实验8示波器的使用..docVIP

实验8 示波器的使用 示波器是观察和测量电信号的一种电子仪器。一切可以转化为电压的其它电学量（如电流、电功率、阻抗、位相等）和非电学量（温度、位移、压强、磁场、频率等）以及它们随时间的变化过程，都可以用示波器来进行实时观察。总之，它是一种用途非常广泛的现代测量工具。 一．实验目的 1.了解双踪示波器显示波形的工作原理及使用方法； 2.学会利用双踪示波器观测电压信号； 3.学会利用双踪示波器观察李萨如图形，并利用其测量的正弦信号的频率。 二．实验仪器 LM1600H DDS数字合成函数信号发生器、LM8020A双踪示波器、探头 三．实验原理 示波器基本结构 示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成， 其中示波管是核心部分。 示波管的基本结构如下图所示， 主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成， 由外部玻璃外壳密封在真空环境中。 ①电子枪的作用是释放并加速电子束。 其中第一阳极称为聚焦阳极， 第二阳极称为加速阳极。 通过调节两者的共同作用， 可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。 ②偏转系统由X、Y两对偏转板组成， 通过在板上加电压来使电子束偏转， 从而对应地改变屏上亮点的位置。 ③荧光屏上涂有荧光粉， 电子打上去时能够发光形成光斑。 不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。 ④放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放， 使其幅度适合于观测。 ⑤扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左图所示)， 使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动， 这一过程称为扫描。 扫描开始的时间由触发系统控制。 示波器的显示波形的原理 如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也是， 电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线， 如左图所示： 如果在Y偏转板和X偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压， 电子受水平竖直两个方向的合理作用下， 进行正弦震荡和水平扫描的合成运动， 在两电压周期相等时， 荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形， 显像原理如右图所示： 扫描同步 为了完整地显示外界输入信号的周期波形， 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。 当某些因素改变致使周期发生变化时，使用扫描同步功能， 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化， 从而稳定地显示波形。 触发电路：形成触发信号。示波器工作在自动（AUTO)方式时，扫描发生器始终有扫描信号输出；当示波器处于AC/DC触发方式工作时，扫描发生器必须有触发信号的激励才能产生扫描信号。 一般对应： ①内触发方式时，触发信号由被测信号产生，满足同步要求。 ②外触发方式时，触发信号由外部输入信号产生。 李萨如图形和电信号频率的测定 使用“XY”示波器功能，即不使用内部的扫描信号，在水平偏转板和垂直偏转板上都由外部加上正弦电压，这时光斑在水平和垂直方向均作简谐振动，当两信号频率成简单整数比时，显示一稳定的闭合曲线，称为李萨如图形。李莎如图中，水平方向割点数与竖直方向割点数之比恰好与频率成反比： fx和fy中，已知一个就可由李萨如图形求出另一个。 四．实验内容和步骤 熟悉示波器的信号发声器面板各旋钮的作用，并将各开关置于指定位置。 控制键名称 作用位置 控制键名称 作用位置 亮度(INTEN) 居中 触发方式 峰值自动 聚焦(FOCUS) 居中 扫描速度 0.5mS 位移(CH1，CH2，X) 居中 极性 正 垂直方式(MODE) CH1 触发源 INT VOLTS/DIV 10mV 内触发源 CH1 微调（VAR） 校正位置 耦合方式 AC 接通电源，稍预热后，分别调节辉度、聚焦、位移旋钮、光迹旋钮等控制件，确定光迹的位置，并且使光迹清晰并与水平刻度平行。 在CH1通道中输入幅度为0.5V，频率为1kHz的标准信号，调节垂直偏转灵敏度VOLTS/DIV和水平偏转灵敏度TIME/DIV，使荧光屏上出现2~3个波形，测量电压峰—峰值之间的垂直距离y及一个周期波形所对应的水平距离x，得出波形的电压幅度和周期，并计算实验值和标准值的偏差。把相应的读数记录于表1中。 将信号发生器输出的电压幅值为2V，频率为分别为500Hz、1000Hz、2000Hz的正弦信号接入示波器，通过调整相应的灵敏度开关和扫描速度选择开关，使波形不超出屏幕范围，显示2~3个周期的波形。测量电压峰—峰值之间的垂直距离y及一个周期波形所对应的水平距离x，得出波形的电压幅度和周期。把相应的读书记录于表2中。 将信号发生器输出的频率为1000 Hz，电压幅值分别为5V、10V、20V的正弦信号接入示波器，通过调整相应的灵敏度开关和扫描速度选择开关，使波形不超出屏幕范围，显示2~3个周期的波形。测量电压峰—峰值之间