示波器的大学物理实验报告.docVIP

大学物理实验报告 专业班级： 学号： 姓名 实验班号： 实验号： 示波器的原理和使用 ［实验目的］ 了解示波器的工作原理； 学会示波器的基本使用方法，为以后的实验打下基础。 ［实验原理］ 示波器的基本组成部分：示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。 示波管左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。 示波器显示波形的原理：如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如果在Y轴偏转板上加正弦电压，而X轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如果在Y轴偏转板上加正弦电压，又在X轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，两个方向的位移合成就描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。要使显示的波形稳定，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波；Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数。示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但光靠人工调节还是不够准确，所以在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确地等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。 李萨如图形的基本原理：如果同时从示波器的x轴和y轴输入频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则屏幕上将呈现出特殊形状的、稳定的光点轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。李萨如图形的形成规律为：如果沿x，y分别作一条直线，水平方向的直线做多可得的交点数为N（x），竖直方向最多可得的交点数为N（y），则x和y方向输入的两正弦波的频率之比为 f（x）：f（y）=N（y）：N（x）。 ［实验仪器与用具］ SS-5702A双踪示波器、XD1信号发生器、XD2信号发生器。 ［数据记录与处理］ 1、观察未加信号的光点，练习辉度、聚焦、X轴位置、Y轴位置的调节，体会相应旋钮的作用，然后加上X轴扫描信号，从大到小逐步改变扫描时间，观察和体会光点的扫描动作。 2、和练习测量示波器内部产生的校准信号。 固定Y轴分度值为0.1V/DIV，分别换用不同的扫描时间（0.2ms/DIV，0.5ms/DIV） 测量示波器校准信号的周期和频率列表（固定Y分度值） Y分度值 V/DIV 扫描时间 ms/DIV 周期T （格数） 周期T ms 频率f Hz U（PP） （格数） U(PP) V 0.1 ②固定扫描时间为0.2ms/DIV，分别换用不同的Y轴分度值（0.2V/DIV,0.5V/DIV） 测量示波器校准信号的峰峰值列表（固定扫描时间） 扫描时间 ms/DIV Y分度值 V/DIV 周期T （格数） 周期T ms 频率f Hz U（PP） （格数） U(PP) V 0.2 3用示波器测量正弦信号的有效值 将示波器的Y轴分度值微调钮置于校准位置，区分度值2V/DIV，将XD2A信号接入示波器，依次取XD2A交流电压表的示值为1.00V、2.00V、3.00V、4.00V、5.00V。读出相应的峰峰值的格数，计算相应的峰峰值U(PP)，再由公式U(eff)=U(PP)/2计算出电压有效值U(eff)，将其与示值U比较，计算出△U，在坐标纸上作出校准曲线。 有效值并作校准曲线（Y分度值=2 V/DIV） U/V 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 竖直格数 U(PP)/V U(eff)/V △U 校准曲线： 4、观察李萨如图形，测量未知信号的频率 将两台信号发生器的信号分别从示波器的X、Y端口接入，为避免外界影响，将负极接地。将Y端口输入的信号固定作为待测信号，取其值为120Hz，调节X端口的输入信号，使 f(y)：f(x)的值分别为1：1，2：1，3：1，3：2，5：2。微调X信号尽可能使示波器上出现稳定的波形，记录X信号的频率。画出相应的李萨如图形，根据所得数据算出待测频率的平均值。 f（y）：f(x) f(x) 图形 ［思考题］ 如果打开示波器的电源开关后，在屏幕上既看不到扫面线又看不到光点，可能有哪些原因？因分别做怎么样的调