示波器的使用

示波器旳使用南昌大學(xué)物理試驗(yàn)中心2023年5月試驗(yàn)原理試驗(yàn)原理示波器是利用電場(chǎng)改變電子運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)反映電壓的瞬變過(guò)程，是顯示二維圖像的儀器。二維圖像在數(shù)學(xué)上要兩個(gè)坐標(biāo)Y和X來(lái)描述。示波器上的二維圖像要兩個(gè)電場(chǎng)即Y電場(chǎng)(Y偏轉(zhuǎn))和X電場(chǎng)(X偏轉(zhuǎn))共同影響電子軌跡來(lái)形成，如圖。對(duì)于一個(gè)電壓信號(hào)的二維函數(shù)，需要兩個(gè)坐標(biāo)即和來(lái)描述。uF(t)ut把電壓“加在”Y偏轉(zhuǎn)上形成Y電場(chǎng)，影響電子Y方向上的運(yùn)動(dòng)軌跡或位移，反uF(t)映值。u思考：如果是非常緩慢地變化，Y方向上電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如何？uF(t)試驗(yàn)原理試驗(yàn)原理概念上才行。如何表達(dá)呢？時(shí)間是不能直接“加在”X偏轉(zhuǎn)上的，只有先把時(shí)間概念“轉(zhuǎn)到”電壓tX電場(chǎng)，與Y電場(chǎng)共同影響電子軌跡(正交迭加)來(lái)描述。uF(t)若線性關(guān)系成立，時(shí)間就“轉(zhuǎn)到”電壓。uk(t)UyUx試驗(yàn)原理試驗(yàn)原理tuYtuXTT試驗(yàn)原理試驗(yàn)原理－駐波法當(dāng)掃描周期為被測(cè)信號(hào)周期旳整數(shù)倍時(shí)，屏幕上顯示完整穩(wěn)定旳波形。和實(shí)際上是兩個(gè)完全不相干電壓信號(hào)，它們的時(shí)間也是不相干的。uF(t)uk(t)待測(cè)電壓uF(t)uk(t)掃描電壓uu待測(cè)電壓周期（頻率）掃描周期（頻率）tt掃描波形、掃描周期和信號(hào)周期存在一定的關(guān)系，根據(jù)掃描周期及掃描波形可以判信號(hào)的周期，而掃描周期可以從示波器面板上讀出，又因?yàn)橹芷诤皖l率是倒數(shù)關(guān)系，這就是示波器測(cè)頻率的原理。試驗(yàn)原理如果待測(cè)電壓和掃描電壓的周期不成整數(shù)倍關(guān)系，則在熒光屏上得不到穩(wěn)定的波形圖。是屏上顯示完整波形的個(gè)數(shù)。為了使屏上的圖形穩(wěn)定，掃描周期和待測(cè)電壓周期必須滿足：TxTyTxTy)(n213,,,nn固定一點(diǎn)對(duì)應(yīng)，波形才穩(wěn)定。這就稱為待測(cè)電壓與掃描電壓是互相獨(dú)立的，它們的時(shí)間是不相干的。為了建立聯(lián)系，讓掃描電壓的掃描起點(diǎn)自動(dòng)跟著被測(cè)信號(hào)改變，以保證軸的起點(diǎn)始終與y軸周期信號(hào)tTx同步。為此示波器設(shè)置了輔助功能觸發(fā)同步系統(tǒng)。試驗(yàn)原理頻率相似而振幅和相位不一樣步，兩正交正弦電壓旳合成圖形。當(dāng)Y軸輸入正弦信號(hào)時(shí)，X軸輸入另一正弦信號(hào)，兩者信號(hào)頻率成簡(jiǎn)單整數(shù)倍時(shí)，觀察到的是電子束受兩個(gè)互相垂直的諧振運(yùn)動(dòng)的合成圖形，這種圖形稱李薩如圖形。試驗(yàn)原理兩正交正弦電壓的相位差一定，頻率比為一個(gè)有理數(shù)時(shí)，合成的圖形為一條穩(wěn)定的閉合曲線，且頻率比與圖形的切點(diǎn)數(shù)之間有下列關(guān)系：X方向切線對(duì)圖形的切點(diǎn)數(shù)xnfyY方向切線對(duì)圖形的切點(diǎn)數(shù)ynfx試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)?zāi)繒A示波器的調(diào)整按示波器面板設(shè)置，垂直Y向調(diào)整功能，水平X向(掃描)調(diào)整功能，輔助功能三大區(qū)域，熟悉各區(qū)按鈕功能，設(shè)置好各開關(guān)或旋鈕的狀態(tài)。功能設(shè)置鍵試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)?zāi)繒A示波器的調(diào)整系統(tǒng)設(shè)定

顯示模式設(shè)定

波形擷取模式

程序設(shè)定

程序設(shè)定儲(chǔ)存讀取

光標(biāo)設(shè)定自動(dòng)搜尋信號(hào)

自動(dòng)測(cè)試

進(jìn)行/停止瀏覽

數(shù)據(jù)傳播參數(shù)旋鈕

試驗(yàn)內(nèi)容示波器的調(diào)整Y軸敏捷度垂直位置旋鈕

開啟/關(guān)閉通道主菜單顯示鍵

主菜單隱藏/顯示鍵

試驗(yàn)內(nèi)容示波器的調(diào)整時(shí)間刻度旋鈕

觸發(fā)菜單鍵觸發(fā)調(diào)整水平位置旋鈕

水平瀏覽鍵試驗(yàn)內(nèi)容示波器的調(diào)整+F4+F1設(shè)置顯示語(yǔ)言恢復(fù)出廠設(shè)置自動(dòng)顯示信號(hào)打開數(shù)字示波器上的信號(hào)通道開關(guān),即：按下CH1或CH2鈕燈亮，然后按旋鈕,再適度調(diào)節(jié)VOLTS/DIVTIME/DIV與旋鈕：即可觀察到穩(wěn)定的波形。試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)?zāi)繒A示波器的調(diào)整按示波器面板設(shè)置，垂直Y向調(diào)整功能，水平X向(掃描)調(diào)整功能，輔助功能三大區(qū)域，熟悉各區(qū)按鈕功能，設(shè)置好各開關(guān)或旋鈕的狀態(tài)。器的使用。選擇三個(gè)頻率段正弦波形，分別測(cè)量對(duì)應(yīng)波形電壓（峰-峰值）、周期和頻率。將數(shù)據(jù)填入表格，并計(jì)算絕對(duì)誤差。（注：標(biāo)準(zhǔn)值即信號(hào)發(fā)生器顯示的值）觀察各種波形并測(cè)量正弦波形的電壓、周期和頻率調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，分別觀察三角波、方波、正弦波形三種，熟悉信號(hào)發(fā)生器和示波利用李薩如圖形測(cè)量信號(hào)頻率+F5觀察李薩如圖形數(shù)據(jù)處理詳細(xì)規(guī)定詳見黑板！1.觀測(cè)多種波形并測(cè)量正弦波形旳電壓、頻率和周期，計(jì)算絕對(duì)誤差。（注：原則值即信號(hào)發(fā)生器顯示旳值）2.運(yùn)用李薩如圖形測(cè)頻率,記錄示波器測(cè)得（CH2）輸入端信號(hào)旳頻率（測(cè)量值）,比較計(jì)算值和測(cè)量值。思索題1.若在示波器上看到旳波形幅度太小，應(yīng)調(diào)整哪個(gè)旋鈕，使波形旳大小適中？2.怎樣用示波器定量地測(cè)量交流信號(hào)旳電壓有效值和頻率？3.觀察兩個(gè)信號(hào)旳合成李薩如圖形時(shí)，應(yīng)怎樣操作示波器？4.為了使李薩如圖形穩(wěn)定下來(lái)，能否使用示波器上旳同步旋鈕？為何？注意事項(xiàng)調(diào)整程度，調(diào)整時(shí)不能用力太猛。觀測(cè)李薩如圖形時(shí)，通過(guò)自用信號(hào)發(fā)生