数字示波器的使用(共10页).doc

《数字示波器的使用(共10页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字示波器的使用(共10页).doc（10页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上数字示波器的使用实验报告姓 名： 学 号： 座 位 号： 指 导 教 师： 报 告 箱 号： 实 验 日 期： 年 月 日星期 第 节2017.02.28数字示波器的使用预习提示：完整地学习使用某一仪器的最好方法一般是对照着用户手册，按照提示一步一步地操作，并观察记录实验现象和结果，思考自己所完成的仪器操作的作用。但初次接触像示波器这样的通用仪器，一方面，我们不可能在短时间内学会其所有的操作；另一方面，通用仪器的各种功能之间并不一定有直接的相互关联，我们可以选择其中的部分功能进行学习，其他功能可以留到以后用到时再参考用户手册来学习和实践。实验预习时，学生可以粗读用户手

2、册中与实验内容相关的章节（第一章和第二章），知道有关功能/操作大致是哪些步骤、可以得到哪些结果。千万不要尝试去“背诵”用户手册的某个章节甚至整本用户手册。预习作业：1. 本实验所用数字示波器的电压显示范围Vpp是_；若待测量信号的Vpp小于此值，则可将信号直接接到数字示波器的信号输入端（通道1或通道2）；若待测量信号的Vpp大于此值，则需用示波器10:1衰减探头，且在探头线_开关打开的情况下才能将信号接入示波器。2. 信号接入示波器之后，如果发现信号幅度纵向只占屏幕的很小部分或上下均超出屏幕显示范围，应调节相应通道的_旋钮；若信号纵向偏离屏幕中心位置，则应调节相应通道的_旋钮。若屏幕上显示的信

3、号周期数太少或太多，则应调节该通道的_旋钮。3. 若屏幕上显示的信号一直在左右移动，很可能是因为_源/模式选择或_电平设置不当。4. （本题可在实验过程中完成）电压档位显示在液晶屏的_位置，时基档位显示在液晶屏的_位置，触发源和触发模式选择显示在液晶屏的_位置。5. （本题可在实验过程中完成）屏幕上，信号电压的零点由显示屏_位置的_符号来指示。信号以直流耦合方式输入时的指示符号是_；信号以交流耦合方式输入时的指示符号是_。实验目的：请依照自己的理解画出数字示波器的工作原理框图:实验内容：提醒：实验开始前请按示波器面板上的【默认设置】键，使示波器恢复出厂设置。第一部分：认识数字示波器的三个系统：

4、垂直系统、水平系统、触发系统。用两端均为BNC端口的导线连接函数信号发生器的CH1（电压输出）和数字示波器通道1，导线连接好后，执行【自动】测量。(一) 垂直系统：“伏/格”按钮、“位置”按钮的功能观测。1) 调节电压档位调节旋钮“伏/格”(VOLTS/DIV)，观测并记录电压档位及波形的变化情况。注意示波器操作面板中位置13所示电压档位的变化。请回答下列问题：a) 当顺时针旋转“伏/格”旋钮时，一个格子（Div）表示的电压是变大，还是变小，变化间距有规律吗；逆时针呢；“伏/格”旋钮的调节范围是多大？b) 将“伏/格”旋钮按一下，再进行上述的观测，是否有新的发现？c) 当调节“伏/格”旋钮时，

5、信号波峰到波谷在屏幕上所占格子数是否有变化；在调节过程中信号的峰峰值有变化吗，如果有，请描述你所看到的现象，并思考其原因。2) 调节垂直系统控制区通道1的“位置”旋钮，观测并记录波形的变化情况。请回答下列问题：a) 当旋转“位置”旋钮时，信号在水平轴上有变化吗？b) 当旋转“位置”旋钮时，信号在竖直轴上有变化吗？c) 当调节“位置”旋钮时，信号的峰峰值会变吗；信号的平均值会变吗？d) 当调节“位置”旋钮时，屏幕左侧通道标志“” 在屏幕上的位置有变化吗；在波形上的相对位置有变化吗？e) 按一下该按钮，有什么新的发现。(二) 水平系统：“秒/格”按钮、“位置”按钮的功能观测1) 调节时基档位调节旋

6、钮“秒/格”(SEC/DIV), 观测并记录时基档位及波形的变化情况。注意观测示波器操作面板中位置11所示时基档位的变化。请回答下列问题：a) 当顺时针旋转“秒/格”旋钮时，一个格子（Div）表示的时间是变大，还是变小，变化间距有规律吗；逆时针呢；“秒/格”旋钮的调节范围是多大？b) 当调节“秒/格”旋钮时，信号一个周期在屏幕上所占格子数是否有变化；在调节过程中信号的频率有变化吗，如果有，请描述你所看到的现象，并思考其原因。c) 按一下该按钮，有什么新的发现。d) 若时间档位和信号频率已知，你能估算出屏幕上信号的周期数吗?2) 调节水平系统控制区的“位置”旋钮，观测并记录波形的变化情况。请回答

7、下列问题：a) 当旋转“位置”旋钮时，信号在水平方向上有变化吗？b) 当旋转“位置”旋钮时，信号在竖直方向上有变化吗？c) 当调节“位置”旋钮时，信号的周期会变吗；信号的频率会变吗？d) 当调节“位置”旋钮时，屏幕上方水平触发位置标志“”在波形上的相对位置有变化吗？ e) 按一下该按钮，有什么新的发现。(三) 触发系统：“触发电平”按钮的功能观测按下【触发菜单】按钮，确认当前的触发设置是：边沿触发、CH1为触发源、上升沿触发。然后调节“触发电平”旋钮，观测并记录波形的变化情况。 请回答下列问题：a) 当旋转“触发电平”旋钮时，信号在水平方向上有变化吗？b) 当旋转“触发电平”旋钮时，信号在竖直

8、方向上有变化吗？c) 示波器操作面板中位置9处所示触发电平如何变化？ d) 屏幕左侧“”所示触发电平标志线（白色虚线）与信号交点的电压值有变化吗？当此虚线与信号无交点时，你看到的波形还是稳定的吗，如果不是，请描述你看到的现象，并思考其原因。将信号换为“方波”，你看到的现象与“正弦”波形有区别吗？e) 按一下该按钮，有什么新的发现。第二部分：学习数字示波器的四种测量方法待测信号：示波器自带校正信号（方波、1kHz、3V）将示波器探头上的衰减开关设定到1X 并将探头与示波器的通道1连接。操作时，将探头连接器上的插槽对准示波器通道1同轴电缆插接件（BNC）上的凸键，按下后向右旋转以拧紧探头。探头的接

9、地鳄鱼夹与“探头元件”接地端“”相连，探头信号端连接校正信号“”。1. 【自动】功能利用【自动】按钮进行测量按下【自动】按钮可得到如表1所列各量的自动测量结果，请记录结果。表1：自动测量所显示的各个量参数名称屏幕显示结果意义Vpp峰峰值。峰位电压与谷位电压的差。Mean平均值。整个记录内的测得电压的算术平均值。Prd周期。Freq频率。电压档位垂直轴上每大格所代表的电压大小。时基档位M水平轴上每大格所代表的时间长度。2. 屏幕估读利用屏幕刻度进行测量示波器屏幕读数要求：估读到最小分度格的下一位，采用五分之一估读，估读精度为0.04Div。读取的格数应为0.04的整数倍。调节“伏/格”、“秒/格

10、”、水平和垂直两个方向的“位置”旋钮，使得一个周期的信号尽量占满屏幕（但不能少于一个周期）。示意图见图1。图1：方波信号公式：时间=格数时基档位电压=格数电压档位1) 读取一个高电平段所占时间：一个高电平段所占格数：_；时基档位“秒/格”的设置：_；（请勿遗漏单位）高电平段所占时间：_。（请勿遗漏单位，下同。）2) 读取方波的周期，并计算频率：一个周期所占格数：_；时基档位“秒/格”的设置：_；方波信号的周期：_；信号的频率：_。3) 读取信号的峰峰值：方波信号从低电平到高电平的格数：_；电压档位“伏/格”的设置：_；信号电压的峰峰值Vpp：_。注意上述所得结果的有效位数！3. 【光标】功能利

11、用【光标】功能菜单对波形上的采样点进行坐标读取按【光标】按钮，显示光标菜单；按下【光标模式】选择【手动】；按下【信源】选择待测通道；按下【类型】选择【电压】。选中【CurA】，旋转【万能旋钮】调节光标A至方波波峰所在位置。选中【CurB】，旋转【万能旋钮】调节光标B至方波波谷所在位置。CurA： ，CurB： ，v： 。按下【类型】选择【时间】。选中【CurA】，旋转【万能旋钮】调节光标A至方波一个周期的左边界所在位置。选中【CurB】，旋转【万能旋钮】调节光标B至方波同一周期的右边界所在位置。CurA： ，CurB： ，T： ，1/T： 。信号峰峰值为： V；信号频率为： Hz。4. 【测量

12、】功能利用【测量】功能菜单进行电压测试、时间测试1) 电压参数测量：按下示波器【自动】按钮，使信号在屏幕上稳定显示。按下【测量】进入自动测量功能菜单。按下显示屏右侧任意按钮，进入全部测量菜单。在【信源】菜单选择信号输入通道（本实验选择CH1）。在【电压测试】菜单选择【开启】，此时如表2所列的电压参数值会同时显示在屏幕上，请在表中记录结果。图2：电压测量时各物理量相应图示表2：电压测试显示结果2) 时间参数测量：（选做）类似上述操作，在【时间测试】菜单选择【开启】，此时所有的时间参数值会同时显示在屏幕上，请在表中记录结果。图3：时间测量时各物理量相应图示 表3：时间测试显示结果名称测量结果物理意

13、义信号源：Prd周期Freq频率+Wid正脉宽-Wid负脉宽Rise上升时间Fall下降时间BWid脉宽+Dut正占空比-Dut负占空比请参阅用户手册P50的内容解释“脉宽”、“占空比”、“上升时间”的物理意义。5. 比较上述四种测量方法的优缺点。第三部分：综合练习1. 李萨如图形观测及相位差测量用两条BNC同轴电缆将函数信号发生器的两个“电压输出端口”分别与示波器的信号输入端“通道1”和“通道2”连接起来。信号发生器的两路输出信号分别设为：50Hz、10V、相位“0”；50Hz、10V、相位“90”的正弦信号。1) 李萨如图形测绘。利用前面学过的测量方法分别测出两信号的峰峰值和频率填入表4。

14、按下【自动】使得信号在屏幕上稳定显示。按【显示】进入显示系统功能菜单。按【下一页】进入Page2/3。按【格式】选择【XY】模式，屏幕上显示两信号合成后形成的李萨如图。 表4：李萨如图形观测的数据记录表（注意单位）信源峰峰值频率李萨如图形CH1CH2同学可自行尝试改变两路输出信号的参数（频率、峰峰值、相位），记录不同条件下的李萨如图形。2) 相位差测量。（选做）实验原理：两个频率相同周期为T的交流信号相位的差叫做相位差，或者叫做相差。示意图如图3所示。实验中通过测量两信号达到同一相位（比如图例的峰值点A和B）的时间差T，即可测得两信号的相位差。图4：频率相同的两正弦信号实验步骤：按【显示】按钮

15、，在【格式】菜单选择【YT】模式。按【光标】按钮，显示光标菜单。（参阅上面的“光标”的具体操作步骤）将光标A和光标B移动至合适位置，记录测量结果，并计算两路信号的相位差。CurA： ，CurB： ，T： ，相位差计算：2. 交直流混合信号测量选用外接信号：用两端均为BNC端口的导线连接函数信号发生器的CH1（电压输出）和数字示波器通道1。设置函数信号发生器的输出信号为：1kHz、5V、偏置为2V的正弦信号。按下【自动】波形稳定显示在屏幕上。按【CH1】选择【耦合】为【直流】。测量直流耦合状态下信号的“峰峰值”和“平均值”。选择【耦合】为【交流】或【接地】。此时需利用“测量”功能测量相应电压参数

16、。（参阅上面的“测量”的具体操作步骤）注意示波器操作面板中位置14所示耦合标志的变化。将测量结果填入表5。 表5：交直流混合信号测量结果记录表 信号频率f =_kHz3. 周围空间电磁信号测量（选做）同轴电缆一端连接示波器信号输入端通道1，另一端放置在周围空间中。按【自动】得到自动测量结果。1) 请描述你看到的现象，记录示波器参数设置（特别是触发相关的设置）、屏幕显示的测量结果。和同学讨论观察到的信号有什么特点？可能的来源是什么？2）交流电源触发： 按【触发菜单】进入触发菜单。按【信源】选择【AC Line】交流电源线。描述你看到信号的特点。并解释信号的来源。4. 数据和图像的存储：（选做）数

17、据保存：把U盘插入示波器前面板上的USB接口，等待示波器完成对U盘初始化，并提示“USB存储设备连接成功”。按【存储/调出】进入存储系统功能菜单；按【类型】选择【CSV】；按【数据长度】选择【内存】；按【参数保存】选择【开启】；按【储存】选择【新建文件】；输入文件名后，按【确定】。说明：CSV格式的文件将数据以文本的方式保存，可用EXCEL或Origin等软件打开并进行后续处理。图像保存：类似于上述保存数据的操作，在【类型】选择时选【图像储存】；可将波形以图片格式保存在U盘中。快捷键示波器前面板“PRINT”键。说明：示波器将整个屏幕上显示的波形和有关设置转换为“.jpg”格式的图形文件保存到U盘或内存（由用户选择决定）。建议：同学可尝试用自己的电脑读取保存下来的数据和图像文件，学习用电脑进行数据处理，如画图、函数拟合等。（选做）参考资料：1 SDS1000CFL系列数字存储示波器用户手册，深圳市鼎阳科技有限公司。实验中心网页2 20M系列双路直接数字合成信号发生器操作指南，江苏瑞特电子设备有限公司。实验中心网页专心-专注-专业