稱為 YT 模式若要將 CH1 輸入當橫 軸 CH2 輸入當縱軸就必須切換到 XY 模式方法如下

1. 按壓 12:Utility 公用工具 2. 按壓 34 顯示

3. 按壓 36 格式利用飛梭調鈕選擇 XY 則完模式轉換

漣波量測

當被量測波形上有較大的直流成分及較小的交流成分信號混合時,若只要量測交 流信號(漣波),就必須把直流阻隔,以免無法用較小的電壓刻度去量測交流漣 波,其設定方法如下(例如信號在 CH1)

1. 按壓15:CH1 啟動按鍵一次

2. 按壓 34 耦合利用飛梭調鈕選擇 AC

3. 若波形太小或不穩定請調整電壓刻度(16)及觸發準位(26)

波形反相及探棒倍率

1. 為比較 CH1 及 CH2 波形有時需將其中一個波形倒相 180 度可按壓 15(或 19) 並按壓 38 反向使其反相此時螢幕下方對應的 Channel 上會出現↓符號 2. 探棒有 X1 及 X10 倍開關若開關設於 10 倍時就要將 37 探棒設為 10X 此時螢

幕刻度才會正確

示波器自我校正

示波器因操作不當造成量測錯誤執行自我校正步驟:

1. 按壓 12:Utility 公用工具選擇執行自我校正

2. 取下所有探棒後按確定,16 項校正完畢後(約 3~5 分鐘)畫面會恢復正常

其他功能

1. 關閉量測信號:若只要使用 CH1 關閉 CH2 可將 19:CH2 啟動按鍵按壓 2 次,

注意:觸發信號必須設定與量測之信號同一 channel 否則信號會不同步(水平移 動)

2. 協助說明:按壓 4Help 可以獲得功能及時說明

3. 暫態觀察:要將波形時間軸快速拉開,方便觀察暫態可以按壓 6 放大鏡,配合 飛梭調鈕設定觀察區域

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4. 波形取樣模式:若波形太小且充滿突波雜訊可選擇平均取樣以平滑波形,按壓 23:Acquire 資料取樣形式選擇平均設定適當平均點數

5. 其他量測:除了波形大小及週期外若要量測 RMS、峰對峰、平均值、最大值 等可按壓 3Measure 選 CH1 或 CH2 再選擇需要的量測項目。

6. 存檔:插入 USB 選擇儲存項目並按壓 33 磁片符號完成存檔 量測週期時依下圖說明量測

T T

圖 2-9 利用水平線量週期(佳) 圖 2-10:利用峰對峰量週期(劣) 週期性波形利用其與面板水平刻度線之交點(零交越)量測比量測峰對峰之準確 性佳。

= +

示波器DC模式 示波器AC模式

圖 2-10 示波器 AC 及 DC 模式對同一信號量測之結果

I 信號產生器 (Function Generator F.G)

(14)

多功能飛梭調鈕 信號輸出接頭

信號振幅調鈕 直流準位調鈕

進位按鍵退位按鍵

電源開關

常用功能及按鈕介紹

Func:模式及函數功能鍵:產生 方波、三角波、正弦波或 DC Fstep/Attn:頻率範圍及衰減選鈕

Amplitude:振幅旋鈕 Sub Func:子功能開閉選鍵 功能說明:

Func:

Func : 配合飛梭調鈕可選輸出為 方波、正弦波、三角波及 DC 等 Fstep/Attn:頻率範圍及衰減選鈕:

Fsetp : 配合進位及退位按鍵可決定頻率變化範圍,再以飛梭調鈕微調輸出 頻率範圍。

Attn : 振幅衰減,當需要很小輸出波形時配合飛梭調鈕可衰減輸出-20db、

-40db 及-60db 此時右上方對應之指示燈會點亮,未衰減時輸出最 大 10v,衰減-20db 時最大輸出為 1v,依此類推。

Sub Func:子功能開閉選鍵

其中包含 sym(對稱)、DC Off-set、Sweep 等功能配合飛梭調鈕可以開(ON)或 關(Off)上述子功能

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DC Off-set 調鈕:當 DC Off-set 子功為 ON 時能能將直流偏壓加在波形上,使 輸出波產生往上或往下位移的功能(須要產生單向正弦波時使用) Symmetry:對稱波調鈕,使波型正斜率與負斜率產生不對稱。

Sweep:連續掃瞄波可選線性或對數掃瞄,配合 width:掃瞄頻寬旋鈕

III 電源供應器

正電壓輸出 負電壓輸出

接地端 獨立5/3.3v輸出

功能及按鈕介紹

+Vset:正電壓設定鍵 -Vset:負電壓設定鍵

Track:對稱或獨立設定 5V/3.3 Output 定電壓輸出選擇 +Iset:正電流設定鍵 -Iset:負電流設定鍵

Clear:清除目前設定 Enter:設定生效輸入鍵 On/Off:輸出開關鍵

+△:正電壓電流增加微調鍵 -△:負電壓電流增加微調鍵

(16)

+▽:正電壓電流減少微調鍵 -▽:負電壓電流減少微調鍵

使用步驟:

1. 打開 Power On 開關 2. 按壓+Vset(設定輸出電壓) 3. 輸入電壓數字(如 12) 4. 按 Enter

5. 按壓+Iset(設定輸出電流上限) 6. 輸入電流數字(如 0.5 安培) 7. 按 Enter

8. 按 On/Off 開關

注意事項

1. 若要設定對稱雙電源按壓 Track 鍵

2. 此電源具有自我保護,當輸出電流因過載(Over Load)或短路而超出±Iset 設定值時,其輸出電壓值會自動下降並發出蜂鳴聲警示,此時需確實檢 查電路排除短路情形,估計可能所須輸出電流加計 50%為電流設定值。

(Iset 大小要適當,設定太大易燒毀實驗電路元件)

IV 數位電表 (Digital Meter)

功能及按鈕介紹

1 功能旋鈕:電壓(V)電阻(Ω)電流(A)電容(C)選擇 2. Range:量測範

(17)

3. DIGIT:有效位數 4. Bar:模擬指針功能

5. LIGHT:亮度 6. CVΩ插孔:量測 CVΩ紅棒插座 7. COM 插孔:量測 CVΩA 黑棒插座 8. mA 插孔:量小電流正極插座 9. A 插孔:量大電流正極插座 10.藍色按鍵:AC/DC 選擇

使用步驟

A. 測量電壓、電阻

1. 量電壓(V)電阻(Ω)時紅棒連接 CVΩ插座 2. 黑棒連接 COM

3. 功能旋鈕轉至 mV、V 或Ω 4. 將紅黑棒量測端接觸量測點 5. 選擇量電壓時須選擇 AC 或 DC

6. 讀出量測值(若螢幕閃動表示超出範圍,設定 Range 至出現讀值) 7. 選擇適當有效位數

B.測量電流

1.將紅色測棒連接到 mA(1A<)或 A(1A~10A) 2. 黑棒連接 COM

3. 功能旋鈕轉至 mA 或 A 4. 將欲量測的電路點斷開

5. 將紅棒連接斷開的一端(電流流入電表端) 6. 將黑棒連接斷開的另一端(電流流出電表端) 7. 讀出電流值

注意事項

1. 電流量測時為串連如圖 2-12,若不小心連成並聯會使內部昂貴的快速保險絲 燒毀(因量電流時電表內阻為低電阻)

(18)

DCV DM

圖 2-12 電流表串聯於電路 圖 2-13 電壓表並聯於電

2. 螢幕出現 Prb 閃動時為測棒連接插座與功能旋鈕位置錯誤

3. 螢幕出現 FUS 閃動時為電流保險絲燒毀,請通知老師更換。(保險絲昂貴且 換補不易,電流量測時請務必小心使用,確認為串聯無誤)

三、實驗步驟

A. 示波器及信號產生器

1. 調整信號產生器輸出±1v、1.5KHz 正弦波、方波並以示波器 CH1 量測 2. 設定示波器 TRIG Source 為不同 CH 觀察波形是否能同步(穩定不漂移) 3. 改變 FG 輸出大小選擇 Attn 為-20db、-40db

4. 調整示波器 TRIG LEVEL 使波形同步。

5. 調整 FG 為 0.2Vp-p 2.3KHz 正弦波並接到示波器 CH1 6. 將示波器 probe comp 輸出之信號接到 CH2

7. 選擇 TRIG Source 分別為 CH1 及 CH2 8. 觀察螢幕同步波型

9. 利用游標量測 CH1 信號之電壓及頻率 B. 電源供應器及數位電表

1. 設定電壓為對稱 Track On

2. 設電壓 Vset 為±10V 電流 Iset 為 0.05A

3. 取 2 個 5.1k 1/8w 電阻串聯以數位電表量測正確值 4. 將數位電表改為量電流如圖 2-12 接線

5. DC Power ON 6. 讀出電流值

7. 改成圖 2-13 量測 R1 及 R2 電壓 8. 移除 R1 R2 改用 50Ω水泥電阻

9. 觀察電源供應器是否因過電流產生蜂鳴並使電壓下降

10. 增加 Iset 使電壓回到 10v 並觀察電源供應器表頭顯示之電流值。

(19)

四、 問題討論

1、利用色碼表判別下列電阻值(從第一環至地四環) (a) 紅黃金銀= Ω

(b) 綠紅黑金= Ω (c) 棕橙棕無色= Ω (d) 黃藍紅綠= Ω (e) 紅紫橙金= Ω (f) 白黑黃金= Ω (g) 紅橙綠金= Ω

提示::判讀色碼時以第三色碼區隔:銀(0.1~0.99),金(1~9.9),黑(10~99),棕 (100~999),紅(1K~9.9K),橙(10k~99K),……。

2、判讀下列電容規格:

(a) 443 J 電容規格=

(b) 233 K 電容規格=

(c) 2 E .23 電容規格=

(d) 200MV .47MF 電容規格=

(e) 250TV .01MMF 電容規格=

3. 何謂負載效應?如何減少其影響?

4. 使波形穩定顯示於示波器螢幕的條件。

5. 如圖 2-12 電路 R1=R2=500Ω若 DM 內阻 10Ω,DCV 電壓為 10V 量測電流值 為何?因加入電表造成誤差百分比多少?

6. 如圖 2-13 電路 R1=R2=10kΩ若 DM 內阻 1kΩ,DCV 電壓為 10V 量測電壓值 為何?因加入電表造成誤差百分比多少?

7. 若要減少電表量測電路時負載效應(Loading Effect)所引起的誤差,電流表 與電壓表的內阻值大小應該如何?

(20)

1. 發生當機)

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