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时间:2018-11-13
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1、物理实验报告一、【实验名称】示波器的使用二、【实验目的】1.了解示波器的基本结构和工作原理,掌握示波器的调节和使用方法2.掌握用示波器观察电信号波形的方法3.学会使用双踪示波器观察李萨如图形和控制示波管工作的电路三、【实验原理】双踪示波器包括两部分,由示波管和控制示波管的控制电路构成1.示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡,抽成高真空,内部装有电子枪和两队相互垂直的偏转板,喇叭口的球面壁上涂有荧光物质,构成荧光屏,高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光,在荧光屏上就能看到一个亮点。Y偏转板是水平放置的两块电极。在Y偏转板上和X偏转板上分别加上电压,可以在荧光屏上得到相应的图形。双踪示波
2、器原理2.双踪示波器的原理双踪示波器控制电路主要包括:电子开关,垂直放大电路,水平放大电路,扫描发生器,同步电路,电源等;其中,电子开关使两个待测电压信号YCH1和YCH2周期性的轮流作用在Y偏转板,这样在荧光屏上忽而显示YCH1信号波形,忽而显示YCH2信号波形,由于荧光屏荧光物质的余晖及人眼视觉滞留效应,荧光屏上看到的是两个波形。如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同,屏上呈现的是一移动的不稳定图形,这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍,以致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的,为了获得一定数量的完整周期波形,示波器上设有“Time/div”调节旋钮
3、,用来调节锯齿波电压的周期,使之与被测信号的周期呈合适的关系,从而显示出完整周期的正弦波性。(看到稳定波形的条件:只有一个信号同步)当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍,屏上一般会显示出完整周期的正弦波形,但由于环境或其他因素的影响,波形会移动,为此示波器内装有扫描同步电路,同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号,输入到扫描发生器,迫使锯齿波与待测信号同步,此称为“内同步”;反之则为“外同步”。操作时,使用“电平旋钮”,改变触发电势高度,当待测电压达到触发电平时,开始扫描,直到一个扫描周期结束。但如果触发电势超出所显示波形最高点或最低点的范围,则扫描电压消失,扫描停止
4、。3.示波器显示波形原理如果在示波器的YCH1或YCH2端口加上正弦波,在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波,当锯齿波电压的变化周期相等时,则在荧光屏上显示出完整的正弦波形。4.李萨如图形的基本原理如果在示波器的Y偏转板上加上正弦波,在X偏转板上加上另一正弦波,则当两正弦波信号的频率比为简单整数比时,在荧光屏上将得到李萨如图形。四、【仪器用具】:信号发生器、双踪示波头、探头五、【实验内容】几种李萨如图形nxny分别代表图形在水平或垂直方向的切点数量nx/ny=1/2nx/ny=1/3nx/ny=2/3nx/ny=3/41.观察正弦波形a.打开示波器b.开通CH1及相应信号发生
5、器fx=100Hzc.得到大小合适稳定的正弦波2.测正弦波电压,测正弦波的周期a.调节波形上下移动键,使得fx=100Hz,改变一次v/div,再记录dyb.调整波形左右移动键,使得改变一次t/div,再记录dxdv(V)垂直格数Vpp(V)dx(us)水平格数fy(Hz)13.23.21003.82631实际示数12.226863.观察李萨如图形a.开通CH2及相应的信号发生器b.调节该信号发生器的输出频率,直至观察到第二条稳定的正弦波c.按下“HOR1MENU”+F5(将CH2信号从γ输入)d.再次调节频率,使得fx/fy分别等于1:1,1:2,1:3,画下图形六、【数据处理
6、】dyv/div(V)Vpp(V)1.5.8211.62.2.3511.5dxT/div(ms)T(ms)1.42.5102.2510李萨如图形fx(Hz)fy(Hz)图形nxnyfx/fynx/ny1100100111/11/12100200211/22/13100300311/33/1七、【实验结果及分析小结】示波器使显示电压随时间变化的测试仪器,也就是电压波形,是电子测试中最基础也是最重要的仪器(以电子枪结构和人脸滞留效应为基础)。利用示波器,可以观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号,以及不同时间不同地点观测到的信号。示波器的原理已应用于生活中的各类显示屏上,极大
7、地影响人类的生活。在医学方面,示波器主要用于各类影像图形的呈现,如心电图、CT、X光、核磁共振等。学习示波器的使用可以为以后的临床工作增加经验。八、【误差分析】1.桌面振动造成的影响。2.示波器上显示的荧光线较粗,取电压值时的荧光线间宽度不准,使电压值不准。3.取正弦周期时肉眼调节两荧光线间宽度不准,导致周期测定不准确。4.在选确定fy的值时上下跳动,可能造成取值不准。5.机器系统存在系统误差。九、【思考与讨论】1.简述示波器显示u-t图形(即电信号波形)的原理。答:示波器利用狭
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