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1、示波器的原理及使用示波器的原理及使用 大学物理实验大学物理实验 一、实验目的一、实验目的 1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉示波器面板控制件的作用和使用方法 2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法 3、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知信号的频率；能用示波器观察“拍”现象 难点：双通道示波器的结构和工作原理 重点：示波器面板控制件的作用和使用方法、测量原理二、实验仪器二、实验仪器通用双通道示波器（DF4320 20MHz）同轴电缆 函数信号发生器(EE1641D型)三、实验原理三、实验原理 1、示波器基本结构示波器原理框图示波管（CRT）、电子放大系统、扫描触发系统、电
2、源 uu 示波管（示波管（CRTCRT）结构简介）结构简介A1：第一阳极G：控制栅极K：阴极F：灯丝G：对应亮度旋钮A2：第二阳极K G A1 A2共同完成聚焦X：水平 偏转板Y：竖直偏转板荧光屏电子枪、偏转系统、荧光屏uu 电子放大系统电子放大系统 竖直放大器、水平放大器uu 扫描触发系统扫描触发系统 扫描发生器、触发电路作用：在偏转板上加足够的电压，使电子束获得明显偏移；对较弱的被测信号进行放大扫描发生器作用：产生一个与时间成正比的电压作为扫描信号触发电路作用：形成触发信号。示波器工作在自动（AUTO) 方式时，扫描发生器始终有扫描信号输出；当示波器处于 AC/DC触发方式工作时，扫描发生
3、器必须有触发信号的激励 才能产生扫描信号。一般对应：内触发方式时，触发信号由被测信号产生，满足同步要求 外触发方式时，触发信号由外部输入信号产生uu 电源（略）电源（略）uu 波形显示原理波形显示原理只在竖直偏转板上 加正弦电压的情形只在水平偏 转板上加一 锯齿波电压 的情形示波器显示正弦波原理图波形显示原理演示2、示波器面板控制件的作用简介亮度：轨迹 亮度调节电源开关电源指示灯聚焦：轨迹 清晰度调节荧光屏 校准信号CH1或CH2：被测信号输入端口注意双通道被测信号耦合方式 AC：交流输入DC： 直流输入GND： 输入零信号垂直位移水平位移被测信号输入ALT：两个通道 交替显示通道工作方式选择
4、CH1或CH2：1 或2单独显示 CHOP：两个通 道断续显示ADD：显示两个 通道信号幅度的 代数和或差 通道2极 性转换电压衰减及扫描速率VOLTS/DIV： 调节垂直偏转 灵敏度，指示 垂直方向每格 的偏转电压值VIRIABLE：连续调 节垂直偏转灵敏度SEC/DIV：调节扫描 速率，指示水平方向 每格的扫描时间 X-Y工作方式：CH1 输入x轴信号VIRIABLE PLEE5： 连续调节扫 描速率扫描方式选择自动（AUTO)：扫 描发生器自动工作常态（NORM)单次（SINGLE)被触发或准 备指示灯电平（LEVEL）： 调节被测信号在某 一电平触发扫描触发方式选择选择触发源信号 内：
5、CH1 CH2 外：LINE EXT触发极性选择： 选择上升或下降 沿触发扫描接地外触发输入CH1或CH2选择： “交替”或“断续”工 作方式时，选择频 率低的通道触发 单踪显示时，任选 其一，触发信号均 来自于被显示通道选择触发信号 耦合方式： AC/DC TV30：CH1输出 31：电源插座 32：电源设置 33：保险丝座3、函数信号发生器简介本实验所用函数信号发生器可以输出频率在0.2Hz-2MHz 的正弦波、三角波、方波信号。面板主要控制件的作用：电源开关频率显示幅度显示波形选择频率范 围选择频率微调幅度衰减幅度微调函数信 号输出AC常态触发耦合方式 （COUPL ING）顺时针旋足微
6、调（VIRIABLE ）CH1触发源 （TRIGGER SOURCE）0.1V(X)电压衰减（ VOLTS/DIV）0.5ms扫描速率（SEC/DIV）CH1垂直方式（MODE ）触发极性（SLOPE）居中位移（三只）（ POSITION）自动扫描方式 （SWEEP MODE）居中聚焦（FOCUS ）DC输入耦合居中亮度（INTENSITV ）作用位置控制件名称作用位置控制件名称4、测量前示波器面板控件的位置注意：测量时对控件进行适当的调节四、实验内容四、实验内容 1、观察波形打开信号发生器电 源开关，将其输出 接CH1。调节信号 发生器的输出频率 和电压，调节示波 器CH1通道偏转因 数、扫
7、描速率、电 平等，使示波器显 示稳定的波形。观 察并画出示波器上 的波形。2、测量正弦信号电压与周期 调好信号发生器的输出信号，选择示波器CH1通道合 适的偏转因数、选择合适的扫描速率值，使屏上刻度范围 内出现完整波形，将实验数据记录入下表信号发发生器示波器频频率 （Hz）电压电压 示数 （V）偏转转因数 (V/格)Y (格)扫扫描速率 （s/格）X (格)例: 幅度测量读数 偏转因数：1V/格；测量原理偏转因数时基因数周期测量读数扫描时因数：1ms；峰峰值垂直距离：4.02格一个波长的水平距离：5.10/31.70格将信号分别输入CH1和CH2通道，扫描速率旋钮置X-Y（ 逆时针到底），调节
8、信号幅度或改变通道偏转因数，使图形 不超出荧光屏视场，观察李萨如图 3、测量信号的频率 uu 观察李萨如图形观察李萨如图形两个相互垂直的谐振动合成时，若其频率fx与fy 成简单的 整数比，合成的轨迹是封闭的稳定几何图形，称为李萨如图 测量原理uu 测量信号频率测量信号频率调出 =1:1、1:2、2:3、3:4的李萨如图形， 在下表中描下李萨如图形并记下相应CH2通道信号的频率fy nx2，ny3nx3，ny4nx：ny1:11:22:33:4李萨萨如图图形nxnyfy(Hz)fx(Hz)（待测测）4、观察“拍”现象 两个同方向的谐振动合成时，若其频率f1与f2 的差值远小 于f1、f2，合成振动的振幅随时间缓慢的呈周期性变化，这种 现象称为“拍” “拍”频： 垂直方式选ADD，通道2极性选NORM，扫描速率调到 合适值，调可调标准信号源信号频率，使屏上出现稳定的“ 拍”波形，观察 “拍”现象。四、注意事项四、注意事项 测信号电压和周期时，一定要将电压衰减旋纽的微调和 扫描速率旋纽的微调顺时针旋足（校正位置）。五、思考题五、思考题 1、如果打开示波器电源后，看不到扫描线也看不到光点，可 能有那些原因？ 2、当Y轴输入端有信号，但屏上只有一条水平线时，是什么 原因？应如何调节才能使波形沿Y轴展开？3、如何用示波器测量两正弦信号的相位差？(选做)
