实验十 《示波器的使用》实验报告
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示波器的使用实验报告示波器的使用实验报告「篇一」【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;3、观察李萨如图形。
【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根示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。
[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。
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。
在一定范围内,亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。
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,如图图扫描的作用及其显示如果在Y轴偏转板上加正弦电压,而X轴偏转板不加任何电压,则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡,在横方向不动。
我们看到的将是一条垂直的亮线,如图如果在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。
但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同,则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开,在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形,甚至很复杂的图形。
由此可见:(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。
如果要显示的波形不畸变,扫描必须是线性的,即必须加锯齿波。
(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:fynn=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。
示波器的使用实验报告实验目的,通过本次实验,掌握示波器的基本使用方法,了解示波器在电路实验中的应用。
一、实验仪器与材料。
1. 示波器。
2. 正弦波发生器。
3. 直流电源。
4. 电阻、电容、电感等元件。
5. 连接线、万用表等。
二、实验原理。
示波器是一种用来显示电压信号波形的仪器,它可以直观地显示出电压信号的振幅、频率、相位等特征。
在电路实验中,示波器通常用来观测电压信号的波形,以便分析电路的工作状态。
三、实验步骤。
1. 连接电路。
将正弦波发生器的输出端与示波器的通道一输入端相连,将示波器的地线与电路的公共地相连,调节正弦波发生器的频率和幅度。
2. 示波器基本操作。
打开示波器电源,调节示波器的触发方式、触发电平、水平扫描速度和垂直灵敏度,使波形在示波器屏幕上稳定显示。
3. 观察波形。
调节示波器的触发电平和触发方式,观察波形的变化,了解触发对波形的影响。
4. 测量波形参数。
利用示波器的测量功能,测量波形的幅值、频率、周期等参数,记录实验数据。
5. 更换电路元件。
依次更换电路中的电阻、电容、电感等元件,观察波形的变化,分析电路的响应特性。
四、实验结果与分析。
通过本次实验,我们成功掌握了示波器的基本使用方法,了解了观测电路波形的技巧。
在实验中,我们发现不同的电路元件对波形的影响是不同的,电阻会改变波形的幅值,电容会改变波形的频率,电感会改变波形的相位。
通过对波形参数的测量和分析,我们可以更深入地了解电路的工作状态。
五、实验总结。
本次实验使我们对示波器有了更深入的了解,掌握了示波器的基本使用方法,并且学会了观测电路波形的技巧。
在今后的电路实验中,我们将能够更准确地分析电路的工作状态,为电路设计和调试提供更可靠的数据支持。
六、实验感想。
通过本次实验,我们深刻体会到了实验与理论相结合的重要性。
只有通过实际操作,我们才能更深入地理解理论知识,并且能够将所学知识应用到实际工程中去。
希望在今后的学习和工作中,我们能够保持实验精神,勇于探索,不断提高自己的实践能力。
示波器的使用实验报告数据处理示波器的使用实验报告数据处理引言:示波器是一种用于测量和显示电信号波形的仪器。
在电子实验中,示波器是一种非常重要的工具,可以帮助我们观察和分析电路中的信号波形。
本文将介绍示波器的使用实验报告数据处理过程,并探讨如何利用示波器数据进行信号分析。
一、实验目的本实验的目的是通过使用示波器,观察和分析不同电路中的信号波形,并对实验数据进行处理和分析,以达到以下几个目标:1. 理解示波器的基本原理和使用方法;2. 掌握示波器的各项参数设置;3. 学会对示波器数据进行处理和分析。
二、实验步骤1. 连接电路并打开示波器:首先,根据实验要求连接电路,并将示波器与电路正确连接。
然后,打开示波器,并调整示波器参数,以确保正确的信号显示。
2. 调整示波器参数:示波器的参数设置对于正确观察和分析信号波形至关重要。
常见的示波器参数包括时间基准、触发电平、垂直灵敏度等。
根据实验需要,逐步调整这些参数,以获得清晰、稳定的信号波形。
3. 观察信号波形:在示波器正确设置后,我们可以通过示波器屏幕观察到电路中的信号波形。
通过调整示波器参数,我们可以观察到不同频率、幅度和相位的信号波形。
4. 记录示波器数据:在观察信号波形的同时,我们需要记录示波器的数据。
示波器通常提供数据输出功能,可以将信号波形数据导出到计算机或其他设备。
通过记录示波器数据,我们可以进行后续的数据处理和分析。
三、示波器数据处理1. 数据导出:将示波器中的数据导出到计算机或其他设备。
可以使用示波器自带的数据导出功能,或者通过示波器与计算机的连接进行数据传输。
2. 数据处理软件:使用适当的数据处理软件,如MATLAB、Python等,对示波器数据进行处理。
根据实验需要,可以进行数据滤波、频谱分析、时域分析等操作。
3. 数据滤波:示波器采集到的数据可能包含噪声或其他干扰信号。
通过应用数字滤波算法,可以去除这些噪声,得到干净的信号波形。
4. 频谱分析:频谱分析是对信号波形的频率特性进行分析。
示波器的使用实验报告示波器的使用试验报告1在数字电路试验中,需要使用若干仪器、仪表观看试验现象和结果。
常用的电子测量仪器有万用表、规律笔、一般示波器、存储示波器、规律分析仪等。
万用表和规律笔使用方法比较简洁,而规律分析仪和存储示波器目前在数字电路教学试验中应用还不非常普遍。
示波器是一种使用特别广泛,且使用相对简单的仪器。
本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。
1 示波器工作原理示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。
它是观看数字电路试验现象、分析试验中的问题、测量试验结果必不行少的重要仪器。
示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
1.1 示波管阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。
它将电信号转换为光信号。
正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。
1.荧光屏现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。
在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。
高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。
铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。
铝膜还有散热等其他作用。
当电子停止轰击后,亮点不能马上消逝而要保留一段时间。
亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做"余辉时间'。
余辉时间短于10s为极短余辉,10s1ms为短余辉,1ms0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。
一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。
由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。
一般示波器多采纳发绿光的示波管,以爱护人的眼睛。
2.电子枪及聚焦电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称其次栅极)、第一阳极(A1)和其次阳极(A2)组成。
它的作用是放射电子并形成很细的高速电子束。
最新大学物理实验——示波器的使用实验报告.实验目的:1. 熟悉示波器的基本结构和工作原理。
2. 掌握使用示波器观察和分析不同类型电信号的方法。
3. 学习测量电信号的基本参数,如幅度、周期、频率和相位差。
实验仪器:1. 示波器(型号:DSO-XXXXX)2. 函数信号发生器3. 电阻、电容等基本电子元件4. 电烙铁及焊接工具5. 电源实验步骤:1. 首先,将示波器接通电源,并进行预热。
2. 打开函数信号发生器,设置所需的频率和幅度,产生标准电信号。
3. 使用探头将函数信号发生器的输出连接到示波器的输入端。
4. 调整示波器的垂直和水平控制钮,使屏幕上显示清晰的波形。
5. 观察并记录波形的幅度和周期,使用示波器的内置测量工具计算信号的频率。
6. 改变函数信号发生器的输出频率和幅度,重复步骤4和5,观察不同参数下的波形变化。
7. 通过串联和并联电阻、电容等元件,生成复杂的电路,观察示波器上显示的波形变化。
8. 实验结束后,关闭所有设备并断开连接。
实验数据与分析:1. 记录不同频率和幅度下的波形图像,并列出测量到的信号参数。
2. 分析波形的变化趋势,如频率增加时波形的变化,幅度变化对波形的影响。
3. 讨论可能出现的误差源,例如探头的接地问题、示波器的校准误差等。
实验结论:通过本次实验,我们成功地使用示波器观察并分析了不同电信号的特性。
我们了解了示波器的基本操作方法,并能够准确地测量电信号的基本参数。
此外,我们还学习了如何通过改变电路参数来观察波形的变化,这将对我们未来在电子实验和研究中起到重要的帮助作用。
示波器使用实验报告一、实验目的1.熟悉示波器的功能和使用方法,掌握示波器的使用技巧;2.了解示波器的原理和结构,掌握示波器的基本性能参数;3.理解示波器在电子测量中的应用,掌握示波器的使用注意事项。
二、实验器材1.示波器;2.信号发生器;3.变压器;4.电阻箱、电容箱、电感箱;5.电缆、插头、连接线等。
三、实验原理1.示波器的基本原理示波器是一种电子测量仪器,可将电信号的波形显示在示波器屏幕上,以便进行分析和测量。
示波器由垂直放大系统和水平扫描系统组成。
当待测信号经过垂直放大系统放大后,送入水平扫描系统,再以一定速度左右扫描,并将扫描的信号通过屏幕显示出来,形成一条连续的波形。
不同的波形形态能够反映出电路中的不同参数和特性。
2.示波器的结构及性能参数示波器通常由示波管、放大器、扫描器、触发电路、时间基准电路、校准电路等部分组成。
其中,示波管是示波器的核心部分,扫描器和时间基准电路决定了示波器的工作特性和测量精度。
示波器的性能参数包括带宽、灵敏度、扫描速度和垂直放大倍数等。
3.示波器的应用在实际电子测量中,示波器被广泛应用于电路测试、信号分析、波形显示等领域。
通过示波器,可以准确地测量电路中的电压、电流、频率、相位等参数,并可以分析电路的稳定性、干扰特性和响应速度等。
四、实验过程1.示波器的基本操作(1) 打开示波器并将电源线插入电源插座;(2) 打开示波器电源开关,并进行预热几分钟;(3) 调节垂直和水平放大系数,以显示信号的合适波形;(4) 调节触发电路,使信号能够稳定地显示在屏幕上。
2.示波器的性能测试(1) 测量示波器的带宽,并记录测试结果;(2) 测量示波器的灵敏度,并记录测试结果;(3) 测量示波器的扫描速度,并记录测试结果;(4) 测量示波器的垂直放大倍数,并记录测试结果。
3.示波器的应用实验(1) 测量电路中的电压、电流、频率等参数,并用示波器显示;(2) 测量电路中的信号波形,进行分析和比较;(3) 测量电路中的噪声和干扰等参数,并进行分析和处理。
示波器的使用实验报告篇一:大学物理实验(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。
示波器的使用实验报告一、实验目的本实验旨在掌握示波器的使用方法,通过观察不同信号的波形,加深对电子信号的理解。
具体目标如下:1. 掌握示波器的操作方法;2. 能够正确使用示波器观察信号波形;3. 通过对不同信号的观察,提高对电子信号的理解。
二、实验设备与工具1. 示波器;2. 电源适配器;3. 接地线;4. 信号发生器;5. 镊子;6. 纸笔。
三、实验步骤与操作方法1. 打开示波器,并将电源适配器插入电源插座,确保接地线正确接地。
2. 将示波器的探头插孔与信号发生器的输出端连接,确保连接稳定。
3. 将示波器的通道选择开关置于合适的通道,以便观察不同信号的波形。
4. 使用镊子调整信号发生器的输出幅度和频率,观察示波器上的波形变化。
可以通过示波器上的垂直和水平旋钮进行放大和移动,以便更清晰地观察波形。
5. 在观察过程中,需要记录不同信号的波形特点,并做好相关记录。
6. 实验完成后,断开信号发生器与示波器的连接,关闭示波器。
四、实验结果与分析1. 实验结果展示:示波器上的波形图(请在此处插入示波器上的波形图)通过观察示波器上的波形图,可以发现不同信号的波形特点。
例如,正弦波、方波、脉冲波等。
同时,可以通过调整信号发生器的输出幅度和频率,观察示波器上波形的变化情况。
2. 实验结果分析:示波器的使用原理示波器是一种常用的电子测量仪器,通过显示电子信号的波形来分析电路性能。
示波器利用高速电子枪射出的电子束打到荧光屏上,从而在荧光屏上产生对应的图像。
通过调节垂直和水平轴的旋钮,可以放大和移动波形,以便更清晰地观察和分析。
示波器的波形显示具有较高的分辨率和灵敏度,可以用于测量电压、频率、时间等参数。
五、实验总结与思考通过本次实验,我们掌握了示波器的使用方法,并观察了不同信号的波形特点。
通过对比和分析,加深了对电子信号的理解。
在实验过程中,需要注意探头的使用方法、信号发生器的输出幅度和频率的调整以及实验后的清理工作。
示波器的使用实验报告(Word最新版)实验名称:示波器的使用实验时间:2021年5月30日实验地点:实验室一、实验目的1.了解示波器的基本原理和使用方法;2.掌握示波器的测量方法;3.学会使用示波器对电路进行测量。
二、实验器材示波器、信号发生器,万用表,电阻、电容、电感、二极管、电源等元件。
三、实验原理示波器是一种常用的测量仪器,主要用于测量和观察电信号的波形和各种参数。
基本结构是由电子枪组、水平和垂直扫描电路、时间基准和触发电路、放大器和显示屏等组成。
在示波器的帮助下,我们可以了解到电路中的电信号波形、电压值、频率等相关参数。
四、实验步骤1.连接示波器:将万用表的一个针脚与示波器的“AMPS”接口相连,另一个针脚接电路中所需测量的点;将另一端的线插入示波器的“INPUT”接口,并选择对应的位置(具体根据实验需要确定)。
2.连接信号发生器:将信号发生器的输出端口与电路所需测量的点相连接。
3.调节纵向和横向扫描:调节示波器的“VOLTS/DIV”和“TIME/DIV”等控制器,可调整电压和时间比例,使波形图更清晰明了。
4.调节触发:当需要观察周期性波形时,需要通过调节触发器来确定波形起始位置,使其能够稳定地显示在示波器屏幕上。
5.调节幅度:当信号的振幅过大或过小时,可以通过示波器的幅度调节来放大或缩小信号波形。
6.实际测试:根据实验要求对电路进行测试,记录相应的数据和波形。
五、实验结果针对不同的实验要求,我们使用示波器对电路进行了多次测量和观察。
通过示波器,我们可以看到电路中信号的波形、频率和幅度等参数,对电路进行分析和优化。
实验结果显示,示波器具有较高的测量精度和可靠性,对电子制作和维修具有重要的应用价值。
七、实验建议本次实验中,我们使用了示波器、信号发生器、万用表、电阻、电容、电感等器材和元件,能够更加深入地了解和掌握这些器材和元件的使用方法和原理,为今后的实验和应用打下良好的基础。
建议在今后的教学中,更加重视器材和元件的使用和实验的操作技巧,培养学生的实验能力和动手能力。
示波器的使用实验报告1. 引言示波器是一种广泛应用于电子测量和调试领域的仪器,它可以显示电信号的波形,并提供了多种功能和参数以供测量和分析。
本实验旨在研究示波器的基本原理和使用方法,并通过实际操作,掌握示波器的使用技巧和注意事项。
2. 实验目的本实验的主要目的如下:2.1 理解示波器的基本原理和工作原理;2.2 掌握示波器的使用方法和常见功能;2.3 学会使用示波器进行波形测量和分析;2.4 熟悉示波器的操作技巧和注意事项。
3. 实验仪器和材料3.1 示波器:型号XYZ-123;3.2 波形发生器:型号ABC-456;3.3 信号线、电缆等辅助器材。
4. 实验步骤4.1 连接实验仪器:首先,将波形发生器的输出端与示波器的输入端通过信号线连接起来,确保连接稳固可靠。
4.2 启动示波器:按下示波器的电源开关,并等待示波器启动完毕。
4.3 调节示波器参数:根据实验要求,调节示波器的参数,如触发方式、触发电平、水平和垂直扫描等,以适应所需信号的测量和显示。
4.4 输入信号:启动波形发生器,并设置所需的信号频率、幅度和波形形状等参数。
4.5 观察波形:根据示波器的显示,观察并记录并分析所输入信号的波形特征,如频率、周期、峰峰值、均值、脉冲宽度等。
4.6 功能拓展:根据实验要求,尝试示波器的其他功能和操作,如光标测量、存储、FFT转换等。
5. 实验结果与分析在本实验中,我们经过多次实验,成功运用示波器对不同频率和幅度的信号进行测量和分析,并获取了相应的波形图。
通过对波形的观察和分析,我们进一步认识到不同信号参数对波形特征的影响,例如频率越高,波形趋于平滑,而幅度越大,波形的振幅越高。
同时,在实验过程中,我们还学会了如何使用示波器的其他功能,如光标测量功能可以准确地测量波形的各种参数,存储功能可以保存实验结果以备后续分析和对比,FFT转换则将时域波形转换为频域信号,提供了更全面的波形分析手段。
6. 实验总结通过本次实验,我们对示波器的使用方法和原理有了更深入的了解。
班级:食品学院食品科学与工程141班上课班级:生命科学学院生物科学类165班学号:5000414080姓名:黄素君示波器的使用一、引言示波器是利用电场对电子运动的影响来反映电压的瞬变过程,由于电子惯性小,荷质比大,因此示波器具有较宽的频率响应,用于观察变化极快的电压瞬变过程。
示波器能直接观测电压随时间变化的波形,还能测量频率、相位等,利用换能器还能将应变、加速度、压力等其他非电量转换成电压进行测量。
二、实验目的1、了解双踪示波器显示波形的工作原理。
2、学会利用双踪示波器观察电压信号。
3、学会利用双踪示波器观察李萨茹图形,并利用其测量正弦信号的频率。
三、实验原理示波器一般都包括两部分:示波管和控制示波器工作的电路。
1、示波管示波管的基本结构如图所示,主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分,全都密封在玻璃外壳内,里面抽成高真空。
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(1)电子枪:由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部分组成,灯丝通电后加热阴极。
阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒,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“辉度”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、第一阳极与第二阳极电位之间电位调节合适时,电子枪内的电场对电子射线有聚集作用,所第一阳极也称聚集阳极。
第二阳极电位更高,又称加速阳极。
面板上的“聚集”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“辅助聚集”,实际是调节第二阳极电位。
(2)偏转系统:它由两对互相垂直的偏转板组成,一对竖直偏转板,一对水平偏转板。
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产生的光斑位置也发生改变。
(3)荧光屏:屏上涂有荧光粉,电子打上去它就发光,形成光斑。
不同材料的荧光粉发光的颜色不同,发光过程的延续时间(一般称为余辉时间)也不同。
荧光屏前有一块透明的、带刻度的坐标板,供测定光点的位置用。
在性能较好的示波管中,将刻度线直接刻在荧光屏玻璃内表面上,使之与荧光粉紧贴在一起以消除视差,光点位置可测得更准确。
2、示波器显示波形原理(1)仅在垂直偏转板(Y偏转板)加一正弦交变电压:如果仅在Y偏转板加一正弦交变电压,则电子束所产生的亮点随电压的变化在y方向来回运动,如果电压频率较高,由于人眼的视觉暂留现象,则看到的是一条坚直亮线,其长度与正弦信号电压的峰-峰值成正比,如图7-3所示。
(2)仅在水平偏转板加一扫描(锯齿)电压:为了能使y方向所加的随时间t变化的信号电压u y(t)在空间展开,需在水平方向形成一时间轴。
这一t轴可通过在水平偏转板加一如图7-4所示的锯齿电压u x(t),由于该电压在0—1时间内电压随时间成线性关系达到最大值,使电子束在屏上产生的亮点随时间线性水平移动最后到达屏的最右端。
在1—2时间内(最理想情况是该时间为零)u x突然回到起点(即亮点回到屏的最左端)。
如此重复变化,若频率足够高的话,则在屏上形成了一条如图7-4所示的水平亮线,即t轴。
(3)常规显示波形:如果在Y偏转板加一正弦电压(实际上任何所想观察的波形均可)同时在X偏转板加一锯齿电压,电子束受竖直、水平两个方向的力的作用下,电子的运动是两相互垂直运动的合成。
当两电压周期具有合适的关系时,在荧光屏上将能显示出所加正弦电压完整周期的波形图。
如图7-5所示。
3、李萨如图形的原理如果示波器的X和Y输入是频率相同或成简单整数比的两个正弦电压,则屏上将呈现特殊的光点轨迹,这种轨迹图称为李萨如图。
图7-7所示的为f Y∶f x=2∶1的李萨如图形。
频率比不同的将形成不同的李萨如图形。
图7-8所示的是频率比成简单整数比值的几组李萨如图形。
从中可总结出如下规律:如果作一个限制光点x、y方向变化范围的假想方框,则图形与此框相切时,横边上切点数n x与竖边上的切点数n y之比恰好等于Y和X输入的两正弦信号的频率之比,即f y∶f x=n x∶n y。
但若出现图(b)或(f)所示的图形,有端点与假想边框相接时,应把一个端点计为1/2个切点。
所以利用李萨如图形能方便地比较两正弦信号的频率。
若已知其中一个信号的频率,数出图上的切点数n x和n y,便可算同另一待测信号的频率。
四、实验仪器信号发生器、双踪示波器、探头。
五、实验步骤1、观察波形将被测信号信号发生器的信号从CH 1(X )端输入端输入,调节“V/div ”旋钮,使波形大小适中(大小约占屏的1/2~1/3为宜),调节信号发生器的频率和示波器的“T/div ”,使示波器出现稳定的正弦波;按信号发生器的波形选择按钮,分别选择三角波、方波,调节SYM 旋钮,可观察各种波形。
2、测正弦波的电压(1)将被测信号信号发生器的信号从CH 1(X )输入端输入,调节“V/div ”旋钮,使图像大小适中(大小约占屏的1/2~1/3为宜),调节信号发生器的频率和示波器的“T/div ”,使示波器出现稳定的正弦波,记录信号发生器的电压值V p-p 。
(2)测出正弦波的波峰到波谷的垂直距离dy ,并记录“V/div ”所属位置的a 。
(3)改变信号发生器的电压值,调节“V/div ”旋钮,使屏中出现大小适中的图像,记录数据。
(4)根据公式计算V p-p 的值并比较记录值,分析产生误差的原因。
dya p -p ⨯=V3、测正弦波的周期、频率(1)将另一被测信号信号发生器的信号从CH2(Y)输入端输入,调节“V/div”旋钮,使图像大小适中(大小约占屏的1/2~1/3为宜),调节信号发生器的频率和示波器的“T/div”,使示波器出现两、三个稳定的正弦波,记录信号发生器的电压值f y。
(2)测出一个完整的正弦波的水平宽度dx,并记录“T/div”所置位置的值t。
(3)改变信号发生器的频率,调节“T/div”旋钮,使示波器出现两、三个稳定的正弦波,记录数据。
(4)根据公式计算f y的值,并比较记录值,分析误差产生的原因。
T=t⨯dxf=T/14、利用李萨茹图形测频率将两信号发生器分别从示波器的Y输入端和X输入端输入,将“T/div”开关置于“X-Y”,调节信号大小,使屏中出现大小适中的图形,可保持Y输入端信号发生器的频率基本不变,调节X输入端信号发生器的频率,利用屏上图形与X轴和Y轴的切点个数比,可分别计算出Y输入端信号发生器的频率,同时记录该信号发生器频率的示值,比较计算值和示值。
六、实验数据及处理dy(v)垂直格数V p-p(v)dx水平格数f/Hz2 4.89.6500us8250记录值V p-p=10.1V,f=251.984Hz,与实验结果相近。
次数f(x)f(y)图像n x n y f x:f y n x:n y 1100100111:11:12100200211:22:1 3100300311:33:1七、误差分析1.实验环境对数据的影响,例如周围的电场、磁场干扰等。
2.调节频率过程中不免与源数据有分差。
3.还有就是数据读值过程的人为因素照成的误差。
八、思考题1、简述示波器显示电压-时间图形(即电信号波形)的原理。
答:高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光,在荧光屏上就能看到一个亮点,Y偏转板是水平放置的两块电极,X偏转板是垂直放置的两块电极,在Y偏转板和X偏转板上分别加电压,可在荧光屏上得到相应的图形。
当然电压不同,周期不同,所得到的图形会不一样。
2、怎样用示波器定量测量交流信号的电压有效值和频率?答:对于交流信号,有固有的频率,那么在波形上就有相对稳定的重复性,根据信号在采样点上的重复规律就可以算出信号频率,然后根据波形做积分计算,就可以得出起有效值。
示波器相当于是一个二维的万用表,得到一个数字之后就在屏幕上画一个点,由于采样频率是固定的,所以可以得到一个横轴均匀的图形,这就是我们看到的电信号波形。
3、观察两个信号的合成李萨如图形时,应如何操作示波器?答:将两信号发生器分别从示波器的Y输入端和X输入端输入,将“T/div”开关置于“X-Y”,可保持Y输入端信号发生器的频率不变,调节X输入端信号发生器的频率,则可看到李萨如图形。
4、为了使李萨如图形稳定下来,能否使用示波器上的同步按钮,为什么?答:不能;李萨如图上的每一个点都可以用以下的公式进行表示:X=A1Cos(ω1t+ψ1)Y=A2Cos(ω2t+ψ2)。
从这里可以看出,李萨如图实际上是一个质点同时在X轴和Y轴上振动形成的。
但是,如果这两个相互垂直的振动的频率为任意值,那么它们的合成运动就会比较复杂,而且轨迹是不稳定的。
然而,如果两个振动的频率成简单的整数比,这样就能合成一个稳定、封闭的曲线图形,这就是李萨如图形。
同步旋钮是使每次扫描都扫描同一个起始相位。
使一个示波器内只有一个稳定的图形,比如你测正弦波时示波器里有多个波形,这时就可以调同步旋钮。
但从李萨如图形的形成原理来看,调同步旋钮式不能是它稳定下来的。
应该是调频率。
5、用示波器观测周期为0.2ms的正弦电压,若在荧光屏上呈现了三个完整而稳定的正弦波形,扫描电压的周期等于多少毫秒?答:T=3*0.2ms=0.6ms。
九、附上原始数据(原始数据附于下一页)。