示波器的原理和使用實驗報告

1、示波器的使用實驗示范報告【實驗?zāi)康摹?了解示波器顯示波形的原理，了解示波器各主要組成部分及它們之間的聯(lián)系和配合；2熟悉使用示波器的基本方法，學會用示波器測量波形的電壓幅度和頻率；3觀察李薩如圖形?！緦嶒瀮x器】1、 雙蹤示波器 GOS-6021型 1臺2、 函數(shù)信號發(fā)生器 YB1602型 1臺3、 連接線 示波器專用 2根示波器和信號發(fā)生器的使用說明請熟讀常用儀器部分。實驗原理示波器由示波管、掃描同步系統(tǒng)、Y軸和X軸放大系統(tǒng)和電源四部分組成， 1、 示波管如圖所示，左端為一電子槍，電子槍加熱后發(fā)出一束電子，電子經(jīng)電場加速以高速打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物發(fā)光形成一亮點。亮點在偏轉(zhuǎn)板電壓的作用

2、下，位置也隨之改變。在一定范圍內(nèi)，亮點的位移與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓成正比。 示波管結(jié)構(gòu)簡圖 示波管內(nèi)的偏轉(zhuǎn)板2、 掃描與同步的作用如果在X軸偏轉(zhuǎn)板加上波形為鋸齒形的電壓，在熒光屏上看到的是一條水平線，如圖圖掃描的作用及其顯示如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，而X軸偏轉(zhuǎn)板不加任何電壓，則電子束的亮點在縱方向隨時間作正弦式振蕩，在橫方向不動。我們看到的將是一條垂直的亮線，如圖 如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，又在X軸偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒形電壓，則熒光屏上的亮點將同時進行方向互相垂直的兩種位移，其合成原理如圖所示，描出了正弦圖形。如果正弦波與鋸齒波的周期（頻率）相同，這個正弦圖形將穩(wěn)定地停在熒光屏上。但如果正弦波與

3、鋸齒波的周期稍有不同，則第二次所描出的曲線將和第一次的曲線位置稍微錯開，在熒光屏上將看到不穩(wěn)定的圖形或不斷地移動的圖形，甚至很復(fù)雜的圖形。由此可見：（1）要想看到Y(jié)軸偏轉(zhuǎn)板電壓的圖形，必須加上X軸偏轉(zhuǎn)板電壓把它展開，這個過程稱為掃描。如果要顯示的波形不畸變，掃描必須是線性的，即必須加鋸齒波。（2）要使顯示的波形穩(wěn)定，Y軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率與X軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率的比值必須是整數(shù)，即： n=1,2,3, 示波器中的鋸齒掃描電壓的頻率雖然可調(diào)，但要準確的滿足上式，光靠人工調(diào)節(jié)還是不夠的，待測電壓的頻率越高，越難滿足上述條件。為此，在示波器內(nèi)部加裝了自動頻率跟蹤的裝置，稱為“同步”。在人工調(diào)節(jié)到接近滿足式頻

4、率整數(shù)倍時的條件下，再加入“同步”的作用，掃描電壓的周期就能準確地等于待測電壓周期的整數(shù)倍，從而獲得穩(wěn)定的波形。（1）如果Y軸加正弦電壓，X軸也加正弦掃描電壓，得出的圖形將是李薩如圖形，如表所示。李薩如圖形可以用來測量未知頻率。令fy、fx分別代表Y軸和X軸電壓的頻率，nx代表X方向的切線和圖形相切的切點數(shù)，ny代表Y方向的切線和圖形相切的切點數(shù)，則有 李薩如圖形舉例表如果已知fx，則由李薩如圖形可求出fy?！緦嶒瀮?nèi)容】1 示波器的調(diào)整（1）不接外信號，進入非X-Y方式（2）調(diào)整掃描信號的位置和清晰度（3）設(shè)置示波器工作方式2 正弦波形的顯示（1）熟讀示波器的使用說明，掌握示波器的性能及使用方

5、法。（2）把信號發(fā)生器輸出接到示波器的Y軸輸入上，接通電源開關(guān)，把示波器和信號發(fā)生器的各旋鈕調(diào)到正常使用位置，使在熒光屏上顯示便于觀測的穩(wěn)定波形。3示波器的定標和波形電壓、周期的測量（1）把Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)和掃描時間偏轉(zhuǎn)因數(shù)旋鈕都放在“校準”位置（指示燈“VAR”熄滅）。（2）把校準信號輸出端接到Y(jié)軸輸入插座（3）把信號發(fā)生器的正弦電壓接到Y(jié)軸輸入端，用示波器測量正弦電壓的幅值和周期，并和信號發(fā)生器上顯示的頻率值比較。（4）選擇不同幅值和頻率的5種正弦波，重復(fù)步驟（3），記下測量結(jié)果。4李莎如圖形的觀測(1) 把信號發(fā)生器后面50Hz輸出信號接到X通道，而Y通道接入可調(diào)的正弦信號(2) 分別調(diào)節(jié)兩

6、個通道讓他們能夠正常顯示波形(3) 切換到X-Y模式，調(diào)整兩個通道的偏轉(zhuǎn)因子，使圖形正常顯示(4) 調(diào)節(jié)Y信號的頻率，觀測不同頻率比例下的李薩如圖數(shù)據(jù)記錄1、頻率測量示波器頻率計數(shù)器的測頻精度 0.01%示波器測頻儀器誤差 3%函數(shù)信號發(fā)生器測頻儀器誤差 1%+1字I 1 2 3 4 5示波器計數(shù)器頻率f0(KHz) 55.454 21.210 15.328 8.1696 4.4138 示波器測量頻率f1(KHz) 57.4 22.3 15.8 8.19 4.38信號發(fā)生器頻率f2(KHz) 55.45 21.21 15.33 8.17 4.42百分差 3.5% 5.1% 3.1% 0.2%

7、-0.8%2、電壓測量示波器測量電壓儀器誤差3% 函數(shù)信號發(fā)生器儀器誤差15%+1字 I 1 2 3 4 5示波器測量電壓(V) 5.68 4.52 3.64 2.96 1.84信號發(fā)生器顯示電壓(V) 5.3 4.6 3.6 3.0 1.8 百分差 7.2% -1.7% 1.1% -1.3% 2.2%3、李莎如圖形觀察fy ： fx 1：1 1：2 1：3李薩如圖形 nxnyfy(Hz)fX(Hz) 115050 1250100 13501504、不確定度的計算(以第一組數(shù)據(jù)為例)（1） 示波器測量頻率f57.4KHz 或 （2） 函數(shù)信號發(fā)生器測頻f=55.45 KH 或 或 （3） 示波

8、器測量電壓V15.68V 或 或 （4） 函數(shù)信號發(fā)生器測量電壓V25.3V 或 或 注意：一般可寫為后面的形式更加科學，因為原始數(shù)據(jù)的有效數(shù)字只有2位，不可能經(jīng)處理后提高精度變成3個有效數(shù)字。5、示波器操作總結(jié)表格要求 調(diào)節(jié)按鈕 標記 現(xiàn)象示波器輸入接地 GND 左下角有中間水平一條直線選擇輸入通道 CH1或CH2 相應(yīng)指示燈亮 選擇信號輸入方式 AC/DC 交流直流根據(jù)輸入通道選擇觸發(fā)源 SOURCE 右下角有CH1-CH2-。變化 根據(jù)信號選擇耦合方式 COUPLING 右下角有AC-HFR。變化 縱向調(diào)節(jié) VOLTS/DIV 圖形縱向縮放橫向調(diào)節(jié) TIME/DIV 圖形橫向縮放調(diào)節(jié)圖形穩(wěn)定 LEVEL TAG亮 圖形穩(wěn)定測量物理量的選擇 CO