示波器的使用实验报告.docx
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示波器的使用实验报告.docx
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示波器的使用实验报告
示波器的使用实验报告
物理实验报告
一、【实验名称】
示波器的使用
二、【实验目的】
1.了解示波器的基本结构和工作原理,掌握示波器的调节和使用方法
2.掌握用示波器观察电信号波形的方法
3.学会使用双踪示波器观察李萨如图形和控制示波管工作的电路
三、【实验原理】
双踪示波器包括两部分,由示波管和控制示波管的控制电路构成
1.示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡,抽成高真空,内部装有电子枪和两队相互垂直的偏转板,喇叭口的球面壁上涂有荧光物质,构成荧光屏,高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光,在荧光屏上就能看到一个亮点。
Y偏转板是水平放置的两块电极。
在Y偏转板上和X偏转板上分别加上电压,可以在荧光屏上得到相应的图形。
双踪示波器原理
2.双踪示波器的原理
双踪示波器控制电路主要包括:
电子开关,垂直放大电路,水平放大电路,扫描发生器,同步电路,电源等;
其中,电子开关使两个待测电压信号YCH1和YCH2周期性的轮流作用在Y偏转板,这样在荧光屏上忽而显示YCH1信号波形,忽而显示YCH2信号波形,由于荧光屏荧光物质的余晖及人眼视觉滞留效应,荧光屏上看到的是两个波形。
如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同,屏上呈现的是一移动的不稳定图形,这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍,以致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的,为了获得一定数量的完整周期波形,示波器上设有“Time/div”调节旋钮,用来调节锯齿波电压的周期,使之与被测信号的周期呈合适的关系,从而显示出完整周期的正弦波性。
(看到稳定波形的条件:
只有一个信号同步)
当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍,屏上一般会显示出完整周期的正弦波形,但由于环境或其他因素的影响,波形会移动,为此示波器内装有扫描同步电路,同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号,输入到扫描发生器,迫使锯齿波与待测信号同步,此称为“内同步”;反之则为“外同步”。
操作时,使用“电平旋钮”,改变触发电势高度,当待测电压达到触发电平时,开始扫描,直到一个扫描周期结束。
但如果触发电势超出所显示波形最高点或最低点的范围,则扫描电压消失,扫描停止。
3.示波器显示波形原理
如果在示波器的YCH1或YCH2端口加上正弦波,在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波,当锯齿波电压的变化周期相等时,则在荧光屏上显示出完整的正弦波形。
4.李萨如图形的基本原理
如果在示波器的Y偏转板上加上正弦波,在X偏转板上加上另一正弦波,则当两正弦波信号的频率比为简单整数比时,在荧光屏上将得到李萨如图形。
四、【仪器用具】:
信号发生器、双踪示波头、探头
五、【实验内容】
几种李萨如图形
nxny分别代表图形在水平或垂直方向的切点数量
nx/ny=1/2nx/ny=1/3nx/ny=2/3nx/ny=3/4
1.观察正弦波形
a.打开示波器
b.开通CH1及相应信号发生器fx=100Hzc.得到大小合适稳定的正弦波
2.测正弦波电压,测正弦波的周期
a.调节波形上下移动键,使得fx=100Hz,改变一次v/div,再记录dy
b.调整波形左右移动键,使得改变一次t/div,再记录dx
dv(V)
垂直格数
Vpp(V)
dx(us)
水平格数
fy(Hz)
1
3.2
3.2
100
3.8
2631
实际示数
12.2
2686
3.观察李萨如图形
a.开通CH2及相应的信号发生器
b.调节该信号发生器的输出频率,直至观察到第二条稳定的正弦波
c.按下“HOR1MENU”+F5(将CH2信号从γ输入)
d.再次调节频率,使得fx/fy分别等于1:
1,1:
2,1:
3,画下图形
六、【数据处理】
dy
v/div(V)
Vpp(V)
1.
5.8
2
11.6
2.
2.3
5
11.5
dx
T/div(ms)
T(ms)
1.
4
2.5
10
2.
2
5
10
李萨如图形
fx(Hz)
fy(Hz)
图形
nx
ny
fx/fy
nx/ny
1
100
100
1
1
1/1
1/1
2
100
200
2
1
1/2
2/1
3
100
300
3
1
1/3
3/1
七、【实验结果及分析小结】
示波器使显示电压随时间变化的测试仪器,也就是电压波形,是电子测试中最基础也是最重要的仪器(以电子枪结构和人脸滞留效应为基础)。
利用示波器,可以观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号,以及不同时间不同地点观测到的信号。
示波器的原理已应用于生活中的各类显示屏上,极大地影响人类的生活。
在医学方面,示波器主要用于各类影像图形的呈现,如心电图、CT、X光、核磁共振等。
学习示波器的使用可以为以后的临床工作增加经验。
八、【误差分析】
1.桌面振动造成的影响。
2.示波器上显示的荧光线较粗,取电压值时的荧光线间宽度不准,使电压值不准。
3.取正弦周期时肉眼调节两荧光线间宽度不准,导致周期测定不准确。
4.在选确定fy的值时上下跳动,可能造成取值不准。
5.机器系统存在系统误差。
九、【思考与讨论】
1.简述示波器显示u-t图形(即电信号波形)的原理。
答:
示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏幕上,就可以产生细小的光点。
当一个直流电压加到一对偏转板上时,将使光点在荧光屏上产生一个固定位移,该位移的大小与所加直流电压成正比。
如果分别将两个直流电压同时加到垂直和水平两对偏转板上时,则荧光屏上的光点位置就由两个方向的位移所共同决定。
在被测信号的瞬时值的变化曲线,即u-t曲线。
2.怎样用示波器定量地测量交流信号的电压有效值和频率?
答:
用光标法。
调节波形上下移动键,使一条水平线对准波谷或波峰,计算峰-峰值,除以二就是振幅,再除以√2(1.414)就是有效值。
3.观察两个信号的合成李萨如图形时,应如何操作示波器?
答:
a.开通CH2及相应的信号发生器fy
b.调节该信号发生器的输出频率,直至观察到第二条稳定的正弦波
c.按下“HOR1MENU”+F5(将CH2信号从γ输入)
4.为了使李萨如图形稳定下来,能否使用示波器上的同步旋钮?
为什么?
答:
不能。
因为李萨如图形实际上是一个质点同时在x轴、y轴上振动形成的;同步旋钮是使每次扫描都扫描在同一个起始相位,使一个示波器内只有一个稳定的图形。
(例:
当你测正弦波时示波器内有多个波形,这时就可以调节同步旋钮)但从李萨如图形的形成原理来看,调节同步旋钮不能使它稳定下来。
5.用示波器观测周期为0.2ms的正弦电压,若在荧光屏上呈现了3个完整而稳定的正弦波形,扫描电压的周期等于多少毫秒?
答:
0.2×3=0.6ms,所以周期是0.06ms.
十、【附上原始数据】
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