电学实验6-示波器的使用

1、6实验-示波器实验实验目的1、了解示波器的工作原理；2、学会示波器的基本使用方法，为以后的实验打下基础。实验原理1、示波器的基本组成部分：示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。2、示波管左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上 的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与 偏转板上所加电压成正比。3、 示波器显示波形的原理：如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如果在Y轴偏转板上加正弦电压，而 X轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随

2、时间作正弦式 振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如果在Y轴偏转板上加正弦电压，又在 X轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，两个方向的位移合成就描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期(频率)相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正 弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看 到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。要使显示的波形稳定，扫描必须是线性的，即 必须加锯齿波；Y轴偏转板电压频率与 X轴偏转板电压频率的比值必须是整数。示波器中的锯齿扫描电压 的频率虽然可调，但光靠

3、人工调节还是不够准确，所以在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确 地等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。4、 李萨如图形的基本原理：如果同时从示波器的x轴和y轴输入频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则屏幕上将呈现出特殊形状的、稳定的光点轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。李萨如图形的形成规律为： 如果沿x，y分别作一条直线，水平方向的直线做多可得的交点数为N ( x),竖直方向最多可得的交点数为N( y)，则x和y方向输入的两正弦波的频率之比为f (x)： f( y)=N( y):

4、N( x)。实验仪器与用具SS-5702A双踪示波器、XD1信号发生器、XD2信号发生器。实验内容与步骤1、使用练习(1) 开机准备：了解示波器面板上各功能键的作用，并把各个旋钮调到居中。(2) 打开电源开关，电源指示灯亮，稍等预热，屏上出现亮点。分别调节亮度和聚焦旋钮，使光点亮度 适中、清晰。2、观察交流信号波形并画出波形图打开信号发生器电源开关，将其输出接CH1调节信号发生器频率为 1kHz,输出电压为4.0V，输出衰减置20dB, CH1通道偏转因数旋钮调为 0.2V/格，扫描速率旋钮调为 0.5ms/格，观察示波器上的波形；若波形不稳 定，调节电平旋钮使之稳定；将扫描速率旋钮改为0.2

5、ms/格，再观察示波器上的波形；画出观察到的波形图。3、正弦信号电压与周期测量按观察交流信号波形的输出信号频率和电压调好信号发生器，CH1通道偏转因数置为 50mV/格，选择合适的扫描速率值，使屏上刻度范围内出现完整波形，将实验数据记录入下表：4、观察李萨如图形，测量信号的频率(1 )将待测信号输入 CH1通道，使示波器显示出信号波形，并估算其频率大致值。(2) 将标准已知频率信号输入 CH2通道，扫描速率旋钮置 X-Y (逆时针到底)，调节信号幅度或改变通道 偏转因数，使图形不超出荧光屏视场。(3) 根据待测信号频率的粗测值，调节CH2通道信号的频率，使示波器屏上分别出现 fy : fx二n

6、x :n y=1:1、1:2、2:3、3:4的李萨如图形。描下李萨如图形，并在下表中记下相应的CH2通道信号的频率值 fy。5、观察“拍”现象(选做)（1 ）将待测信号输入 CH1通道，垂直方式选 CH1,选择适当的偏转因数和扫描速率，使屏上出现合适的稳 定的正弦波图形估算信号的大致频率。（2） 将可调标准信号源信号输入CH2通道，垂直方式选 CH2调节信号源，使其输出信号的频率和幅度与 待测信号的大致相同。（3）垂直方式选 ADD通道2极性选NORM扫描速率调到合适值。调可调标准信号源信号频率，使屏上出现稳定的“拍”波形。记下此时一个“拍”波形的长度人、标准信号源频率fi和扫描速率值。缓慢改

7、变标准信号源频率，得到另一稳定的“拍”波形，记下此时一个“拍”波形的长度冷、标准信号源频率f2和扫描速率值。6、关闭电源，整理仪器。注意事项1 双通道示波器使用说明书和函数信号发生器使用说明书在实验桌上资料夹内；2测信号电压时，一定要将电压衰减旋纽的微调顺时针旋足（校正位置）；测信号周期时，一定要将扫描速率旋纽的微调顺时针旋足（校正位置）；3不要频繁开关机，示波器上光点的亮度不可调得太强，也不能让亮点长时间停在荧光屏的一点上，如果暂时不用，把辉度降 到最低即可。4动旋钮和按键时必是有的放矢，不要将开关和旋钮强行旋转、死拉硬拧，以免损坏按键、旋钮和示波器，电缆与插座的配合 方式类似于挂口灯泡与灯座的配合方式，切忌生拉硬拽。5示波器的标尺刻度盘与荧光屏不在同一平面上，之间有一定距离，读数时要尽量减小视差。6电压表指示的电压值是正弦信号的有效值Ueff，它与峰峰值之间的关系为Upp =2、2Ueff。7. 注意公共端的使用，接线时严禁短路。例题1、用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如图。经下列四