2022年示波器使用大学物理实验报告.pdf

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1、示波器的使用实验示范报告【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；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

2、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

3、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：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 4 页 - - - - -

4、 - - - - - nffxy n=1,2,3, 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”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下， 再加入“同步”的作用， 扫描电压的周期就能准确地等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。（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。李萨如图形可以用来测量未知频率。令fy、fx分别代表 Y轴和 X轴电压的频率， nx代表 X方向的切线和图形相切的切点数，ny代表 Y方向

5、的切线和图形相切的切点数，则有yxxynnff李萨如图形举例表如果已知 fx，则由李萨如图形可求出fy。【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（1）熟读示波器的使用说明，掌握示波器的性能及使用方法。（2）把信号发生器输出接到示波器的Y轴输入上，接通电源开关，把示波器和信号发生器的各旋钮调到正常使用位置，使在荧光屏上显示便于观测的稳定波形。3示波器的定标和波形电压、周期的测量（1）把 Y轴偏转因数和扫描时间偏转因数旋钮都放在“校准”位置（指示灯“VAR ”熄灭） 。（2）把校准信号输出端接到Y轴输入插

6、座（3）把信号发生器的正弦电压接到Y轴输入端，用示波器测量正弦电压的幅值和周期，并和信号发生器上显示的频率值比较。（4）选择不同幅值和频率的5 种正弦波，重复步骤（ 3） ，记下测量结果。4李莎如图形的观测(1)把信号发生器后面 50Hz输出信号接到 X通道，而 Y 通道接入可调的正弦信号(2)分别调节两个通道让他们能够正常显示波形(3)切换到 X-Y 模式，调整两个通道的偏转因子，使图形正常显示(4)调节 Y信号的频率，观测不同频率比例下的李萨如图数据记录精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第

7、2 页，共 4 页 - - - - - - - - - - 1、频率测量示波器频率计数器的测频精度%示波器测频仪器误差3%函数信号发生器测频仪器误差1%+1字I12 345示波器计数器频率f0(KHz)示波器测量频率f1(KHz)信号发生器频率f2(KHz)百分差%2、电压测量示波器测量电压仪器误差3% 函数信号发生器仪器误差15%+1字I12345示波器测量电压(V)信号发生器显示电压(V)百分差%3、李莎如图形观察fy ： fx1：11：21：3李萨如图形nxnyfy(Hz)fX(Hz)115050125010013501504、不确定度的计算 ( 以第一组数据为例 )（1） 示波器测量频

8、率f KHzEfff272.1%34 .57KHzf8.14.57或KHzf257（2） 函数信号发生器测频f= KH 0.0155.45 1%0.010.56fffEKHz或0.6KHz55.450.56fKHz或55.40.6fKHz（3） 示波器测量电压V1115.683%0.16VVVEV或V2. 015.680.16VV或VV2 .07.51精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - - （4） 函数信号发生器测量电压V22215.3

9、15%0.10.81VVVEV字或V9. 0VV81.030.52或VV9.03.52注意： 一般可写为后面的形式更加科学，因为原始数据的有效数字只有2位，不可能经处理后提高精度变成3 个有效数字。5、示波器操作总结表格要求调节按钮标记现象示波器输入接地GND左下角有中间水平一条直线选择输入通道CH1或 CH2相应指示灯亮选择信号输入方式AC/DC交流直流根据输入通道选择触发源SOURCE右下角有 CH1-CH2- 。 。 。变化根据信号选择耦合方式COUPLING右下角有 AC-HFR 。 。变化纵向调节VOLTS/DIV图形纵向缩放横向调节TIME/DIV图形横向缩放调节图形稳定LEVELTAG 亮图形稳定测量物理量的选择COURSORET- V-1/ T 变化标尺变化选择操作标尺TRK标尺上有出现位置变化移动操作标尺旋 VARIABLE标尺移动切换移动标尺的粗调细调按 VARIABLE处于校准状态按 TIME/DIVVAR 红灯灭精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - - -