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1、实验五示波器的使用 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life, there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望【 实实 验验 目目 的的 】 1、了解示波器的结构和原理； 2、掌握示波器的基本操作方法； 3、利用示波器观察李萨如图形，学会一种测量简谐振动频率的方法。【 实实 验验 原原 理理 】 示波器的结构与工作原理 图 5-1示波管的结构示意图如图5-1所示。在灯丝HH中通以一定的电流将阴极K加热时，阴极K就有电子发射出来，这些电子穿过控制栅极G，在加速区（A1、A2、A3）聚焦、加速后，飞向荧光屏上
2、的P点，使屏L的荧光物质发光而形成亮点。调节阳极A2的电压，可以改变A2与A1、A3之间的电场，以改变电子束的收缩程度，从而控制荧光屏上光点直径的大小，这个过程称为聚焦。为了控制荧光屏上亮点的位置，示波管内装有两对相互垂直的偏转板，即X轴（X1、X2）偏转板和Y轴（Y1、Y2）偏转板。如果在偏转板上加有电压，电子束通过偏转板时将受电场力的作用而发生偏转，荧光屏上亮点的位置也随之改变。【 实实 验验 原原 理理 】 如下图5-2所示，如果在X轴偏转板上加一锯齿波电压（Y轴偏转板上不加任何电压），这时荧光屏上的亮点由A匀速地向B移动，到B后又马上返回A，并不断重复这一过程。我们把电子射线沿X轴方向
3、从左到右作匀速的移动过程称为扫描。由于荧光材料具有一定的余辉时间，于是在荧光屏上呈现出一条水平的扫描亮线。图 5-2此时再在Y偏转板上加一正弦交流信号电压，如图5-2所示，则电子束不仅受到水平电场力的作用，而且还受到竖直方向的电场力的作用。若正弦交流信号电压与锯齿波电压的周期完全相同，或者后者是前者的整数倍，则荧光屏上可显示出一个或整数个完整的正弦波波形。由此可见，在X偏转板上加一锯齿波电压的情况下，示波管荧光屏上所显示的波形就是加在Y偏转板上的待测信号的波形，这就是示波器显示波形的基本原理。 为了观测幅度不同的信号，示波器内设有放大和衰减系统。对输入的小信号进行放大；对输入的大信号进行衰减，
4、以便在荧光屏上显示出适中的波形。【 实实 验验 原原 理理 】 李萨如图形如果示波器的X、Y轴同时输入的都是正弦交流信号电压，荧光屏上亮点的轨迹将是两个相互垂直的简谐振动合成的结果。特别当两个正弦交流信号电压的频率相等或成简单整数比时，亮点的轨迹为一稳定的曲线，这种合振动的图形称为李萨如图形，如表5-1李萨如图形的形状与X、Y轴输入的正弦交流信号的频率之间有一个简单的关系式，即式中fX、fY分别为X、Y轴输入的两个正弦交流信号电压的频率；NX、NY分别为X、Y方向切线对李萨如图形的切点数。利用李萨如图形的这一特征，就可用已知信号电压的频率（如fY测量未知信号电压的频率（如fX）。【 实实 验验
5、 仪仪 器器 】 示波器示波器 功率函数信号发生器功率函数信号发生器 ZL-1ZL-1整流波形仪整流波形仪【 实验内容及步骤实验内容及步骤 】 （一）检查示波器的工作情况。（二）观察信号的波形1、打开功率函数信号发生器，将信号发生器“频率显示”开关向“内”，选取所需频率，在显示屏上观察到相应的频率数值。“正弦波幅度”置于最大，“方波幅度”置于最大，“正弦波衰减”置于“0dB”。2、用导线将信号发生器的“正弦波”和“”端钮分别接至示波器的“Y轴输入”和“接地”端钮。3、调节信号发生器的“频率细调”旋钮，将信号发生器的频率调至100Hz，调节示波器的“扫描微调”和“整步增幅”旋钮，使示波器上出现稳
6、定的图形。4、用导线将信号发生器的“方波”和“”端钮分别接至示波器的“Y轴输入”和“接地”端钮。观察方波的波形。5、用导线将信号发生器的“三角波”和“”端钮分别接至示波器的“Y轴输入”和“接地”端钮，观察三角波的波形。将上述观察结果记入表一。【 实验内容及步骤实验内容及步骤 】 （三）、观察李萨如图形1、将示波器上的“X轴衰减”置于“10”档；用导线将整流波形仪6V.50Hz的输出端接到示波器的“Y轴输入”；2、用导线将信号发生器的“正弦波”和“”端钮分别与示波器的“X轴输入”和“接地”端钮连结。3、调节信号发生器的输出信号频率，得出不同频率比的李萨如图形。读出信号频率的数值；画出李萨如图形，
7、记入表二中。 （四）观察整流波形利用ZL-1整流波形仪，在示波器上观察交流电的正弦波、全波整流的各种波形。【 注注 意意 事事 项项 】 1、为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光点亮度不能太强，而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一点上。2、实验过程中，如果短时间不使用示波器，可将“辉度”旋钮逆时针旋至尽头，使光点消失。不要经常通断示波器，以免缩短示波器的使用寿命。【 数数 据据 记记 录录 表表 】 表 1信号波形图正弦波方波三角波表 2记录整流后的波形：示示 波波 器器 简简 介介示示 波波 器器 简简 介介示示 波波 器器 简简 介介示示 波波 器器 的的 操操 作作（一）调节1、电源
8、电压的设置本示波器具有二种电源电压设置，在接通电源前，应根据当地标准参见仪器后盖提示将开关置合适档位，并选择合适的保险丝装入保险丝盒。2、面板一般功能的检查（l）将有关控制件位置表52位置（2）接通电源，电源指示灯亮、稍等预热，屏幕中出现光迹，分别调节亮度和聚焦旋钮，使光迹的亮度适中、清晰。（3）通过连接电缆将本机校准信号输入至CH1通道。示示 波波 器器 的的 操操 作作（4）调节电平旋钮使波形稳定，分别调节垂直移位和水平移位，使波形与图4-3吻合。（5）将连接电缆换至CH2通道插座，垂直方式置“CH2”，重复（4）操作图4-33、亮度控制调节辉度电位器，使屏幕显示的轨迹、亮度适中。一般观察
9、不宜太亮，以避免荧光屏过早老化。高亮度的显示用于观察一些低重复频率信号的快速显示。示示 波波 器器 的的 操操 作作7、信号连接4、垂直系统的操作5、水平系统的操作6、触发控制（二）测量1、测量前的检查和调整2、幅值的测量3、时间测量功率函数信号发生器功率函数信号发生器 面板控制器说明DCY3A型功率函数信号发生器面板控制的作用分别叙述如下：l、电源开：仪器电源开关，当此开关向“电源开”位置时，显示屏显示出红光，开关板向其反方向，表示此时电源关断。2、频率范围：仪器输出信号频率范围选择开关，其中由50HZ500KHZ分11档调节频率粗调，并从分档中再设频率细调，FA为第一细调。它由一只多圈电位
10、器组成，可连续旋转调整10圈来改变频率，FC为第二细调，能对输出信号作0IHZ细调。3、正弦波幅度：正弦波信号输出幅度调节器，可改变正弦波的幅度大小，分一4010dB及功率档，和09dB细调。功率函数信号发生器功率函数信号发生器 4、输出：（a）“”为方波输出接口。（b）“/V”为三角波输出接口。（c）“”为正弦波输出接口。（d）“”输出接地端。5、输入：当本仪器川作频率计时，将被测信号接到该端子。6、频率显示：计频显示方式选择开关。当开关板向“内”时为显示本机输出信号的频率，当开关极向“外”时为外测频率，该开关同时也是“外测信号输入”选择开关。另一只开关用来作计频取样时间选择的，即其板向“I
11、s”时取样时间为1秒，显示屏很快便可指示出被测信号的频率，开关板向“10s”时这样可以将测量频率的分辨率提高到0IH要较长时间方可指示读数，而且要取样二至三次，其读数方稳定。这一点一定要注意，（该档一般使用在低频范围）。7、安全接地点：该点在仪器的后面，用来接地线的接口，以防仪器漏电起安全保护作用。8、Fuse：仪器的用电保险管座，逆时针旋开，更换保险管时使用，注意换保险管时应拨下“电源”插头。9、电源插头：仪器的外接工作电源接口。功率函数信号发生器功率函数信号发生器 ZL-1ZL-1整流波形仪整流波形仪 1、将K1拨到下方交流，其余K2、K3、K4拨到下方断开，整流输出接示波器输入，可观察到8V交流波形。2、在观察交流波形的基础上，将K1拨到上方半波波形位置，可观察到半波整流波形。3、在观察半波波形的基础上，将K2拨到上方全波波形位置，可观察到全波整流波形。4、在观察全波波形的基础上，将K3拨到上方一次滤波位置，可观察到全波整流后，经电容一次滤波的全波波形。5、在观察一次滤波的基础上，将K4拨到上方二次滤波位置，可观察到全波整流经形滤波后平滑的输出波形。6、6V输出可作为一组独立交流电源使用。
