完整版實驗報告 電子示波器的使用

1、大學(xué)物理實驗報告實驗 3-8 電子示波器的使用一、實驗任務(wù)1、學(xué)會用示波器測量各種波形的電壓幅度和周期。2、能夠調(diào)節(jié)出穩(wěn)定的李薩如圖形，并測出被測信號的頻率。二、實驗儀器、物品及設(shè)備OS-5020 型示波器、EE1641B 型函數(shù)信號發(fā)生器、 GFG-8015G 型函數(shù)信號發(fā)生器。三、重要儀器簡介電子示波器基本構(gòu)造：1、電子射線示波管； 2、掃描發(fā)生器； 3、同步電路； 4、放大部分； 5、電源部分。 電子射線示波管：是示波器的核心, 它由電子槍、 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏組成, 密封在一個真空玻璃殼內(nèi)，作用原理是通過加壓使電子射線偏轉(zhuǎn)。 掃描發(fā)生器：在水平方向或者垂直方向上加電壓，使得熒光屏上出現(xiàn)掃

2、描線。 同步電路：為了觀察到穩(wěn)定的波形,要求 Y 軸電壓信號的周期是 X 軸的整數(shù)倍。而為保證 X 軸和 Y 軸信號嚴(yán)格同步，同步電路中采用同步觸發(fā)，即只有一個信號達(dá)到某一確定的狀態(tài)才對另一信號開始掃描。 放大電路：示波器內(nèi)設(shè)有衰減器和放大器, 對小信號進(jìn)行放大, 對大信號進(jìn)行衰減。 電源：為示波器各部件提供所需電壓。四、實驗原理 利用示波器所做的任何測量, 歸根結(jié)底都是對電壓的測量。 測量電壓時, 一般測量其峰 -峰值。將被測波形移至示波屏幕中心位置，調(diào)節(jié)靈敏度開關(guān)使波形在屏幕有效工作面積內(nèi)。利用刻度線讀出峰-峰值對應(yīng)的垂直距離y,則電壓的峰-峰值Upp =y(cm) Y 軸靈敏度選擇(V/

3、div 或 mV/div) 測量波形的周期時,調(diào)節(jié)掃描速度選擇開關(guān),使熒光屏上顯示出23 個波形周期,讀出一個波形周期所對應(yīng)的水平距離x，則該波的周期為T=x(cm) X 軸掃描速度選擇(s/div、ms/div 或 s/div ) 李薩如圖形：如果兩個相互垂直的簡諧振動的頻率不相同，但它們之間有簡單的整 數(shù)比關(guān)系，則和振動的軌跡為有一定規(guī)則的穩(wěn)定的閉合曲線，這樣的圖形稱為李薩如圖形。李薩如圖形可以用來測量未知頻率，令fx，fy分別代表X軸和丫軸偏轉(zhuǎn)板上的電壓頻率,Nx和Ny分別代表X和丫方向上的切線和圖形相切的切點數(shù)，則有fy Nxfx Ny如果已知fx，則由李薩如圖形和式可求出五、實驗步驟

4、1、熟悉示波器和信號發(fā)生器面板各旋鈕的作用，并將各開關(guān)置于指定位置，如掃描微調(diào)、電壓靈敏度微調(diào)置校準(zhǔn)檔（順時針旋至底）、掃描方式（置自動）、觸發(fā)源選項（置CH1或CH2）、耦合方式（置AC）。2、接通電源，并打開開關(guān)預(yù)熱三分鐘，輸入幅度為2V，頻率為1kHz的標(biāo)準(zhǔn)信號，分別調(diào)節(jié)輝度、聚焦、位移旋鈕、光跡旋鈕等控制鍵，使光跡清晰并與水平刻度平行。3、將信號發(fā)生器輸出的頻率為500Hz和1000Hz的正弦信號接入示波器，通過調(diào)整相應(yīng)的靈敏度開關(guān)和掃描速度選擇開關(guān)，使波形不超出屏幕范圍，顯示23個周期的波形。讀 出垂直距離y和水平距離x，得到波形的電壓峰-峰值和周期。4、將掃描速度選擇開關(guān)順時針旋到

5、“X-Y ”位置，分別調(diào)節(jié) CH1和CH2通道的靈敏度旋鈕，使熒光屏上顯示的兩個波形幅度相近，滿滿改變標(biāo)準(zhǔn)頻率，當(dāng)熒光屏上形成穩(wěn)定的 李薩如圖形時，觀察圖形，并測出未知信號的頻率。六、實驗數(shù)據(jù)記錄及處理頻率測量結(jié)果記錄信號發(fā)生器示波器測量結(jié)果頻率/Hz電表電壓/V輸出衰減/dBY軸靈 敏度y掃描速 度xUppT1000201V/格4.2格0.2ms/格5格4.2V1ms500201V/格4.2格0.5ms/格4格4.2V1ms李薩如圖形觀測記錄Nx1233Ny1112NxNy10.50.330.66fx1.0kHz1.0kHz1.0kHz2.0kHzfy1.0kHz2.0kHz3.0kHz3.

6、0kHzfx fy10.50.330.66七、數(shù)據(jù)處理1測量信號的電壓和周期。將輸出衰減設(shè)為OdB，根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)有:當(dāng)頻率f=1.OkHz時候:Upp=y(diu) Y 軸靈敏度(V/div ) =1 x 4.2V=4.2VT=x(diu) 掃描速度(V/div ) =0.2 x 5ms=1.0ms當(dāng)頻率f=1.0kHz時候:Upp=y(diu) Y 軸靈敏度(V/div ) =1 x 4.2V=4.2VT=x(diu) 掃描速度(V/div ) =0.5 x 4ms=2.0ms將以上數(shù)據(jù)填入表格中。2、觀測李薩如圖形并測頻率。Nx fx根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，計算 怛 和 巴，將所得數(shù)據(jù)填入表

7、格中。Ny fy八、實驗結(jié)論1、通過實驗所得數(shù)據(jù)算出的Upp、T與通過所設(shè)定的電壓幅值、頻率算出的Upp實、T實比較，在誤差允許的范圍內(nèi)近似相等，說明實驗比較成功。Nx fx 一2、通過實驗數(shù)據(jù)計算，可以驗證出 =一，說明知道李薩如和頻率 fx的情況下，可Ny fy以求得頻率fy九、誤差分析1、示波器上顯示的熒光線較粗，取電壓值時的熒光線間寬度不準(zhǔn)，使電壓值不準(zhǔn)，人為讀數(shù)不準(zhǔn)。2、機(jī)器系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差。3、信號發(fā)生器不協(xié)調(diào)。十、思考題1、如果丫軸信號的頻率fy比X軸信號頻率fx正大很多，示波器上看到什么情形？相反 fy比fx小很多又會看到什么情形?Y信號答：示波器X為掃描信號，一般為鋸齒波。如果是第一種情況，會看到示波器上 圖形被左右拉伸得很長。