示波器的使用及测量相位差.doc

示波器的使用及测量相位差摘要：示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号输入和放大系统、同步系统以及电源五部分组成。用示波器可以观察电信号波形以及测量电压、频率和相位差等。本文就是主要介绍如何利用示波器测量两个正弦电压的相位差，主要采用李萨如图形法和双踪法。关键词：示波器 测量 相位差 李萨如图法 双踪法实验目的：1. 了解示波器的结构和原理。 2.掌握示波器各旋钮、按钮、按键的作用和使用方法。 3.学会用示波器采用李萨如图法和示踪法测量相位差。 4. 能对实验结果进行分析，比较各种测量方法的优缺点，对实验数据进行不确定度处理，写出合格的实验报告。（1） （2）实验原理：示波器的工作原理：示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号输入和放大系统、同步系统以及电源五部分组成。示波器内有电子枪，电子枪发射电子束经Y轴偏转板或X轴偏转板会发生偏转，从而打在荧屏上。人们可以根据显示在荧屏上波的形状、幅度来判断信号源的电压、频率等的大小。用示波器测量相位差的原理：（1）用李萨如图法测量。使示波器工作在X-Y方式，分别把两个信号输入到X偏转板和Y偏转板，然后移相，则得到如图所示的李萨如图（1）.从示波器屏幕上读出A和B的值（格数），则信号的相位差为 (2)双踪法。使示波器工作在扫描工作方式，选择交替显示，调节两条扫描线重合。把两待测信号通过示波器的两个输入通道输入，得到如上图（2）图所示，读出一个信号周期T所占的格数n(T)及的对应格数n(),则相位差 实验内容与步骤：（一）测量正弦电压的电压和频率、周期（1） 首先将示波器的各个旋钮的功能和用法弄清楚。（2） 第二，将示波器的各个旋钮调到实验所需的正常状态，然后使之处于工作状态。（3） 第三，用信号发生器作为信号源，调节输出电压峰峰值为2V,频率为10kHZ，其输出信号接在CH1信号输入端上。（4） 调节扫描时间旋钮和CH1的信号输入衰减值，正确选择同步信号，是得到清晰、稳定的正弦波形。（5） 记录波形在竖直方向的幅度Y,一个周期信号波形在水平方向的幅度X，还有扫描时间，电压灵敏度。（6） 改变输出信号，改为接在CH2信号输入端上，类似上面的步骤在测。（7） 将所得的数据整理成如下表1.10。（二）测量两个正弦波电压的相位差李萨如图形法 调节好示波器，使之工作在X-Y方式。 分别以频率为500HZ ,1000HZ,1500HZ的两个信号频率输入到X,Y偏转板。 通过移相的方法使两信号的相位差稳定在某一固定值，得到如上图（1）所示的李萨图形。 从示波器屏幕上读出A和B的值 将数据整理成表格1.11双踪法 使示波器工作在扫描工作方式，选择交替显示，调节两条扫描线重合。 分别以频率为500HZ ,1000HZ,1500HZ的两个信号频率输入到X,Y偏转板，得到如（2）图所示的图 从图中读出一个信号周期T所占的格数n(T)的对应格数n() 将数据整理成表格1.12数据处理及结果（一）测量正弦电压的电压和频率、周期XY扫描时间电压灵敏度测量值U（v）有效值U(v)周期（s）测量的频率（KHZ）信号源频率（KHZ）A(CH1)5.004.0020us/格0.5V/格2.000.71010.0010.00KHZB(CH2)5.004.0020us/格0.5V/格2.100.7401.001.00KHZ 表1.10（二）测量两个正弦波电压的相位差频率AB参考值百分差500HZ4.02.844.431.3%1000HZ4.02.844.431.3%1500HZ4.02.844.431.3% 表1.11频率n(t)n(T)参考值百分差500HZ0.54.00.0%1000HZ0.65.04.0%1500HZ0.86.40.0% 表1.12误差分析：测量正弦电压的电压和频率、周期时，测X、Y时数格数时容易出现误差。测量两个正弦波电压的相位差时，系统的仪器的不精准而产生的误差和数格、读数时也会造成误差。实验总结：示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。可见，懂得使用示波器是多么重要。通过这次实验我了解了示波器的内部结构和其工作原理。通过操作，基本清楚了示波器各旋钮、按键的作用。在测量电压、频率、相位差的时候，我明白了实验严谨性是多么重要，无论是在操作和读数上都要细心，只有带着严谨的科学态度才能成功的做好每一个实验。参考文献: 【1】岳优兰编1普通物理实验 M1郑州大学出版社 2002 【2】李恩普等编 1大学物理实验M 国防工业出版社 200