示波器的原理和使用.doc

文档介绍：示波器的原理和使用
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) 掌握模拟示波器和函数信号发生器的使用方法;
(3) 观察正弦、矩形、三角波等信号发生器的使用方法;
(4) 通过示波器观察李萨如图形,学会一种测量正弦振动频率的方法,并加深对互相垂直振动合成理论的理解。
实验方法原理
(1) 模拟示波器的基本构造
示波器主要由示波管、垂直放大器、水平放大器、扫描信号放大器、触发同步等几个基本部分组成。
(2) 示波器显示波形原理
如果只在垂直偏转板上加一交变正弦电压,则电子束的亮点随电压的变化在竖直方向上按正弦规律变化。要想显示
波形,必须同时在水平偏转板上加一扫描电压,使电子束所产生的亮点沿水平方向拉开。
(3) 扫描同步
当扫描电压的周期 Tx是被观察周期信号的整数倍时,扫描的后一个周期扫绘的波形与前一个周期完全一样,荧光屏
上得到清晰而稳定的波形,这叫做信号与扫描电压同步。
(4) 多踪显示
根据开关信号的转换频率不同,有两种不同的时间分割方式,即“交替”和“断续”方式。
(5) 观察李萨如图形并测频率
X方向切线对图形的切点数Nx
Y方向切线对图形的切点数Ny
π π 3π

=
fy
fx

5π

3π

7π
0
实验步骤
4
2
4
π
4
2
4
2π
(1) 熟悉示波器各控制开关的作用,进行使用前的检查和校准。
频率相同位相不同时的李萨如图形
(2) 将信号发生器的输出信号连接到示波器的 CH1 或 CH2,观察信号波形。
(3) 用示波器测量信号的周期 T、频率 f、幅值 U、峰-峰值 Up-p、有效值 Urms,频率和幅值任选。
(4) 观察李萨如图形和“拍”。
(5) 利用多波形显示法和李萨如图形判别法观测两信号的相位差
①多波形显示法观测相位差。
②李萨如图形判别法观测相位差。
数据处理
(1) 测量正弦信号峰峰值 UP-P,周期 T
示波器测量值
信号发生器显示值
H=

V0/DIV= UP-P=

U 显=
L=

T0/DIV=20us/DIV T = T 显=
U

p p

− U

显

T − T
Eup−p=−
U显
= 0
ET=
T0
0=0
(2) 测量直流信号的幅度
H = V0/DIV=
(3) 测量相移
x1/DIV x/DIV


U =

U 显 =
θ=x1×360°
x
°
1. 模拟示波器为何能显示高速变化的电信号轨迹?
答:在模拟示波器垂直偏转板上加的是被观测信号电压,而在水平偏转板上加的是锯齿波(时间线性变化)信