练习使用示波器

高中练习使用示波管实验报告示波器实验报告【实验题目】示波器的原理和使用【实验目的】1.了解示波器的基本机构和工作原理，掌握使用示波器和信号发生器的基本方法。

2.学会使用示波器观测电信号波形和电压副值以及频率。

3.学会使用示波器观察李萨如图并测频率。

【实验原理】1.示波器都包括几个基本组成部分：示波管(阴极射线管)、垂直放大电路(Y放大)、水平放大电路(X放大)、扫描信号电路(锯齿波发生器)、同步电路、电源等。

2.李萨如图形的原理：如果示波器的X和Y输入时频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则荧光屏上将呈现特殊的光点轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。

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，横边上的切点数nx与竖边上的切点数ny之比恰好等于Y与X输入的两正弦信号的频率之比，即fy:fx=nx:ny。

【实验仪器】示波器×1，信号发生器×2，信号线×2。

【实验内容】 1.基础操作：了解示波器工作原理的基础上阅读所用机器的说明书，了解每个旋钮的作用。

其中最主要也是经常使用的旋钮为横向和纵向两个。

横向旋钮是控制扫描时间的旋钮，调节时表现为荧光屏上显示波形发生横向的压缩或展开;纵向旋钮是调节垂直放大电路的旋钮，调节时表现为荧光屏上显示波形发生纵向的展开或压缩，次旋钮为两个，分别控制示波器的两个输入信号。

明确操作步骤及注意事项后，接通示波器电源开关。

先找到扫描线并调至清晰。

2.观测李萨如图形：向CH1、CH2分别输入两个信号源的正弦波，“扫描时间”的“粗调”旋钮置于“X-Y”方式(即使两路信号进行合成)。

调出不同比值的李萨如图形来，画出草图，并分析图形的特点与两个信号频率之间的关系。

绘出所观察到的各种频率比的李萨如图形。

设fx=1000Hz为约定真值，依次求出另一信号发生器的输出频率fy，并与该信号发生器读数值f′y进行比较，一一求出它们的相对误差。

【实验数据】【实验结果】【误差分析】1.两台信号发生器不协调。

练习使用示波器【例1】如图中的示波器面板,屏上显示的是一条亮度很低,线条较粗且模糊不清的波形.(1)若要增大显示波形的亮度,应调节旋钮.(2)若要屏上波形线条变细且边缘清晰,应调节旋钮.(3)若要将波形曲线调至屏中央,应调节与旋钮.答案 (1)辉度调节 (2)聚焦调节旋钮和辅助聚焦 (3)旋钮“↓↑”和“”.【例2】如图实所示为示波器上的面板,图甲为一信号源.(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号如图乙所示,应将信号源的a端与示波器面板上的接线柱相连,b端与接线柱相连.(2)若示波器显示屏上显示的波形如图丙所示,要使波形横向展宽,应调节旋钮.(3)若将信号源改为一节干电池的直流电源,并已正确接入示波器,此时选择开关“DC,AC”应置于位置(填“DC”或“AC”).答案 (1)Y输入地 (2)X增益 (3)DC【例3】用示波器可以测量直流电压.当输入电压为50 mV时,亮斑恰好偏移中心一格,以此作为标准,就可以根据亮斑偏移的格数来计算出电压值.现要测量一节干电池的电压. (1)试写出操作步骤.(2)将“衰减”旋钮分别处于“10”、“100”挡时,亮斑偏移中心的格数n分别为多少？(设一节干电池的电压为1.5 V)答案 (1)测量的步骤如下:做好预热准备、调好聚焦.①按右图所示,将干电池正极与“Y输入”相连,将干电池的负极与示波器的“地”相连.②把扫描范围旋钮置于“外X”处,“DC”“AC”开关置于“DC”位置.③调节水平位移“”、竖直位移“↑↓”,使光点位于荧光屏中心.④将“衰减”旋钮置于“10”,观察亮斑偏移屏中心的格数.⑤将“衰减”旋钮置于“100”,观察亮斑偏移屏中心的格数.重复④、⑤步骤再将观察结果记录在自己设计的表格中.(2)①当“衰减”旋钮置于“10”挡时,按照公式U=n×50×10(衰减倍数)(mV),n=3,即光斑在屏上向上偏移中心3格.②当“衰减”旋钮置于“100”挡时,依上公式可知n′=0.3(格),即光斑在屏上向上偏移中心 0.3格.1.在观察正弦规律变化的电压图线时,将“扫描范围”旋钮置于第一挡(10 Hz～100 Hz),把“衰减”旋钮置于“”挡,再调节“扫描微调”旋钮,屏上便出现完整的正弦曲线,如图所示.则下列关于同步极性选择的说法正确的是 ( )A.图甲是同步开关置于“-”的结果B.图甲是同步开关置于“+”的结果C.图乙是同步开关置于“-”的结果D.图乙是同步开关置于“+”的结果答案 BC2.(2009·洛阳质检)示波器是一种常见的电子仪器,利用示波器能够直接观察电信号随时间变化的情况.将如图所示的电路中的c、d两点分别接示波器的“Y输入”和“地”.扫描范围旋钮置于左边第一挡,对示波器调节后,在荧光屏上出现的波形应为哪一种波形? ( )3.如图所示为示波器面板.一位同学在做“练习使用示波器”的实验时,进行(1)打开电源后,首先在屏上调出了一个最圆最小的亮斑,但亮斑位于屏上的左上角.若想将这个亮斑调到屏幕的正中央,他应该调节和旋钮(填旋钮对应的数字);(2)为观察示波器的水平扫描作用,他调节相应的旋钮,看到屏上的亮斑从左向右移动,到达右端后又很快回到左端.之后,他顺时针旋转扫描微调旋钮以增大扫描频率,此时屏上观察到的现象是 ;(3)为观察按正弦规律变化的电压的图线,他把扫描范围旋钮置于左边第一挡(10～100 Hz).要由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压,他应将旋钮(填旋钮对应的数字)置于挡.答案 (1)根据示波器面板上各旋钮的作用可知,应调节竖直位移和水平位移两个旋钮,即6、7.(2)当将X增益旋钮顺时针转到三分之一处,扫描微调旋钮逆时针转到底,扫描范围旋钮置于最低挡,可看到亮斑从左向右反复移动.顺时针转动扫描微调旋钮,增大扫描频率,此时可观察到亮斑迅速地形成一条亮线.(3)要观察到清晰的正弦图线,应将扫描范围旋钮置于第一挡,将衰减调节旋钮置于“”挡,即应将10旋钮置于挡.4.如图甲所示为示波器面板,图乙为一信号源.(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形,应将信号源的a端与示波器面板上的接线柱相连,b端与接线柱相连.(2)若示波器所显示的输入波形如图丙所示,要将波形上移,应调节面板上的旋钮;要使此波形横向展宽,应调节旋钮.答案 (1)Y输入地 (2)6 X增益5.在“练习使用示波器”的实验中:(1)为观察亮斑在竖直方向上的偏移,应该将扫描范围旋钮置于“外X”挡,使亮斑位于屏的 ,然后,应把“DC—AC”开关置于“”位置,以备给示波器输入一个直流电压.(2)为给示波器输入一个Y方向的直流电压(要求从零电压开始逐渐增加),请将下图所示的器材与示波器连成正确的电路.(3)调节变阻器改变输入电压,可以看到亮斑向上的偏移随之改变,电压越高,向上的偏移越 ;调换电池正、负极,改变输入电压,可以看到亮斑向偏移.答案 (1)中心 DC (2)(3)大下。

【观察正弦电压图线】
①扫描范围调至第一档（10Hz—100Hz），衰减调至 “∽” 挡，即由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压。
现象：屏上出现正弦曲线。 ②增大Y增益。 现象：曲线在竖直方向的偏移量增大。 ③增大X增益。 现象：曲线在水平方向的长度增大。 ④转换同步极性，观察波形的变化。 现象：置于“+”位置时，正弦曲线从正半周开始； 置于“-”位置时，正弦曲线从负半周开始。
11、扫描范围旋钮—用来改变电 压的频率范围，左边第一挡是 10Hz—100Hz向右旋转每升高一 挡，扫描频率增大10倍。最右边 的是“外X挡”，使用这一档时 机内没有加扫描电压，水平方向 的电压可以从外部输入。 12、扫描微调旋钮——使扫描电压 的频率在选定的范围内连续变化。 13、“Y输入”、 “X输入”、 “地”——分别是对应方向的 信号输入电压的接线柱和公共接地的接线柱。
例题一
如图，示波器上出现一个较大的圆形亮斑。 聚焦调节旋钮⊙ 要使亮斑最小最圆，应调节 _ __ 旋 钮和辅助聚焦调节旋钮○ 旋钮。
·
例题二
示波器上波形如图，要使示波器上出现完整的正弦 波形应怎样调节 减小Y增益 _ 。
例题三
示波器上波形如图一，要使示波器上的波开形变为 图二。应怎样调节 将同步极性开关置于“-”位置 _ 。
图一
图二
例题四
按右图连接好电路，给坚直方向加一个直流电压。 用示波器观察亮斑在竖直方向的偏移时： ①扫描范围应调至 “外X” 挡。
Y输入 地 。。
②“DC、AC”开关应置于有“DC” 位置。
③变阻器触头左移，亮斑 向上移动 。 ④调换电池正负极时亮斑 向下偏移。
。
【光屏上亮斑的调节】
①将辉度调至最低，竖直、水平位移旋钮居 中，衰减倍率最大，扫描范围调至“外X”。 ②打开电源，指示灯亮，预热1—2分钟。

实验十五：练习使用示波器【实验播放】1、实验目的：(1)了解示波器面板上各个旋钮和开关的名称、作用，练习使用示波器；(2)了解示波器的工作原理，利用示波器观察波形；(3)加深对带电粒子在电场中运动的理解。

2、实验原理：示波器是一种常用的观察波形的电子仪器，利用它能直接观察电讯号随时间变化情况，对一些能够转化为电压变化的非电学量的波形如速度、压力等物理量也可以在示波器的荧光屏上进行观察．示波器的核心结构是示波管原理。

图1 为示波管的构造图，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．当偏转电极XX′和YY′不加电压时，电子枪发射出的电子打在荧光屏上，会在那里产生一个亮点．若在偏转电极YY′上加电压，电子将在竖直方向上发生偏转，若在XX′上加电压，电子将在水平方向上发生偏转，从而使亮斑的位置发生改变，当所加电压恒定时，亮斑的位置是固定的．当所加电压变化时，亮斑的位置是移动的，如果所加电压变化很快，那么亮斑的位置变化就会很快，于是我们会看到—条亮线．如果所加电压是周期性变化的，则荧光屏上显示的亮线也将随周期发生变化.图2为J2459型示波器的面板，荧光屏右边最上端的是辉度调节旋钮，标以“¤”符号，用来调节光点和图像的亮度．顺时针旋转旋钮时，亮度增加．接下来两个是聚焦调节旋钮“⊙”和辅助聚焦调节旋钮“○”，这两个旋钮配合着使用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清晰的图像．往下是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以使用了．荧光屏下边第一行左、右两端的旋钮是竖直位移旋钮“↑↓”和水平位移旋钮“→”，分别用来调整图像在竖直方向和水平方←向的位置．它们中间的两个旋钮是“Y增益”和“X增益”，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度继续增大．中间一行左边的大旋钮是衰减调节旋钮，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别可使输人的电压衰减为原来的101、1001、10001．因此图像在竖直方向的幅度都减小为前一挡的101．最右边的正弦符号“ ”挡不是衰减，而是由示波器内部提供竖直方向的交流试验信号电压，可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作．中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮，可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10Hz ，向右旋转每升高一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X ”挡，使用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入．中间的小旋钮是扫描微调旋钮，用来调整水平方向的扫描频率，顺时针转动时频率连续增加．底下一行中间的旋钮“Y 输入”、“X 输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．左边的“DC 、AC'’是竖直方向输入信号的直流、交流选择开关，置于“DC'’位置时，所加的信号电压是直接输入的；置于“AC'’位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让交流信号通过而隔断直流成分．右边的“同步”也是一个选择开关，置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“-”位置时，扫描由负半周起同步．这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“-”，都能很好地同步，对测量没有影响．3、实验器材示波器、信号源、电源、滑动变阻器、电键、导线若干。