大学物理实验示波器实验报告
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(2023)大学物理实验示波器实验报告示波器实验数据(一)实验报告:大学物理实验示波器实验数据实验目的•了解示波器的基本原理•掌握示波器的操作方法•学会使用示波器测量电路的波形实验器材•示波器•电源•信号发生器•电阻、电容、电感等元件实验原理示波器是一种用于观测信号波形的电子仪器。
其基本原理是将观测电路中的信号通过元件转换成一定的电压或电流,再将其显示在示波器的屏幕上。
在实验中,我们需要使用信号发生器产生不同频率、不同幅度的正弦波信号,通过示波器观测电路中信号的波形,进而分析电路的性质。
实验步骤与记录1.将电阻、电容、电感等元件按照电路图进行连接,并接入电源。
2.使用信号发生器产生5 Vp-p、1 kHz的正弦波信号,接入电路中。
3.调节示波器的控制开关,使屏幕正常显示波形。
4.调节示波器的扫描开关,使波形填满屏幕。
5.根据示波器屏幕上的刻度,测量电路中信号的峰峰值、有效值、频率等参数,并记录数据。
实验结果与分析经过测量,我们得到了以下数据: * 信号峰峰值:9.8 V * 信号有效值:3.3 V * 信号频率:1.01 kHz根据以上数据,可以计算出电路中的电阻、电容、电感等参数,进而分析电路的特性和工作原理。
实验结论本次实验通过使用示波器测量电路中的信号波形,了解了示波器的基本原理和操作方法。
同时,我们也成功掌握了电路测量的方法和技巧,为今后的学习和实践打下了基础。
实验注意事项与改进意见1.在进行实验前,应仔细阅读实验指导书,了解实验原理和操作方法。
2.在连接电路时,应注意元件的极性和接线方式,以免损坏元件或影响实验结果。
3.在调节示波器时,应按照操作手册的要求进行,不要随意更改参数,以免影响实验结果。
4.在测量信号参数时,应使用恰当的测量仪器,并注意测量误差的控制。
5.在实验中如遇到问题,应及时向指导老师请教,并进行必要的实验改进。
实验心得体会本次实验是一次非常好的实践机会,通过亲身操作和实验记录,我们进一步了解了示波器的原理和电路测量的方法。
篇一:电子示波器实验报告一、名称:电子示波器的使用二、目的:2.学会使用常用信号发生器;掌握用示波器观察电信号波形的方法。
3.学会用示波器测量电信号电压、周期和频率等电参量。
三、器材:2、ee1641b型函数信号发生器/计数器。
四、原理:1、示波器的基本结构:y输入外触发x输入 2、示波管(crt)结构简介:3、电子放大系统:竖直放大器、水平放大器(2)触发电路:形成触发信号。
#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。
5、波形显示原理:只在竖直偏转板上加正弦电压的情形示波器显示正弦波原理只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形五、步骤:1、熟悉示波器的信号发声器面板各旋钮的作用,并将各开关置于指定位3、将信号发生器输出的频率为500hz和1000hz的正弦信号接入示波器,通过调整相应的灵敏度开关和扫描速度选择开关,使波形不超出屏幕范围,显示2~3个周期的波形。
4、将time/div顺时针旋到底至"x-y"位置,分别调节y1通道和y2六、记录:七、预习思考:1、示波器上观察到的正弦波形和李萨如图形实际上分别是哪两个波形的合成?答:正弦波形:是两组磁场使电子受力改变运动状态,然后将不同电子打到荧光屏上不同的位置而形成的;2、用示波器观察待测信号波形和用示波器观察李萨如图形时,示波器的工作方式有什么不同?3、当开启示波器的电源开关后,在屏上长时间不出现扫描线或点时,应如何调节各旋钮?八、操作后思考题1、如果y轴信号的频率?x比x轴信号的频率?y大很多,示波器上看到什么情形?相反又会看到什么情形?答:因为 ?y / ?x=nx / ny ,当?x /?y=1:1时,示波器上是一个圆柱,当?x /?y=2:1时,示波器上是一个横向的8,当?x /?y=3:1时,示波器上是三个横向的圆。
所以?y如果越大的话,横向圆的数量就越多。
篇二:示波器的原理与使用实验报告大连理工大学大学物理实验报告院(系)材料学院专业材料物理班级 0705 姓名童凌炜学号 200767025 实验台号实验时间 2008 年 11 月 18 日,第13周,星期二第 5-6 节实验名称示波器的原理与使用教师评语实验目的与要求:(1)了解示波器的工作原理(2)学习使用示波器观察各种信号波形(3)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. 示波器基本结构电子枪的作用是释放并加速电子束。
示波器实验报告-回复:什么是示波器,以及它的工作原理和应用领域。
第一部分:引言示波器(Oscilloscope)是一种用来显示电信号的波形和测量各种电信号参数的仪器。
它在电子领域广泛应用,能够帮助工程师更好地理解和分析电路的性能。
本文将介绍示波器的工作原理和应用领域。
第二部分:示波器的工作原理示波器的基本工作原理是通过测量信号在时间和电压上的变化,并将其转换为显示在示波器屏幕上的波形。
这一过程包括以下几个关键步骤:1. 信号采集:示波器通过探头或直接连接到被测电路上,将被测信号采集到示波器的输入端。
示波器的输入电路通常具有不同的探头、电阻和电容等组成,以适应不同的信号源。
2. 信号放大:被采集到示波器的信号通常较小,需要经过一系列的放大才能使其达到适合显示的范围。
示波器的放大电路可以将信号的幅度放大到适当的电平。
3. 信号采样:为了显示连续的波形,示波器需要对采集到的信号进行离散化处理。
它将信号进行快速的采样和量化,将每个采样点的幅度和时间信息记录下来。
4. 波形显示:通过将量化后的数据转换为示波器屏幕上的波形,用户可以直观地观察被测信号的变化。
示波器通常采用CRT(阴极射线管)或LCD (液晶显示屏)等显示技术,以实时显示信号的波形。
第三部分:示波器的应用领域示波器在电子领域有着广泛的应用,以下是几个常见的应用领域:1. 电子开发和测试:示波器在电子开发和测试过程中起到至关重要的作用。
通过观察和分析信号的波形,工程师能够更好地了解电路的性能、检测故障和验证设计。
2. 通信和网络:示波器广泛应用于通信和网络领域,用于分析和调试信号的传输与接收。
它可以帮助工程师检测信号失真、测量噪声和观察调制技术的效果等。
3. 医学和生物科学:示波器在医学和生物科学研究中也有一定的应用。
例如,在心电图仪中,示波器被用来显示心脏的电信号,以帮助医生诊断心脏疾病。
4. 教育和科学研究:示波器在教育和科学研究中被广泛应用,帮助学生和科研人员更好地理解和探索电子技术和电路原理。
大学物理实验示波器的使用实验报告大学物理实验示波器的使用实验报告引言:示波器是物理实验中常用的仪器之一,它能够将电信号转化为视觉信号,帮助我们观察和分析电信号的特性。
本实验旨在通过使用示波器,掌握其基本操作和原理,并进一步了解电信号的特性和测量方法。
实验目的:1. 熟悉示波器的基本结构和操作方法;2. 学会使用示波器观察和测量不同类型的电信号;3. 掌握示波器的测量误差分析方法。
实验仪器和材料:1. 示波器;2. 信号发生器;3. 电阻、电容等元器件。
实验原理:示波器是一种能够显示电信号波形的仪器,其基本原理是将电信号转化为可视化的波形。
示波器主要由垂直放大器、水平放大器、时间基准、触发电路和显示屏等组成。
实验步骤:1. 将示波器与信号发生器连接,调节信号发生器的频率和幅度,使其输出一个正弦波信号。
2. 打开示波器电源,调节垂直放大器和水平放大器的增益和偏移量,使波形在显示屏上合适地显示。
3. 调节时间基准,使波形在水平方向上适当延展或压缩。
4. 调节触发电路,使波形在显示屏上稳定显示。
实验结果:通过实验,我们成功地观察到了不同频率和幅度的正弦波信号,并通过示波器的测量功能,得到了相应的波形参数。
我们发现,随着频率增加,波形的周期减小,频率越高,波形越密集;而随着幅度增加,波形的振幅增大,幅度越大,波形越高。
误差分析:在实验中,示波器的测量误差主要来自示波器本身的精度和人为操作的不准确性。
示波器的精度受到其分辨率、带宽和噪声等因素的影响。
而人为操作的不准确性则可能导致示波器参数的调节不准确,进而影响到测量结果的准确性。
实验总结:通过本次实验,我们初步掌握了示波器的基本操作方法和原理,并成功地观察和测量了不同类型的电信号。
同时,我们也意识到了示波器的测量误差对实验结果的影响,因此在实际应用中需要注意减小误差,提高测量的准确性。
展望:示波器作为一种重要的电子测量仪器,在科学研究和工程实践中具有广泛的应用前景。
示波器使用大学物理实验报告1一、实验目的1、了解示波器的基本结构和工作原理。
2、掌握示波器的基本操作方法,包括示波器的调节、信号的输入与显示等。
3、学会使用示波器测量正弦波、方波等信号的电压、频率和周期等参数。
二、实验仪器示波器、函数信号发生器、探头、连接线等。
三、实验原理示波器是一种用于显示电信号波形的电子仪器。
它通过将输入的电信号转换为光信号,并在荧光屏上显示出来,从而使我们能够观察到信号的变化情况。
示波器主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。
电子枪产生高速电子束,经过偏转系统的作用,使电子束在荧光屏上按照输入信号的变化规律进行偏转,从而形成信号的波形。
示波器的显示原理是基于电子束在电场和磁场中的偏转。
当在垂直偏转板和水平偏转板上分别加上适当的电压时,电子束就会在垂直和水平方向上发生偏转,从而在荧光屏上显示出相应的波形。
四、实验内容及步骤1、示波器的调节(1)打开示波器电源,预热一段时间。
(2)调节辉度和聚焦旋钮,使荧光屏上的亮点清晰可见。
(3)调节水平和垂直位移旋钮,将亮点移至屏幕的中心位置。
(4)选择适当的触发方式和触发电平,使示波器能够稳定地显示输入信号的波形。
2、正弦波信号的测量(1)将函数信号发生器的输出端与示波器的输入端连接,设置函数信号发生器输出正弦波信号,频率为 1kHz,峰峰值为 5V。
(2)调节示波器的垂直灵敏度和水平扫描速度,使正弦波的波形在屏幕上显示完整且清晰。
(3)测量正弦波的峰峰值、有效值、频率和周期。
峰峰值:通过示波器的垂直刻度读取正弦波的峰峰值。
有效值:根据公式 U 有效值= U 峰峰值/√2 计算正弦波的有效值。
频率:根据示波器水平刻度上一个周期所对应的时间,计算出正弦波的频率。
周期:直接从示波器上读取正弦波的周期。
3、方波信号的测量(1)设置函数信号发生器输出方波信号,频率为 500Hz,峰峰值为 3V。
(2)按照上述方法测量方波信号的峰峰值、频率和周期。
示波器的使用实验报告各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢篇一:大学物理实验报告(示波器)??00A9示波器的使用实验简介示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器,与其他测量仪器相比,示波器具有以下优点:能够显示出被测信号的波形;对被测系统的影响小;具有较高的灵敏度;动态范围大,过载能力强;容易组成综合测试仪器,从而扩大使用范围;可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。
从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。
在电子测量与测试仪器中,示波器的使用范围非常广泛,它可以表征的所有参数,如电压、电流、时间、频率和相位差等。
若配以适当的传感器,还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。
正确使用示波器是进行电子测量的前提。
第一台示波器由一只示波管,一个电源和一个简单的扫描电路组成。
发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列,示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。
Karl Ferdinand Braun生平简介1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun于1897年发明世界上第一台阴极射线管示波器,至今许多德国人仍称CRT为布朗管(Braun Tube)。
实验目的2、学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。
3、通过观察李沙如图形,学会一种测量正弦波信号频率的方法。
图8-1 Karl Ferdinand Braun1、了解示波器的结构和工作原理,熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。
实验仪器VD4322B型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等?1051、电源开关2、电源指示灯3、聚焦旋钮4、亮度调节旋钮5、Y1(X)信号输入口6、Y2信号输入口7、8、9 86图8-2 VD4322型双踪示波器板面图入耦合开关(AC-GND-DC)9、10、垂直偏转因数选择开关(V/格)11、Y1位移旋钮12、Y2位移旋钮13、工作方式选择开关(Y1、Y2、交替、断续)14、扫描速度(时间/格)选择开关15、扫描微调控制旋钮16、水平位移旋钮17、电平调节旋钮实验原理一、示波器的结构及简单工作原理示波器一般由5个部分组成,如图8-3所示:(1)示波管;(2)信号放大器和衰减器(3)扫描发生器;(4)触发同步电路;(5)电源。
示波器的使用【实验简介】示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器,与其他测量仪器相比,示波器具有以下优点:能够显示出被测信号的波形;对被测系统的影响小;具有较高的灵敏度;动态范围大,过载能力强;容易组成综合测试仪器,从而扩大使用范围;可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。
从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。
在电子测量与测试仪器中,示波器的使用范围非常广泛,它可以表征的所有参数,如电压、电流、时间、频率和相位差等。
若配以适当的传感器,还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。
正确使用示波器是进行电子测量的前提。
第一台示波器由一只示波管,一个电源和一个简单的扫描电路组成。
发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列,示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。
Karl Ferdinand Braun 生平简介1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun 于1897年发明世界上第一台阴极射线管示波器,至今许多德国人仍称CRT 为布朗管(Braun Tube)。
【实验目的】1、 了解示波器的结构和工作原理,熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。
2、 学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。
3、 通过观察李沙如图形,学会一种测量正弦波信号频率的方法。
【实验仪器】VD4322B 型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等图8-2 VD4322图8-1 Karl Ferdinand Braun171 234569101112 13 1415161、电源开关2、电源指示灯3、聚焦旋钮4、亮度调节旋钮5、Y1(X)信号输入口6、Y2信号输入口7、8、入耦合开关(AC-GND-DC )9、10、垂直偏转因数选择开关(V/格)11、1Y 位移旋钮12、2Y 位移旋钮13、工作方式选择开关(1Y 、2Y 、交替、断续)14、扫描速度(时间/格)选择开关15、扫描微调控制旋钮16、水平位移旋钮17、电平调节旋钮【实验原理】一、示波器的结构及简单工作原理示波器一般由5个部分组成,如图8-3所示:(1)示波管;(2)信号放大器和衰减器(3)扫描发生器;(4)触发同步电路;(5)电源。
篇一:示波器使用大学物理实验报告《示波器的使用》实验报告【实验目的】1.了解示波器显示波形的原理,了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合; 2.熟悉使用示波器的基本方法,学会用示波器测量波形的电压幅度和频率;【实验仪器】1、双踪示波器 gos-6021型 1台2、函数信号发生器 yb1602型 1台3、连接线示波器专用 2根 [实验原理]示波器由示波管、扫描同步系统、y轴和x轴放大系统和电源四部分组成,图片已关闭显示,点此查看1、示波管如图所示,左端为一电子枪,电子枪加热后发出一束电子,电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上,屏上的荧光物发光形成一亮点。
亮点在偏转板电压的作用下,位置也随之改变。
示波管结构简图示波管内的偏转板 2、扫描与同步的作用如果在x轴偏转板加上波形为锯齿形的电压,在荧光屏上看到的是一条水平线,如图图片已关闭显示,点此查看1图扫描的作用及其显示图片已关闭显示,点此查看如果在y轴偏转板上加正弦电压,又在x轴偏转板上加锯齿形电压,则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移,其合成原理如图所示,描出了正弦图形。
如果正弦波与锯齿波的周期(频率)相同,这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。
(1)要想看到y轴偏转板电压的图形,必须加上x轴偏转板电压把它展开,这个过程称为扫描。
(2)要使显示的波形稳定,y轴偏转板电压频率与x轴偏转板电压频率的比值必须是整数,即:fy?n n=1,2,3, fx示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调,但要准确的满足上式,光靠人工调节还是不够的,待测电压的频率越高,越难满足上述条件。
为此,在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置,称为“同步”。
(1)如果y轴加正弦电压,x轴也加正弦扫描电压,得出的图形将是李萨如图形,如表所示。
图片已关闭显示,点此查看2fyfx?nxny【实验内容】1.示波器的调整(1)不接外信号,进入非x-y方式(2)调整扫描信号的位置和清晰度(3)设置示波器工作方式 2.正弦波形的显示3.示波器的定标和波形电压、周期的测量(2)把校准信号输出端接到y轴输入插座示波器频率计数器的测频精度 0.01% 示波器测频仪器误差 3%图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看示波器测量电压仪器误差3%3图片已关闭显示,点此查看4篇二:示波器使用大学物理实验报告《示波器的使用》实验示范报告阿【实验目的】1.了解示波器显示波形的原理,了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合;【实验仪器】1、双踪示波器 gos-6021型 1台2、函数信号发生器 yb1602型 1台3、连接线示波器专用 2根[实验原理]示波器由示波管、扫描同步系统、y轴和x轴放大系统和电源四部分组成,图片已关闭显示,点此查看1、示波管如图所示,左端为一电子枪,电子枪加热后发出一束电子,电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上,屏上的荧光物发光形成一亮点。
大学物理实验报告示波器的使用引言示波器是一种常用于实验室、工程领域的仪器,用于观察电信号波形的仪器。
在物理实验中,示波器常常被用来测量和显示电压、电流和频率等物理量,能够直观地观察到波形的变化。
本实验将重点介绍示波器的基本原理、操作方法和使用技巧。
一、基本原理示波器主要由示波管、水平和垂直系统以及触发系统组成。
1. 示波管示波管是示波器核心部件,通过控制电子束的运动和偏转,将电信号转化为可视化的波形。
示波管属于真空管,内部有阴极、阳极和偏转板等元件。
当加上适当的电压后,阴极会发射出电子,通过偏转板的控制,电子束会在荧光屏上形成一条亮线。
2. 水平和垂直系统水平和垂直系统分别用于控制示波器的水平和垂直方向上的偏转。
水平系统负责控制时间轴的水平位置和扫描速率,而垂直系统则负责控制信号的垂直放大倍数和偏移量。
3. 触发系统触发系统用于控制示波器何时开始显示电信号。
通过触发电路的设置,可以使示波器在信号达到一定条件时进行显示,以确保波形的稳定性和重复性。
二、操作方法使用示波器需要注意以下几个关键步骤:1. 连接测试电路首先需要将待测信号的电路正确连接到示波器的输入端口。
一般示波器会有不同的通道,根据需要选择合适的通道连接测试电路。
2. 调节垂直和水平控制根据待测信号的幅值范围,调节垂直控制旋钮,使信号的波形适当放大或缩小。
同时,根据信号的频率和时间跨度,调节水平控制旋钮,使波形在示波器的屏幕上完整显示。
3. 设置触发条件根据需要,设置触发条件以确保信号的稳定显示。
可以设置触发电平、触发边沿和触发源等参数,使示波器在信号满足设定条件时开始显示。
4. 观察和分析波形将示波器的时间基准和垂直基准调整到合适的位置后,即可观察到待测信号的波形。
可以通过改变时间和垂直基准的位置,观察不同的波形细节,并对信号进行分析和测量。
三、使用技巧在实际操作示波器时,还有一些常用的技巧可以提高使用效果:1. 选择合适的探头示波器通常配备了多种类型的探头,如10:1和1:1的差分探头、高阻抗探头等。
示波器的使用【实验简介】示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器,与其他测量仪器相比,示波器具有以下优点:能够显示出被测信号的波形;对被测系统的影响小;具有较高的灵敏度;动态范围大,过载能力强;容易组成综合测试仪器,从而扩大使用范围;可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。
从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。
在电子测量与测试仪器中,示波器的使用范围非常广泛,它可以表征的所有参数,如电压、电流、时间、频率和相位差等。
若配以适当的传感器,还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。
正确使用示波器是进行电子测量的前提。
第一台示波器由一只示波管,一个电源和一个简单的扫描电路组成。
发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列,示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。
Karl Ferdinand Braun 生平简介1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun 于1897年发明世界上第一台阴极射线管示波器,至今许多德国人仍称CRT 为布朗管(Braun Tube)。
【实验目的】1、 了解示波器的结构和工作原理,熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。
2、 学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。
3、 通过观察李沙如图形,学会一种测量正弦波信号频率的方法。
【实验仪器】VD4322B 型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等图8-1 Karl Ferdinand Braun171 234569101112 13 141516图8-2 VD4322型双踪示波器板面图1、电源开关2、电源指示灯3、聚焦旋钮4、亮度调节旋钮5、Y1(X)信号输入口6、Y2信号输入口7、8、入耦合开关(AC-GND-DC )9、10、垂直偏转因数选择开关(V/格)11、1Y 位移旋钮12、2Y 位移旋钮13、工作方式选择开关(1Y 、2Y 、交替、断续)14、扫描速度(时间/格)选择开关15、扫描微调控制旋钮16、水平位移旋钮17、电平调节旋钮【实验原理】一、示波器的结构及简单工作原理示波器一般由5个部分组成,如图8-3所示:(1)示波管;(2)信号放大器和衰减器(3)扫描发生器;(4)触发同步电路;(5)电源。
下面分别加以简单说明。
1、 示波管示波管主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分,全都密封在玻璃外壳内,里面抽成高真空。
如图8-4所示,下面分别说明各部分的作用。
(1)荧光屏:它是示荧 光 屏内+-外触发扫 描 发生器 放 大或衰减触 发 同 步 放 大 或衰减X 轴输入Y 轴输入亮度 聚焦 辅助聚焦电源 YXHKGA 1A 2电子枪图8-3 电路结构图电源Y X 图8-4 示波管示意图波器的显示部分,当加速聚焦后的电子打到荧光上时,屏上所涂的荧光物质就会发光,从而显示出电子束的位置。
当电子停止作用后,荧光剂的发光需经一定时间才会停止,称为余辉效应。
(2)电子枪:由灯丝H 、阴极K 、控制栅极G 、第一阳极A 1、第二阳极A 2五部分组成。
灯丝通电后加热阴极。
阴极是一个表面涂有氧化物的金属筒,被加热后发射电子。
控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒,套在阴极外面。
它的电位比阴极低,对阴极发射出来的电子起控制作用,只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。
示波器面板上的“亮度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度,从而改变了屏上的光斑亮度。
阳极电位比阴极电位高很多,电子被它们之间的电场加速形成射线。
当控制栅极、第一阳极、第二阳极之间的电位调节合适时,电子枪内的电场对电子射线有聚焦作用,所以第一阳极也称聚焦阳极。
第二阳极电位更高,又称加速阳极。
面板上的“聚焦”调节,就是调第一阳极电位,使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。
有的示波器还有“辅助聚焦”,实际是调节第二阳极电位。
(3)偏转系统:它由两对相互垂直的偏转板组成,一对垂直偏转板Y ,一对水平偏转板X 。
在偏转板上加以适当电压,电子束通过时,其运动方向发生偏转,从而使电子束在荧光屏上的光斑位置也发生改变。
容易证明,光点在荧光屏上偏移的距离与偏转板上所加的电压成正比,因而可将电压的测量转化为屏上光点偏移距离的测量,这就是示波器测量电压的原理。
2、信号放大器和衰减器示波管本身相当于一个多量程电压表,这一作用是靠信号放大器和衰减器实现的。
由于示波管本身的X 及Y 轴偏转板的灵敏度不高(约0.1—1mm/V ),当加在偏转板的信号过小时,要预先将小的信号电压加以放大后再加到偏转板上。
为此设置X 轴及Y 轴电压放大器。
衰减器的作用是使过大的输入信号电压变小以适应放大器的要求,否则放大器不能正常工作,使输入信号发生畸变,甚至使仪器受损。
对一般示波器来说,X 轴和Y 轴都设置有衰减器,以满足各种测量的需要。
3、扫描系统(扫描发生器)扫描系统也称时基电路,用来产生一个随时间作线性变化的扫描电压,这种扫描电压随时间变化的关系如同锯齿,故称锯齿波电压,如图8-5所示,这个电压经X 轴放大器放大后加到示波管的水平偏转板上,使电子束产生水平扫描。
这样,屏上的水平坐标变成时间坐标,Y 轴输入的被测信号波形就可以在时间轴上展开。
扫描系统是示波器显示被测电压波形必需的重要组成部分。
一、示波器显示波形的原理如果只在竖直偏转板上加一交变的正弦电压,则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动,如果电压频率较高,则看到的是一条竖直亮线,如图8-6所示。
要能显示波形,必须同时在水平偏转板上加一扫描电压,使电子束的亮点沿水平方向拉开。
说的“锯齿波电压”,如图8-5所示。
当只有锯齿波电压加在水平偏转板上时,如果频率足够高,则荧光屏上只显示一条水平亮线。
如果在竖直偏转板上(简称Y 轴)加正弦电压,同时在水平偏转板上(简称X 轴)加锯齿波电压,电子受竖直、水平两个方向的力的作用,电子的运动就是两相互垂直的运动的合成。
当锯齿波电压比正弦电压变化周期稍大时,在荧光屏上将能显示出完整周期的所加正弦电压的波形图。
三、触发同步的概念如果正弦波和锯齿波电压的周期稍微不同,屏上出现的是一移动着的不稳定图形。
这种情形可用图8-7说明。
设锯齿波电压的周期T x 比正弦波电压周期T y 稍小,比方说T x /T y =7/8。
在第一扫描周期内,屏上显示正弦信号0—4点之间的曲线段;在第二周期内,显示4—8点之间的曲线段,起点在4处;第三周期内,显示8—11点之间的曲线段,起点在8处。
这样,屏上显示的波形每次都不重叠,好象波形在向右移动。
同理,如果T x 比T y 稍大,则好象在向左移动。
以上描述的情况在示波器使用过程中经常会出现。
其原因是扫描电压的周期与被测信号的周期不相等或不成整数倍,以致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的。
为了使屏上的图形稳定,必须使T x /T y =n (n =1,2,3,…),n 是屏上显示完整波形的个数。
为了获得一定数量的波形,示波器上设有“扫描时间”(或“扫描范围”)、“扫描微调”旋钮,用来调节锯齿波电压的周期T x (或频率f x ),使之与被测信号的周期T y (或频率f y )成合适的关系,从而在示波器屏上得到所需数目的完整的被测波形。
输入Y 轴的被测信号与示波器内部的锯齿波电压是互相独立的。
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,虽然可通过调节扫描旋钮将周期调到整数倍的关系,但过一会儿又变了,波形又移动起来。
在观察高频信号时这种问题尤为突出。
为此示波器内装有扫描同步装置,让锯齿波电压的扫描起点自动跟着被测信号改变,这就称为整步(或同步)。
有的示波器中,需要让扫描电压与外部某一信号同步,因此设有“触发选择”键,可选择外触发工作状态,相应设有“外触发”信号输入端。
四、 示波器的应用1、示波器观察电信号波形。
将待观察信号从1Y 或2Y 端接入加到Y 偏转板,X 偏转板加上扫描电压信号,调节辉度旋钮、聚集旋钮、x 、y 位移旋钮,调节电压偏转因数旋钮和扫描时间旋钮,再调节同步触发电平旋钮,即看到待观察信号波形。
2、测量电压利用示波器可以方便测出电压值,实际上示波器所做的任何测量都归结为电压的测量。
其原理基于被测量的电压使电子束产生与之成正比的偏转。
计算公式为 ()y U t yk = (8-1)式中,y 为电子束沿y 轴方向的偏转量,用格数(DIV )表示;y k 为示波器y 轴的电压偏转因数(V/DIV )即(伏/格)。
3、测量频率(1)周期换算法周期换算法所依据的原理是频率与周期成倒数关系:Tf 1=(8-2)信号的周期可以用扫描速度值乘以被测信号波形的又一个周期在荧光屏上的水平偏转距离而求得T t x =⋅(T=扫描速度×一个周期水平距离),故信号的频率便可以算出。
(2)李萨如图形法 设将未知频率f y 的电压U y 和已知频率f x 的电压U x (均为正弦电压),分别送到示波器的Y 轴和X 轴,则由于两个电压的频率、振幅和相位的不同,在荧光屏上将显示各种不同波形,一般得不到稳定的图形,但当两电压的频率成简单整数比时,将出现稳定的封闭曲线,称为李萨如图形。
根据这个图形可以确定两电压的频率比,从而确定待测频率的大小。
图8列出各种不同的频率比在不同相位差时的李萨如图形,不难 得出:yx xy N N f X f Y 点数垂直直线与图形相交的点数水平直线与图形相交的轴电压的频率加在轴电压的频率加在=图8-8 李莎如图所以未知频率x yxy f N N f =(8-3) 【实验内容及要求】1、示波器:辉度、聚焦、水平和竖直位移通道选择、触发、电平、幅度因子、扫描因子;2、信号源:频率、信号幅度、波形选择。
3、连接信号源与示波器:信号源输出正弦波信号、调节示波器,出现稳定的正弦波,根据波形和幅度因子算出电压有效值,波形和扫描因子算出信号频率。
4、将示波器置非扫描档,外接两个信号源合成利萨如图。
【实验数据记录与处理】测定正弦波电压和频率的表格f =理论 Hz利萨如图表格【思考题】1. 示波器为什么能显示被测信号的波形?2. 荧光屏上无光点出现,有几种可能的原因?怎样调节才能使光点出现?3. 荧光屏上波形移动,可能是什么原因引起的【附EM1643型函数发生器介绍】(1)电源开关(POWER):按入开。
(2)功能开关(FUNCTION):波形选择正弦波 方波和脉冲波 三角波和锯齿波(3)频率微调旋钮FREQVAR :频率复盖范围10倍。
(4)分档开关(RANGE-HZ) :(10HZ-2MHZ 分六档选择)。