示波器实验报告.doc

示波器实验报告.doc示波器实验报告
大连理工大学
大学物理实验报告
院材料学院专业材料物理班级0705姓名童凌炜学号 XX67025实验台号实验时间XX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、频率和相位差
主要仪器设备：
YB4320G双踪示波器，EE1641B型函数信号发生器
实验原理和内容：
示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系 统和电源四部分组成，其中示波管是核心部分。
示波管的基本结构如下图所示，主要由电子枪、偏转 系统和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。
放大和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。
扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压，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。 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偏转板和X偏转板上同时分别加载正弦电压 和锯齿波电压，电子受水平竖直两个方向的合理作用下， 进行正弦震荡和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：

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和频率
对于一个稳定显示的正弦电压波形，电压和频率可以
由以下方法读出
Up?p?a ?h, f??l
其中a为垂直偏转因数
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/di v或us/div； 1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，拨动垂直工作方式开关, 选择未知信号所在的通道。通过调节“扫描时间系数选择 开关”和“垂直偏转系数开关”，以及它们对应的微调开
关，使未知信号图形的高度和波形个数便与测量。同 时在开关上读出计算所需的a、b值。
调节“垂直位移”与“水平位移”旋钮，利用荧光屏 上的刻度读取1、h值，并记录。
用示波器直接观察半波和全波整流波形
将实验室提供的未知信号分别接到整流电路的AB端，
C D端送入示波器的CH 1或CH2
端。
通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系 数开关”是信号显示在屏内，分 别观察整流后的波形，并记录
3•李萨如图形测量信号的频率
不使用机内的扫描电压，而使用两个外界输入的正弦 电压分别加载在X、Y偏转板上，当两个正弦电压的频率相 同或呈简单的整数比，则屏上将显示特殊形状的轨迹，这 种轨迹称为李萨如图形。李萨如图形与X轴和Y轴的最大 交点数nx与ny之比正好等于Y、X端的输入电压频率之比, 即
fy :fx?n x:ny
*
示波器和函数信号发生器的操作原理略
数据记录与处理/结果与分析：1•正弦信号电压和频率 的测量：
、半波整流信号、全波整流信号的图形
李萨如图形测量正弦信号的频率
讨论、建议与质疑：
在示波器显示扫描波形图和李萨如图形的原理中，不
同之处在与它们所使用的扫描电压不同。显示扫描波形时, 水平方向加载的是锯齿波的扫描电压，它能够使电子束从 左向右地单方向扫描，当扫描频率和输入信号的频率相配 合时，就能够显
示输入信号的波形；显示李萨如图形时，水平方向接 入的是未知的正弦信号，它使电子束在水平方向上做简谐 往复运动，与竖直方向的另一简谐运动相叠加后，在荧光 屏上形成李萨如图形。
形成椭圆的条件较为简单，当输入的两个同频正弦信 号相位差存在，且大小在兀之 间时，即可形成椭圆图形。
圆可以认为是一种特殊条件下形成的椭圆图形。
当输入的两个正弦信号频率相同，信号振幅相同，且 两者的相位差