使用示波器测量元件的伏安特性，本文主要内容关键词为：示波器论文,元件论文,测量论文,特性论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
平时我们测伏安特性都是用电流表和电压表。用电压表测元件两端的电压，用电流表测通过元件的电流，再利用坐标纸在U-I平面上描点，然后将所描点用平滑曲线连结起来，得到该元件的伏安特性。现在我利用双踪示波器，可以直观地将伏安特性在屏上显示出来。下面就线性电阻、非线性元件、直流稳压电源的伏安特性如何用示波器进行观测的操作一一介绍。
原理 一个二端元件的特性，可以用元件两端的电压u和通过元件的电流i之间的关系f（u，i）表示，这种关系通常称为元件的伏安特性。线性电阻元件的伏安特性服从殴姆定律，画在u-i坐标上是一条通过原点的直线；非线性电阻元件的伏安特性不服从殴姆定律，画在u-i平面是一条曲线；理想直流电压电源的端电压与它的工作电流无关，是一个恒定值。
准备 信号源U为正弦波，示波器工作方式为双踪显示。首先将通道CH[，1]和CH[，2]的输入耦合选择打到地，将CH[，1]、CH[，2]的扫描基线调出来，都与正中水平标尺重合。然后操作进入“X-Y”工作方式，扫描显示变为“·”，调节水平位移旋钮使“·”与坐标原点重合（可以设置在显示屏正中）。再将CH[，1]、CH[，2]的输入耦合打到DC挡。
一、线性电阻
测量电路见图1a，连接好有关测量电路，打开信号源，逐渐增加正弦波信号的输出，在变化过程中示波器上可以看到亮点“·”的轨迹显示成为被测元件的伏安特性（图1b）。
附图
图1
这是一条通过坐标原点且在1、3象限的直线，说明R[，P]电阻的电压与电流成正比，调整R[，P]的时候直线的斜率随着改变，R[，P]有效电阻越小，斜线越陡。
二、非线性元件
普通二极管的测量电路见图2a，连接好有关测量电路后加入信号源，当信号源幅度比较小时显示是水平线，逐渐增大信号，显示线向上弯曲然后形成正向斜线（图2b）。如果调整示波器Y输入电压挡位（即导通电流的刻度值改变），可以看到斜线段的斜率有变化。观察线段OA的长度并且换算成测量电压值，对于锗材料二极管其大小为0.2～0.3V，对于硅二极管电压值为0.6～0.7V。
附图
图2
稳压二极管的测量电路见图3a，只要它的标称稳压值小于信号发生器输出正弦波的峰值，就可以看到如图3b所示的显示。右边正向部分与普通二极管的相同，左边显示有它的反向稳压特性，线段OB换算成电压就是该管的稳压值。
附图
图3
三、直流稳压电源
实际直流稳压电源具有一定的内阻R[，i]，我们用图1a的接法，用实验直流稳压电源作为信号源，调整它的输出为某个值后保持不变，示波器屏幕上是一个亮点，亮点到坐标原点的水平距离就是直流稳压电源现在的电压输出值，调节R[，P]，可以看到亮点在做垂直上下移动。稳压电源的内阻R[，i]小，亮点移动轨迹就是垂直线，如果内阻较大，亮点移动就会出现偏斜。（如图4）
附图
图4
如果输入的仍然是用信号发生器，采用方波进行同样的操作时，在坐标原点的左右出现对称的两个亮点，改变R[，P]时，两个亮点分别向上和向下进行反向移动。
说明 ①通过用示波器对元件的伏安特性进行观测，其结果与理论是吻合的，与用传统的“伏安法”相比，更加直观和快捷。②水平方向电压的读数与示波器原来测量相同，垂直方向是电流读数，其大小是从示波器CH[，2]读出电压值后除以加入的电阻。③线性电阻和二极管的信号必须是使用正弦波模拟信号，电压的连续变化才能看到正负两个方向电流变化的显示现象，其他类型的输入波形都不能出现伏安特性的全貌。④根据元件自身的电气参数，合理选择CH[，2]的量程挡位以及取样电阻的大小。