1、精選文檔實驗名稱： 示 波 器 的 使 用姓 名 學 號 班 級 評 分桌 號 同組人 本實驗指導教師 教室：基教1101日 期 2 0 年 月 日 時 段 一、實驗目的1. 了解示波器的基本結(jié)構和工作原理;2. 熟悉示波器的使用方法，能較快地調(diào)節(jié)出穩(wěn)定的待測信號波形;3. 掌握用示波器測電信號的幅值、周期和頻率及利用李薩如圖形測未知信號頻率的方法。預習提示： 完成原理部分填空，仔細閱讀全篇實驗報告，閱讀教材5262頁內(nèi)容。二、實驗儀器與器件雙蹤示波器，示波器實驗專用信號源，兩個探頭三、實驗原理及計算公式1 示波器顯示波形的原理 （請在下圖中填上示波器四個系統(tǒng)的名稱）oscilloscope

2、示波器 / probe 探頭 / vertical 垂直 / horizontal 水平 /axis 軸 / voltage 電壓 / attenuator 衰減器 / amplifier 放大器 / deflection 偏轉(zhuǎn) / CRT 陰極射線管 / phosphor 磷oscilloscope 示波器 / probe 探頭 / vertical 垂直 / horizontal 水平 /axis 軸 / voltage 電壓 / attenuator 衰減器 / amplifier 放大器 / deflection 偏轉(zhuǎn) / CRT 陰極射線管 / phosphor 磷oscillosc

3、ope 示波器 / probe 探頭 / vertical 垂直 / horizontal 水平 /axis 軸 / voltage 電壓 / attenuator 衰減器 / amplifier 放大器 / deflection 偏轉(zhuǎn) / CRT （cathode ray tube）陰極射線管 如只在Y偏轉(zhuǎn)板（簡稱Y軸）上加一正弦電壓，則電子束打出的亮點將 運動。若電壓頻率較高， 。若只在X偏轉(zhuǎn)板上加此掃描電壓，且頻率足夠高，則熒光屏上只顯示出 。如果在Y軸上加正弦電壓，同時在X軸加“鋸齒波”電壓，電子的運動將是兩個互相垂直的運動合成。2. 同步概念 為了獲得穩(wěn)定的波形，鋸齒波電壓的周期Tx

4、和信號波形之間的周期Ty之間應滿足TxnTy成立。（n1，2，3）從而使示波器上出現(xiàn)穩(wěn)定的、數(shù)目合適的完整波形。但是輸入Y軸的被測信號與示波器內(nèi)部的掃描鋸齒電壓信號是互相獨立的。由于環(huán)境或其它因素的影響，它們的周期或頻率可能發(fā)生微小的改變，這時雖可通過人工調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕使波形穩(wěn)定，但過一會兒，又發(fā)生改變，波形又移動起來。在觀察高頻信號時這一問題尤為突出。為此示波器內(nèi)裝有 裝置，其實質(zhì)是 ，這就是“同步”的概念。面板上的“ ”旋鈕即為此而設。 不同步圖形 同步穩(wěn)定圖形3 利用李薩如圖形trigger 觸發(fā) / sweep 掃描 / accommodate 適應 / amplitude 幅度 /

5、 generator 發(fā)生器 / 測頻率當兩個相互垂直的簡諧振動的分振動頻率不同的條件下，合振動的軌跡不能形成穩(wěn)定的圖案，但如果兩個分振動頻率成整數(shù)比，則合成振動的軌跡為穩(wěn)定的曲線，曲線的花樣和分振動的頻率比、初位相有關，得出的圖形稱為李薩如圖形。由于圖形花樣與分振動頻率比有關，因此可以通過李薩如圖形的花樣判斷二分振動的頻率比，通過頻率比可由已知頻率測量未知頻率。穩(wěn)定的李薩如圖形有一個特點：兩信號的周期之比為整數(shù)之比，且等于圖形在X和Y方向上的外切點數(shù)之比。即Tx：TyfY：fXnx：ny。故下列圖形依次為： trigger 觸發(fā) / sweep 掃描 / accommodate 適應 / a

6、mplitude 幅度 / generator 發(fā)生器 / 四. 使用與測量 測量中的計算方法請參考教材6062頁 1. 熟悉示波器 打開示波器和信號源電源； 取帶兩個小夾子的信號線接到示波器的CH1上（側(cè)孔對齊、下壓右旋），黑夾子夾在信號源的GND上，紅夾子夾在信號3上； 請試著輕調(diào)示波器上的各個旋鈕，直到示波器上顯示出正弦波形！（示波器上旋鈕都被打亂，請耐心嘗試 ） 顯示出正弦波后，試著調(diào)節(jié)旋鈕使圖形左右移動、上下移動，水平縮放、豎直縮放； 請跟隨指導老師練習示波器的基本調(diào)節(jié)直至熟練為止！2. 校準 調(diào)整示波器在屏幕上出現(xiàn)一條（或兩條）水平亮線； 設置VOLTS/DIV旋鈕（CH1靈敏度選

7、擇開關） 到0.5v/DIV， 設置 SEC/DIV（主掃描時間系數(shù)選擇旋鈕）到0.5ms/DIV； 找到“校準信號”（0.5Vp-p，1kHz for YB4320B），此校準信號為方波。把探頭掛到校準信號的吊鉤上。（儀器內(nèi)部共地，此時可省去接地）； 通過位移旋鈕將波形圖像調(diào)整到一個合適的位置（方便讀格）。調(diào)節(jié)VOLTS/DIV的校準“微調(diào)”旋鈕，使波形在Y方向占1個大格。調(diào)節(jié)SEC/DIV的校準“微調(diào)”旋鈕，使得一個周期在水平方向上占兩個大格。這樣，CH1通道的校準就完成了。把校準信號接入CH2，并重復和 步。校準完成后，在整個實驗過程中，你需要保證這三個校準“微調(diào)”按鈕不動。3. 電壓測

8、量電壓信號如果用U=A+Bsin（t）來描述，當B=0時，U分為直流信號；當A=0時，U為交流信號；當A、B均不為零時，U為帶直流偏置的交流信號。調(diào)節(jié)信號源至“電壓測量”，信號1、2為直流電壓，信號3、4為帶偏置的交流電壓（耦合方式“DC”，為什么？）；測量時把信號線的紅夾子或探頭夾到信號電壓上，把黑色夾子接在信號源的GND上。表1 電壓的測量 具體測量請參考大學物理實驗教程60頁（1） 耦合方式VOLTS/DIV的使用檔位信號電壓描述信號1 信號2信號3信號4注意：DIV表示主格，一個主格有5個小格division 格（本實驗縮寫DIV） / focus聚焦 / intensity 輝度 /

9、 frequency頻率 / phase shift 相移(相位差) / pattern 圖形 / measurement 測量 / button 按鈕 / switch開關/ GND （ground） 地、零電位 輸入耦合方式選“AC”時，信號中的直流分量被隔開，用以觀察信號的交流成分，輸入耦合方式選“DC”時，顯示信號的所有成分（含直流和交流成分）。 如果被測信號為直流電壓信號，選？4. 周期/頻率測量 調(diào)節(jié)信號源至“周期/頻率測量”，信號14輸出四路頻率不同的正弦波信號，先測出周期再計算頻率； 接線方式同上（電壓測量）； 你需要調(diào)整SEC/DIV旋鈕（注意微調(diào)不能動），使得信號盡可能多的

10、占據(jù)屏幕（顯示12個完整波形），這樣你的測量結(jié)果會更準確。表 2頻率測量 具體測量請參考大學物理實驗教程60、61頁（2）（3）SEC/DIV的檔位一個周期所占格數(shù)周期（ms）頻率（Hz）信號1信號2信號3信號4注意：觸發(fā)源的選擇：信號輸入哪個通道就選誰做觸發(fā)源；信號4為高頻微小信號，測量時可選擇“×5”擴展，同時可利用多個周期求平均的辦法。5. 相位差測量 相位差是指兩個同周期信號之間的位相差別。所以我們需要使用示波器的CH1和CH2兩個通道來測量位相差。這兩個信號可以通過交替和斷續(xù)兩種方式來顯示。你需要把信號1接入CH1，把信號2、3、4依次接入CH2。 示波器選擇雙蹤顯示模式，

11、對于YB4320B型號，你需要確保CH1和CH2兩個按鈕已經(jīng)按下去。表3 位相差測量 具體測量請參考大學物理實驗教程61頁（4）相位差測量點水平距離一個周期水平距離相位差（°）信號1和信號2信號1和信號3信號1和信號4注意：觸發(fā)源的選擇：選CH1或CH2，千萬不能選交替！； 如果信號頻率較低，顯示方式選擇“斷續(xù)”。Dual trace 雙蹤 / alternate 交替 / chop 斷續(xù) / sawtooth鋸齒 / pulse 脈沖 / rising time 上升時間 / falling time 下降時間 / waveform 波形 /major division 主格(大格) / minor 次要的 6. 李薩如圖形測未知信號頻率 設置示波器為X-Y模式。對于 YB4320B型號，請將 SEC/DIV 逆時針旋至 XY模式，信號1做為已知信號，頻率70Hz，輸入示波器的CH1，作為X信號。 信號2、3、4為待測正弦波信號，分別輸入示波器的CH2，作為Y信號。畫出李薩如圖形，根據(jù)切點比得到頻率比（參考教材P55頁5），進而計算出待測信號的頻率。表格 5. 李薩如圖形測量結(jié)果 具體測量請參考大學物理實驗教程61頁（5）畫出李薩如圖形頻率比頻率 (KHz)信號 A信號 B信號