大学物理试验报告3

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计算机与信息工程学院

大学物理试验报告

专业：通信工程

年级：2023级

学号：1208224065

姓名：赵萌芽

试验题目：

电子示波器的使用。

试验目的及要求：

1、了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理。

2、把握用示波器观测波形以及测量电压，周期，频率的方法。3、学习使用信号发生器。

试验仪器：

双踪示波器，信号发生器等。

试验原理：

外加电压的状况下，电子枪激发出电子，在外加偏转的电场下偏移作用下，打在荧

光屏上产生荧光图形。

示波器的结构图

假使只在竖直偏转板上加一交变的正弦电压，则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动，假使电压频率较高，则看到的是一条竖直亮线，如下图。要能显示波形，

必需同时在水平偏转板上加一扫描电压，使电子束的亮点沿水平方向拉开。这种扫描电压的特点是电压随时间成线性关系增加到最大值，最终突然回到最小，此后再重复地变化。这种扫描电压即前面所说的“锯齿波电压〞，如下图。当只有锯齿波电压加在水平偏转板上时，假使频率足够高，则荧光屏上只显示一条水平亮线。

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竖直偏转板上（简称Y轴）加正弦电压，同时在水平偏转板上（简称X轴）加锯齿波电压，电子受竖直、水平两个方向的力的作用，电子的运动就是两相互垂直的运动的合成。当锯齿波电压比正弦电压变化周期稍大时，在荧光屏上将能显示出完整周期的所加正弦电压的波形图。如下图。

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试验过程：

试验步骤：

1．在双踪示波器没有加信号发生器时，开启双踪示波器的电源开关，并按下CH1通道键，

只显示CH1的通道信号，选择扫描方式为自动和常态，示波器上面只显示一个亮点，可以提供调理垂直位移旋钮和水平位移旋钮调理亮点的位置，调理辉度和聚焦来调理亮度和明了度。

2．增加CH1与信号发生器电压输出的连线，并分别调理信号发生器的电压和频率的为8v，

100Hz，15v，100kHz，调理CH1的灵敏度选择器并将其调理至2v,8v处（便于读数），调理扫描速率选择开关，并把度数调理到0.2ms的档位和0.2μs档位（便于读数），此时的波形呈正弦曲线状态，通过调理左右，上下位移旋钮来读出波形的水平，垂直的格数，记录下此时信号发生器的电压的大小，频率的读数。

3．观测李萨如图形。将信号发生器的标准50Hz的电压连接到CH2接口上面，按下CH2

通道键，并调理到双踪交替显示状态，调理扫描速率选择开关到x-y图标上面，分别调理灵敏度选择器和上下，左右平移旋钮，将图形调理至显示屏中央，此时再调理信号发生器的频率，至50Hz，100Hz，150Hz和75Hz（调理到标准数值有困难，可以通过微调的旋钮来近似达到数值），并记录此时的李萨如图形。

试验数据的记录与分析:

由于信号发生器的频率调理不易达到标准设定的值，所以设定频率时只需调理到标准数值的近似值就可以大致观测到其图形，频率读数保存2位小数，格数保存1位小数。

将电压分别调理至8v，15v处，调理频率至100Hz，100kHz，记录下信号发生器的频率读数，电压的读数。

电压和频率测量数据表

信号发生器上的读数电压频率f/Hzvp-p/v7.8v14.8v

99.71Hz98.2kHz2v5v3.83.0V/div垂直格数示波器观测数据V’/p-p7.6v15vTime/div0.2ms20μs水平格数5.05.3f’/Hz100.00Hz98.04kHz调理扫描速率选择开关到x-y图标上面，分别调理灵敏度选择器和上下，左右平移旋钮，将图形调理至显示屏中央，此时再调理信号发生器的频率，至50Hz，25Hz，16.7Hz和33.4Hz，记录下信号发生器的频率读数和图像的大致形式，之后利用公式计算误差。

(fx=50Hz为约定真值，依次求出另一信号发生器的输出频率fy，并与该信号发生器读数f'y进行比较，求出它们的相对误差)

李萨如图形与频率测量数据表

nx:ny1:11:21:32:3图形fy=(nx/ny)fxf’yE=∣∣×100%50.0Hz50.77Hz1.54%25.0Hz24.67Hz1.32%16.7Hz16.74Hz0.23%33.4Hz33.48Hz0.24%误差分析：试验所产生的误差在5%以下，符合误差在一定范围内的要求。

试验结论:

1.根据表一测得的数据和产生的现象，基本了解了用示波器观测波形以及测量电压，周期，

频率的方法，即信号发生器的电压的读数为灵敏度选择器的电压的值与波垂直方向的格数之积，信号发生器的频率的读数为扫描速率选择开关的时间与波水平方向的格数之积的倒数。

2.假使示波器的X和Y输入时频率一致或成简单整数比的两个正弦电压，则荧光屏上将呈

现特别的光点轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。由其次个表的数据可以得到

fy:fx=nx:ny的关系，因此，利用李萨如图形能便利地比较两正弦信号的频率。若已知

其中一个信号的频率，数出图上的交点数nx和ny，便可计算出另一待测信号的频率。（其中nx和

ny分别表示图形与x，y轴的焦点）。

小结：

1.做试验之前，先预习.

2.做陌生的试验时，老师的讲解很重要，要细心听，之后才会合理的操作试验器具。3.对于旋钮调理数值时，要擅长利用微调，尽量保持测量读数与标准数据的一致，减小实

验误差。4.

试验结论:

1.根据表一测得的数据和产生的现象，基本了解了用示波器观测波形以及测量电压，周期，

频率的方法，即信号发生器的电压的读数为灵敏度选择器的电压的值与波垂直方向的格数之积，信号发生器的频率的读数为扫描速率选择开关的时间与波水平方向的格数之积的倒数。

2.假使示波器的X和Y输入时频率一致或成简单整数比的两个正弦电压，则荧光屏上将呈

现特别的光点轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。由其次个表的数据可以得到

fy:fx=nx:ny的关系，因此，利用李萨如图形能便利地比较两正弦信号的频率。若已知

其中一个信号的频率，数出图上的交点数nx和ny，便可计算出另一待测信号的频率。（其中nx和

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