常用电学仪器的使用.doc

实验报告学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 组别： 组员： 实验地点： 实验日期：项目名称：常用电学仪器的使用一、 实验目的与要求1、了解示波器的结构和工作原理。2、学会用示波器观察电信号的波形，并测量其电压大小和频率。3、熟悉用李萨如图形法测定未知正弦信号的频率。二、实验原理及说明1、示波器的结构。2、示波管的结构和原理：偏转系统包括垂直偏转板和水平转板，这两对偏转板互相垂直，与电子枪在同一轴线上。在垂直偏转电压的作用下，光点在垂直方向的偏转距离y为： （1）：偏转板的长度；：偏转板中心的荧光屏中心的距离；b：两偏转板之间的距离；：第二阳极的电压。由式（）可见y与、成反比、与L、成反比。当示波管制成后，、b均为常数，第二阳极的电压也基本不变，所以垂直方向的偏转距离y正比于偏转板上的偏转电压，即 （2） 比例系数称为示波管的垂直偏转因数，单位为DIVV，它的倒数，称为示波管的垂直偏转灵敏度，单位为VDIV，它表示光点在荧光屏的垂直方向偏转单位距离所需要的垂直偏转电压，即荧光屏垂直方向上每格表示的电压数值。光点在水平方向上的偏转距离正比于时间t，即 X=kt (3)其中k为比例系数，表示光点移动速度，也即扫描速度，于是扫描电压是时间线形增长的，因此，水平轴即为时间轴。使用示波器要注意：不能让电子束长时间停留在荧光屏的某点上，因为电子束打在荧光屏不仅会发光，而且还会产生大量的热量，减弱荧光物质的发光效率，严重时会把荧光屏上的荧光物质烧成黑点。3、 波形形成原理：如果在水平偏转板上加锯齿扫描电压的同时，在垂直偏转板上加锯齿扫描正弦信号电压，则电子束在向方向匀速运动的同时，又向方向运动。当扫描电压和正弦信号电压完全一致时，在荧光屏上将显示一完整的正弦波图形。若示波器的轴轴都输入正弦电压，电子束的运动就是两个垂直的谐振合成的结果，屏幕上显示的图形称为李萨如图形。在图形上分别作两条即不通过图形本身交点，也不与图形相切的水平线和垂直线，数出图形与水平线和垂直线交点为、，如果输入轴的信号频率精确已知，则输入轴的待测信号的频率 （4）三、实验主要仪器设备和材料序号名称型号规格数量主要用途1示波器SS-78021测波形2函数信号发生器YB1602P1输出信号四、实验内容和步骤、熟悉示波器面板主要旋钮的作用、示波器的校准步骤：（）把示波器输出端CAL的标准方波信号输入22轴（CH2）接口，屏幕上将出现方波信号。（）将39旋钮调到msDIV，17旋钮调到200mVDIV，如果方波垂直幅值（）占了格，水平轴上显示10个完整的方波。如图所示，则说明刻度准确。经过以上的校准后，则可利用该示波器来测定定待测信号的电压和周期、频率。、测量YB1602函数信号发生器的和、。（）把YB1602函数信号发生器的“电压输出”接到示波器22，选择正弦波“”，按下函数信号发生器的“2K”按钮，将频率调在500Hz左右。（）将示波器调到CH2状态，调节39旋钮和调节17旋钮，使荧光屏上出现12个稳定的波形，其波峰到波谷间占据轴的分数格尽可能的多（格），这样可以提高读数精度。从而可得（函数信号发生器信号源输出的正弦信号）电压。（伏）如果这时的信号是一个完整的波形（一个周期）在水平轴上占了格。屏幕左上角所显示数字为A（sDIV）待测信号的周期 及频率（）改变YB1602函数信号发生器的正弦波输出信号的频率（“频率调节”分别为1000Hz、1500Hz），同时改变信号的幅度，重复（2）的内容，再测信号和、，记录其数据，同时记录从YB1602 函数信号发生器信号源输出信号时所选择的频率指示，以供与测量结果作比较。4、用李萨如图形法测信号电压频率（1）连接示波器，YB1602和YB1602P函数信号发生器。（2）把YB1602函数信号发生器“频率调节”旋钮选择500Hz（其他频率也可以），将此待测信号输入示波器22（CH2或称Y轴），调整39、14、33旋钮，使屏幕上显示稳定清晰的正弦波。 （3）把YB1602P函数信号发生器的正弦波波作为已知信号输入示波器15（CH1或称轴），接通函数信号发生器的电源开关。波形开关选择正弦波“”。频率范围选2K，将示波器的18按键按下，调整39、10旋钮，使屏上显示出稳定清晰的正弦波。（4）按下示波器28按键，再按18、11按键，荧光屏上将出现李萨如图形。调节示波器的旋钮16、41、10、17，使屏幕上显示的李萨如图形位于荧屏中部，且大小适中。参考YB1602函数信号发生器的频率，调YB1602P函数信号发生器“频率调节”旋钮，使荧光屏上出现的李萨如图形记录此时YB1602P函数信号发生器的频率值，并描绘出此时的图形。（5）保持YB1602函数信号发生器的输入频率不变,继续调YB1602P函数信号发生器的“频率调节”旋钮，改变的值，使荧光屏上出现的李萨如图形满足所需求的几种简单整数比。记录对应的频率值及图形示意图。（6）由式（4）计算，如果所得五个值有偏差，则可求其算术平均值作为结果。寻找李萨如图形时，尽管我们假设YB1602函数信号发生器为待测频率，但我们从仪器的面板预先知道待测信号频率的大概范围，因此，在调节YB1602P函数信号发生器的频率时，可根据公式粗略估算出一个的值。调节时可根据此值在其附近仔细寻找，以便迅速找出与相对应的频率。六、实验数据处理与分析见表1 YB1602函数信号发生器电压及频率的数据记录表见表2 用“李萨如图形法”测频率的记录表被测波形的频率（Hz）电压测量频率测量S (V/DIV)H(DIV)(V)T(s/DIV)L(DIV)(s)(Hz)15000.25.210.4210-43.36.610-4151510000.25.210.4210-45110-310008000.25.210.4210-46.21.2410-3806表1 YB1602函数信号发生器电压及频率的数据记录表1:12:13:11:21:3图形（Hz）8008008008001200（Hz）80016002400400400（Hz）1120表2 用“李萨如图形法”测频率的记录表七、问题讨论1、若在信号发生器中输入的被测信号幅度太大（不损害仪器），则会在示波器上出现什么现象，要完整