示波器使用大学物理试验报告

1、示波器的使用实验示范报告【实验目的】1了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的 联系和配合；2熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率;3. 观察李萨如图形。5【实验仪器】1、双踪示波器2、函数信号发生器3、连接线GOS-6021 型 1 台YB1602 型 1 台示波器专用2根示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分实验原理示波器由示波管、扫描同步系统、丫轴和X轴放大系统和电源四部分组成,1、示波管如图所示，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

2、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。电子枪F轴偉脸示波管结构简图示波管内的偏转板2、扫描与同步的作用如果在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，如图图扫描的作用及其显示如果在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，如图如果在丫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，其合成原理如图所示，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

3、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。由此可见：（1）要想看到Y轴偏转板电压的图形，必须加上X轴偏转板电压把它展开， 这个过程称为扫描。如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯 齿波。（2）要使显示的波形稳定，丫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，即：fyn n=1,2,3,fx示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的频率越高，越难满足上述条件。为此，在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置

4、，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。（1）如果丫轴加正弦电压，X轴也加正弦扫描电压，得出的图形将是李萨如图形，如表所示 和X轴电压的频率 切线和图形相切的。李萨如图形可以用来测量未知频率。令fy、fx分别代表丫轴，nx代表X方向的切线和图形相切的切点数，ny代表丫方向的 切点数，则有fy _ nxfx入李萨如图形举例表V.21：32 ：33：22：10!s'itt111232科1232411001001C0100100J00200300150,3450如果已知fx，则

5、由李萨如图形可求出fy。【实验内容】1 示波器的调整(1) 不接外信号，进入非X-Y方式(2) 调整扫描信号的位置和清晰度(3) 设置示波器工作方式2 正弦波形的显示(1) 熟读示波器的使用说明，掌握示波器的性能及使用方法。(2) 把信号发生器输出接到示波器的 丫轴输入上，接通电源开关，把示波 器和信号发生器的各旋钮调到正常使用位置，使在荧光屏上显示便于观测的稳定 波形。3. 示波器的定标和波形电压、周期的测量(1) 把丫轴偏转因数和扫描时间偏转因数旋钮都放在“校准”位置(指示 灯“ VAR ”熄灭)。(2) 把校准信号输出端接到丫轴输入插座(3) 把信号发生器的正弦电压接到 丫轴输入端，用示

6、波器测量正弦电压的 幅值和周期，并和信号发生器上显示的频率值比较。(4) 选择不同幅值和频率的5种正弦波，重复步骤(3)，记下测量结果。4. 李莎如图形的观测(1) 把信号发生器后面50Hz输出信号接到X通道，而丫通道接入可调的 正弦信号(2) 分别调节两个通道让他们能够正常显示波形(3) 切换到X-Y模式，调整两个通道的偏转因子，使图形正常显示(4) 调节丫信号的频率，观测不同频率比例下的李萨如图数据记录1、频率测量示波器频率计数器的测频精度0.01%示波器测频仪器误差3%函数信号发生器测频仪器误差1%+1字I12345示波器计数器频率 fO(KHz)55.45421.21015.3288.

7、16964.4138示波器测量频率f1(KHz)57.422.315.88.194.38信号发生器频率f2(KHz)55.4521.2115.338.174.42百分差3.5%5.1%3.1%0.2%-0.8%2、电压测量示波器测量电压仪器误差3%函数信号发生器仪器误差15%+1字I12345示波器测量电压(V)5.684.523.642.961.84信号发生器显示电压(V)5.34.63.63.01.8百分差7.2%-1.7%1.1%-1.3%2.2%3、李莎如图形观察fy :fx1: 11: 21: 3李萨如图形0&2nx111ny123f y(Hz)505050fx(Hz)501

8、001504、不确定度的计算(以第一组数据为例)(1)示波器测量频率f = 57.4KHZf = f Ef =57.4 3% =1.72 ： 2KHzf =57.4_1.8KHz 或 f =57_2KHz(2)函数信号发生器测频f= 55.45 KH 讦二 f E 0. 0 1 =55. 45 1 %0. £ 1K H或0.6KHzf =55.45 -0.56KHZ 或 f =55.40.6KHz(3) 示波器测量电压V1 = 5.68VVV1 瓦=5.68 3% =0.16/ 或 0.2VV1 =5.68_0.16/ 或 M =5.7_0.2V(4) 函数信号发生器测量电压V2 =

9、 5.3VV2 二V2 EV 1字二 5.3 15% 0.1=0.81V 或 0.9VV2 =5.30 _ 0.81V 或 V2 =5.3 _ 0.9V注意：一般可写为后面的形式更加科学，因为原始数据的有效数字只有2位，不可能经处理后提高精度变成3个有效数字。5、示波器操作总结表格要求调节按钮标记现象示波器输入接地GND左下角有/中间水平一条直线选择输入通道CH1 或 CH2相应指示灯亮选择信号输入方式AC/DC交流直流TJ一根据输入通道选择触发源SOURCE右下角有CH1-CH2- ooo变化根据信号选择耦合方式COUPLING右下角有AC-HFR °。变化纵向调节VOLTS/DIV图形纵向缩放横向调节TI