示波器的使用_东北大学_大学物理实验.doc

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1、大学物理实验报告实验名称：示波器的使用学院：冶金学院专业：能源与动力工程班级：1801学号：姓名：电话：实验日期： 2019 年 10 月 30 日第 8 周 星期 三 第 3、4 节实验室房间号：117实验组号：第十组成绩指导教师批阅日期 年 月 日1. 实验目的：1.了解示波器的基本结构和工作原理；2.熟悉示波器的调节和使用，观察电信号的波形，测量其电压和频率；3.学会用李萨如图形测量未知信号的频率；4.学会用示波器测同频简谐电信号的电位差。2. 实验器材：名称编号型号精度模拟示波器数字示波器函数信号发生器未知频率信号源电阻器电容器导线3. 实验原理（请用自己的语言简明扼要地叙述，注意原理

2、图需要画出，测试公式需要写明）1.模拟示波器的工作原理示波器由电子示波管、扫描整步装置、放大系统（包括X、Y轴）和电源四部分组成。（1） 电子示波管 左端为一电子枪，经灯丝加热后逸出大量电子，电子在强电场的作用下以高速加速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成亮点。通过调节偏转板上的直流电压，可改变电子束在荧光屏上的位置。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。（2） 扫描整步装置 若在Y偏转板上加一个正弦电压信号,则电子束在屏上形成的亮点将在竖直方向随时间作正弦式振荡，而在水平方向不动，人们看到的将是一条竖直的亮线。为了观测纵向所加的电信号随时间的变化，必须将电信号沿时间轴展开,

3、这就要求电子束所参与的水平运动分量是匀速的，以便能模拟时间的均匀性.为了使波形长时间显示在荧光屏上，应该重复进行电子束的水平偏移.为此,水平偏转板所加电压是锯齿波电压.此时，荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移,观察到的将是亮点的合成位移，即正弦图形。其合成原理见图。由此可见，想观察到纵偏电压的图形，必须加上横偏电压，把纵片电压产生的竖直亮线展开，这个展开过程称为扫描。构成简单而稳定的图案的条件是纵偏电压频率与横偏电压频率的比值是整数，即=n（n为正整数），否则图形不稳定。示波器中的锯齿扫描电压的频率必须可调，为了使波形稳定，需要始终保持倍数关系。为此，引入另一个幅度可以调节的电压，

4、以控制扫描电压的频率，这就是整步。触发信号输入给扫描发生器，形成触发脉冲信号，达到整部目的，要使波形稳定，触发脉冲的电平和释抑时间必须适当。2. 数字示波器的工作原理 为了能够实时稳定的显示待测输入信号的波形，要做到示波器自身的扫描信号与输入信号同步，让每次显示的扫描波形的起始点都在示波器屏幕的同一位置。3. 测量（1） 用模拟示波器测量电压直流电压：U=cd交流电压有效值：U=cd/22电信号周期：T=cl电信号频率：f=1/T（2） 用数字示波器测量电压、周期和频率：直接读4. 利用李萨如图测未知信号源频率5. 双踪示波法测相位差若想更加完美，麻烦同学们自行将图片中的文字识别或打出来，公式

5、和函数图像裁剪复制粘贴即可。若会PS，直接将背景改成白色即可！4. 实验内容与步骤阅读仪器的使用说明书，熟悉示波器的使用方法和操作过程。接通模拟示波器电源，将示波器面板上的校准信号连接到Y轴在模拟示波器上读出方波的纵向高度d和基直偏转因数c, 求出校准信号电压的峰-峰值=cd读出一个方波周期的水平宽度I及扫描时间因数c求出校准信号的周期T和频率f 接通数字示波器电源,将示波器面板上的校准信号连接到Y轴利用数字示波器测量功能测出校准信号电压的峰-峰值周期和频率将示波器调成X-Y工作状态，分别将未知信号源、函数信号发生器连接到示波器的X、Y轴，调节信号发生器的频率，即可在显示器上观察到所要求的李萨

6、如图，求出未知信号源频率.按图2.3.32连接RC电路，将u、u。分别连接到示波器的两个Y轴输人，调整波形的幅度和位置,利用双踪示波法测相位差。5. 实验记录（注意：单位、有效数字、列表）请粘贴“原始数据模板”照片（有教师盖章）注：此处还要上传C实验电路图和波形图6. 数据处理及误差分析1.测量电压、周期和频率方法一：放大因数乘法信号纵向高度垂直偏转因数信号一周期的水平长度扫描时间因数方法二：直接测量法方法三：光标测量法Upp=Y=3.040VT=X=1.020msf=1/X=980.4Hz3.双踪示波法测相位差=i=(85.60+79.96+75.16)=80.24误差分析1.荧光屏上光点(

7、扫描线)亮度不可调得过亮,并且不可将光点(或亮线)固定在荧光屏上某一点时间过久，以免损坏荧光屏.2.示波器和函数信号发生器上所有开关及旋钮都有一定的调节限度，调节时,不能用力过大.3.标尺灯不用时应关掉，以免损坏荧光屏.7. 思考题及实验小结1.若锯齿波扫描电压的周期Tx是正弦纵偏电压周期Ty的二分之一，即Tx=，且扫描开始时刻t0刚好对应于正弦电压的零值处。试用作图法确定荧光屏上所出现的图形式样。3.用示波器观察周期为0.2ms的信号电压，若在屏上呈现5个周期的稳定波形，扫描电压周期应等于多少？T=0.2ms5=1ms 以下内容为报告保留内容，请勿填写或删除，否则影响实验成绩上课时间：上课地点：任课教师：报告得分：教师留言：操作得分：教师留言：预习得分：预习情况：