示波器-实验报告-hyq编写

佛山科学技术学院实验报告课程名称大学物理实验B实验项目示波器的原理与应用专业班级姓名学号指导教师成绩日期2013年月日一．实验目的1．了解示波器的结构与工作原理；2．学习示波器的使用方法；3．学习函数信号发生器的使用方法；4．观察交流信号波形，测量信号的幅度与周期；5．观察李萨如图，测量信号频率。二．实验仪器SS-7802A示波器、TFG1005DDS函数信号发生器三．实验原理1．示波器的组成与工作原理示波管结构图如图1所示，主要由阴极射线管、Y轴（垂直）放大器、X轴（水平）放大器、扫描与触发系统及电源等部分组成，用于显示被测信号波形。阴极射线管由荧光屏、电子枪、X和Y偏转板组成。电子在水平方向受到电场作用产生水平偏转；电子在垂直方向受到电场作用产生垂直偏转。为了使电子束能在荧光屏上获得明显的偏移，必须经垂直（Y轴）或水平（X轴）放大器对被测信号进行电压放大。在水平偏转板上加锯齿波电压，荧光屏上就出现一条水平线段，称为扫描线。图2波形扫描波形原理波形显示原理：在Y偏转板加正弦电压Uy的同时，在X偏转板加锯齿波电压Ux，荧光屏上就可以显示电压随时间变化的正弦波形。若Tx=nTy（n为正整数），则荧光屏上显示图2波形扫描波形原理图1双踪示波器结构图为了得到稳定波形，可以采用触发同步，即从Ｙ轴偏转电压引入一部分电压，去控制锯齿波发生器，强制Tx跟踪Ty的变化，以保证Tx=nTy。引入的电压称为触发电压。图1双踪示波器结构图图3测波形幅度与周期图3测波形幅度与周期测量信号的幅度与周期：如图3所示，用荧光屏上的刻度尺分别测出波形峰峰（峰位到谷位）的垂直距离y和波形一个周期的水平距离图3测波形幅度与周期图3测波形幅度与周期峰峰电压UPP=y(cm)×偏转因数k(V/cm)周期T=(cm)×扫描速度p(ms/cm)图3频率f=1/T(Hz)图3实验报告内容：一.实验目的二.实验仪器（仪器名称、型号、参数、编号）三.实验原理（原理文字叙述和公式、原理图）四.实验步骤五、实验数据和数据处理六.实验结果七.分析讨论（实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等）八.思考题2.用李萨如图测量信号频率把两个正弦信号分别加到X轴（CH1）和Y轴（CH2）输入端，则荧光屏上光点的运动轨迹是两个互相垂直的谐振动的合成。当两个正弦信号的频率之比为简单的整数比时，其轨迹是一条稳定的闭合曲线。这种曲线称为李萨如图。李萨如图在Y、X方向的切点数Ny、Nx之比，与两信号的频率之比关系为。李萨如图，fx/fy=Ny/Nx=2/1。四.实验步骤1．测量1kHz、1VPP的正弦波、矩形波、三角波信号的幅度和周期、频率表1、表2都要写在原始数据记录卡和实验报告上表1、表2都要写在原始数据记录卡和实验报告上。五、实验数据和数据处理1．测量三种不同波形信号的幅度、周期和频率表1测量三种信号的幅度、周期和频率波形正弦波矩形波三角波函数发生器的显示参数1kHz，1VPP10kHz，1VPP100kHz，1VPP观测的波形间距测量法Y偏转因数K（V/cm）峰峰垂直距离y（cm）峰峰电压UPP=k·y（V）扫描速率P（μs/cm）波长（cm）周期T=P·（μs）频率f=1/T（kHz）光标测量法峰峰电压UPP（V）周期T=Δt光标（μs）频率f=1/T（kHz）2．观察李萨如图用李萨如图测量正弦信号频率表2用李萨如图测量正弦信号频率fx（Hz）（CH1）100fy（Hz）（CH2）50300李萨如图X方向切点数NxY方向切点数NyNy/Nxfx/fy六.实验结果1.间距测量法测得正弦波的峰峰电压UPP=、周期T=、频率f=矩形波的峰峰电压UPP=、周期T=、频率f=三角波的峰峰电压UPP=、周期T=、频率f=2．光标测量法测得正弦波的峰峰电压UPP=、周期T=、频率f=矩形波的峰峰电压UPP=、周期T=、频率f=三角波的峰峰电压UPP=、周期T=、频率f=3.观察李萨如图fx=100Hz、fy=50Hz时，李萨如图为，fx/fy=，Ny/Nx=，fx/fyNy/Nxfx=100Hz、fy=300Hz时，李萨如图为，fx/fy=，Ny/Nx=，fx/fyNy/Nx七.分析讨论1.实验注意事项；2.引起误差的主要原因及对实验结果的影响分析；3.通过实验所取得的收获及对实验过程与结果的评价；4.实验方法或实验装置的改进建议。八.思考题自选两题抄题回答1．当示波器出现下面不良波形时，请选择合适的操作方法，使波形正常。（1）波形超出屏幕：①；（2）波形太小：②；（3）波形太密：④；（4）亮点，不显示波形：⑤。可选填：①调大“偏转因数（VOLTS/DIV）”；②调小“偏转因数”；③调大“扫描速率（TIME/DIV）”；④调小“扫描速率”；⑤水平显示置“A”（常规）方式；⑥水平显示置“X-Y”方式。2．观察李萨如图时，要改变图形的垂直大小，应调节CH2通道的“偏转因数（VOLTS/DIV）”；要改变图形的水平大小，应调节CH1通道的“偏转因数（VOLTS/DIV）”；要改变图形的垂直位置，应调节CH2通道的“垂直位移（POSITION）”。（可选填：CH1，CH2）。I：1V/cm2：5V/cm1ms/cmCH1I：1V/cmI：1V/cm2：5V/cm1ms/cmCH1I：1V/cm（1）CH1通道的偏转因数（VOLTS/DIV）为1V/cm，CH1（X）信号的UPP为6.0cm×1V/cm=6.0V；（2）扫描速率（TIME/DIV）为1.0ms/cm，CH1（X）信号的周期为5.0cm×1ms/cm=5.0ms，CH1（X）频率为1/5（3）CH2（Y）信号的频率为100Hz。（图中Nx=1，Ny=2，fy=fx·Nx/Ny=200/2=100Hz）图54．用示波器测量图5中的波形，要改正垂直方向幅度太小、水平方向幅度太大的现象，应将“偏转因数”要调、调大“扫描速率”要调。（可选填：图5

【预备问题】做在原始数据记录卡上，自选两题抄题回答1．从CH1通道输入1V、1KHz正弦波，如何操作显示该信号波形？（看P30五个要点口诀）提示：调节亮度、聚焦、↕、↔旋钮使其指针垂直居中，按“AUTO”、“A”和“CH1”工作显示方式键，调节CH1通道的Y轴偏转因数“VOLTS/DIY”和水平扫描速率“TIME/DIV”，使波形大小适中（即波形显示2～3个周期、峰峰幅度4～5格)，按“source”键置CH1或VERT触发，旋转“TRIＧLEVER”旋钮使波形触发同步显示稳定。2．当波形水平游动时，如何调节使波形稳定？提示1：按“source”键置VERT，调节TRIＧLEVER旋钮触发同步使波形稳定。提示2：（关闭“MAG”X轴放大，消去“TV”所有触发信号，选择“触发耦合COUPLE”为“AC”触发耦合，）根据波形输入通道，选择触发同步的“触发源source”置“VERT”，调节触发电平“TRIGLEVEL”，使其左下指示灯“TRIG’D”亮，则波形稳定。3．如何测量波形的幅度、周期和频率？（写出间距法的测量公式）提示：（P33）用屏幕上的刻度尺分别测出波形峰峰（峰位到谷