示波器與函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用

浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電學(xué)院數(shù)控技術(shù)專業(yè)電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)三、示波器與函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用地點(diǎn)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室姓名班級(jí)學(xué)號(hào)時(shí)間一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?1.熟悉函數(shù)信號(hào)發(fā)生器各旋鈕、開關(guān)的作用及其使用方法。2.初步掌握用示波器觀察電信號(hào)波形，定量測出正弦信號(hào)和脈沖信號(hào)的波形參數(shù)。3.初步掌握示波器、信號(hào)發(fā)生器的使用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備器材:1．函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)2．雙蹤示波器 1臺(tái)3．交流毫伏表 1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理:1.正弦交流信號(hào)和方波及三角波脈沖信號(hào)是常用的電激勵(lì)信號(hào)，可由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供。正弦信號(hào)的波形參數(shù)是峰峰值UP-P、周期T（或頻率f）和初相；脈沖信號(hào)的波形參數(shù)是峰峰值UP-P、周期T及脈寬tk。本實(shí)驗(yàn)所用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率范圍為20Hz～50KHz的正弦波及方波，并有6位LED數(shù)碼管顯示信號(hào)的頻率。正弦波的及方波的峰峰值均在0～20V之間連續(xù)可調(diào)。2.示波器是可以直接觀察電信號(hào)的波形的一種用途廣泛的電子測量儀器，可以測電壓的大小、信號(hào)的周期、相位差等。一切可以轉(zhuǎn)化為電壓的電學(xué)量和非電學(xué)量，都可以用示波器來觀察和測量。雙蹤示波器是一臺(tái)可以同時(shí)觀察和測量兩個(gè)信號(hào)的波形和參數(shù)的儀器。CA8020雙宗示波器的旋鈕布置面板如圖3-1所示。3.1控制件位置圖圖3-13.2控制件作用序號(hào)控制件名稱功能1輝度調(diào)節(jié)光跡的亮度2輔助聚焦與聚焦配合，調(diào)節(jié)光跡的清晰度3聚焦調(diào)節(jié)光跡的清晰度4光跡旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)光跡與水平刻度線平行5校正信號(hào)提供幅度為0.5V，頻率為1KHz的方波信號(hào)用于校正10：1探極的補(bǔ)償電容器和檢測示波器垂直與水平的偏轉(zhuǎn)因數(shù)6電源指示電源接通時(shí)，燈亮7電源開關(guān)當(dāng)按下此開關(guān)時(shí)，開關(guān)上方的指示燈亮，表示電源已接通8Y1移位旋鈕調(diào)節(jié)通道1光跡在屏幕上的垂直位置9Y2移位（拉出反相）調(diào)節(jié)通道2光跡在屏幕上的垂直位置10垂直方式選擇垂直系統(tǒng)的工作方式。Y1或Y2：通道1或通道2單獨(dú)顯示交替：Y1和Y2交替工作，適用于較高掃速。斷續(xù)：兩個(gè)通道斷續(xù)顯示用于掃速較慢的雙蹤顯示。相加：用來測量代數(shù)和（Y1+Y2），若Y2移位旋鈕拉出，則測量兩通道之差（Y1-Y2）。11Y1垂直衰減器（V/DIV）調(diào)節(jié)Y1垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度12Y2垂直衰減器（V/DIV）調(diào)節(jié)Y2垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度13Y1微調(diào)用于連續(xù)調(diào)節(jié)Y1偏轉(zhuǎn)靈敏度，順時(shí)鐘旋足為校正位置。14Y2微調(diào)用于連續(xù)調(diào)節(jié)Y2偏轉(zhuǎn)靈敏度，順時(shí)鐘旋足為校正位置。15Y1偶合方式（AC-DC-GND）用于選擇Y1被測信號(hào)輸入垂直通道的偶合方式16Y2偶合方式（AC-DC-GND）用于選擇Y2被測信號(hào)輸入垂直通道的偶合方式17Y1ORXY1被測信號(hào)的輸入插座，在X-Y方式為X信號(hào)輸入18Y2ORXY2被測信號(hào)的輸入插座，在X-Y方式為Y信號(hào)輸入19接地（EGN）與機(jī)殼相連的接地端20外觸發(fā)輸入外觸發(fā)輸入插座21內(nèi)觸發(fā)方式把顯示在熒光屏上的輸入信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)。用于選擇Y1、Y2或交替觸發(fā)22內(nèi)觸發(fā)電源用于選擇觸發(fā)源為內(nèi)、外或電源23觸發(fā)極性用于選擇信號(hào)的上升或下降沿觸發(fā)掃描24電平用于調(diào)節(jié)被測信號(hào)在某一電平觸發(fā)掃描25微調(diào)用于連續(xù)調(diào)節(jié)掃描速度，順時(shí)鐘旋足為校正位置26掃描速率（T/DIV）用于調(diào)節(jié)掃描速率27觸發(fā)方式常態(tài)：無信號(hào)時(shí)，屏幕上無顯示，有信號(hào)時(shí)，調(diào)節(jié)電平控制顯示穩(wěn)定波形自動(dòng)：無信號(hào)時(shí)，屏幕上顯示光跡，有信號(hào)時(shí)，調(diào)節(jié)電平控制顯示穩(wěn)定波形電視場：用于顯示電視場信號(hào)峰-峰值自動(dòng)：無信號(hào)時(shí)，屏幕上顯示光跡；有信號(hào)時(shí)，無須調(diào)節(jié)電平即能獲得穩(wěn)定波形顯示。28觸發(fā)指示內(nèi)觸發(fā)掃描時(shí)，指示燈亮29水平移位拉出×10調(diào)節(jié)光跡在屏幕上的水平位置拉出時(shí)掃描倍率被擴(kuò)展10倍從熒光屏的Y軸刻度尺并結(jié)合其量程分檔選擇開關(guān)（Y軸輸入電壓靈敏度V/div分檔選擇開關(guān)）可讀得電信號(hào)的幅值；從熒光屏的X軸刻度尺并結(jié)合其量程分檔（時(shí)間掃描速度t/div分檔）選擇開關(guān)，可讀得電信號(hào)的周期、脈寬、相位差等參數(shù)。為了完成對(duì)各種不同波形、不同要求的觀察和測量任務(wù)，它還有一些其它的調(diào)節(jié)和控制旋鈕，通過實(shí)驗(yàn)課教師的講解和自己的操作可逐漸熟悉掌握。四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1.示波器的輝度不要過亮。2.調(diào)節(jié)儀器旋鈕時(shí)，動(dòng)作不要過快、過猛。3.調(diào)節(jié)示波器時(shí)，要注意觸發(fā)開關(guān)和電平調(diào)節(jié)旋鈕的配合使用，以使顯示的波形穩(wěn)定。4.作定量測量時(shí)，“t/div”和“V/div”的微調(diào)旋鈕均應(yīng)旋置“校準(zhǔn)”位置。5.為防止外界干擾，信號(hào)發(fā)生器的接地端與示波器的接地端要相連（稱共地）。6.不同品牌型號(hào)示波器的各旋鈕、功能的標(biāo)注不盡相同,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)詳細(xì)閱讀所用示波器說明書。7.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)認(rèn)真閱讀信號(hào)發(fā)生器的使用說明書。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：1.雙蹤示波器的自檢將示波器面板部分的“標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)”插口，通過示波器專用同軸電纜接至雙蹤示波器的Y軸輸入插口YA或YB端，然后開啟示波器電源，指示燈亮。稍后，協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)示波器面板上的“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”、“X軸位移”、“Y軸位移”等旋鈕，使在熒光屏的中心部分顯示出線條細(xì)而清晰、亮度適中的方波波形；通過選擇幅度和掃描速度，并將它們的微調(diào)旋鈕旋至“校準(zhǔn)”位置，從熒光屏上讀出該“標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)”的幅值與頻率，并與標(biāo)稱值（1V，1KHz）作比較，如相差較大，請(qǐng)指導(dǎo)老師給予校準(zhǔn)。2.正弦波信號(hào)的觀測(1)將示波器的幅度和掃描速度微調(diào)旋鈕旋至“校準(zhǔn)”位置。(2)接通信號(hào)發(fā)生器的電源，波形選擇開關(guān)置“正弦波輸出”。通過相應(yīng)調(diào)節(jié)，使輸出頻率分別為50Hz，1.5KHz和20KHz（由頻率計(jì)讀出）；再使輸出幅值分別為有效值0.1V，1V，3V（由交流毫伏表讀得）。調(diào)節(jié)示波器Y軸和X軸的偏轉(zhuǎn)靈敏度至合適的位置，從熒光屏上讀得幅值及周期，記錄之。頻率計(jì)讀數(shù)所測項(xiàng)目正弦波信號(hào)頻率的測定50HZ1000HZ20000HZ示波器“t/div”旋鈕位置5ms/div0.2ms/div10μs/div一個(gè)周期占有的格數(shù)455信號(hào)周期（s）20ms1ms50μs計(jì)算所得頻率（HZ）50Hz1kHz20kHz函數(shù)信號(hào)發(fā)生器讀數(shù)所測項(xiàng)目正弦波信號(hào)的幅值0.1Vp-p1Vp-p示波器“V/div”位置20mV/div0.2V/div峰-峰值波形格數(shù)5．14.9峰-峰值(計(jì)算值)102mVp-p9.8Vp-p3.方波脈沖信號(hào)的觀察和測定(1)將信號(hào)發(fā)生器波形選擇開關(guān)置“方波輸出”。(2)調(diào)節(jié)方波的輸出幅度為3.0VP-P（用示波器測定），分別觀測100Hz，3KHz和30KHz方波信號(hào)的波形參數(shù)。(3)使信號(hào)頻率保持在3KHz，選擇不同的幅度及脈寬，觀測波形參數(shù)的變化。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與體會(huì)：1.把兩個(gè)正弦信號(hào)分別加到垂直于水平偏轉(zhuǎn)板，則熒光屏上光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是兩個(gè)互相垂直的諧振動(dòng)的合成。當(dāng)兩個(gè)正弦信號(hào)頻率之比為整數(shù)之比時(shí)，其軌跡是一個(gè)穩(wěn)定的閉合曲線。2要使光點(diǎn)在熒光屏上移動(dòng)一定的距離，必須在偏轉(zhuǎn)板上加足夠的電壓。一般示波管偏轉(zhuǎn)板的靈敏度不高，偏轉(zhuǎn)1cm得有幾十伏的電壓。被測信號(hào)的電壓一般較低，只有幾伏、幾毫伏，甚至更低。因此為了使電子束能在熒光屏上獲得明顯的偏移，必須對(duì)被測信號(hào)進(jìn)行電壓放大，垂直(Y軸)和水平(X軸)放大器就起這方面的作用3.如果掃描信號(hào)周期不是垂直方向信號(hào)周期的整數(shù)倍，則每次掃描所得波形將不會(huì)完全重合，因而從熒光屏上看到的是不穩(wěn)定的波形，為了觀察到穩(wěn)定的波形，示波器的掃描信號(hào)的頻率是可調(diào)的，示波器面板上的掃描速率轉(zhuǎn)換開關(guān)與掃描微調(diào)旋鈕就是用來調(diào)節(jié)掃描信號(hào)頻率的。4.電子開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)自動(dòng)的快速單刀雙擲開關(guān)，它把輸入兩個(gè)Y軸輸入端(CHl通道與CH2通道)的兩個(gè)信號(hào)輪換著送入Y軸放大器，在熒光屏上的兩個(gè)不同位置輪流顯示這兩個(gè)信號(hào)。輪換速度足夠快時(shí)，由于入眼的視覺暫留作用，就可在熒光屏上同時(shí)觀察到兩個(gè)信號(hào)波形。5.主振級(jí)產(chǎn)生低頻正弦振蕩信號(hào)，經(jīng)電壓放大器放大，達(dá)到電壓輸出幅度的要求，經(jīng)輸出衰減器可直接輸出電壓，用主振輸出調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。.七、故障及問題分析對(duì)于方波-三角波產(chǎn)生電路，遇到的第一個(gè)問題是波形無法顯示。檢測后發(fā)現(xiàn)電路中電流幾乎為零，原因是電阻過大，電容有些小，使得電路無法有效起振。因此在保證電路安全基礎(chǔ)上減小電阻值同時(shí)保證電阻間的比值，換用較大的電容，在示波器上檢查波形，得出方波波形，但是其占空比不為50%，調(diào)節(jié)發(fā)現(xiàn)不是電路連接問題，檢查器件，發(fā)現(xiàn)是穩(wěn)壓管損壞造成，更換穩(wěn)壓管得到