實(shí)驗(yàn)四示波器應(yīng)用二

1、電子線路實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)四（二）多個(gè)波形測(cè)量示波器的應(yīng)用 系別：電子科學(xué)系 班號(hào)：電科2班 組別：第23組實(shí)驗(yàn)者姓名：江東華 學(xué)號(hào)：19720132203337實(shí)驗(yàn)日期： 2014 年 11月 04 日實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成日期： 2014 年 11月 07 日指導(dǎo)老師意見：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉多功能電路實(shí)驗(yàn)箱的使用方法；2. 掌握雙蹤示波器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用；3、掌握用示波器觀察測(cè)量多個(gè)相關(guān)波形的正確方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、多功能電路實(shí)驗(yàn)箱三、實(shí)驗(yàn)原理 1、脈沖波形參數(shù)的測(cè)量：(1)高電平：信號(hào)最高點(diǎn)相對(duì)零電平的電壓值：(2)低電平：信號(hào)最低點(diǎn)相對(duì)零電平的電壓值；(3)脈沖最

2、大幅度：電壓從起始穩(wěn)態(tài)值到峰值的變化幅度；(4)上升時(shí)間：從0.1 上升到0.9 所需時(shí)間；(5)下降時(shí)間：從0.9 下降到0.1 所需時(shí)間；(6)正脈沖寬度：正脈沖兩次到達(dá)0.5的時(shí)間間隔；(7)負(fù)脈沖寬度：負(fù)脈沖兩次到達(dá)0.5的時(shí)間間隔；(8)周期T：周期性連續(xù)脈沖中相鄰兩個(gè)脈沖波形相位相同點(diǎn)間的時(shí)間間隔；T= +;(9)頻率f：周期性連續(xù)脈沖中，每秒出現(xiàn)脈沖波形的次數(shù)； f=1/T;(10)占空比D：正脈沖寬度與重復(fù)周期的比值 D=/T.2、示波器觀測(cè)多個(gè)相關(guān)波形的方法 由于雙蹤示波器在“內(nèi)觸發(fā)狀態(tài)”雙通道顯示情況下，示波器的掃描信號(hào)的起始時(shí)刻由 “觸發(fā)源選擇開關(guān)”所選的CH1、CH2輸

3、入信號(hào)及“觸發(fā)極性開關(guān)”所選的“+”、“一”來決定。即：CH1的上升、下降沿或CH2的上升、下降沿決定掃描信號(hào)的起始時(shí)刻。因此，當(dāng)示波器觸發(fā)信號(hào)選擇不當(dāng)時(shí)，如：信號(hào)僅由CHI輸入，而觸發(fā)源選擇CH2；由于觸發(fā)源所選的CH2沒有信號(hào)輸入，示波器的掃描信號(hào)起始時(shí)刻不能決定，導(dǎo)致CHI輸入信號(hào)不能同步而使波形不能穩(wěn)定顯示。而當(dāng)示波器雙通道顯示兩相關(guān)信號(hào)時(shí)，不論兩信號(hào)是否同頻，由于兩相關(guān)信號(hào)間的相位由電路決定，故，不論“觸發(fā)源選擇”CH1或CH2，示波器的掃描信號(hào)起始時(shí)刻均能決定，示波器能穩(wěn)定地顯示兩相關(guān)波形。然而，當(dāng)所需觀測(cè)的相關(guān)信號(hào)超過兩個(gè)時(shí)，雙蹤示波器將如何觀察，保證觀察信號(hào)之間的相位正確呢？下

4、面以雙蹤示波器觀察圖2所示的三個(gè)相關(guān)工作波形為例，說明雙蹤示波器觀察多個(gè)相關(guān)波形的方法。 由于雙線示波器每次只能觀測(cè)兩個(gè)波形，要把三個(gè)波形之間正確的相位關(guān)系描繪出來，就必須恰當(dāng)?shù)剡x取“觸發(fā)信號(hào)”。如果第一次同時(shí)觀測(cè)VI、V2波形，選V1作內(nèi)“+”觸發(fā)，則V1的每一個(gè)上升沿均有可能被選作掃描的起始時(shí)刻。那么V2波形的起始時(shí)刻將隨著V1的不同上升沿而改變，對(duì)V2來說，起始時(shí)刻就不確定了。當(dāng)?shù)诙瓮瑫r(shí)觀測(cè)V1、V3波形時(shí)，仍選V1作內(nèi)“+觸發(fā)，同理，對(duì)V3來說起始時(shí)刻也不確定的。這樣畫出的V2、V3波形的相位關(guān)系可能發(fā)生移動(dòng)，就不符合圖1的實(shí)際情況。 如果第一次同時(shí)觀測(cè)V1、V2波形，選V2作內(nèi)“+

5、觸發(fā)，則在Vl的十個(gè)周期內(nèi)，V2只有一個(gè)上升沿被選用掃描的起始時(shí)刻。那么V2波形的起始時(shí)刻確定了，VI波形的起始時(shí)刻也就確定了。當(dāng)?shù)诙瓮瑫r(shí)觀測(cè)V2、V3波形時(shí)，仍選V2作內(nèi)“+觸發(fā)，同理，V2和V3波形的起始時(shí)刻也是確定。這樣畫出的V1.V2、V3波形的相位關(guān)系就不會(huì)發(fā)生移動(dòng)。由上述討論可知：V2波形的邊沿?cái)?shù)最少（信號(hào)周期等于系統(tǒng)周期）o決定掃描的起始刻數(shù)最少（只有一個(gè)）。因此就不會(huì)產(chǎn)生各個(gè)波形之間的相位移動(dòng)。因此，若要觀測(cè)三個(gè)或三個(gè)以上的相關(guān)波形時(shí)，必須選擇系統(tǒng)中邊沿?cái)?shù)最少的波形作為觸發(fā)信號(hào)，才臺(tái)皂無誤地畫出各個(gè)波形之間的時(shí)序關(guān)系。但是，在內(nèi)觸發(fā)的情況下，每一次都必須用同一線來觀測(cè)周期最大

6、的V2信號(hào)波形，若要同時(shí)觀測(cè)Vl、V3波形，則選不到V2用內(nèi)觸發(fā)信號(hào)。因此，通采用外觸發(fā)方式，即把邊沿?cái)?shù)最少的V2作為外觸發(fā)信號(hào)。這樣，示波器的兩根測(cè)試筆就可以隨意觀測(cè)V1、V2、V3之間任意兩個(gè)波形，因?yàn)檫@時(shí)已固定V2作為外觸發(fā)信號(hào)了。這樣就增加了觀測(cè)的靈活性，并能準(zhǔn)確無誤地畫出各個(gè)波形之間的時(shí)序關(guān)系。3、多功能電路實(shí)驗(yàn)箱簡介4、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、多功能電路實(shí)驗(yàn)箱功能的檢查：(1)接通電源后，將任一邏輯電平指示燈逐個(gè)與Si(A)相接，撥動(dòng)Si，觀察燈的變化；(2) 用示波器“DC耦合觀察P（一）、P(+)電平，按下P，觀察電平變化；(3) 按圖5(如下)搭接電路，按動(dòng)P，觀察L16、L15、L1

7、4、L13及LED1數(shù)碼管顯示。按圖連接好電路，將1Cp0于脈沖信號(hào)A連接，在于LED數(shù)碼管如下連接：1Q3接D,1Q2接C,1Q1接B,1Q0接A。可觀察到每按一次A，數(shù)碼管顯示數(shù)字將從1至9增加。2、雙蹤示波器觀察TTL波形：按圖4搭接電路，用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的TTL方波信號(hào)（f=5KHz,占空比為1/2，高低電平分別為3.6V、0.2V）作Vi，用雙蹤示波器觀察Vi，Vo的波形，并從示波器上測(cè)出Vi，Vo的脈沖參數(shù)，記錄在表1，比較Vi， Vo的脈沖參數(shù)，說明電路作用。表1： 測(cè)量計(jì)算測(cè)量計(jì)算測(cè)量VH(V)VL(V)Vm(V)tu+(s)tu-(s) T(s) trtfVi5.01 -0.

8、09 5.11 100.00 100.02200.02 60ns 60ns Vo5.17 0.220 5.39 99.92 100.08 200.0021.34s 21.50s 電路作用：濾波的作用，隔直流。3.用雙蹤示波器觀測(cè)多個(gè)相關(guān)波形：（1）在圖5電路基礎(chǔ)上，將1Cpo由原來接P(+)改接函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的TTL信號(hào)（f=10KHz，占空比為1/2）（2）用雙蹤示波器觀測(cè)如下列3種情況下1Q3,1Q2，1Q1，1Q0，1Cpo的工作波形：I. 選1Q3作為外“-”觸發(fā)。觀測(cè)波形，并畫出1Q3作為外“-”觸發(fā)下1Q3、1Q2、1Q1、1Q0、1Cpo的相位關(guān)系的工作波形。注意應(yīng)使各信號(hào)的時(shí)間

9、軸起點(diǎn)對(duì)齊。波形如下圖所示： 檢測(cè)方法：五、實(shí)驗(yàn)故障與排除方法1、tr與tf數(shù)值較難從圖中讀出，可直接用快照。2、示波器上不顯示波形。原因有以下幾種：信號(hào)發(fā)生器沒有按輸出：電路沒有連接好，某處松動(dòng)；沒有按Autoscale;觸發(fā)源沒有選擇正確。3、最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選外觸發(fā)，觸發(fā)接與1Q3處；參考信號(hào)選擇Cp0（邊沿?cái)?shù)最多），接于CH1處；1Q0,1Q1,1Q2依次接CH2，過程中觸發(fā)源和參考信號(hào)都不能改變。六、思考題1、在實(shí)驗(yàn)中如何確定不同頻率的相關(guān)波形的觸發(fā)源信號(hào)?答：如果以較低的頻率信號(hào)作為觸發(fā)源，在低頻率信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)，同時(shí)也很容易看到較高頻率的另一個(gè)信號(hào)完整的一個(gè)周期以上的信號(hào)情況。而反過來如果是以較高的頻率信號(hào)作為觸發(fā)源，那么由于周期短，需要數(shù)個(gè)周期才能容納小低頻信號(hào)的一個(gè)完整波形，所以就不易穩(wěn)定下來。所以觸發(fā)源的選擇最好在一個(gè)周期內(nèi)只有一個(gè)上升或者下降沿。2、對(duì)于同頻的多個(gè)相關(guān)波形，是否可以隨意改變觸發(fā)源信號(hào)。答：不可以,這樣會(huì)使得波形不穩(wěn)定，影響觀察。3、在內(nèi)觸發(fā)的條件下，當(dāng)改變觀察信號(hào)時(shí)，是否可以改變示波器位移。答：可以，示波器的位移旋鈕和觸發(fā)沒有關(guān)聯(lián)。4、總結(jié)多個(gè)相關(guān)信號(hào)觀察及波形畫法。答：用CH1順次觀察每個(gè)待測(cè)信號(hào)確定每個(gè)待測(cè)信號(hào)都存在，找出一個(gè)周期之內(nèi)變化最少的信號(hào)，CH1始終接時(shí)鐘信號(hào)作為畫圖的