实验4示波器的原理与使用

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1、荧光屏一偏转系统Y□>0-4亮度聚焦辅助聚焦1+实验4示波器的原理与使用示波器是一种常用的电了学仪器•可以观察电压随时间变化的波形，并能测量电压、周期等电学量的数值・I大I此示波器在科研、教学及应用技术等很多领域用途极为广泛.本实验的目的在于使同学们对示波器的工作原理有初步了解，并能正确使用它，给以后的应用打下基础.实验目的1.了解示波器的结构和工作原理；2.学习使用示波器观察各种信号波形；3.掌握观察李萨如图形，测量未知正弦信号的频率.实验仪器函数信号发生器、双踪示波器.实验原理双踪示波器的基木结构大致可分为示波管（CRT）、扫描同步系

2、统、放大与衰减系统、电源系统四个部分.1.示波器的基木结构（1）“示波管（CRT）”示波管是示波器的核心部件，如图4.1所示.可细分为电子枪，偏转系统和荧光屏三部分.由外壳密封在真空环境中.—电子枪一FKGA_A.1■图4.1电子枪的作用是产生并加速电子束.其中第一阳极称为聚焦阳极，第二阳极称为加速阳极.通过调节两者的共同作用，可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点.偏转系统由X、Y两对偏转板组成，通过在板上加电压来使电子束偏转，从而对应地改变屏上亮点的位置.荧光屏上涂有荧光粉，电子打上去时能够发光形成光斑.不同荧光粉的发光颜色与余辉时间不同

3、.(2)放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放，使其幅度适合于观测.(3)扫描系统扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如图4.2所示)，使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动，这一过程称为扫描.扫描开始的吋间由触发系统控制.(4)电源1.示波器显示波形的原理U八图4.37如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上不加偏压，电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线，如图4.3所示.图4.4如果在Y偏转板和X偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压，电子受水平竖直两个方向电压的合作用，电子将进行正弦震荡和水平扫描的合成运动

4、，在两电压周期相等时，荧光屏上能够显示出完整周期的止弦电压波形，显像原理如图4.4所示.1.扫描同步为了完整地显示外界输入信号的周期波形，需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系.当某些因索改变致使周期发生变化时，使用扫描同步功能，能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化，从而稳定地显示波形.2.利用李萨如图测正弦电压的频率基木原理通过观察荧光屏上李萨如图形，进行频率对比的方法，称之为李萨如图形法.此法于1855年由李萨如所证明.将被测正弦信号人加到y偏转板，将参考正弦信号人加到兀偏转板，当两者的频率Z比厶是整数时，在荧光屏上将出现J.X李

5、萨如图.如图给出了几种不同频率比的李萨如图形•判断两个电压信号频率比的条件是屏上出现了李萨如图形稳定不动，方法是对稳定不动的图形分别做水平直线和竖宜直线与图形相切，设水平线上的交点数最多为役，竖直线上的交点数最多为阳,，则—=—图中的第一个图形，化=2,化=4,丫轴上的信号频率人与xA521轴上的信号频率人之比为彳，即扌，若人已知，则人可求.I7■图4.6实验内容与步骤1.示波器的预置将各个旋钮、按钮、切换开关等调节到预置位置.（1）旋钮预置[POSITION]居中[SWP.VAR]置于CAL[TIME/DIV]0.2ms【LEVEL]居中【VO

6、LTS/DIV】居中[INTEN]居中[FOCUS]居中(2)各按钮预置:弹出(3)切换开关预置【TRIGGER.MODE]AUTO[SOURCE]CHJCH.【ACGNDDC]AC【MODE]CHJCH21.测量校正信号的电压频率(1)校止信号输入C0,调节【TIME/DIV】、[VOLTS/DIV],使波形显示适中.(竖肓方向占2/3,水平方向1〜2个完整波形)(2)测量电压、频率=[VOLTS/DIV]xH,即垂直衰减分度*格数T=[TIME/DIV]xD,即扫描速率分度*格数2.测量正弦电压波信号电压、频率(1)正弦信号输入C0,调节

7、【TIME/DIV】、[VOLTS/DIV],使波形显示适中.(数值方向占2/3,水平方向1~2个完整波形)(2)测量电压、频率Vp_p=[VOLTS/DIV]xH,即垂直衰减分度*格数T=[TIME/DIV]xD,即扫描速率分度*格数3.观察李萨如图形，测量信号频率(1)重新预置，[TIME/DIV]X-Y.(2)调节【VOUTS/DIV],使图像显示适屮.(水平、竖直方向各占2/3).(3)观察李萨如图形，计算人1•测量校正信号的电压频率校正信号标准值垂直衰减分度格数h/(div)扫描速率分度格数d/(div)实测值a/(V/div)b/(T

8、ime/div)频率1KHz电压匕72仏2.测量正弦电压波信号电压、频率待测信号亟自衰减分度V/DIV格数h/(div)信号电压VvP-