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1、实验名称：示波器的使用实验目的：a了解示波器的示波原理；b学习用示波器观察电信号的波形，并了解信号发生器的使用方法；c学习用示波器测定电信号的频率，通过对李萨如图形的观察，进一步加深对于相互垂 直、谐振合成理论的理解。实验仪器：V252双踪示波器、1693型多波形信号发生器、XD2B正弦信号发生器。实验原理和方法：一、示波器示波器是显示电压波形的电子仪器，它可以将电压随时间的变化规律通过图形显示出来。示波器中显示部件示波管的结构如图所示。当示波器接上电源时，示波管中的热阴极会因发热而产生电子，经过电子枪和偏转极形成的电子流会击在荧光屏上，使得荧光屏某位置发光，即在该位置形成光点。若偏转极未加任
2、何信号，光点应该在荧光屏的几何中心处，如下图所示。要想光点移动（实际上示电子束打在屏上的位置的变化），就必须在极板上加可变化的电压，这样，由于加在极板上的电压不同导致电子束偏转角度不同，最终在屏上光点位置不同，给人的感觉就像是光点在移动。示波器内部会产生右下图所示的锯齿电压，这也就是所说的扫描电压，该电压的特性是周期性的。在一个周期内电压满足，即电压与时间成线形关系，该电压是加在偏转极上，它将控制电子束击在屏上的位置，若以屏幕上过几何中心的横线为X轴，以几何中心为原点，那么可以看出在一个周期内电压V和位置X的对应关系。由下图可以看出，在一个周期内，光点在屏幕上的位置与时间成一一对应关系。这样就
3、达到了用光点在横轴上位置的变化规律来代替时间的变化规律的目的。当扫描电压达到后会突然降到-,从而又开始新一轮的位置变化，这就是我们在示波器上看到的扫描线。屏幕上显示的就是一条扫描线。它反映了在一个周期内时间的变化规律，可以看作为时间轴。有了时间轴，再在的极板上加上待观察的信号，那么光点的位置不仅随时间在X轴上变化，同时还会在Y轴上随着时间有幅度地变化，最后在屏幕上显示的就是如右上图所示的变化曲线。为了在荧光屏上得到稳定不动的信号波形，采用被测信号来控制扫描电压的产生时刻，成为触发扫描。调节触发电平高低，使被测信号达到某一定值时，扫描电路才开始工作，产生一个锯齿波，将被测信号显示出来。由于每次被
4、测信号只有都达到这一定值时，扫描电路才工作，产生锯齿波，所以每次扫面显示的波形相同。这样，在荧光屏上看到的波形就稳定不动。触发扫描的原理如下图所示：二、李萨如图利用李萨如图的目的是通过已知的正弦波信号去测正弦波信号的未知频率。将本别输入示波器，偏转极上，其实是代替了示波器内产生的扫描电压，这样实际上是不同频率的正弦波信号在坐标中合成，其合成的图形取决于与的比值。下图就是不同比值的：对应的不同形式的图形。由下图可以看出，其比值实际上就是图形中分别在Y,X轴上最多交点数的比值，满足（其中分别表示图形与Y轴、X轴上最多交点数），因此，由，即可求出的频率。实验内容和步骤：1.用示波器V-252观察16
5、93型多波形信号发生器输出的8种波形a先将1693型发生器电源打开，将波素旋钮选择在1档，频率选择键“”，将其输出信号通过信号线连接到示波器种的或的接口，对应选择通道选择开关种的或，以及内部出发选择开关中的或，以上选择必须满足或，否则图形不会显示或者不稳定。b分别调节1693型发生器中频率调节、电平移动、幅度旋钮以及示波器中扫描信号周期粗调、微调以及通道灵感度粗调、细调旋钮，直至在示波器上显示出一个占满屏幕上80范围的完整图形。通过1693型发生器中的波形选择开关分别调节出8种信号波形，要求将波形分别画在准备好的坐标绘图纸上。2.调节并测出1693型正弦波频率将1693型信号发生器的波形选择键
6、选择微正弦波形键，再将输出信号输入到示波器的信号接口，将示波器的扫描信号周期选择在0.1ms/div，将扫描微调顺时针锁死，再调节1693型发生器种的频率调节按钮，直至示波器上显示一个稳定的波形，这样就确定出1693型发生器输出正弦波的频率为1 kHz。在确定出1693型正弦波输出频率为1 kHz的基础上，调节示波器的扫描信号周期，分别在示波器上显示出1，2，1/3个正弦波形，且将图形描在预先准备好的坐标纸上，记下每次示波器上的扫描信号周期所对应的时间。3李萨如图形法将XD2B输出的已知频率的信号输入到示波器“”插座，看作，而将待测的1693型正弦波输出的信号输入到示波器“”插座，看坐,将扫描
7、信号周期置于“X-Y”位置。仔细调节XD2B的输出频率直至示波器上显示出1：1李萨如图形，这样就能确定.比较上述两种方法测出的结果。在前面的基础上调节XD2B的输出信号频率调节按钮，分别调出：为2/3，3/2的李萨如图形。4利用示波器的灵敏度调节按钮与扫描信号周期确认1693型输出正弦波的电压有效值为1V。将待测信号输入后，将示波器面板上的Y轴灵敏度细调顺时针锁死，此时可根据屏幕上的Y轴坐标刻度，利用示波器Y轴灵敏度选择开关的V/div档级标称值，直接读出信号波形的峰峰值为D div(如下图所示)。例如示波器“V/div”选择5 V档级，则被测信号峰值为：式中：表示波峰到波谷之间的电压值；di
8、v为对应一个厘米的长度。本实验要求调节1693型幅度调节旋钮，用示波器确定输出电压有效值为1 V；要求记录出D（div）值及通道灵敏度粗调标称值。参数及数据记录：见附表数据处理：131.77mm 8.25mm 130.02mm 7.66mm 896.2g根据附表1中的表格II，采用逐差法求冷却速率。其中。（1）（2）（3）（4）由（1）（2）（3）（4）得：则附录：一、1693型多波形信号发生器主要技术性能1波形梯形波、三角波、正锯齿波、反锯齿波、方波、正阶梯波、反阶梯波、正弦波2波素分两档：档：每周期为128点；档：每周期为64点。3频率a波素在档时（），频率见下表。频率选择低端高端b波素在档时（），频率见下表。频率选择低端高端二、V252双踪示波器面板图
