课程简介

规章制度

教学大纲

实施细则

教学计划

实验项目

·当前位置:首页实验教学 → 实验项目



示波器的使用

教学视频 

【实验目的】

★基本要求 ◆提高要求
1、了解示波器的结构和工作原理;
2、掌握示波器的基本使用方法;
3、会用示波器观测电信号波形;
4、会用示波器测量电信号的幅度和频率;
5、了解信号发生器的基本功能及使用方法;
6、会研判信号中是否包含直流成分;
7、观测李萨如图形。
1、设计示波器观测二极管特性曲线的实验方案;
2、设计用示波器观测光强分布曲线的实验方案;
3、设计同方向双振动合成的演示实验方案;
4、设计测量相位差的实验方案;
5、了解双踪示波器的工作原理并学习使用方法。

【实验仪器】

示波器;信号发生器;双频信号发生器;电缆线;干电池;三通等。

【实验原理】

示波器有示波管及其配合的电子线路组成,示波管主要有电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成。

1.示波器将电信号转换成光信号的机制

由电子枪射出的具有一定速度的一束电子,在偏转电压作用下,电子束在荧光屏上的偏转位移与偏转电压成正比。

如果x,y两对偏转板都加偏转电压,则电子束在x和y方向都受偏转电场力作用发生偏转,电子束在屏上的位置是x,y偏转位移的合成,如果x,y偏转电压是随时间变化的,则合成偏转位置也会随时间作相应的变化;如果偏转电压是周期性变化的且变得较快,则由于荧光粉余晖和视觉残留作用,人眼将见到屏上显现光点运动的位置轨迹。这便是示波器显示波形的机制。

2.用示波器观测电信号波形的必要条件

(1)被测信号必须加到y偏转板上;

(2)x偏转板上必须加到锯齿波;

(3)要观测到温定的波形图,必须调节锯齿波周期,使满足Tx=nTy

3.用示波器观测双振动的合成

分别给示波器的两偏转板加上频率比为整数的正弦波信号,将出现合振动为利萨如图形;
将两正弦波叠加后加到Y偏转板,X偏转板加锯齿波,测可观测同方向谐振动的合振动图形;
以上信号如果相关差改变,合成图形都会发生相应变化。

【实验步骤】

1.基本练习(练习前先将转换开关“”置“自动”; 转换开关“” 置“外”)

(1) 接通信号发生器电源,选正弦波电信号,频率小于200Hz,用电缆线把这信号送到示波器的Y输入端口。

(2) 打开示波器电源,让偏转板都不加电信号,即
转换开关“”拨向“x外接”, 转换开关“”接“⊥”位置。

(3) 让偏转板加上锯齿波(偏转板仍不加电信号) ,即
转换开关“”拨离“x外接”, 转换开关“”接“⊥”位置。

(4) 调小和调大锯齿波周期,可以观测到锯齿波的扫描情况:周期大时可见到光点扫描,周期小时可见到水平一条亮线。

(5) 让扫描线调到不闪烁。即周小锯齿波周期,可见到光线由扫描点变为扫描线,扫描线由闪烁变为不闪烁。

(6) 让偏转板不加电信号。即转换开关“”拨向“x外接”。

(7) 让Y输入端口的信号进入到偏转板。即转换开关“”拨离“⊥”位置。

(8) 把锯齿波信号加到偏转板。即转换开关“”拨离“x外接”。

(9) 手动调同步。即调扫描信号周期(粗调和微调同时调)
同步后,稍改变一下信号发生器的频率,观察到马上就不同步了,并且调同步不容易。

(10) 自动调同步。即转换开关“” 置“内”,调“电平”旋钮,很快即可让图形稳定,即实现了同步。

同步后,将信号发生器的频率分别调高到500Hz和10KHz左右,可观察到图形仍是同步的。同步后,将信号发生器输出幅度逐渐变小,观察到图形将出现不同步现象。

2.理解示波器观测电信号波形的三个必要条件

(1) 按观测电信号波形的三个必要条件,随机选取信号发生器的几个不同频率(比如取200Hz、2KHz、20KHz、200KHz、2MHz等),分别对正弦波、三角波和方波的波形形状进行观测。

(2) 改变信号发生器输出信号的幅度,使屏上都能显示大小合适的波形。

3.任选一正弦波信号,用示波器观测其峰-峰值和频率
将Y放大器的“微调”旋钮和扫描信号发生器的“微调” 旋钮都置“校准”位置,即右旋到底,将被测信号调成同步,测出同步信号图形在Y方向的峰-峰值的格数和X方向n个周期的的格数,即可根据每格伏特数和每格时间数分别算测信号的出峰-峰值及周期数,由周期数可算出测信号的频率。

4.测量信号中的直流成分

转换开关“”分别置“DC”和“AC”,观测右图中A,B两端间的电信号波形,并用老示波器估测直流电平大小。

【数据记录和处理】

(记录相关数据,这里略)

【思考与讨论】

1.如何使示波器稳定出现水平一亮线?垂直一亮线?倾斜一亮线?

答:

水平一亮线:让X偏转板加上一频率不很底的电信号,而Y偏转板不加电信号。(比如从输入端外接一交变模拟电信号、或用示波器内部扫描锯齿波)

垂直一亮线:让X偏转板不加电信号,Y偏转板加入任一交变模拟电信号即可。

倾斜一亮线:让X偏转板和Y偏转板同时加入同频率同相位的任一交变模拟电信即可(同一信号发生器输出的信号分别加进X和Y偏转板)