大学物理实验示波器实验分析报告
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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)
(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。
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。
大学物理实验示波器实验报告
了解信号发生器的功能和 使用方法。
注意示波器的探头选择和 使用方法，避免损坏设备 或影响测量结果。
02
示波器操作指南
示波器面板功能介绍
显示屏幕
用于显示波形图像，可调整屏幕亮度、 对比度等参数。
垂直控制
包括通道选择、垂直位移、垂直灵敏度 等调节旋钮，用于调整波形的垂直显示 位置及幅度。
水平控制
包括时基选择、水平位移等调节旋钮， 用于调整波形的水平显示宽度及位置。
改进建议提
仪器校准
定期对示波器进行校准和维护，确 保其精度和稳定性。
环境控制
在实验过程中，尽量控制环境因素 对实验结果的影响，如保持恒温、 恒湿等。
操作规范
提高操作人员的熟练程度和规范性， 减少操作误差的产生。
实验方案优化
根据实验结果和讨论，对实验方案 进行优化和改进，提高实验的准确 性和可靠性。
触发控制
包括触发源选择、触发方式选择、触发 电平等调节旋钮，用于设置触发条件， 确保波形稳定显示。
信号发生器使用方法
频率设置
通过调节频率旋钮或按键，设置所需信
号频率。
波形选择
根据需要选择正弦波、方波、三角波等 不同波形。
幅度设置
通过调节幅度旋钮或按键，设置所需信 号幅度。
输出连接
将信号发生器输出端与示波器输入端正 确连接，确保信号正常传输。
解决方案
根据排查结果采取相应的 解决方案，如更换损坏的 部件、调整设置参数等， 以确保实验顺利进行。
04
实验数据分析与讨论
数据处理过程展示
数据采集
详细记录了示波器的各项参数，包括 电压、频率、相位等，确保数据的准 确性和完整性。
图表绘制
根据处理后的数据，绘制了相应的图 表，如波形图、相位图等，以便更直 观地展示数据特征。
示波器使用大学物理实验报告
示波器使用大学物理实验报告一、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，学会使用示波器测量电压、周期和频率等物理量。
3、观察正弦波、方波、锯齿波等常见信号的波形特征。
二、实验仪器示波器、函数信号发生器、探头、直流电源等。
三、实验原理1、示波器的结构示波器主要由示波管、垂直偏转系统、水平偏转系统、扫描及同步系统、电源等部分组成。
示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转板和荧光屏组成。
电子枪发射电子束，经过偏转板的作用，使电子束在荧光屏上产生偏转，从而显示出波形。
2、示波器的工作原理（1）垂直偏转系统：输入的信号电压加到垂直偏转板上，使电子束在垂直方向上产生偏转，偏转的大小与输入信号的电压成正比。
（2）水平偏转系统：锯齿波电压加到水平偏转板上，使电子束在水平方向上匀速移动，形成时间基线。
（3）扫描及同步系统：扫描电压的周期与输入信号的周期相同或成整数倍关系时，荧光屏上就能稳定地显示出输入信号的波形。
四、实验内容及步骤1、熟悉示波器的面板对照示波器的说明书，熟悉示波器面板上各个旋钮和按键的功能，包括垂直灵敏度调节、水平扫描速度调节、触发方式选择、信号输入通道选择等。
2、测量直流电压（1）将示波器的输入通道选择为直流（DC）耦合。
（2）将探头连接到直流电源的输出端，调节垂直灵敏度和水平扫描速度，使直流电压的波形在荧光屏上显示合适。
（3）读取示波器上显示的电压值，并与直流电源的实际输出电压进行比较。
3、测量正弦波信号的电压和周期（1）将函数信号发生器的输出设置为正弦波，调节频率和幅度。
（2）将探头连接到函数信号发生器的输出端，选择合适的垂直灵敏度和水平扫描速度，使正弦波的波形在荧光屏上显示清晰。
（3）使用示波器的测量功能，测量正弦波的峰峰值电压和周期。
根据峰峰值电压计算有效值电压，并与函数信号发生器设置的参数进行比较。
4、观察方波和锯齿波信号（1）将函数信号发生器的输出分别设置为方波和锯齿波，调节频率和幅度。
大学物理实验报告 示波器
大学物理实验报告示波器大学物理实验报告：示波器引言在大学物理实验中，示波器是一种重要的仪器，用于测量和显示电信号的波形。
它在电子学、通信、电力等领域中发挥着重要作用。
本实验旨在通过对示波器的使用和原理的了解，掌握示波器的基本操作技能，并进一步认识电信号的特性。
一、示波器的基本原理示波器是一种电子测量仪器，能够以波形的形式显示电信号的幅度、频率、相位等特性。
它的基本原理是利用电子束在荧光屏上扫描形成图像。
示波器的主要组成部分包括电子枪、偏转系统、时间基准、触发电路和显示屏。
二、示波器的基本操作1. 示波器的开机与调节首先，将示波器与电源连接，并打开电源开关。
然后，调节亮度、对比度和聚焦度，使显示屏上的波形清晰可见。
2. 示波器的通道设置示波器通常具有多个通道，可以同时测量多个信号。
在本实验中，我们将使用单通道示波器。
首先，将信号源与示波器的输入端连接。
然后，调节示波器的通道开关，选择要测量的通道。
3. 示波器的触发设置触发电路是示波器中一个重要的功能，它用于控制示波器何时开始扫描信号。
在本实验中，我们将使用自由运行触发模式。
首先，调节触发电路的阈值，使其与输入信号的幅度相匹配。
然后，选择触发源，通常为信号源的同步输出。
4. 示波器的时间基准设置时间基准是示波器中用于确定时间轴刻度的参考信号。
在本实验中，我们将使用内部时间基准。
首先，选择合适的时间基准模式，如连续或单次。
然后，调节时间基准的时间/频率刻度，使其适应所测量的信号。
5. 示波器的测量功能示波器通常具有多种测量功能，如幅度、频率、相位等。
在本实验中，我们将主要关注信号的幅度测量。
使用示波器的测量功能，可以直接读取信号的峰值、峰峰值、平均值等参数。
三、示波器的应用示波器在科学研究、工程实践和教学中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 电子学和通信在电子学和通信领域，示波器常用于测量和分析电路中的信号波形。
它可以帮助工程师诊断和解决电路故障，优化电路设计。
示波器物理实验报告(共8篇)
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。
大学物理实验实验报告——示波器的使用
大学物理实验实验报告——示波器的使用篇一：大物实验示波器的使用实验报告实验二十三示波器的使用班级自动化153班姓名廖俊智学号6101215073日期2019 3.21指导老师代国红【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。
3、掌握观察利萨如图形的方法，并能用利萨如图形测量未知正弦信号的频率。
【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（CRT）、扫描同步系统、放大与衰减系统、电源系统四个部分。
“示波管（CRT）”是示波器的核心部件如图1所示的。
可细分为电子枪，偏转系统和荧光屏三部分。
1）电子枪电子枪包括灯丝F，阴极K，控制栅极G，第一阳极A1，第二阳极A2等。
阴极被灯丝加热后，可沿轴向发射电子。
并在荧光屏上显现一个清晰的小圆点。
2）偏转系统偏转系统由两对互相垂直的金属偏转板x和y组成，分别控制电子束在水平方向和竖直方向的偏转。
从电子枪射出的电子束若不受横向电场的作用，将沿轴线前进并在荧光屏的中心呈现静止的光点。
若受到横向电场的作用，电子束的运动方向就会偏离轴线，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示波管结构简图屏上光点的位置就会移动。
x偏转板之间的横向电场用来控制光点在水平方向的位移，y偏转板用来控制光点在竖直方向的位移。
如果两对偏转板都加上电场，则光点在二者的共同控制下，将在荧光屏平面二维方向上发生位移。
3）荧光屏荧光屏的作用是将电子束轰击点的轨迹显示出来以供观测。
大学物理实验示波器实验报告-示波器实验数据
大学物理实验示波器实验报告-示波器实验数据在这次大学物理实验中，我们的任务是通过示波器来观察和分析电信号，这一过程可谓是颇具挑战性但也充满乐趣。
每次走进实验室，那种期待的心情总是让人觉得兴奋又紧张。
实验室里弥漫着一股淡淡的仪器气息，整个空间被实验器材装点得有些杂乱，但又显得极其亲切。
大家都忙着调试自己的仪器，气氛热烈而又专注。
我们首先进行了设备的熟悉工作，示波器的面板上五光十色的按钮和旋钮让我感到一阵眩晕。
这种高科技的玩意儿，真的是需要一点点勇气去接触。
示波器的主要功能是将电信号转化为可视化的波形，让我们一目了然地看到信号的变化。
调试的时候，我们调整时间基准和电压标度，这就像是在为一场演出做准备，每一个小细节都可能影响最终的效果。
在调试的过程中，我发现观察波形的变化是如此令人着迷。
刚开始的时候，波形乱七八糟，像极了我的心情。
不过，随着逐渐熟练，波形开始变得清晰起来，感觉就像是在为一幅画添上最后的细节。
当波形稳定在屏幕时，心中那种成就感油然而生，仿佛自己是一位画家，终于画出了心中所想的景象。
接着，我们进行了实验数据的采集，选择了不同频率的信号源来观察波形变化。
每当我们调整频率时，波形的形状就会发生翻天覆地的变化，简直像是一场视觉盛宴。
高频信号的波形尖锐而有力，而低频信号则像柔和的涟漪，令人心旷神怡。
数据的采集过程虽然繁琐，但每一个小小的波形背后，都藏着无穷的物理奥秘。
而后，数据的分析成了我们的重头戏。
我们把每组实验数据整理好，开始进行比较和分析。
随着数据的不断累积，图表在我们面前逐渐清晰起来。
那些原本晦涩难懂的数字，仿佛在此刻都变得活灵活现。
数据分析中，最让我惊讶的是通过傅里叶变换对信号进行频谱分析，竟能发现信号中的各种谐波成分，这种揭示信号内部结构的过程，真的让人叹为观止。
我们的老师也经常说，物理学就像是一面镜子，映照出自然界的规律，而这一次我深刻体会到了这一点。
在实验过程中，不免遇到了一些小挫折。
大学物理实验示波器的使用实验报告
数字示波器 采用数字信号处理技术，将模拟信号转换为数字信号进行 显示。具有高精度、高稳定性和低噪声等特点，但价格较 高。
虚拟示波器
基于计算机技术的虚拟仪器，通过软件实现示波器的功能。 具有灵活、易于升级和低成本等特点，但需要一定的计算 机知识和操作技能。
示波器在物理实验中的作用
01 02
测量信号波形
从而分析信号的频谱特性和频率成分。
03
实验步骤与操作
实验前准备
1 2
了解示波器的基本原理和功能 在开始实验前，需要先了解示波器的工作原理、 主要功能和使用方法，为后续的实验操作做好准 备。
检查实验器材 确保示波器和其他相关器材完好无损，如有损坏 应及时更换或维修。
3
准备实验材料 根据实验需求，准备相应的实验材料和测试样品。
数据分析与解释
数据分析
通过对比输入信号和示波器显示的波形，计算了示波器的幅频特性和相频特性。
结果解释
根据数据分析结果，解释了示波器的工作原理以及信号在传输过程中的变化规律。
误差分析
误差来源
在实验过程中，误差主要来源于信号 源的稳定性、示波器的测量精度以及 人为操作误差。
误差分析
对每个误差来源进行了详细分析，并 评估了其对实验结果的影响程度。
实验后整理
实验结束后，需要将实验器材整理好，并按照要求关闭示 波器和其他相关设备。同时，也需要将实验数据和波形及 时整理和保存。
04
实验结果与分析
实验数据记录与处理
实验数据
在实验过程中，我们记录了不同信号 源输入时示波器的显示波形，包括正 弦波、方波和三角波等。
数据处理
对记录的波形数据进行了处理，包括 测量波形幅度、周期、频率等参数， 并绘制了波形图。
虚拟示波器
基于计算机技术的虚拟仪器，通过软件实现示波器的功能。 具有灵活、易于升级和低成本等特点，但需要一定的计算 机知识和操作技能。
示波器在物理实验中的作用
01 02
测量信号波形
从而分析信号的频谱特性和频率成分。
03
实验步骤与操作
实验前准备
1 2
了解示波器的基本原理和功能 在开始实验前，需要先了解示波器的工作原理、 主要功能和使用方法，为后续的实验操作做好准 备。
检查实验器材 确保示波器和其他相关器材完好无损，如有损坏 应及时更换或维修。
3
准备实验材料 根据实验需求，准备相应的实验材料和测试样品。
数据分析与解释
数据分析
通过对比输入信号和示波器显示的波形，计算了示波器的幅频特性和相频特性。
结果解释
根据数据分析结果，解释了示波器的工作原理以及信号在传输过程中的变化规律。
误差分析
误差来源
在实验过程中，误差主要来源于信号 源的稳定性、示波器的测量精度以及 人为操作误差。
误差分析
对每个误差来源进行了详细分析，并 评估了其对实验结果的影响程度。
实验后整理
实验结束后，需要将实验器材整理好，并按照要求关闭示 波器和其他相关设备。同时，也需要将实验数据和波形及 时整理和保存。
04
实验结果与分析
实验数据记录与处理
实验数据
在实验过程中，我们记录了不同信号 源输入时示波器的显示波形，包括正 弦波、方波和三角波等。
数据处理
对记录的波形数据进行了处理，包括 测量波形幅度、周期、频率等参数， 并绘制了波形图。
示波器使用大学物理实验报告
示波器使用大学物理实验报告一、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，包括垂直灵敏度、水平扫描速度、触发方式等的调节。
3、学会用示波器观察正弦波、方波、锯齿波等常见信号的波形，并测量其频率、幅值等参数。
二、实验仪器示波器、函数信号发生器、探头等。
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。
它通过在示波管的荧光屏上产生亮点的移动来描绘电信号的变化。
示波管主要由电子枪、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。
示波器的垂直偏转系统用于控制电子束在垂直方向上的偏转，其灵敏度可以通过调节垂直增益旋钮来改变。
水平偏转系统用于控制电子束在水平方向上的偏转，水平扫描速度可以通过调节水平扫描速度旋钮来调整。
触发系统用于使示波器的扫描与输入信号同步，以稳定显示波形。
四、实验内容及步骤1、示波器的基本调节打开示波器电源，预热几分钟。
将示波器的探头连接到校准信号输出端，调节垂直和水平位移旋钮，使校准信号位于屏幕中央。
调节垂直灵敏度和水平扫描速度旋钮，使校准信号的波形清晰、稳定，并测量校准信号的幅值和频率，与标称值进行比较。
2、观察正弦波信号将函数信号发生器的输出设置为正弦波，频率为 1kHz，幅值为5Vpp。
将探头连接到函数信号发生器的输出端，调节示波器的垂直灵敏度和水平扫描速度，使正弦波的波形完整显示在屏幕上。
测量正弦波的幅值、周期和频率，并计算其有效值。
3、观察方波信号将函数信号发生器的输出设置为方波，频率为 500Hz，幅值为10Vpp。
重复步骤 2 中的操作，观察并测量方波的幅值、周期和占空比。
4、观察锯齿波信号将函数信号发生器的输出设置为锯齿波，频率为 200Hz，幅值为3Vpp。
重复步骤 2 中的操作，观察并测量锯齿波的幅值、周期和上升时间。
五、实验数据及处理1、校准信号标称幅值：＿____Vpp实测幅值：＿____Vpp标称频率：＿____kHz实测频率：＿____kHz2、正弦波信号幅值：＿____Vpp周期：＿____ms频率：＿____kHz有效值：＿____V3、方波信号幅值：＿____Vpp周期：＿____ms频率：＿____Hz占空比：＿____%4、锯齿波信号幅值：＿____Vpp周期：＿____ms频率：＿____Hz上升时间：＿____ms六、实验误差分析1、仪器误差：示波器和函数信号发生器本身存在一定的精度限制，可能导致测量结果的误差。
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大学物理实验示波器实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：数字示波器的使用学院：信息工程学院专业班级：测控技术仪器152班学生姓名：王家桢学号：5801215028实验地点：B211 座位号：14实验时间：第四周星期二下午一点开始【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 YXH K G A 1A 2电子枪图8-3 电路电源Y X11 2 34 5 6 8 9 1111111tU x图8-5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。
这种扫描电压的特点是电压随时间成线性关系增加到最大值，最后突然回到最小，此后再重复地变U y化。
这种扫描电压即前面所说的“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。
图8-7 不T yT x 3 U y t12 45 76 9 1011 1281 6 92 5 4 7 104,11 883 0 U xtT x =－T y ７８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fy的电压Uy和已知频率fx的电压Ux1112频相位14π12π34ππ图8-8 李均为正弦电压），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，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：所以未知频率x y x y 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】yx x y 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=【附上原始数据】。