模拟训练一示波器、信号发生器的实验

1、 一、实验目的一、实验目的( (3) ) 熟悉熟悉信号发生器的使用。信号发生器的使用。( (4) ) 观察观察电路中电阻、电感、电容的电压与电流之间的相电路中电阻、电感、电容的电压与电流之间的相位差。位差。( (1) ) 认识认识示波器面板旋钮的作用，示波器面板旋钮的作用，练习练习使用示波器。使用示波器。( (2) ) 学习学习用示波器观察信号波形，用示波器观察信号波形，测量测量正弦电压的频率和正弦电压的频率和峰值。峰值。模拟训练一示波器与信号发生器的连接模拟训练一示波器与信号发生器的连接 ( (1) ) 预习预习使用示波器的有关内容。使用示波器的有关内容。( (3) ) 复习复习电阻、电感、

2、电容电阻、电感、电容电路中电压与电流的相位关电路中电压与电流的相位关系。系。( (2) ) 预习预习使用信号发生器的有关内容。使用信号发生器的有关内容。二、预习内容二、预习内容 三、仪表与设备三、仪表与设备双踪示波器双踪示波器1 台台信号发生器信号发生器1 只只定值电阻定值电阻1 只只电容器电容器1 个个电感电感1 个个 信号发生器信号发生器示波器示波器2测量正弦波的频率和峰值测量正弦波的频率和峰值 将示波器与信号发生器将示波器与信号发生器的接地点连接在一起，可以的接地点连接在一起，可以有效防止干扰。有效防止干扰。1示波器与信号发生器的连接示波器与信号发生器的连接四、原理与说明四、原理与说明

3、( (1) ) 测量正弦波信号峰值测量正弦波信号峰值初步调节示波初步调节示波器旋钮位置器旋钮位置0.5 ms/div扫描速度选择（扫描速度选择（TIME/DIV）居中居中 位移（位移（POSITION）YA内触发（内触发（INT TRIG）内内触发源（触发源（TRIG SOURCE）自动自动触发（触发（TRIG）YA垂直工作方式（垂直工作方式（V.MODE）居中居中 位移（位移（POSITON）AC输入藕合开关输入藕合开关（AC-GND-DC）居中居中聚焦（聚焦（FOCUS）适中适中辉度辉度（INTEN）按下按下电源电源（POWER）选定信号的输入选定信号的输入通道通道( (如如 YA 通道通

4、道) )，将输入信号耦合开关将输入信号耦合开关“DC-AC”置于置于“AC”位置，位置，“幅度幅度微调微调”置置“CAL”，其他旋钮的位置见其他旋钮的位置见表表 。 被测信号经被测信号经( (YA 通道通道) )输入。调节扫描速度输入。调节扫描速度“ t / div ”和触发和触发电平旋钮，使波形图稳定。电平旋钮，使波形图稳定。将波形调整到屏幕的中心位置。将波形调整到屏幕的中心位置。根据纵坐标刻度读出被测信号波形在根据纵坐标刻度读出被测信号波形在 Y 轴所占格数轴所占格数 N，读出，读出 “V/div”挡级，正弦波信号的峰挡级，正弦波信号的峰-峰值为：峰值为：UPP = N V/div ； 若

5、输入信号经过若输入信号经过 10:1 的衰减探头，则的衰减探头，则UPP = = 10N V/div ； 输入信号的峰值是其峰峰值的输入信号的峰值是其峰峰值的 1/2。例：例：示波器的示波器的“V/div”开关置于开关置于“0.05”挡，波形所占挡，波形所占 Y 轴高轴高度为度为 6div( ( 6 大格大格) )，使用，使用 10:1 衰减探头，正弦波信号峰值为衰减探头，正弦波信号峰值为 UP= 0.5 10 6 div 0.05 V/diV = 1.5 V 在屏幕上按横坐标读出被测正弦波信号波形的一个周期所在屏幕上按横坐标读出被测正弦波信号波形的一个周期所占占 X 轴格数轴格数( (设为设

6、为 N ) )，乘以，乘以“ t/div”所指的值，即可得该正弦所指的值，即可得该正弦波电压一个周期的时间值为波电压一个周期的时间值为T = N t/div频率为频率为f = 1/T = 1/( (N t/div) )( (2) ) 测量正弦波信号频率测量正弦波信号频率测量频率时，将扫描速度测量频率时，将扫描速度“t/div”开关的微调顺时针旋至开关的微调顺时针旋至“校准校准”位置。位置。 T = 2 div 2 ms/div = 4 ms f =1/T =1/4 ms = 0.25 kHz = 250 Hz例：例：示波器的示波器的“t/div”开关置于开关置于 2 ms/div，一个完整的波

7、形，一个完整的波形图占图占 X 轴长度为轴长度为 2 div ( ( 2大格大格) )，此时该电压的周期和频率分别，此时该电压的周期和频率分别为为 3电阻、电感、电容电路中电压、电流的关系电阻、电感、电容电路中电压、电流的关系uR = RII = uR /RuR u RuRRi( (1) ) 电阻电路电压、电流关系电阻电路电压、电流关系如右图所示，串联取样电阻如右图所示，串联取样电阻 R ，则，则利用示波器观察电阻电路电压与利用示波器观察电阻电路电压与电流相位关系，除了要取得电阻两端电流相位关系，除了要取得电阻两端电压电压 uR 波形外还要应用电阻取样法波形外还要应用电阻取样法将电流信号转换成

8、电压，再进行测量将电流信号转换成电压，再进行测量比较。比较。 0 2 tu,uRRuu信信号号发发生生器器uR YBuRRYAuR0 2 tuR,uRRuuR信信号号发发生生器器uR YBuRRYAuR用信号发生器作电源时，用信号发生器作电源时，信号发生器与示波器可以共信号发生器与示波器可以共地线或不共地线。地线或不共地线。不共地线不共地线你能说明这是为什么吗？你能说明这是为什么吗？共地线共地线接地点不同，观察到的接地点不同，观察到的 u R 相位也不同。相位也不同。 ( (2) ) 电感电路电压、电流关系电感电路电压、电流关系Y信信号号发发生生器器uR BuLLYAuR示波器示波器 YB 通

9、道接总电压，通道接总电压，YA 通道接的是取样电阻电压。通道接的是取样电阻电压。示波器观察到的波形为示波器观察到的波形为可见，可见，电感电感上上电压电压超前超前电感电电感电流流，或者说，或者说电流电流滞后滞后电压电压。0 2tu,uRRuuLL ( (3) ) 电容电路电压、电流关系电容电路电压、电流关系Y信信号号发发生生器器uR BuCCYAuR可见，电容上电压滞后电流，可见，电容上电压滞后电流，或者说电流超前电压。或者说电流超前电压。示波器示波器 YB 通道接总电压，通道接总电压，YA 通道接的是取样电阻电压。通道接的是取样电阻电压。示波器观察到的波形为：示波器观察到的波形为：0 2 tu

10、,uRRuucc 1. 测量正弦电压频率和峰值测量正弦电压频率和峰值接通接通示波器电源，将旋钮与开关调至合适的位置。示波器电源，将旋钮与开关调至合适的位置。( (1) ) 测频率测频率信号发生器信号发生器示波器示波器调节调节信号发生器幅度，逆信号发生器幅度，逆时针旋到底；时针旋到底；“输出衰减输出衰减”置置“0” 0” ；调节调节频率，使其输出频率，使其输出某一频率信号。某一频率信号。 五、内容与步骤五、内容与步骤 观察正弦电压频率观察正弦电压频率调出调出扫描线并置于荧光屏中央。扫描线并置于荧光屏中央。调节调节辉度和焦距使扫描线辉度和焦距使扫描线亮度适中。扫描微调旋到亮度适中。扫描微调旋到“

11、CAL ”， “ t/div”位置适当。位置适当。调节调节触发电平，使正弦电压稳定。触发电平，使正弦电压稳定。读出读出一个周期正弦电压一个周期正弦电压波形在荧光屏水平方向所占格数，波形在荧光屏水平方向所占格数，填入表中填入表中。输出信号输出信号频率频率t/div 位置位置一个周期所一个周期所占格数占格数被测信号被测信号周期周期 调节调节信号发生器，使其输出定值电压，用示波器通道观信号发生器，使其输出定值电压，用示波器通道观察正弦电压信号，有关的旋钮按察正弦电压信号，有关的旋钮按表表确定。确定。( (2) ) 测电压峰峰值测电压峰峰值设置位置通道通道A（YA）自动（自动（AUTO）内（内（INT

12、）通道通道A（YA）AC0.5V0.2ms按进（极性）按进（极性）控制按钮控制按钮垂直工作方式（垂直工作方式（V.MODE）触发方式（触发方式（TRIG MODE）触发信号源（触发信号源（TRIG SOURCE）内触发（内触发（INT TRIG）输入耦合开关（输入耦合开关（AC-GND-DC）伏伏/度选择开关度选择开关(VOLLTS/DIV)扫描速度选择（扫描速度选择（TIME/DIV）触发电平控制旋钮（触发电平控制旋钮（TRIG LEVEL） 观察正弦电压峰值观察正弦电压峰值“幅度微调幅度微调”旋到旋到“ CAL ”， “ V/div ”位置适当。位置适当。调节调节触触发电平，使正弦电压稳定

13、。发电平，使正弦电压稳定。读出读出待测波形在荧光屏垂直方向格待测波形在荧光屏垂直方向格数，数，填于表中。填于表中。输入信号输入信号电压值电压值V/div 位置位置一波形所占一波形所占垂直格数垂直格数被测信号被测信号峰期峰期 2. 观察电阻、电感、电容电路的电压与电流关系观察电阻、电感、电容电路的电压与电流关系( (1) ) 观察电阻电路电压与电流波形观察电阻电路电压与电流波形信信号号发发生生器器uR uRR uRYBYA示波器示波器 信号发生器可选取某一频率电压。调节信号发生器可选取某一频率电压。调节 YB、YA 的位移旋的位移旋钮及钮及 V/div 旋钮，使屏幕上显示合适的旋钮，使屏幕上显示合适的 uR 波形，调节波形，调节 t/div 旋旋钮，使波形的一个周期在水平方向有合适的格数，并将显示波钮，使波形的一个周期在水平方向有合适的格数，并将显示波形记录于表中。形记录于表中。项目项目元件元件波形波形相位关系相位关系电阻电阻电感电感电容电容 ( (2) ) 观察电感电路电压与电流波形观察电感电路电压与电流波形信信号号发发生生器器uR uRR uRYBYA示波器示波器uLL ( (3) ) 观察电容电路电压与电流波形观察电容电路电压与电流波形信信号号发发生生器器uR uRR uRYBYA示波器示波器uCC 1信号发生器与示波器的连接及接地要正确。信号发生器与示波器的连接