基础物理实验研究性报告_示波器应用

《基础物理实验研究性报告_示波器应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基础物理实验研究性报告实验课题：示波器的应用班级：101411班姓名:L4x匚/V毕雄学号：10141021目录目录2摘要3一、实验目的3二、实验原理31.示波器简介32.声速的测量6三、实验仪器7四、实验步骤71、模拟示波器的使用72、声速测量9五、数据记录与处理10六、实验总结131、误差分析132、总结体会及改进建议13七、参考文献14摘要示波器基于其独有的能把人们肉眼看不见的电信号转变成看得见的图像，而被人们广泛用于研究各种电现象的变化过程。而在各种基础物理实验中也少不了他的身影，利用模拟示波器进行声速的测量就是其中之一。一、实验目的1、了解示波器的主要

2、结构和波形显示及参数测量的基本原理，掌握示波器、信号发生器的使用方法；2、学习用示波器观察电信号的波形以及测量电压、周期和频率的方法；3、学会用连续波测量空气声速；4、学习用示波器测定电信号的频率，通过对李萨如图形的观察，进一步加深对T谐振合成理论的理解。二.实验原理1.示波器简介(1)模拟示波器模拟示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法观测的交变电流信号转换成图像并显示在荧光屏上以便测量和分析的电子仪器。它主要由四部分组成：阴极射线示波管，扫描、触发系统，放大系统，电源系统。其基本组成如图所示。当电子枪被加热发出电子束后，经电场加速、聚焦和偏转系统，打在涂有荧

3、光物质的荧光屏上就会形成一个亮点。若电子束在到达荧光屏之前受到两相互垂直的偏转板间电场的作用，则亮点位置会发牛改变，从而显示出各种波形。1)工作原理模拟示波器的基木工作原理是：被测信号经Y轴衰减后送至Y1放大器，经延迟级后到Y1放大器，信号放大后加到示波器的Y轴偏转板上。若Y轴所加信号为正弦信号，X输入开关S切换到“外”输入，且X轴没有输入信号，则光点在荧光屏竖直方向上按正弦规律上下运动，随着Y轴方向信号频率的提高，由于视觉暂留或荧光屏余辉等原因，在荧光屏上显示出一条数值扫描线;同理，如在X轴所加信号为锯齿波信号，且Y轴没有输入信号，则光点在荧光屏水平方向上先由左

4、向右匀速运动，到达右端后立即返冋左端，再从左到右重复上述过程，每完成一个循环称为一次扫描。随着X轴方向信号频率的提高，在荧光屏上显示出一条水平扫描线。Z轴的作用是使扫描波形有一定辉度，对于某些具有Z轴外输入的示波器，则可以通过Z轴的输入信号，动态调节不同扫描时刻波形的亮度，实现类似于电视图像的显示效果。2）李萨如图形X轴和Y轴同时有频率相同的或成整数比的两个正弦电压输入，此时电子束同时受到两个方向偏转电压的作用，在荧光屏上的光点将显示两个正交谐振动的合成振动图形，即李萨如图形，其形状随两个信号的频率和相位差的不同而不同。如果Y轴信号和X轴的频率有简单的整数比，则合

5、成运动有稳定的闭合轨道。（见下图）1:22:3因此封闭的李萨如图形与水平线相交的点数g及与垂直线相交的点数ny之间的比值与两信号频率之比有如下关系：若已知其中一个信号的频率，以及从李萨如图形上数得的点数g和ny,就可以求出另一个待测信号的概率。3)Y轴输入时变波形的显示这是示波器最常用的显示模式，此时水平方向的扫描信号为锯齿波，由示波器内部产生，由示波器波形显示原理可知，如果Y轴信号的频率与X轴的相同或是其整数倍，当Y轴完成了一个周期的运动时，X轴的扫描信号也正好回到左端起始扫描位置。由于每一次扫描得到的图形起始位置相同，屏上显示的是多个图形在同一位置的叠加，无法

6、观察到稳定的图形。这个矛盾可以通过同步触发的办法来解决：只有当Y轴信号达到某一确定的状态，才触发X轴开始扫描，这样就可以通过Y轴信号强制扫描信号与其严格同步。当Y轴输入信号的极性和电平满足触发条件，将产生触发脉冲，启动扫描电路输出锯齿波信号，光点将自左到右移动。当扫描电压由最大值迅速恢复到启动电压时，光点也迅速返回到起始点，等待下一次触发脉冲到来吋再次进行扫描。需要注意的是，在锯齿波扫描期间，扫描电路不再受期间到来的触发脉冲影响，直到木次扫描结束。因每一个触发脉冲产牛于同触发条件所对应的相位点，故每次扫描的起始点都相同，这样就可以在屏上显示稳定的波形。若已知其中一

7、个信号的频率，以及从李萨如图形上数得的点数g和ny,就可以求出另一个待测信号的概率。3)Y轴输入时变波形的显示这是示波器最常用的显示模式，此时水平方向的扫描信号为锯齿波，由示波器内部产生，由示波器波形显示原理可知，如果Y轴信号的频率与X轴的相同或是其整数倍，当Y轴完成了一个周期的运动时，X轴的扫描信号也正好回到左端起始扫描位置。由于每一次扫描得到的图形起始位置相同，屏上显示的是多个图形在同一位置的叠加，无法观察到稳定的图形。这个矛盾可以通过同步触发的办法来解决：只有当Y轴信号达到某一确定的状态，才触发X轴开始扫描，这样就可以通过Y轴信号强制扫描信号与其严格同步。当

8、Y轴输入信