《示波器的使用》實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、示波器的使用實(shí)驗(yàn)示范報(bào)告物理實(shí)驗(yàn)中心 魯曉東【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解示波器顯示波形的原理，了解示波器各主要組成部分及它們之間的聯(lián)系和配合；2熟悉使用示波器的基本方法，學(xué)會用示波器測量波形的電壓幅度和頻率；3觀察李薩如圖形?！緦?shí)驗(yàn)儀器】1、 雙蹤示波器 gos-6021型 1臺2、 函數(shù)信號發(fā)生器 yb1602型 1臺3、 連接線 示波器專用 2根示波器和信號發(fā)生器的使用說明請熟讀常用儀器部分。實(shí)驗(yàn)原理示波器由示波管、掃描同步系統(tǒng)、y軸和x軸放大系統(tǒng)和電源四部分組成， 1、 示波管如圖所示，左端為一電子槍，電子槍加熱后發(fā)出一束電子，電子經(jīng)電場加速以高速打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物發(fā)光形成一亮點(diǎn)。亮

2、點(diǎn)在偏轉(zhuǎn)板電壓的作用下，位置也隨之改變。在一定范圍內(nèi)，亮點(diǎn)的位移與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓成正比。 示波管結(jié)構(gòu)簡圖 示波管內(nèi)的偏轉(zhuǎn)板2、 掃描與同步的作用如果在x軸偏轉(zhuǎn)板加上波形為鋸齒形的電壓，在熒光屏上看到的是一條水平線，如圖圖掃描的作用及其顯示如果在y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，而x軸偏轉(zhuǎn)板不加任何電壓，則電子束的亮點(diǎn)在縱方向隨時(shí)間作正弦式振蕩，在橫方向不動。我們看到的將是一條垂直的亮線，如圖 如果在y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，又在x軸偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒形電壓，則熒光屏上的亮點(diǎn)將同時(shí)進(jìn)行方向互相垂直的兩種位移，其合成原理如圖所示，描出了正弦圖形。如果正弦波與鋸齒波的周期（頻率）相同，這個正弦圖形將穩(wěn)定地停在熒光

3、屏上。但如果正弦波與鋸齒波的周期稍有不同，則第二次所描出的曲線將和第一次的曲線位置稍微錯開，在熒光屏上將看到不穩(wěn)定的圖形或不斷地移動的圖形，甚至很復(fù)雜的圖形。由此可見：（1）要想看到y(tǒng)軸偏轉(zhuǎn)板電壓的圖形，必須加上x軸偏轉(zhuǎn)板電壓把它展開，這個過程稱為掃描。如果要顯示的波形不畸變，掃描必須是線性的，即必須加鋸齒波。（2）要使顯示的波形穩(wěn)定，y軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率與x軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率的比值必須是整數(shù)，即： n=1,2,3, 示波器中的鋸齒掃描電壓的頻率雖然可調(diào)，但要準(zhǔn)確的滿足上式，光靠人工調(diào)節(jié)還是不夠的，待測電壓的頻率越高，越難滿足上述條件。為此，在示波器內(nèi)部加裝了自動頻率跟蹤的裝置，稱為“同步”。在人

4、工調(diào)節(jié)到接近滿足式頻率整數(shù)倍時(shí)的條件下，再加入“同步”的作用，掃描電壓的周期就能準(zhǔn)確地等于待測電壓周期的整數(shù)倍，從而獲得穩(wěn)定的波形。（1）如果y軸加正弦電壓，x軸也加正弦掃描電壓，得出的圖形將是李薩如圖形，如表所示。李薩如圖形可以用來測量未知頻率。令fy、fx分別代表y軸和x軸電壓的頻率，nx代表x方向的切線和圖形相切的切點(diǎn)數(shù)，ny代表y方向的切線和圖形相切的切點(diǎn)數(shù)，則有 李薩如圖形舉例表如果已知fx，則由李薩如圖形可求出fy?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1 示波器的調(diào)整（1）不接外信號，進(jìn)入非x-y方式（2）調(diào)整掃描信號的位置和清晰度（3）設(shè)置示波器工作方式2 正弦波形的顯示（1）熟讀示波器的使用說明，掌握

5、示波器的性能及使用方法。（2）把信號發(fā)生器輸出接到示波器的y軸輸入上，接通電源開關(guān)，把示波器和信號發(fā)生器的各旋鈕調(diào)到正常使用位置，使在熒光屏上顯示便于觀測的穩(wěn)定波形。3示波器的定標(biāo)和波形電壓、周期的測量（1）把y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)和掃描時(shí)間偏轉(zhuǎn)因數(shù)旋鈕都放在“校準(zhǔn)”位置（指示燈“var”熄滅）。（2）把校準(zhǔn)信號輸出端接到y(tǒng)軸輸入插座（3）把信號發(fā)生器的正弦電壓接到y(tǒng)軸輸入端，用示波器測量正弦電壓的幅值和周期，并和信號發(fā)生器上顯示的頻率值比較。（4）選擇不同幅值和頻率的5種正弦波，重復(fù)步驟（3），記下測量結(jié)果。4李莎如圖形的觀測(選做)(1) 把信號發(fā)生器后面50hz輸出信號接到x通道，而y通道接入可調(diào)

6、的正弦信號(2) 分別調(diào)節(jié)兩個通道讓他們能夠正常顯示波形(3) 切換到x-y模式，調(diào)整兩個通道的偏轉(zhuǎn)因子，使圖形正常顯示(4) 調(diào)節(jié)y信號的頻率，觀測不同頻率比例下的李薩如圖數(shù)據(jù)記錄1、頻率測量示波器頻率計(jì)數(shù)器的測頻精度0.01%示波器測頻儀器誤差3%函數(shù)信號發(fā)生器測頻儀器誤差1%+1字i12 345示波器計(jì)數(shù)器頻率f0(khz)55.45460 21.21061 15.32870 8.16968 4.41381 示波器測量頻率f1(khz)57.422.3 15.88.194.38信號發(fā)生器頻率f2(khz)55.4521.21 15.338.174.42百分差3.5%5.1%3.1%0.2

7、%-0.8%2、電壓測量示波器測量電壓儀器誤差3%函數(shù)信號發(fā)生器儀器誤差15%+1字i12345示波器測量電壓(v)5.684.523.642.961.84信號發(fā)生器顯示電壓(v)5.34.6 3.6 3.0 1.8 百分差7.2%-1.7%1.1%-1.3%2.2%3、李莎如圖形觀察fy ： fx1：11：21：3李薩如圖形nxnyfy(hz)fx(hz)115051211005031150504、不確定度的計(jì)算(計(jì)算第一組數(shù)據(jù)夠了，數(shù)據(jù)有錯，勿抄襲僅作格式參考)（1） 示波器測量頻率f57.4khz 或（2） 函數(shù)信號發(fā)生器測頻f2=55.45 kh或或（3） 示波器測量電壓v15.68v或或（4） 函數(shù)信號發(fā)生器測量電壓v25.3v或或注意：一般可寫為后面的形式更加科學(xué)，因?yàn)樵紨?shù)據(jù)的有效數(shù)字只有2位，不可能經(jīng)處理后提高精度變成3個有效數(shù)字5、示波器操作總結(jié)表格要求調(diào)節(jié)按鈕標(biāo)記現(xiàn)象示波器輸入接地gnd左下角有中間水平一條直線選擇輸入通道ch1或ch2相應(yīng)指示燈亮選擇信號輸入方式ac/dc交流直流根據(jù)輸入通道選擇觸發(fā)源source右下角有ch1-ch2-。變化根據(jù)信號選擇耦合方式coupling右下角有ac-hfr。變化縱向調(diào)節(jié)volts/div圖形縱向縮放橫向調(diào)節(jié)time/div圖形橫向縮放調(diào)節(jié)圖形