实验12示波器的使用
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示例:示波器的使用实验流程1. 确定实验目标在开始使用示波器之前,我们需要明确实验的目标。
例如,测量信号的频率、幅度、相位等。
2. 准备工作在进行实验之前,需要做一些准备工作。
包括: - 确定好实验电路和信号源。
- 将示波器与电源连接,确保电源正常供电。
- 检查示波器的接线和探头,确保其连接正确。
3. 示波器的基本操作接下来,我们来了解示波器的基本操作。
示波器常见的操作有: - 打开示波器电源,并等待示波器启动。
- 调整示波器的触发模式和触发电平,以确保正确捕捉信号。
- 调整示波器的扫描速度和水平延迟,以便观察到完整的波形。
4. 信号的测量与分析现在,我们可以开始进行信号的测量与分析了。
步骤如下: - 连接信号源并输入待测信号。
- 调整示波器的垂直缩放和偏移,以使波形处于最佳显示范围。
- 使用示波器的测量功能,测量信号的频率、幅度、周期等参数。
- 利用示波器的自动测量功能,快速获得信号的峰值、平均值、最大值等参数。
- 分析信号的波形特征,如周期性、稳定性、噪声等。
5. 示波器的高级功能示波器还具有一些高级功能,可以帮助我们更好地分析信号。
这些功能包括:- 存储和回放波形:示波器可以存储多个波形,并在需要时进行回放和比较。
- 数字滤波和FFT分析:示波器可以对信号进行数字滤波,同时还可以进行快速傅里叶变换(FFT)分析,以得到信号的频谱信息。
- 自动测量与报表生成:示波器可以自动进行多个信号的测量,并生成测量报表,方便后续分析和记录。
6. 实验结果与数据记录在完成实验后,我们需要记录实验结果和数据。
记录内容可以包括: - 测量到的信号参数,如频率、幅度、相位等。
- 实验过程中的观察和发现。
- 实验中遇到的问题和解决方法。
7. 实验总结与思考最后,我们需要对实验进行总结和思考。
这可以包括: - 实验过程中的收获和体会。
- 实验结果是否与预期一致。
- 对实验方法的改进和优化建议。
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。
示波器的使用方法
示波器是一种用于显示电信号波形的仪器,主要用于电子、电气、通信等领域的实验、研究和故障排查。
使用示波器需要以下几个步骤:
1. 连接电源:将示波器的电源线插入电源插座,并确保电源开关处于关闭状态。
2. 连接探头:将探头的接地线连接到示波器的接地端口,将探头的其他一端连接到待测电路中与信号相接位置。
3. 调整示波器控制:打开示波器的电源开关,调节控制面板上的各个旋钮和按钮,以便正确地显示待测信号波形。
4. 调整时间基准:通过旋转示波器上的时间基准旋钮,以便调整波形在水平方向上的显示范围和速度。
5. 调整垂直增益:通过旋转示波器上的垂直增益旋钮,以便调整波形在垂直方向上的显示范围和放大倍数。
6. 观察信号波形:在示波器的显示屏上观察待测信号的波形。
可以调整时间基准和垂直增益来获取清晰、稳定的波形显示。
7. 分析信号特征:根据示波器显示的波形,分析信号的频率、振幅、周期等特征。
8. 关闭示波器:完成使用后,关闭示波器的电源开关,并拔出
电源线。
请注意,示波器的具体使用方法可能因品牌和型号而有所差异,建议在使用示波器前先阅读并理解相关的使用手册或操作指南。
实验室示波器操作方法
示波器是一种用来观察电信号波形的仪器,以下是示波器的一般操作方法:
1. 连接示波器:将待测电路的信号源与示波器的输入通道相连。
通常使用BNC 连接器将信号源与示波器输入通道相连接。
2. 设置示波器的垂直缩放:根据输入信号的幅度范围,调节示波器的垂直缩放。
可以使用垂直缩放按钮或旋钮来调整垂直缩放比例。
3. 设置示波器的水平缩放:根据观察信号波形的需要,调节示波器的水平缩放。
可以使用水平缩放按钮或旋钮来调整水平缩放比例。
4. 设置示波器的时间基准:根据观察信号波形的需要,调节示波器的时间基准。
可以使用时间基准按钮或旋钮来调整时间基准。
5. 观察信号波形:通过示波器的显示屏,可以观察到输入信号的波形。
可以使用示波器的触发功能来稳定信号波形的显示。
6. 分析信号波形:示波器通常还具有一些分析功能,如自动测量、频谱分析等。
根据需要,可以使用这些功能来进一步分析信号波形。
7. 关闭示波器:使用完示波器后,应按照示波器的操作手册中的要求,正确关
闭示波器。
需要注意的是,示波器操作方法可能因不同型号和品牌而有所差异,因此在使用示波器之前,最好阅读示波器的操作手册,并按照手册中的操作步骤进行操作。
示波器使用实验报告范文实验目的本实验的主要目的是通过使用示波器,对不同电路中的电压和电流进行测试,并分析不同波形特征,掌握示波器的基本操作和使用方法。
实验原理示波器是一种用于测量电压、电流、信号波形等的电子仪器。
它可以在示波器屏幕上显示出电信号的波形,并能够对这些波形进行测量和分析。
示波器具有以下重要参数:•带宽:表示示波器能够显示的最高频率,通常以3dB带宽进行描述。
•垂直灵敏度:表示示波器能够测量的最小电压,通常以V/div进行描述。
•水平灵敏度:表示示波器可以测量的最小时间间隔,通常以s/div进行描述。
使用示波器进行测量时需要先将探针连接到被测电路上,并根据被测电路的特点和需要,选择不同的工作模式和参数。
实验设备•示波器•函数信号发生器•直流电源•电阻器、电容器、电感器等元器件实验过程实验1:直流电压测量1.将示波器的垂直灵敏度设置为1V/div。
2.将示波器的AC/DC开关设置为DC模式。
3.将探针连接到直流电源正极和负极上,调整水平灵敏度和时间基准使得波形显示在屏幕中。
4.根据示波器读数计算出直流电压值。
实验2:交流电压测量1.将示波器的垂直灵敏度设置为1V/div。
2.将示波器的AC/DC开关设置为AC模式。
3.将探针连接到函数信号发生器的输出端,调节函数发生器的频率和幅度,调整水平灵敏度和时间基准使得正弦波形显示在屏幕中。
4.根据示波器读数计算出交流电压的有效值和峰值。
实验3:电阻测量1.将示波器的垂直灵敏度设置为0.5V/div。
2.将探针连接到电阻上,调整水平灵敏度和时间基准使得波形显示在屏幕中。
3.根据欧姆定律和示波器读数计算出电阻值。
实验4:电容测量1.将示波器的水平灵敏度设置为50μs/div。
2.将示波器的垂直灵敏度设置为1V/div。
3.将探针连接到电容上,同时通过一个电阻将函数信号发生器的输出端和电容并联,调整函数发生器的频率和幅度,调整水平灵敏度和时间基准使得正弦波形显示在屏幕中。
物理实验报告一、【实验名称】示波器的使用二、【实验目的】1.了解示波器的基本结构和工作原理,掌握示波器的调节和使用方法2.掌握用示波器观察电信号波形的方法3.学会使用双踪示波器观察李萨如图形和控制示波管工作的电路三、【实验原理】双踪示波器包括两部分,由示波管和控制示波管的控制电路构成1.示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡,抽成高真空,内部装有电子枪和两队相互垂直的偏转板,喇叭口的球面壁上涂有荧光物质,构成荧光屏,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。
在Y偏转板上和X偏转板上分别加上电压,可以在荧光屏上得到相应的图形。
双踪示波器原理2.双踪示波器的原理双踪示波器控制电路主要包括:电子开关,垂直放大电路,水平放大电路,扫描发生器,同步电路,电源等;其中,电子开关使两个待测电压信号Y CH1和Y CH2周期性的轮流作用在Y偏转板,这样在荧光屏上忽而显示Y CH1信号波形,忽而显示Y CH2信号波形,由于荧光屏荧光物质的余晖及人眼视觉滞留效应,荧光屏上看到的是两个波形。
如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同,屏上呈现的是一移动的不稳定图形,这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍,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,为了获得一定数量的完整周期波形,示波器上设有“Time/div”调节旋钮,用来调节锯齿波电压的周期,使之与被测信号的周期呈合适的关系,从而显示出完整周期的正弦波性。
(看到稳定波形的条件:只有一个信号同步)当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍,屏上一般会显示出完整周期的正弦波形,但由于环境或其他因素的影响,波形会移动,为此示波器内装有扫描同步电路,同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号,输入到扫描发生器,迫使锯齿波与待测信号同步,此称为“内同步”;反之则为“外同步”。
操作时,使用“电平旋钮”,改变触发电势高度,当待测电压达到触发电平时,开始扫描,直到一个扫描周期结束。
实验5 示波器原理和使用示波器是利用示波管内电子射线的偏转,在荧光屏上显示出电信号波形的仪器。
用它能直接观察电信号的波形,也能测定电信号的幅度、周期、频率和相位,凡能转化为电压信号的其它电学量(电流、电功率、阻抗等)和非电学量(温度、位移、速度、压力、声强、光强、磁场等),其随时间的变化都能用示波器来观测。
由于电子射线的惯性小,示波器扫描发生器的频率较高(可达几百兆赫),Y轴和X轴放大器的增益很大,输入阻抗高,所以示波器特别适合于观测瞬时变化的过程,并可测量微伏级的电压,而对被测试系统的影响很小。
因此示波器是一种应用广泛的综合性电信号测试仪器。
示波器按用途和特点可以分为:通用示波器。
它是根据波形显示基本原理而构成的示波器。
取样示波器,它是先将高频信号取样,变为波形与原始信号相似的低频信号,再应用基本原理显示波形的示波器。
与通用示波器相比,取样示波器具有频带极宽的优点。
记忆与存储示波器。
这两种示波器均有存储信号的功能,前者是采用记忆示波管,后者是采用数字存储器来存储信息。
专用示波器。
为满足特殊需要而设计的示波器,如电视示波器、高压示波器等。
智能示波器。
这种示波器内采用了微处理器,具有自动操作、数字化处理、存储及显示等功能。
它是当前发展起来的新型示波器。
也是示波器发展的方向。
本实验以SS—7802型通用示波器为例,说明示波器的原理和使用方法,并介绍GFG —8016G型数字式函数信号发生器的使用方法。
【实验目的】1.了解示波器显示图象的原理。
2.较熟练地掌握示波器的调整和使用方法。
3.掌握函数信号发生器的使用方法。
4.学习用示波器观察电信号的波形,测量电信号的电压幅度和频率。
【仪器用具】SS—7802型示波器(或DS-5000型存储示波器)、GFG—8016G型数字式函数信号发生器(或SPF05A型数字合成函数信号发生器)。
【实验原理】1.示波器的基本结构和工作原理示波器内部结构复杂,型号很多,但从功能上看,大致可分为示波管、电压放大装置(包括Y轴放大和X轴放大两部分)、扫描与整步装置和电源四个部分。
实验12 示波器的使用实验12示波器的使用大学物理实验教案实验名称:示波器的采用1实验目的(1)了解示波器的结构和工作原理,初步掌握示波器的使用方法。
(2)观察正弦波和李萨如图形,测量电信号频率值。
2实验仪器阴极射线示波器(st16b)、低频信号发生器(df1027b)、电信号源(频率取1khz或1.2khz)。
3实验原理示波器是一种能把随时间变化的电压用图象显示出来的电子测量仪器,利用它可展现交流电压随时间变化的波形,可以测量频率、相位、幅度等。
利用换能器,还可以将非电学量转换成电学量进行测量。
示波器主要由示波管、y轴偏转系统、x轴偏转系统、显示系统、扫描与同步电路、电源等几大部分组成。
理论和实践证明示波管荧光屏上光点偏离中心的距离与示波管偏转板上所加电压的大小成正比,如垂直偏转板上加电压距离为y,则:y?ayuayayyuy,光点偏移中心的(1)ay称作横向偏转板的偏移灵敏度,则表示每条叶电压所引发光点偏移屏中心的距离。
对于通常=0.1―1.0mm/v(示波器st16b输入灵敏度:≤0.5vp-p/div)。
若已知uy示波器,从荧光屏上量出光点偏离中心距离值y,即可求得值1)波形形成原理。
y假如y偏转板加上随时间作正弦变化的电压可以在荧光屏上看见一条y轴方向的线段。
u?u0sin?t,x轴偏转板没有加任何uy电压,此时荧光屏上观测至光点只沿y轴方向移动,移动的距离正比于,按正弦变化,我们为了观察正弦电压的波形,y偏转板上加正弦电压的同时,必须在x轴偏转板上加与时间成正比的电压(ux?kt),光点将沿x轴方向打响,荧光屏光点的纵向偏移大小与时间成正比,常称此为时间基线.这样在y轴偏转板加上任意时间变化的电压就可在x方向(时基线)展现出其随时间变化的波形。
为了重复观测波形,建议“x”偏转板的电压从零开始随其时间成正比快速增长至一定值后,忽然变成零,然后再重复前过程.在这种锯齿波电压促进作用下光点在水平轴上由左端移动至右端的现象称作读取,锯齿波电压称作读取电压,它就是由示波器内的读取发生器产生的,读取发生器包含读取闸门、THF1恒流源及释抑电路等共同组成。
示波器的调整和使用实验报告示波器的调整和使用实验报告引言:示波器是一种常用的电子测量仪器,广泛应用于电子工程、通信工程、医疗设备等领域。
它可以用来观察和测量电信号的波形、幅度、频率等参数,对于电路故障排除和信号分析有着重要的作用。
本实验旨在通过调整示波器的各项参数,并进行实际测量,掌握示波器的正确使用方法。
一、示波器的基本调整1. 亮度和聚焦调整示波器的亮度和聚焦调整对于显示清晰的波形至关重要。
首先,将亮度调节旋钮逆时针旋转至最低,然后逐渐调节至合适的亮度。
接下来,通过旋转聚焦调节旋钮,使波形显示清晰锐利。
2. 触发调整触发是示波器稳定显示波形的关键。
在进行触发调整前,需选择适当的触发源和触发方式。
通常情况下,选择外部触发源,并将触发方式设置为边沿触发。
然后,通过调节触发电平和触发斜率,使波形能够稳定地显示在屏幕上。
3. 垂直和水平调整垂直调整主要是调节信号的幅度和位置。
首先,将示波器的垂直灵敏度调节旋钮设置为合适的量程,使波形能够占满屏幕。
然后,通过调节垂直位移旋钮,使波形在屏幕上的位置合适。
水平调整主要是调节波形的时间基准和位置。
首先,选择合适的时间基准,例如1ms/div或0.1ms/div,以便观察波形的细节。
然后,通过调节水平位移旋钮,使波形在屏幕上的位置合适。
二、示波器的使用方法1. 测量直流电压示波器可以用来测量直流电压。
首先,将示波器的输入通道连接到待测电路的输出端。
然后,选择合适的量程和耦合方式,例如直流耦合。
最后,通过调整垂直灵敏度和水平基准,观察并记录电压波形。
2. 测量交流电压示波器也可以用来测量交流电压。
与测量直流电压类似,首先将示波器的输入通道连接到待测电路的输出端。
然后,选择合适的量程和耦合方式,例如交流耦合。
最后,通过调整垂直灵敏度和水平基准,观察并记录电压波形。
3. 测量频率和周期示波器可以用来测量信号的频率和周期。
首先,将示波器的输入通道连接到待测信号源。
然后,选择合适的触发源和触发方式。
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。
实验六示波器的使用示波器是一种用途广泛的电子测量仪器,用它能直接观察电信号的波形,也能测定电压信号的幅度、周期和频率等参数。
用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差或相位差。
凡是能转化为电压信号的电学量和非电学量都可以用示波器来观测。
借助示波器我们可以直观地“看到”电路各点的状态。
示波器的扫描方式是一个可以看到波形的“电压表”;X-Y方式可以观察两个电子信号的垂直方向的合成,因此示波器是电子工作者的重要工具。
实验目的1.了解通用示波器的结构和工作原理,掌握各个旋钮的作用和使用方法;2.学会音频信号发生器的使用方法;3.学会用示波器观察波形以及测量信号的电压、频率和位相差;实验仪器示波器、信号发生器等实验原理电子示波器(简称示波器)是一种能将随时间变化的电压信号直观的显示在荧光屏上的仪器。
示波器由示波管、Y轴系统、X轴系统等组成。
图6-1是示波图6-1示波器的原理框图器的原理框图。
1.示波器的聚焦和偏转原理示波器中用于显示波形的真空玻璃管叫阴极射线管,简称示波管。
如图6-2所示。
示波管的正面是一个涂有荧光物质的圆形屏,当管中的高速运动电子打上去时,就会发出荧光。
一般的示波器都是热阴极:阴极由灯丝通电加热后,阴极上的电子由于热运动而脱离出阴极,称为热激发。
由于示波器中的第二阳极电压比阴极高上千伏特。
因此,电子被加速后轰击到荧光屏上,使该处的荧光物质发光。
(1)辉度设电子由阴极热激发时的速度为V 0,电子到达第二阳极的速度为V 2 ,阴极和阳极之间的电压为U 2,则有220222121eU mv mv =- 式中m 是电子的质量,且v 0<<v 2,所以电子到达第二阳极(也是到达荧光屏)上的速度v 2为:eU m 22=为了控制电子束轰击荧光屏上的强度,也就是控制单位时间轰击荧光屏的电图6-2示波管结构示意子数目,在阳极前面加一个零到几十伏特的调制极,其形状是一个开有小孔的金属罩,由于调制极电位比阴极要低,而且调制极的电位越低,穿过金属罩小孔的电子越少,亮度越弱。
调节调制极的电位,就能够改变荧光屏上光斑的亮度,这就是面板上“辉度”旋钮的作用。
(2)电聚焦在两个第二阳极A2之间设有一个特殊形状的第一阳极,给第一阳极加上比第二阳极低的电位(例如第二阳极1200V,第一阳极255V),由于第一阳极和第二阳极之间有电位差,其特殊形状的电极构成电子透镜,如光学透镜能会聚光一样,电子透镜能会聚射向荧光屏的电子束。
电子透镜聚焦条件由第二阳极A2上的电位U2和第一阳极A1上的电位U1之比决定,调节聚焦U1和辅助聚焦U2就是调节两电位之比,这就是示波器的电聚焦原理。
(3)电偏转由阴极热激发的电子经第二阳极加速后,在到达荧光屏之前,还要经过由水平偏转极板和垂直偏转极板所围成的空间。
在偏转极板上加上几十伏特的偏转电压。
当电子穿过偏转极中间时,由于受电场力的作用而使电子束偏离直线。
偏转电压越大,电场力越大,荧光屏上的亮点偏离荧光屏中心越远,这就是电偏转原理。
2.示波器的扫描原理如果只在竖直偏转板(Y轴)上加一正弦波电压,则电子束将随电压的变化只在竖直方向上往复运动,由荧光屏上看到的是一条竖直亮线。
如图6-3所示。
要能显示波形,必须同时在水平偏转板加一扫描电压,使电子束的亮点沿水平方向拉开。
这种扫描电压的特点应是:电压随时间成线性关系增加到最大值,然后突然回到最小,此后再重复变化。
这种扫描电压随时间变化的关系曲线形同“锯齿”,故称为“锯齿波电压”,如图6-4所示。
如果只在水平偏转板上(X轴)加上这样的锯齿波电压,则电子束随电压的变化只在水平方向上往复运动,由荧光屏上看到的是一条水平亮线。
如图6-4所示为只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形。
如果在竖直偏转板上(Y轴)加正弦波电压,同时在水平偏转板上(X轴)加锯齿波电压,电子束同时受竖直和水平两个方向电场力的作用,电子的运动是两互相垂直运动的合成。
当锯齿波电压与正弦电压变化周期相等时,在荧光屏上能显示完整周期的正弦波电压的波形图,如图6-5所示为示波器显示正弦波形的原理图。
(1)连续扫描如果正弦波和锯齿波电压的周期稍有不同,屏上出现的是移动着的不稳定图形。
这种情况可以用图6-6说明:设X 轴加的锯齿波电压的周期T X 比Y 偏转板上的正弦波电压周期T Y 稍小。
比如T X /T Y =7/8,在第一扫描周期(第一个锯齿波)内,屏上显示正弦信号0-4点之间的曲线段;在第二周期(第二个锯齿波)内,显示4-8点之间的曲线段;在第三周期(第三个锯齿波)内,显示8-11点之间的曲线段。
其中第一个曲线段的结束和第二个曲线段的起点对应相同的Y 偏转电压。
第二曲线段的尾部和第三曲线段的起点对应相同的Y 偏转板电压。
这样,在屏上显示的波形不重迭,好象波形在向右移动。
如果T X 和T Y 差别稍大一些,一个一个的波形由于荧光屏的余辉和人眼的视觉暂留,看到的是多个波形在屏上的迭加结果。
其原因是扫描电压的周期T X 与被测信号的周期T Y 不相等或不成整数倍关系,以致于每次扫描的起点在Y 轴上不相同。
为了获得稳定波形(单一波形),每次扫描在Y 轴上应有相同的起点。
在连续扫描中,锯齿波的周期称为扫描周期,扫描周期T X 和Y 轴上被测信号周期T Y 之间应满足Y X nT T =(n 是整数)在示波器上设有扫描范围和扫描微调以及整步调节,用来调节T X ,使之满足Y X nT T = 。
从而在示波器上得到完全重迭的波形,看到的是单一稳定的波形。
称之为同步扫描。
上面所述的X 轴锯齿波是一个紧接一个产生的,称为连续扫描方式。
(2)触发扫描方式 为了获得稳定波形(单一波形),每次扫描在Y 轴上应有相同的起点。
在示波器的扫描方式中,另一种称为触发扫描方式:在触发扫描方式中,X 轴所加的锯齿波电压U X 和Y 轴所加的待测电压U Y 之间的关系如图6-7所示。
在触发扫描中。
锯齿波的起点由被测信号的某一斜率和电平点触发产生,一个锯齿波显示一屏,一个锯齿波结束后,等候待测信号U Y 相同的斜率和电平点再次触发产生下一个锯齿波。
由于每屏波形起点对应待测信号U Y 相同的斜率和电平(每屏有相同的起点),所以波形自然稳定(各屏重迭)。
3.X -Y 方式:李萨如图形 如果示波器的X 轴和Y 轴输入是频率相同或成整数比的两个正弦电压,则屏上将呈现特殊形状的光点的轨迹,这种轨迹称为李萨如图形。
频率比不同时,将形成不同的李萨如图形。
图6-8所示的是频率比成简单整数比的几组李萨如图形。
从图形中可总结出如下规律:y x y x n n f f :: ,其中x n 为水平线与轨迹相切的切点数,y n 为竖直线与轨迹相切的切点数。
利用李萨如图形能方便准确地比较两交变信号的频率。
4.示波器的测量原理示波器除了能直观地显示之外,其测量内容可归结为两类:电压和时间的测量,而电压和时间的测量最后都归结为屏上波形长度的测量。
(1)电压的测量示波器屏上光点Y 轴偏转距离D Y 正比于输入电压U Y ,比例系数K Y 称为电压偏转因数,有D Y =K Y U Y ,Y 轴电压偏转因数K Y 的单位为:V /div 。
例如:测电压峰—峰值时,峰-峰值占了3.6div,V/div档用0.1V/div,输入端用了10:l衰减探头,则V p-p=0.1V/div×3.6div×10=3.6V。
(2)时间的测量在触发扫描方式的示波器中,每个锯齿波的长度是确定的(在连续扫描方式中锯齿波的长度不确定),也就是说,在触发扫描方式的示波器中,每一屏的时间是确定的。
利用波形在X轴上的长度,可以测量屏上波形两点之间的时间间隔。
在触发扫描方式时,示波器屏上光点X轴偏转距离D X正比于时间t,比例系数K S称为时基因数,有D X=K S t,时基因数K S的单位为:s/div。
例如:波形在X轴上的长度是4div,t/div档为2ms/div,则波形的周期:T=2ms/div×4div=8ms在触发扫描方式的示波器中,一般在出厂时Y轴的电压偏转因数和X轴扫描的时基因数都已标定了。
实验步骤1.熟悉示波器上各开关、旋钮的作用。
接通电源,打开“电源”开关,指示灯亮,等待电子管预热一分钟左右,荧光屏上出现亮点。
调亮度旋钮“*”,使亮度适中,注意不应使亮度过强,更不能使强亮斑集中于一点,以免灼毁荧光屏。
调节聚焦“”和辅助聚焦“”旋钮,使亮斑成为小圆点(在X轴和Y 轴均无信号输入的情况下)。
调节Y轴位移“↑↓”和X轴位移“”旋钮,使亮点上下左右适中。
2.观察波形将“电平”旋钮旋到“自动”位置,亮点展成一条横线。
调节低频信号发生器的输出幅度,用晶体管毫伏表测量它的有效值,使为1.00伏(或从低频信号发生器面板上的电压表读出)。
然后接到示波器的“Y轴输入”。
将耦合开关指向“AC ”,触发信号开关(或整步选择)指向“内+”或“内-”,荧光屏上就出现规则不稳定的波形。
再调节“v/div ”旋钮(或Y 轴增幅和Y 轴衰减),使波形幅度合适;调节“t/div ”旋钮(或扫描范围),使波形宽度合适(有2至3个宽整波形)。
此时,波形可能走动,调节“电平”(或整步调节和扫描微调)使波形稳定。
改变几次低频信号发生器的输出幅度和频率,再调出n 个稳定波形。
3.测量电压测交流电压,调出待测电压的稳定波形,读出波形的波峰到波谷所占的分度和此时v/div 档级的标称值,由此求得波形电压的峰----峰值。
换算为有效值。
4.测量频率(1)先测出周期,然后得到频率。
调出待测周期信号的稳定波形,读出波形一个周期所占的分度和此时t/div 档级的标称值,由此求得周期和频率。
并与低频信号发生器输出的频率相比较。
(2)利用李萨如图测量频率。
从X 轴输入已知频率信号,从Y 轴输入待测频率y f ,调节有关旋钮,并逐渐改变y 轴的输入频率y f ,使3:23:12:1:、、=y x f f ,算出y f ,并与低频信号发生器上的频率示值相比较。
5.测量两个正弦波的相位差根据李萨如图形可以计算出相位差,如图6-9所示。
令t a y ωsin =)sin(θω+=t b x则y 与x 的相位差为θ.假定波形在X 轴线上的截距为2x 0,则对X 轴上的P 点bx bx b t b x t t a y 000arcsinarcsinsin )sin(0sin -=+====πθθθωωω和=则所以预习思考题1.示波器有哪些主要部分组成,其主要作用是什么?2.用示波器观察波形的主要步骤是什么? 3.怎样用示波器测电压、频率。
复习思考题1.简要写出示波器面板上各旋钮的作用.2.示波器能否精确测量电压、周期、频率和相位差?为什么?示波器的真正功能是什么?图6-9 相位差的计算附录ST-16型示波器简介开,电源开关:当此开关指向“开”时,指示灯灯亮,经预热一段时间后,仪器即可正常工作。