示波器的使用

1、精選文檔實(shí)驗(yàn)名稱： 示 波 器 的 使 用姓 名 學(xué) 號(hào) 班 級(jí) 評(píng) 分桌 號(hào) 同組人 本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師 教室：基教1101日 期 2 0 年 月 日 時(shí) 段 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解示波器的基本結(jié)構(gòu)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(cè)信號(hào)波形;3. 掌握用示波器測(cè)電信號(hào)的幅值、周期和頻率及利用李薩如圖形測(cè)未知信號(hào)頻率的方法。預(yù)習(xí)提示： 完成原理部分填空，仔細(xì)閱讀全篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告，閱讀教材5262頁(yè)內(nèi)容。二、實(shí)驗(yàn)儀器與器件雙蹤示波器，示波器實(shí)驗(yàn)專用信號(hào)源，兩個(gè)探頭三、實(shí)驗(yàn)原理及計(jì)算公式1 示波器顯示波形的原理 （請(qǐng)?jiān)谙聢D中填上示波器四個(gè)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o(hù)scilloscope 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o(hù)scillosc

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(jiǎn)稱Y軸）上加一正弦電壓，則電子束打出的亮點(diǎn)將 運(yùn)動(dòng)。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(shí)在X軸加“鋸齒波”電壓，電子的運(yùn)動(dòng)將是兩個(gè)互相垂直的運(yùn)動(dòng)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(hào)波形之間的周期Ty之間應(yīng)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(cè)信號(hào)與示波器內(nèi)部的掃描鋸齒電壓信號(hào)是互相獨(dú)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(shí)雖可通過(guò)人工調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕使波形穩(wěn)定，但過(guò)一會(huì)兒，又發(fā)生改變，波形又移動(dòng)起來(lái)。在觀察高頻信號(hào)時(shí)這一問(wèn)題尤為突出。為此示波器內(nèi)裝有 裝置，其實(shí)質(zhì)是 ，這就是“同步”的概念。面板上的“ ”旋鈕即為此而設(shè)。 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(yīng) / amplitude 幅度 /

5、 generator 發(fā)生器 / 測(cè)頻率當(dāng)兩個(gè)相互垂直的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的分振動(dòng)頻率不同的條件下，合振動(dòng)的軌跡不能形成穩(wěn)定的圖案，但如果兩個(gè)分振動(dòng)頻率成整數(shù)比，則合成振動(dòng)的軌跡為穩(wěn)定的曲線，曲線的花樣和分振動(dòng)的頻率比、初位相有關(guān)，得出的圖形稱為李薩如圖形。由于圖形花樣與分振動(dòng)頻率比有關(guān)，因此可以通過(guò)李薩如圖形的花樣判斷二分振動(dòng)的頻率比，通過(guò)頻率比可由已知頻率測(cè)量未知頻率。穩(wěn)定的李薩如圖形有一個(gè)特點(diǎn)：兩信號(hào)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(diǎn)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(yīng) / a

6、mplitude 幅度 / generator 發(fā)生器 / 四. 使用與測(cè)量 測(cè)量中的計(jì)算方法請(qǐng)參考教材6062頁(yè) 1. 熟悉示波器 打開(kāi)示波器和信號(hào)源電源； 取帶兩個(gè)小夾子的信號(hào)線接到示波器的CH1上（側(cè)孔對(duì)齊、下壓右旋），黑夾子夾在信號(hào)源的GND上，紅夾子夾在信號(hào)3上； 請(qǐng)?jiān)囍p調(diào)示波器上的各個(gè)旋鈕，直到示波器上顯示出正弦波形?。ㄊ静ㄆ魃闲o都被打亂，請(qǐng)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(dòng)、上下移動(dòng)，水平縮放、豎直縮放； 請(qǐng)跟隨指導(dǎo)老師練習(xí)示波器的基本調(diào)節(jié)直至熟練為止！2. 校準(zhǔn) 調(diào)整示波器在屏幕上出現(xiàn)一條（或兩條）水平亮線； 設(shè)置VOLTS/DIV旋鈕（CH1靈敏度選

7、擇開(kāi)關(guān)） 到0.5v/DIV， 設(shè)置 SEC/DIV（主掃描時(shí)間系數(shù)選擇旋鈕）到0.5ms/DIV； 找到“校準(zhǔn)信號(hào)”（0.5Vp-p，1kHz for YB4320B），此校準(zhǔn)信號(hào)為方波。把探頭掛到校準(zhǔn)信號(hào)的吊鉤上。（儀器內(nèi)部共地，此時(shí)可省去接地）； 通過(guò)位移旋鈕將波形圖像調(diào)整到一個(gè)合適的位置（方便讀格）。調(diào)節(jié)VOLTS/DIV的校準(zhǔn)“微調(diào)”旋鈕，使波形在Y方向占1個(gè)大格。調(diào)節(jié)SEC/DIV的校準(zhǔn)“微調(diào)”旋鈕，使得一個(gè)周期在水平方向上占兩個(gè)大格。這樣，CH1通道的校準(zhǔn)就完成了。把校準(zhǔn)信號(hào)接入CH2，并重復(fù)和 步。校準(zhǔn)完成后，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，你需要保證這三個(gè)校準(zhǔn)“微調(diào)”按鈕不動(dòng)。3. 電壓測(cè)

8、量電壓信號(hào)如果用U=A+Bsin（t）來(lái)描述，當(dāng)B=0時(shí)，U分為直流信號(hào)；當(dāng)A=0時(shí)，U為交流信號(hào)；當(dāng)A、B均不為零時(shí)，U為帶直流偏置的交流信號(hào)。調(diào)節(jié)信號(hào)源至“電壓測(cè)量”，信號(hào)1、2為直流電壓，信號(hào)3、4為帶偏置的交流電壓（耦合方式“DC”，為什么？）；測(cè)量時(shí)把信號(hào)線的紅夾子或探頭夾到信號(hào)電壓上，把黑色夾子接在信號(hào)源的GND上。表1 電壓的測(cè)量 具體測(cè)量請(qǐng)參考大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程60頁(yè)（1） 耦合方式VOLTS/DIV的使用檔位信號(hào)電壓描述信號(hào)1 信號(hào)2信號(hào)3信號(hào)4注意：DIV表示主格，一個(gè)主格有5個(gè)小格division 格（本實(shí)驗(yàn)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(cè)量 / button 按鈕 / switch開(kāi)關(guān)/ GND （ground） 地、零電位 輸入耦合方式選“AC”時(shí)，信號(hào)中的直流分量被隔開(kāi)，用以觀察信號(hào)的交流成分，輸入耦合方式選“DC”時(shí)，顯示信號(hào)的所有成分（含直流和交流成分）。 如果被測(cè)信號(hào)為直流電壓信號(hào)，選？4. 周期/頻率測(cè)量 調(diào)節(jié)信號(hào)源至“周期/頻率測(cè)量”，信號(hào)14輸出四路頻率不同的正弦波信號(hào)，先測(cè)出周期再計(jì)算頻率； 接線方式同上（電壓測(cè)量）； 你需要調(diào)整SEC/DIV旋鈕（注意微調(diào)不能動(dòng)），使得信號(hào)盡可能多的

10、占據(jù)屏幕（顯示12個(gè)完整波形），這樣你的測(cè)量結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確。表 2頻率測(cè)量 具體測(cè)量請(qǐng)參考大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程60、61頁(yè)（2）（3）SEC/DIV的檔位一個(gè)周期所占格數(shù)周期（ms）頻率（Hz）信號(hào)1信號(hào)2信號(hào)3信號(hào)4注意：觸發(fā)源的選擇：信號(hào)輸入哪個(gè)通道就選誰(shuí)做觸發(fā)源；信號(hào)4為高頻微小信號(hào)，測(cè)量時(shí)可選擇“×5”擴(kuò)展，同時(shí)可利用多個(gè)周期求平均的辦法。5. 相位差測(cè)量 相位差是指兩個(gè)同周期信號(hào)之間的位相差別。所以我們需要使用示波器的CH1和CH2兩個(gè)通道來(lái)測(cè)量位相差。這兩個(gè)信號(hào)可以通過(guò)交替和斷續(xù)兩種方式來(lái)顯示。你需要把信號(hào)1接入CH1，把信號(hào)2、3、4依次接入CH2。 示波器選擇雙蹤顯示模式，

11、對(duì)于YB4320B型號(hào)，你需要確保CH1和CH2兩個(gè)按鈕已經(jīng)按下去。表3 位相差測(cè)量 具體測(cè)量請(qǐng)參考大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程61頁(yè)（4）相位差測(cè)量點(diǎn)水平距離一個(gè)周期水平距離相位差（°）信號(hào)1和信號(hào)2信號(hào)1和信號(hào)3信號(hào)1和信號(hào)4注意：觸發(fā)源的選擇：選CH1或CH2，千萬(wàn)不能選交替?。?如果信號(hào)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(shí)間 / falling time 下降時(shí)間 / waveform 波形 /major division 主格(大格) / minor 次要的 6. 李薩如圖形測(cè)未知信號(hào)頻率 設(shè)置示波器為X-Y模式。對(duì)于 YB4320B型號(hào)，請(qǐng)將 SEC/DIV 逆時(shí)針旋至 XY模式，信號(hào)1做為已知信號(hào)，頻率70Hz，輸入示波器的CH1，作為X信號(hào)。 信號(hào)2、3、4為待測(cè)正弦波信號(hào)，分別輸入示波器的CH2，作為Y信號(hào)。畫出李薩如圖形，根據(jù)切點(diǎn)比得到頻率比（參考教材P55頁(yè)5），進(jìn)而計(jì)算出待測(cè)信號(hào)的頻率。表格 5. 李薩如圖形測(cè)量結(jié)果 具體測(cè)量請(qǐng)參考大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程61頁(yè)（5）畫出李薩如圖形頻率比頻率 (KHz)信號(hào) A信號(hào) B信號(hào)