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1、真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。实验名称： 示 波 器 的 使 用姓 名 学 号 班 级 评 分桌 号 同组人 本实验指导教师 教室：基教1101日 期 2 0 年 月 日 时 段 一、实验目的1. 了解示波器的基本结构和工作原理;2. 熟悉示波器的使用方法，能较快地调节出稳定的待测信号波形;3. 掌握用示波器测电信号的幅值、周期和频率及利用李萨如图形测未知信号频率的方法。预习提示： 完成原理部分填空，仔细阅读全篇实验报告，阅读教材5262页内容。二、实验仪器与器件双踪示波器，示波器实验专用信号源，两个探头三、实验原理及计算公式1 示波器显示波形的原理 （请在下图中填上示波器四
2、个系统的名称）oscilloscope 示波器 / probe 探头 / vertical 垂直 / horizontal 水平 /axis 轴 / voltage 电压 / attenuator 衰减器 / amplifier 放大器 / deflection 偏转 / CRT 阴极射线管 / phosphor 磷oscilloscope 示波器 / probe 探头 / vertical 垂直 / horizontal 水平 /axis 轴 / voltage 电压 / attenuator 衰减器 / amplifier 放大器 / deflection 偏转 / CRT 阴极射线管 /
3、 phosphor 磷oscilloscope 示波器 / probe 探头 / vertical 垂直 / horizontal 水平 /axis 轴 / voltage 电压 / attenuator 衰减器 / amplifier 放大器 / deflection 偏转 / CRT （cathode ray tube）阴极射线管 如只在Y偏转板（简称Y轴）上加一正弦电压，则电子束打出的亮点将 运动。若电压频率较高， 。若只在X偏转板上加此扫描电压，且频率足够高，则荧光屏上只显示出 。如果在Y轴上加正弦电压，同时在X轴加“锯齿波”电压，电子的运动将是两个互相垂直的运动合成。2. 同步概念
4、为了获得稳定的波形，锯齿波电压的周期Tx和信号波形之间的周期Ty之间应满足TxnTy成立。（n1，2，3）从而使示波器上出现稳定的、数目合适的完整波形。但是输入Y轴的被测信号与示波器内部的扫描锯齿电压信号是互相独立的。由于环境或其它因素的影响，它们的周期或频率可能发生微小的改变，这时虽可通过人工调节扫描微调旋钮使波形稳定，但过一会儿，又发生改变，波形又移动起来。在观察高频信号时这一问题尤为突出。为此示波器内装有 装置，其实质是 ，这就是“同步”的概念。面板上的“ ”旋钮即为此而设。 不同步图形 同步稳定图形3 利用李萨如图形trigger 触发 / sweep 扫描 / accommodate
5、 适应 / amplitude 幅度 / generator 发生器 / 测频率当两个相互垂直的简谐振动的分振动频率不同的条件下，合振动的轨迹不能形成稳定的图案，但如果两个分振动频率成整数比，则合成振动的轨迹为稳定的曲线，曲线的花样和分振动的频率比、初位相有关，得出的图形称为李萨如图形。由于图形花样与分振动频率比有关，因此可以通过李萨如图形的花样判断二分振动的频率比，通过频率比可由已知频率测量未知频率。稳定的李萨如图形有一个特点：两信号的周期之比为整数之比，且等于图形在X和Y方向上的外切点数之比。即Tx：TyfY：fXnx：ny。故下列图形依次为： trigger 触发 / sweep 扫描
6、/ accommodate 适应 / amplitude 幅度 / generator 发生器 / 四. 使用与测量 测量中的计算方法请参考教材6062页 1. 熟悉示波器 打开示波器和信号源电源； 取带两个小夹子的信号线接到示波器的CH1上（侧孔对齐、下压右旋），黑夹子夹在信号源的GND上，红夹子夹在信号3上； 请试着轻调示波器上的各个旋钮，直到示波器上显示出正弦波形！（示波器上旋钮都被打乱，请耐心尝试 ） 显示出正弦波后，试着调节旋钮使图形左右移动、上下移动，水平缩放、竖直缩放； 请跟随指导老师练习示波器的基本调节直至熟练为止！2. 校准 调整示波器在屏幕上出现一条（或两条）水平亮线； 设
7、置VOLTS/DIV旋钮（CH1灵敏度选择开关） 到0.5v/DIV， 设置 SEC/DIV（主扫描时间系数选择旋钮）到0.5ms/DIV； 找到“校准信号”（0.5Vp-p，1kHz for YB4320B），此校准信号为方波。把探头挂到校准信号的吊钩上。（仪器内部共地，此时可省去接地）； 通过位移旋钮将波形图像调整到一个合适的位置（方便读格）。调节VOLTS/DIV的校准“微调”旋钮，使波形在Y方向占1个大格。调节SEC/DIV的校准“微调”旋钮，使得一个周期在水平方向上占两个大格。这样，CH1通道的校准就完成了。把校准信号接入CH2，并重复和 步。校准完成后，在整个实验过程中，你需要保证
8、这三个校准“微调”按钮不动。3. 电压测量电压信号如果用U=A+Bsin（t）来描述，当B=0时，U分为直流信号；当A=0时，U为交流信号；当A、B均不为零时，U为带直流偏置的交流信号。调节信号源至“电压测量”，信号1、2为直流电压，信号3、4为带偏置的交流电压（耦合方式“DC”，为什么？）；测量时把信号线的红夹子或探头夹到信号电压上，把黑色夹子接在信号源的GND上。表1 电压的测量 具体测量请参考大学物理实验教程60页（1） 耦合方式VOLTS/DIV的使用档位信号电压描述信号1 信号2信号3信号4注意：DIV表示主格，一个主格有5个小格division 格（本实验缩写DIV） / focu
9、s聚焦 / intensity 辉度 / frequency频率 / phase shift 相移(相位差) / pattern 图形 / measurement 测量 / button 按钮 / switch开关/ GND （ground） 地、零电位 输入耦合方式选“AC”时，信号中的直流分量被隔开，用以观察信号的交流成分，输入耦合方式选“DC”时，显示信号的所有成分（含直流和交流成分）。 如果被测信号为直流电压信号，选？4. 周期/频率测量 调节信号源至“周期/频率测量”，信号14输出四路频率不同的正弦波信号，先测出周期再计算频率； 接线方式同上（电压测量）； 你需要调整SEC/DIV旋
10、钮（注意微调不能动），使得信号尽可能多的占据屏幕（显示12个完整波形），这样你的测量结果会更准确。表 2频率测量 具体测量请参考大学物理实验教程60、61页（2）（3）SEC/DIV的档位一个周期所占格数周期（ms）频率（Hz）信号1信号2信号3信号4注意：触发源的选择：信号输入哪个通道就选谁做触发源；信号4为高频微小信号，测量时可选择“5”扩展，同时可利用多个周期求平均的办法。5. 相位差测量 相位差是指两个同周期信号之间的位相差别。所以我们需要使用示波器的CH1和CH2两个通道来测量位相差。这两个信号可以通过交替和断续两种方式来显示。你需要把信号1接入CH1，把信号2、3、4依次接入CH2
11、。 示波器选择双踪显示模式，对于YB4320B型号，你需要确保CH1和CH2两个按钮已经按下去。表3 位相差测量 具体测量请参考大学物理实验教程61页（4）相位差测量点水平距离一个周期水平距离相位差（）信号1和信号2信号1和信号3信号1和信号4注意：触发源的选择：选CH1或CH2，千万不能选交替！； 如果信号频率较低，显示方式选择“断续”。Dual trace 双踪 / alternate 交替 / chop 断续 / sawtooth锯齿 / pulse 脉冲 / rising time 上升时间 / falling time 下降时间 / waveform 波形 /major divisi
12、on 主格(大格) / minor 次要的 6. 李萨如图形测未知信号频率 设置示波器为X-Y模式。对于 YB4320B型号，请将 SEC/DIV 逆时针旋至 XY模式，信号1做为已知信号，频率70Hz，输入示波器的CH1，作为X信号。 信号2、3、4为待测正弦波信号，分别输入示波器的CH2，作为Y信号。画出李萨如图形，根据切点比得到频率比（参考教材P55页5），进而计算出待测信号的频率。表格 5. 李萨如图形测量结果 具体测量请参考大学物理实验教程61页（5）画出李萨如图形频率比频率 (KHz)信号 A信号 B信号 C7. 数字示波器的使用 了解数字示波器AutoSet按键，自行研究其基本使用方法； 调节显示一个正弦波信号波形，改变触发电平并观察波形的变化及“不同步”现象； 使用数字示波器重新测量上述内容，检验测量结果是否正确。五. 课堂思考题1. 示波器荧光屏上看不到亮线时，可能有哪些原因？2. 李萨如图形不稳定（不断翻转）是何原因？怎样使其稳定下来？加大触发电平行不行？为什么？ /
