数字存储示波器的使用

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实验二数字存储示波器的使用

加灰色底纹部分是预习报告必写部分

示波器是一种常用的电子仪器,主要用于观察和测量各种电信号。配合各种传感器把非电量转换成电量,示波器也可以用来观察各种非电量的变化过程。示波器有多种类型和型号,但它们基本原理是相同的。本实验是用双信号发生器的输出信号在示波器中合成李萨如图形。

[实验目的]

1.了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理。

2.学会使用函数信号发生器。

3.学会用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率等。

4、理解李萨如图形合成原理及方法。

[实验仪器]

DS1052E型数字存储示波器、DG1022双通道函数/任意波形发生器、连接线(2根)

【示波管的简单介绍】

示波管如图1所示

示波管包括有:

(1)一个电子枪,它发射电子,把电子加速到一定速度,并聚焦成电子束;

(2)一个由两对金属板组成的偏转系统;

(3)一个在管子末端的荧光屏,用来显示电子束的轰击点。

所有部件全都密封在一个抽成真空的玻璃外壳里,目的是为了避免电子与气体分子碰撞而引起电子束散射。接通电源后,灯丝发热,阴极发射电子。栅极加上相对于阴极的负电压,它有两个作用:①一方面调节栅极电压的大小控制阴极发射电子的强度,所以栅极也叫控制极;②另一方面栅极电压和第一阳极电压构成一定的空间电位分布,使得由阴极发射的电子束在栅极附近形成一个交叉点。第一阳极和第二阳极的作用一方面构成聚焦电场,使得经过第一交叉点又发散了的电子在聚焦场作用下又会聚起来;另一方面使电子加速,电子以高速打在荧光屏上,屏上的荧光物质在高速电子轰击下发出荧光,荧光屏上的发光亮度取决于到达荧光屏的电子数目和速度,改变栅压及加速电压的大小都可控制光点的亮度。水平偏转板和垂直偏转板是互相垂直的平行板,偏转板上加以不同的电压,用来控制荧光屏上亮点的位置。

【实验仪器功能介绍】

(1)熟悉示波器上各旋钮的功能和用法

设置垂直系统VERTICAL(CH1、CH2、MA TH、REF、OFF、POSITION(垂直位置)、SCALE(垂直范围))

CH1、CH2①可设置耦合的方式:直流、交流、接地

②探头的衰减系数

③数字滤波的频率上线

MATH 为系统的数学运算界面

REF 为导入导出已保存的文件菜单或保存文件,但不存储X-Y方式的波形

设置水平系统HORIZONTAL(MENU、POSITION(水平位置) SCALE(水平范围)

MENU ①延迟扫描:用来放大一段波形,以便查看图形细节②时基:Y-T、X-Y(水平轴上显示通道1电压,垂直轴上显示通道2电压)、Roll③采样率:显示系统采样率

设置触发系统TRIGGER(LEVEL、MENU、50%、FORCE)

MENU中的触发模式有边沿触发、脉宽触发、斜率触发、视频触发、交替触发(稳定触发双通道不同步信号,此触发模式下,不能产生X-Y波形,且交替触发菜单中触发类型为视频触发时它的同步分为:所有行、指定行、奇数场、偶数场)。触发方式:自动、普通、单次,如在自动下无法稳定两波形,可选择单次稳定波形。触发设置:灵敏度、触发抑制:设置重新启动触发电路的时间间隔,时间范围为:500ns-1.5s、触发释抑:使触发释抑复位到500ns.

设置采样系统(Acquire)获取方式:普通、平均、峰值检测,其中平均采样方式图像更细,期望减少所显示信号中的随机噪声。如期望观察信号的包络,避免混淆,选用峰值检测方式;采样方式:观察单次信号选用实时采样方式,观察高频周期性信号选用等效采样方式。设置显示系统(Display) 显示类型:矢量(采样点之间通过连线的方式显示)、点(直接显示采样点)清除显示:(清除所有先前采集的显示及任何从内部存储区或USB存储设备中调出的轨迹

存储和调出(Storage)存储类型:位图存储与CSV存储(适用于外部存储器)波形存储与

设置存储(适用于内部存储),可从存储位置中调出或删除已存文件。出厂设置则设置调出出厂设置操作

设置辅助系统(Utility) 接口设置、声音、频率计、Language (1/3) 通过测试、波形录制、打印设置(2/3) 参数设置、自校正(3/3)

按Utilit y →通过测试→规则设置中的Mask 可进行设置水平容限范围与垂直容限范围,均为(0.04div-4.00div )

按Utilit y →波形录制→模式→录制可对波形进行录制,最大帧数为1000,各帧之间时间间隔设置为1.00ms-1000s

按Utilit y →波形录制→模式→回放 执行RUN/STOP 键停止或继续波形回放功能

按Utilit y →波形录制→模式→存储 根据当前设置的帧数存储或调出当前录制的波形 按Utilit y →参数设置 可设置屏幕保护、界面方案、键盘密码设置等

运行自校正程序以前,请确认示波器已预热或运行达30分钟以上。如果操作温度变化范围达到或超过5℃,必须打开系统功能菜单,执行“自校正”程序。

自动测量(Measure ) 该示波器提供20种自动测量的波形参数,包括10种电压参数和10种时间参数:峰峰值(Vpp )、最大值(Vmax)、最小值(Vmin)、顶端值(Vtop)、底端值(Vbase )、幅值(Vamp )、平均值(Average )、均方根值(Vrms )、过冲(Overshoot )、预冲(Preshoot )、频率、周期、上升时间(RiseTime )、下降时间(FallTime )、正占空比(+Duty )、负占空比(-Duty )、延迟、正脉宽(+Width )和负脉宽(-Width )。

光标测量(Cursor ) 手动模式:出现水平调整或垂直调整的光标线。追踪模式:水平与垂直光标交叉构成十字光标。自动测量模式:系统会显示对应的电压或时间光标。此方式在未选择任何自动测量参数时无效。

使用执行按键(AUTO 、RUN/STOP ) AUTO(自动设置):自动设定仪器各项控制值,以产生适宜观察的波形显示。RUN/STOP(运行/停止):运行和停止波形采样。

(2) DG1022型函数/任意波形发生器

发生器提供了3种界面显示模式:单通道常规模式、单通道图形模式及双通道常规模式。这3种显示模式可通过前面板左侧的View 按键切换。用户可通过2

1CH CH 来切换活动通道,