大学物理实验示波器的使用.doc

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1、认识实习—常用电子仪器使用专业电子信息工程专业班级1320602姓名罗戴维学号201320060118完成时间2014年6月《示波器的使用》【实验目的】1．了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合；2．熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率；3．观察李萨如图形。【实验仪器】1、双踪示波器GOS-6021型1台2、函数信号发生器EE1410型1台3、连接线示波器专用2根示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。【实验原理】示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成，1、示波管如图所示

2、，左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。示波管结构简图示波管内的偏转板1、扫描与同步的作用如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如图图扫描的作用及其显示如果在Y轴偏转板上加正弦电压，而X轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如图如果在Y轴偏转板上加正弦电压，又在X轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点

3、将同时进行方向互相垂直的两种位移，其合成原理如图所示，描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。由此可见：（1）要想看到Y轴偏转板电压的图形，必须加上X轴偏转板电压把它展开，这个过程称为扫描。如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波。（2）要使显示的波形稳定，Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数，即：n=1,2,3,示波器中的锯齿扫描电

4、压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的频率越高，越难满足上述条件。为此，在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确地等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。（1）如果Y轴加正弦电压，X轴也加正弦扫描电压，得出的图形将是李萨如图形，如表所示。李萨如图形可以用来测量未知频率。令fy、fx分别代表Y轴和X轴电压的频率，nx代表X方向的切线和图形相切的切点数，ny代表Y方向的切线和图形相切的切点数，则有李萨如图形举例表如果已知fx，则由

5、李萨如图形可求出fy。【实验内容】1．示波器的调整（1）不接外信号，进入非X-Y方式（2）调整扫描信号的位置和清晰度（3）设置示波器工作方式2．正弦波形的显示（1）熟读示波器的使用说明，掌握示波器的性能及使用方法。（2）把信号发生器输出接到示波器的Y轴输入上，接通电源开关，把示波器和信号发生器的各旋钮调到正常使用位置，使在荧光屏上显示便于观测的稳定波形。3．示波器的定标和波形电压、周期的测量（1）把Y轴偏转因数和扫描时间偏转因数旋钮都放在“校准”位置（指示灯“VAR”熄灭）。（2）把校准信号输出端接到Y轴输入插座（3）把信号发生器的正弦电压接到Y轴输入端，用示波器

6、测量正弦电压的幅值和周期，并和信号发生器上显示的频率值比较。（4）选择不同幅值和频率的5种正弦波，重复步骤（3），记下测量结果。4．李莎如图形的观测(1)把信号发生器后面50Hz输出信号接到X通道，而Y通道接入可调的正弦信号(2)分别调节两个通道让他们能够正常显示波形(3)切换到X-Y模式，调整两个通道的偏转因子，使图形正常显示(4)调节Y信号的频率，观测不同频率比例下的李萨如图【数据记录】1、频率测量示波器频率计数器的测频精度0.01%示波器测量频率仪器误差3%I12345示波器计数器频率f0499.985Hz799.984Hz0.99997KHz4.99985

7、KHz199.994KHz示波器测量频率f1495Hz796Hz0.99KHz4.99KHz208KHz信号发生器频率f2500.00Hz800.00Hz1.00000KHz5.00000KHz200.0000KHz结果表达f学生自己计算学生自己计算学生自己计算学生自己计算百分差-1%-0.5%-1%-0.2%4%测量频率百分差应2、电压测量示波器测量电压仪器误差3%函数信号发生器测量电压仪器误差10%1mVppI12345示波器测量电压0.532V1.056V1.600V3.080V16.40V信号发生器显示电压V00.50V1.00V1.50V3.00V15.

8、0V结果表