实验五示波器的使

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1、实验五示波器的使用示波器是一种显示各种电压波形的仪器。它利用被测信号产生的电场对示波管中电子运动的影响来反映被测信号电压的瞬变过程，由于电子惯性小，荷质比大，因此示波器具有较宽的频率响应，用以观察变化极快的电压瞬变过程，因而它具有较广的应用范围。一切能转变为电压信号的电学量（如电流、电功率、阻抗等）和非电学量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率等），其随时间的瞬变过程都可以用示波器进行观察和测量分析。本实验通过用示波器观察各种电信号的波形，测量直流电压，测量交流信号的电压、周期、频率和位相等参数。了解示波器的基本结构及工作原理，较熟悉地掌握示波器的调节和使用。【实验目的】1、了解示波器

2、的结构和原理；2、掌握示波器的基本操作方法；3、利用示波器观察李萨如图形，学会一种测量简谐振动频率的方法。【实验原理】示波器的结构与工作原理图5-1示波管的结构示意图如图5-1所示。在灯丝HH中通以一定的电流将阴极K加热时，阴极K就有电子发射出来，这些电子穿过控制栅极G，在加速区（A1、A2、A3）聚焦、加速后，飞向荧光屏上的P点，使屏L的荧光物质发光而形成亮点。调节阳极A2的电压，可以改变A2与A1、A3之间的电场，以改变电子束的收缩程度，从而控制荧光屏上光点直径的大小，这个过程称为聚焦。为了控制荧光屏上亮点的位置，示波管内装有两对相互垂直的偏转板，即X轴（X1、X2）偏转板和Y轴（Y1、Y

3、2）偏转板。如果在偏转板上加有电压，电子束通过偏转板时将受电场力的作用而发生偏转，荧光屏上亮点的位置也随之改变。【实验原理】如下图5-2所示，如果在X轴偏转板上加一锯齿波电压（Y轴偏转板上不加任何电压），这时荧光屏上的亮点由A匀速地向B移动，到B后又马上返回A，并不断重复这一过程。我们把电子射线沿X轴方向从左到右作匀速的移动过程称为扫描。由于荧光材料具有一定的余辉时间，于是在荧光屏上呈现出一条水平的扫描亮线。图5-2此时再在Y偏转板上加一正弦交流信号电压，如图5-2所示，则电子束不仅受到水平电场力的作用，而且还受到竖直方向的电场力的作用。若正弦交流信号电压与锯齿波电压的周期完全相同，或者后者是

4、前者的整数倍，则荧光屏上可显示出一个或整数个完整的正弦波波形。由此可见，在X偏转板上加一锯齿波电压的情况下，示波管荧光屏上所显示的波形就是加在Y偏转板上的待测信号的波形，这就是示波器显示波形的基本原理。为了观测幅度不同的信号，示波器内设有放大和衰减系统。对输入的小信号进行放大；对输入的大信号进行衰减，以便在荧光屏上显示出适中的波形。【实验原理】李萨如图形如果示波器的X、Y轴同时输入的都是正弦交流信号电压，荧光屏上亮点的轨迹将是两个相互垂直的简谐振动合成的结果。特别当两个正弦交流信号电压的频率相等或成简单整数比时，亮点的轨迹为一稳定的曲线，这种合振动的图形称为李萨如图形，如表5-1李萨如图形的形

5、状与X、Y轴输入的正弦交流信号的频率之间有一个简单的关系式，即式中fX、fY分别为X、Y轴输入的两个正弦交流信号电压的频率；NX、NY分别为X、Y方向切线对李萨如图形的切点数。利用李萨如图形的这一特征，就可用已知信号电压的频率（如fY〕测量未知信号电压的频率（如fX）。【实验仪器】示波器功率函数信号发生器ZL-1整流波形仪【实验内容及步骤】（一）检查示波器的工作情况。（二）观察信号的波形1、打开功率函数信号发生器，将信号发生器“频率显示”开关向“内”，选取所需频率，在显示屏上观察到相应的频率数值。“正弦波幅度”置于最大，“方波幅度”置于最大，“正弦波衰减”置于“0dB”。2、用导线将信号发生器

6、的“正弦波”和“┴”端钮分别接至示波器的“Y轴输入”和“接地”端钮。3、调节信号发生器的“频率细调”旋钮，将信号发生器的频率调至100Hz，调节示波器的“扫描微调”和“整步增幅”旋钮，使示波器上出现稳定的图形。4、用导线将信号发生器的“方波”和“┴”端钮分别接至示波器的“Y轴输入”和“接地”端钮。观察方波的波形。5、用导线将信号发生器的“三角波”和“┴”端钮分别接至示波器的“Y轴输入”和“接地”端钮，观察三角波的波形。将上述观察结果记入表一。【实验内容及步骤】（三）、观察李萨如图形1、将示波器上的“X轴衰减”置于“10”档；用导线将整流波形仪6V.50Hz的输出端接到示波器的“Y轴输入”；2、

7、用导线将信号发生器的“正弦波”和“┴”端钮分别与示波器的“X轴输入”和“接地”端钮连结。3、调节信号发生器的输出信号频率，得出不同频率比的李萨如图形。读出信号频率的数值；画出李萨如图形，记入表二中。（四）观察整流波形利用ZL-1整流波形仪，在示波器上观察交流电的正弦波、全波整流的各种波形。【注意事项】1、为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光点亮度不能太强，而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一点