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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划示波器的应用实验报告实验二十三示波器的使用班级姓名学号同组人日期【实验目的】1、了解示波器的基本结构和工作原理，学会正确使用示波器。2、掌握用示波器观察各种电信号波形、测量电压和频率的方法。【实验仪器】固纬GOS-620型双踪示波器一台，GFG-809型信号发生器两台，连线若干。【实验原理】示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转，显示电压信号随时间变化波形的一种电子观测仪器。在各行各业与各个研究领域都有着广泛的应用。其基本结构与工作原理如下1、示波器的基本结构与显示波形的基本
2、原理本次实验使用的是台湾固纬公司生产的通用双踪示波器。基本结构大致可分为示波管、扫描同步系统、放大、衰减与偏转系统、电源系统四个部分。“示波管”是示波器的核心部件如图1所示的。可细分为电子枪，电聚焦、电加速、电偏转系统和荧光屏五个部分。F灯丝，K阴极，G控制栅极，A1、A2第一、第二阳极，Y、X竖直、水平偏转板图1示波管结构简图2、示波器显示波形的基本原理图2图3图4在水平偏转板上加一“锯齿波电压”扫描电压，可看到一条水平的亮线，如图2所示；在竖直偏转板上加一交变正弦电压，可看到一条竖直的亮线，如图3所示。若在竖直偏转板上加一交变正弦电压的同时在水平偏转板上加“锯齿波电压”扫描电压，电子的运动
3、是两相互相垂直运动的合成。当锯齿波电压与正弦电压的变化周期相等时，在荧光屏上将显示出一个稳定的正弦电压波形图如图4所示。当波形信号的频率等于锯齿波频率的整数倍时，荧光屏上将呈现整数个完整而稳定的被测信号的波形，当两者不成整数倍时，对于被测信号来说，每次扫描的起点都不会相同，结果造成波形在水平方向上不断的移动。为了消除这一现象，必须使被测信号的起点与扫描电压的起点保持“同步”，这一功能由机内“触发同步”电路来完成。【实验内容与步骤】开机前完成以下准备工作：扫描微调、电压灵敏度微调置校准档、扫描方式、触发源选项、耦合方式(置AC)；按压电源按钮预热3分钟。初始化示波器面板获得“点”：辉度、聚焦、三
4、个位置旋钮置于居中位置，扫描灵敏度置于正交模式。；顺时针旋转扫描灵敏度选扭置档获取扫描线；利用CH1观察机内方波校准信号并作为待测电信号1，记录其相关参数填于黑板给出的数据记录表格第一行；结合扫描灵敏度参数和屏幕室信号周期长短求算信号频率、结合垂直灵敏度参数和信号幅值求算信号峰值电压。分别利用CH1与CH2两个通道观察左右两个音频信号发生器提供的正弦交流信号，并作为待测电信号2与待测电信号3，记录其相关参数于黑板给出的数据记录表格第二行与第三行。按压下触发交替旋钮，显示模式置双踪模式同时观测两个通道输入的电信号波形。扫描灵敏度旋钮置正交模式，观测不同频率比的利萨如图形。申请课堂考核，归整仪器结
5、束实验。【实验数据与实验结果】附表电信号电压、频率的测量注意事项1信号发生器、示波器预热3分钟以后才能正常工作。2测信号电压时，一定要将电压衰减旋纽的微调顺时针旋足；测信号周期时，一定要将扫描速率旋纽的微调顺时针旋足；3不要频繁开关机，示波器上光点的亮度不可调得太强，也不能让亮点长时间停在荧光屏的一点上，如果暂时不用，把辉度降到最低即可。4转动旋钮和按键时必须有的放矢，不要将开关和旋钮强行旋转、死拉硬拧，以免损坏按键、旋钮和示波器，5.示波器探头与插座的配合方式类似于挂口灯泡与灯座的锁扣配合方式，切忌生拉硬拽。附：作图参考示例：电信号1电信号2电信号3大学物理实验报告实验名称示波器的原理与使用
6、实验目的与要求：了解示波器的工作原理学习使用示波器观察各种信号波形用示波器测量信号的电压、频率和相位差主要仪器设备：YB4320G双踪示波器，EE1641B型函数信号发生器实验原理和内容：1.示波器基本结构示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成，其中示波管是核心部分。示波管的基本结构如下图所示，主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成，由外部玻璃外壳密封在真空环境中。电子枪的作用是释放并加速电子束。其中第一阳极称为聚焦阳极，第二阳极称为加速阳极。通过调节两者的共同作用，可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。偏转系统由X、Y两对偏转板组成，通过在板上加电压来使电
7、子束偏转，从而对应地改变屏上亮点的位置。荧光屏上涂有荧光粉，电子打上去时能够发光形成光斑。不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放，使其幅度适合于观测。扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示)，使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动，这一过程称为扫描。扫描开始的时间由触发系统控制。2.示波器的显示波形的原理如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也是，电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线，如左图所示：如果在Y偏转板和X偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压，电子受水平竖直两个方向的合理作用下，进行正弦震荡和水
8、平扫描的合成运动，在两电压周期相等时，荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形，显像原理如右图所示：3.扫描同步为了完整地显示外界输入信号的周期波形，需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。当某些因素改变致使周期发生变化时，使用扫描同步功能，能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化，从而稳定地显示波形。步骤与操作方法：1.示波器测量信号的电压和频率对于一个稳定显示的正弦电压波形，电压和频率可以由以下方法读出Up?p?a?h，f?(b?l)?1其中a为垂直偏转因数单位为V/div或mV/div；h为输入信号的峰-峰高度，单位div；b为扫描时间系数，从主扫描时间系数选择开关上可以直接读出
9、，单位s/div、ms/div或s/div；l为输入信号的单个周期宽度，单位div。打开电源开关并切换到DC档，拨动垂直工作方式开关，选择未知信号所在的通道。通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”，以及它们对应的微调开关，使未知信号图形的高度和波形个数便与测量。同时在开关上读出计算所需的a、b值。调节“垂直位移”与“水平位移”旋钮，利用荧光屏上的刻度读取l、h值，并记录。2.用示波器直接观察半波和全波整流波形将实验室提供的未知信号分别接到整流电路的AB端，CD端送入示波器的CH1或CH2端。通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”是信号显示在屏内，分别观察整流后的
10、波形，并记录3.李萨如图形测量信号的频率不使用机内的扫描电压，而使用两个外界输入的正弦电压分别加载在X、Y偏转板上，当两个正弦电压的频率相同或呈简单的整数比，则屏上将显示特殊形状的轨迹，这种轨迹称为李萨如图形。李萨如图形与X轴和Y轴的最大交点数nx与ny之比正好等于Y、X端的输入电压频率之比，即fy:fx?nx:ny*示波器和函数信号发生器的操作原理略数据记录与处理/结果与分析：1.正弦信号电压和频率的测量：2.正弦信号、半波整流信号、全波整流信号的图形3.李萨如图形测量正弦信号的频率讨论、建议与质疑：在示波器显示扫描波形图和李萨如图形的原理中，不同之处在与它们所使用的扫描电压不同。显示扫描波
11、形时，水平方向加载的是锯齿波的扫描电压，它能够使电子束从左向右地单方向扫描，当扫描频率和输入信号的频率相配合时，就能够显示输入信号的波形；显示李萨如图形时，水平方向接入的是未知的正弦信号，它使电子束在水平方向上做简谐往复运动，与竖直方向的另一简谐运动相叠加后，在荧光屏上形成李萨如图形。形成椭圆的条件较为简单，当输入的两个同频正弦信号相位差存在，且大小在+-之间时，即可形成椭圆图形。圆可以认为是一种特殊条件下形成的椭圆图形。当输入的两个正弦信号频率相同，信号振幅相同，且两者的相位差为/2时，李萨如图形为圆形。实验中Y轴信号为已知正弦信号，X轴为未知信号，经过实验，发现当fy比fx大很多时，荧光屏
12、上的线条之间不可分辨，形成一个矩形块状图案；当fy比fx小很多时，荧光屏上显示一条上下振荡的水平线段。试解释全波整流图形存在水平片段的原因。个人认为，由于示波器上没有精确地显示出波形所在的相对位置，故对这一波形现象可以有以下两种理解方式：第一种理解方式：如上图，左图为理论上的全波整流信号波形，右图为实际中由示波器观察到的整流波形，可见实际波形下端未能达到0，即负载端电压值在外部加载电压换向时没有达到最小。原因可以认为，二极管的单向导通作用不是绝对的，在电压反向加载时，仍有小部分的反向“漏电流”通过二极管，因此在桥式整流电路中，电路电流完全等于零的时刻是不存在的，在正向电压下降到接近0的位置时，由于有反向漏电流存在，故负载两端的实际电流不为零，故电压也不为零，由示波器显示其电压变化状态，变得到了右上图示的“削尾”现象。另外，也可以认为二极管有电流/电压残留现象等等。第二种理解方式：电子技术实验报告实验名称：示波器的使用系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：目录一、实验目的.3二、实验仪器.3三、实验原理.3四、实验步骤与实验数据.61、校验示波器的灵敏度.62、调整、测量含有直流电平的信号.63、正弦电压的测量.
