文档介绍：大连理工大学
成绩
教师签字
大学物理实验报告
院(系) 材料学院专业材料物理班级 0705
姓名童凌炜学号 200767025 实验台号
实验时间 2008 年 11 月 18 日,第13周,星期二第 5-6 节
实验名称示波器的原理与使用
教师评语
实验目的与要求:
了解示波器的工作原理
学习使用示波器观察各种信号波形
用示波器测量信号的电压、频率与相位差
主要仪器设备:
YB4320G 双踪示波器, EE1641B型函数信号发生器
实验原理与内容:
示波器基本结构
示波器主要由示波管、放大与衰减系统、触发扫描系统与电源四部分组成, 其中示波管就是核心部分。
示波管的基本结构如下图所示, 主要由电子枪、偏转系统与荧光屏三个部分组成, 由外部玻璃外壳密封在真空环境中。
电子枪的作用就是释放并加速电子束。其中第一阳极称为聚焦阳极, 第二阳极称为加速阳极。通过调节两者的共同作用, 可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。
偏转系统由X、Y两对偏转板组成, 通过在板上加电压来使电子束偏转, 从而对应地改变屏上亮点的位置。
荧光屏上涂有荧光粉, 电子打上去时能够发光形成光斑。不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。
放大与衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放, 使其幅度适合于观测。
扫描系统的作用就是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示), 使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动, 这一过程称为扫描。扫描开始的时间由触发系统控制。
示波器的显示波形的原理
如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也就是, 电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线, 如左图所示:
如果在Y偏转板与X偏转板上同时分别加载正弦电压与锯齿波电压, 电子受水平竖直两个方向的合理作用下, 进行正弦震荡与水平扫描的合成运动, 在两电压周期相等时, 荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形, 显像原理如右图所示:
扫描同步
为了完整地显示外界输入信号的周期波形, 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。当某些因素改变致使周期发生变化时,使用扫描同步功能, 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化, 从而稳定地显示波形。
步骤与操作方法:
示波器测量信号的电压与频率
对于一个稳定显示的正弦电压波形, 电压与频率可以由以下方法读出
,
其中a为垂直偏转因数(电压偏转因数)(从示波器面板的衰减器开关上可以直接读出)单位为V/div或mV/div; h为输入信号的峰-峰高度, 单位div; b为扫描时间系数, 从主扫描时间系数选择开关上可以直接读出, 单位s/div、ms/div或μs/div; l为输入信号的单个周期宽度, 单位div。
打开电源开关并切换到DC档