《示波器的的原理和使用》物理实验报告.docx
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1、示波器的的原理和使用物理实验报告 一、实验目的及要求: (1)了解示波器的基本工作原理。 (2)学习示波器、函数信号发生器的使用方法。 (3)学习用示波器观察信号波形和利用示波器测量信号频率的方法。 二、 实验原理: 1) 示波器的基本组成部分:示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。 2) 示波管左端为一电子枪,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。 3) 示波器显示波形的原理:如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压,在
2、荧光屏上看到的是一条水平线,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,两个方向的位移合成就描出了正弦图形。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。要使显示的波形稳定,扫描必须是线性的,即必须加锯齿波;Y轴偏
3、转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数。示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调,但光靠人工调节还是不够准确,所以在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置,称为“同步”。在人工调节接近满足式频率整数倍时条件下,再加入“同步”的作用,扫描电压的周期就能准确等于待测电压周期的整数倍,从而获得稳定的波形。 4) 李萨如图形的基本原理:如果同时从示波器的x轴和y轴输入频率相同或成简单整数比的两 个正弦电压,则屏幕上将呈现出特殊形状的、稳定的光点轨迹,这种轨迹图称为李萨如图形。李萨如图形的形成规律为:如果沿x,y分别作一条直线,水平方向的直线做多可得的交点数为N(x),竖直方向最多可得的交点数为N(y
4、),则x和y方向输入的两正弦波的频率之比为 f(x):f(y)=N(y):N(x)。 三、 实验仪器: 示波器、函数信号发生器。 四、 实验操作的主要步骤: (一) 示波器的使用与调节 1) 将各控制旋钮置于相关位置。 2) 接通电源,按下面板左下角的“POWER”钮,指示灯亮,稍待片刻,仪器进入正常工作状 态。 3) 经示波管灯丝预热后,屏上出现绿色亮点,调节INTEN、FOCUS、POSITION,使亮点清晰。 4) 将TIME/DIV逐渐旋到2ms或5ms,观察光点由慢变快移动,直至屏上显示一条稳定的水 平扫描线,按(3)使线清晰。 (二) 实验内容: 1) 观察正弦波波长: a)将AC
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