示波器物理實驗總結(jié)

示波器物理實驗總結(jié)第1篇示波器物理實驗總結(jié)第1篇1、了解示波器的構(gòu)造和工作原理。

2、利用示波器觀察波形，掌握測量電壓、周期和頻率的方法。

3、掌握觀察李薩如圖形的方法，并能測量位置信號的頻率。

二、實驗儀器

1.信號發(fā)生器

1)頻率顯示窗口：顯示輸出信號的頻率或外測頻信號的頻率，用五位數(shù)字顯示信號的頻率，且頻率連續(xù)可調(diào)（輸出信號時）。

2)幅度顯示窗口：顯示函數(shù)輸出信號的幅度，由三位數(shù)字顯示信號的幅度。

3)輸出波形，對稱性調(diào)節(jié)旋鈕（SYM）：調(diào)節(jié)此旋鈕可改變輸出信號的對稱性。當(dāng)電位器處在關(guān)閉或者中心位置時，則輸出對稱信號。輸出波形對稱調(diào)節(jié)器可改變輸出脈沖信號空度比，與此類似，輸出波形為三角或正弦時可使三角波調(diào)變?yōu)殇忼X波,正弦波調(diào)變?yōu)檎c負(fù)半周分別為不同角頻率的正弦波形，且可移相180°。仿真實驗中使用方法：右鍵單擊進行順時針旋轉(zhuǎn)，左鍵打擊進行逆時針旋轉(zhuǎn)。

4)速率調(diào)節(jié)旋鈕（WIDTH）：調(diào)節(jié)此電位器可以改變內(nèi)掃描的時間長短。在外測頻時，逆時針旋轉(zhuǎn)到底（綠燈亮），為外輸入測量信號經(jīng)過低通開關(guān)進入測量系統(tǒng)。

5)掃描寬度調(diào)節(jié)旋鈕（RATE）：調(diào)節(jié)此電位器可調(diào)節(jié)掃頻輸出的掃頻范圍。在外測頻時，逆時針旋轉(zhuǎn)到底（綠燈亮），為外輸入測量信號經(jīng)過衰減“20dB”進入測量系統(tǒng)。

6)外部輸入插座（INPUT）：當(dāng)“掃描/計數(shù)鍵”（13）功能選擇在外掃描外計數(shù)狀態(tài)時，外掃描控制信號或外測頻信號由此輸入。

7)TTL信號輸出端（TTLOUT）：輸出標(biāo)準(zhǔn)的TTL幅度的脈沖信號，輸出阻抗為600W。

8)函數(shù)信號輸出端：輸出多種波形受控的函數(shù)信號，輸出幅度20Vp–p（1MW負(fù)載）,10Vp–p(50W負(fù)載)。

9)函數(shù)信號輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕（AMPL）：調(diào)節(jié)范圍20dB。仿真實驗中使用方法：右鍵按下進行順時針連續(xù)旋轉(zhuǎn)，信號幅度增大，左鍵按下進行逆時針連續(xù)旋轉(zhuǎn)，信號幅度減小。

10)函數(shù)信號輸出信號直流電平預(yù)置調(diào)節(jié)旋鈕（OFFSET）：調(diào)節(jié)范圍：–5V～+5V（50W負(fù)載），當(dāng)電位器處在中心位置時，則為0電平，由信號電平設(shè)定器選定輸出信號所攜帶的直流電平。

11)函數(shù)信號輸出幅度衰減開關(guān)（ATT）：“20dB”“40dB”鍵均不按下，輸出信號不經(jīng)衰減，直接輸出到插座口。“20dB”“40dB”鍵分別按下，則可選擇20dB或40dB衰減。

12)函數(shù)輸出波形選擇按鈕：可選擇正弦波、三角波、脈沖波輸出。仿真實驗中使用方法：左鍵打擊進行波形間進行切換。

13)“掃描/計數(shù)”按鈕：可選擇多種掃描方式和外測頻方式。

14)頻率范圍細(xì)調(diào)旋鈕：調(diào)節(jié)此旋鈕可改變1個頻程內(nèi)的頻率范圍。仿真實驗中使用方法：右鍵按下進行順時針連續(xù)旋轉(zhuǎn)，信號幅度增大，左鍵按下進行逆時針連續(xù)旋轉(zhuǎn)，信號幅度減小。

15)頻率范圍選擇按鈕：調(diào)節(jié)此旋鈕可改變輸出頻率的1個頻程，共有7個頻程。仿真實驗中使用方法：左鍵打擊進行波形間進行切換。

16)整機電源開關(guān)：此按鍵撳下時，機內(nèi)電源接通，整機工作。此鍵釋放為關(guān)掉整機電源。仿真實驗中使用方法：左鍵打擊進行打開和關(guān)閉切換。

2.待測信號

輸入公共信號，頻率和幅度未知的正弦信號。在實驗中不可以打開大視圖。

3.數(shù)字示波器

示波器物理實驗總結(jié)第2篇【實驗?zāi)康摹?/p>

1.了解示波器顯示波形的原理，了解示波器各主要組成部分及它們之間的聯(lián)系和配合;

2.熟悉使用示波器的基本方法，學(xué)會用示波器測量波形的電壓幅度和頻率;3.觀察李薩如圖形。

【實驗儀器】

1、雙蹤示波器GOS-6021型1臺2、函數(shù)信號發(fā)生器YB1602型1臺3、連接線示波器專用2根

示波器和信號發(fā)生器的使用說明請熟讀常用儀器部分。

[實驗原理]

示波器由示波管、掃描同步系統(tǒng)、Y軸和X軸放大系統(tǒng)和電源四部分組成，

1、示波管

如圖所示，左端為一電子槍，電子槍加熱后發(fā)出一束電子，電子經(jīng)電場加速以高速打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物發(fā)光形成一亮點。亮點在偏轉(zhuǎn)板電壓的作用下，位置也隨之改變。在一定范圍內(nèi)，亮點的位移與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓成正比。

示波管結(jié)構(gòu)簡圖示波管內(nèi)的偏轉(zhuǎn)板

2、掃描與同步的作用

如果在X軸偏轉(zhuǎn)板加上波形為鋸齒形的電壓，在熒光屏上看到的是一條水平線，如圖

圖掃描的作用及其顯示

如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，而X軸偏轉(zhuǎn)板不加任何電壓，則電子束的亮點在縱方向隨時間作正弦式振蕩，在橫方向不動。我們看到的將是一條垂直的亮線，如圖

如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，又在X軸偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒形電壓，則熒光屏上的亮點將同時進行方向互相垂直的兩種位移，其合成原理如圖所示，描出了正弦圖形。如果正弦波與鋸齒波的周期(頻率)相同，這個正弦圖形將穩(wěn)定地停在熒光屏上。但如果正弦波與鋸齒波的周期稍有不同，則第二次所描出的曲線將和第一次的曲線位置稍微錯開，在熒光屏上將看到不穩(wěn)定的圖形或不斷地移動的圖形，甚至很復(fù)雜的圖形。由此可見：

(1)要想看到Y(jié)軸偏轉(zhuǎn)板電壓的圖形，必須加上X軸偏轉(zhuǎn)板電壓把它展開，這個過程稱為掃描。如果要顯示的波形不畸變，掃描必須是線性的，即必須加鋸齒波。

(2)要使顯示的波形穩(wěn)定，Y軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率與X軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率的比值必須是整數(shù)，即：

nn=1,2,3,fx

示波器中的鋸齒掃描電壓的頻率雖然可調(diào)，但要準(zhǔn)確的滿足上式，光靠人工調(diào)節(jié)還是不夠的，待測電壓的頻率越高，越難滿足上述條件。為此，在示波器內(nèi)部加裝了自動頻率跟蹤的裝置，稱為“同步”。在人工調(diào)節(jié)到接近滿足式頻率整數(shù)倍時的條件下，再加入“同步”的作用，掃描電壓的周期就能準(zhǔn)確地等于待測電壓周期的整數(shù)倍，從而獲得穩(wěn)定的波形。

(1)如果Y軸加正弦電壓，X軸也加正弦掃描電壓，得出的圖形將是李薩

如圖形，如表所示。李薩如圖形可以用來測量未知頻率。令fy、fx分別代表Y軸和X軸電壓的頻率，nx代表X方向的切線和圖形相切的切點數(shù)，ny代表Y方向的切線和圖形相切的切點數(shù)，則有

nxfxny

李薩如圖形舉例表

如果已知fx，則由李薩如圖形可求出fy?！緦嶒瀮?nèi)容】

1.示波器的調(diào)整

(1)不接外信號，進入非X-Y方式(2)調(diào)整掃描信號的位置和清晰度(3)設(shè)置示波器工作方式2.正弦波形的顯示

(1)熟讀示波器的使用說明，掌握示波器的性能及使用方法。

(2)把信號發(fā)生器輸出接到示波器的Y軸輸入上，接通電源開關(guān)，把示波器和信號發(fā)生器的各旋鈕調(diào)到正常使用位置，使在熒光屏上顯示便于觀測的穩(wěn)定波形。

3.示波器的定標(biāo)和波形電壓、周期的測量

(1)把Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)和掃描時間偏轉(zhuǎn)因數(shù)旋鈕都放在“校準(zhǔn)”位置(指示燈“VAR”熄滅)。

(2)把校準(zhǔn)信號輸出端接到Y(jié)軸輸入插座

(3)把信號發(fā)生器的正弦電壓接到Y(jié)軸輸入端，用示波器測量正弦電壓的幅值和周期，并和信號發(fā)生器上顯示的頻率值比較。

(4)選擇不同幅值和頻率的5種正弦波，重復(fù)步驟(3)，記下測量結(jié)果。4.李莎如圖形的觀測(1)把信號發(fā)生器后面50Hz輸出信號接到X通道，而Y通道接入可調(diào)的

正弦信號

(2)分別調(diào)節(jié)兩個通道讓他們能夠正常顯示波形(3)切換到X-Y模式，調(diào)整兩個通道的偏轉(zhuǎn)因子，使圖形正常顯示(4)調(diào)節(jié)Y信號的頻率，觀測不同頻率比例下的李薩如圖

數(shù)據(jù)記錄1、頻率測量

示波器頻率計數(shù)器的測頻精度示波器測頻儀器誤差3%

示波器測量電壓儀器誤差3%

(1)示波器測量頻率

或f572KHz

(2)函數(shù)信號發(fā)生器測頻

(3)示波器測量電壓

V1=或

或(4)函數(shù)信號發(fā)生器測量電壓

V2=字或

注意：一般可寫為后面的形式更加科學(xué)，因為原始數(shù)據(jù)的有效數(shù)字只有2位，不可能經(jīng)處理后提高精度變成3個有效數(shù)字。

示波器物理實驗總結(jié)第3篇1.用X軸的時基測量信號的時間和幅值參數(shù)1、測量示波器自帶方波輸出信號的周期(時基分別為ms/cm，ms/cm，)：測示波器校準(zhǔn)信號周期連接示波器CH1和示波器校準(zhǔn)信號。校準(zhǔn)信號為周期1KHz,峰峰值為4V的對稱方波信號。調(diào)節(jié)電平旋鈕，使信號穩(wěn)定。調(diào)節(jié)示波器聚焦旋鈕和輝度旋鈕使示波器顯示屏中的信號清晰。調(diào)節(jié)CH1幅度調(diào)節(jié)旋鈕和CH1幅度微調(diào)旋鈕，校準(zhǔn)信號顯現(xiàn)為峰峰值為4V。調(diào)節(jié)示波器時間靈敏度旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕，校準(zhǔn)信號周期顯示為1KHz。

2、選擇信號發(fā)生器的對稱方波接y輸入(幅度和y軸量程任選)，信號頻率為200Hz～2kHz(每隔200Hz測一次)，選擇示波器合適的時基，測量對應(yīng)頻率的厘米數(shù)、周期和頻率。打開信號發(fā)生開關(guān)，打開信號發(fā)生器，信號頻率為200Hz～2kHz(每隔200Hz測一次)，調(diào)節(jié)信號頻率，波形選擇對稱方波，選擇示波器合適的時基，調(diào)節(jié)時間靈敏度旋鈕，使信號滿屏，測量對應(yīng)頻率的厘米數(shù)、周期和頻率。同時把示波器中的方式撥動開關(guān)調(diào)到CH2檔上。

3、選擇信號發(fā)生器的非對稱方波接Y軸，頻率分別為200，500，1K，2K，5K，10K，20K，（Hz），測量各頻率時的周期和方波的寬度。

4、改變信號發(fā)生器輸出波形為三角波，頻率為500Hz、1kHz、，測量各個頻率時的上升時間。下降時間和周期。

2.觀察李薩如圖形并測量頻率

用信號發(fā)生器和未知信號源分別接y軸和x軸，信號發(fā)生器輸出為正弦波，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率，示波器中的“x-y”按鈕按下，方式調(diào)節(jié)到CH1（或CH2），觸發(fā)源選擇CH2（或CH1）,觀察李薩如圖像。

示波器物理實驗總結(jié)第4篇1.示波器的基本結(jié)構(gòu)

示波器由示波管(又稱陰極射線管)、放大系統(tǒng)、衰減系統(tǒng)、掃描和同步系統(tǒng)及電源等部分組成。其中示波管是示波器的基本構(gòu)件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)板和熒光屏三部分組成，被封裝在高真空的玻璃管內(nèi)，電子槍是示波管的核心部分，由陰極、柵極和陽極組成。

數(shù)字示波器是一種集數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換、軟件編程等一系列技術(shù)制造出來的具有測量、分析、處理、存儲的高性能示波器，其原理組成框圖如下圖所示：

輸入的電壓信號經(jīng)耦合電路后送至前端放大器，前端放大器將信號放大，提高示波器的靈敏度以及動態(tài)范圍。輸出放大器的信號由取樣/保持電路進行取樣，并由A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，信號編程數(shù)字形式存入存儲器中，微處理器對存儲器中數(shù)字化信號進行相應(yīng)的處理，并顯示在顯示屏上。

2.用x軸時基測時間參數(shù)設(shè)待測信號接y軸輸入端，則Ty是待測信號的周期，Tx是x軸掃描信號的周期，N是一個掃描周期內(nèi)所顯示的待測信號的波形周期個數(shù)。x軸掃描信號的周期，實際上是以時基單位(時間/cm或時間/度)來標(biāo)示的。在實際測量中，采用

T=時基單位x波形厘米數(shù)。式中的波形厘米數(shù)，可以是信號一個周期的讀數(shù)(可測待測信號的周期)、正脈沖(或負(fù)脈沖)的信號寬度的讀數(shù)或待測信號波形的其他參數(shù)。3.用李薩如圖形測信號的頻率如果將不同的信號分別輸入y軸和x軸的輸入端，當(dāng)兩個信號的頻率滿足一定關(guān)系時，熒光屏上會顯示出李薩如圖形。將被測正弦信號加到y(tǒng)偏轉(zhuǎn)板，將參考正弦信號加到x偏轉(zhuǎn)板，當(dāng)兩者的頻率之比是整數(shù)時，在熒光屏上將出現(xiàn)李薩如圖。對穩(wěn)定不動的圖形分別做水平直線和豎直直線與圖形相切，設(shè)水平線上及豎直線上的切點數(shù)之比可得兩信號的頻率之比。

示波器物理實驗總結(jié)第5篇【實驗題目】示波器的原理和使用

【實驗?zāi)康摹?/p>

1.了解示波器的基本機構(gòu)和工作原理，掌握使用示波器和信號發(fā)生器的基本方法。

2.學(xué)會使用示波器觀測電信號波形和電壓副值以及頻率。

3.學(xué)會使用示波器觀察李薩如圖并測頻率。

【實驗原理】

1.示波器都包括幾個基本組成部分：

示波管(陰極射線管)、垂直放大電路(Y放大)、水平放大電路(X放大)、掃描信號電路(鋸齒波發(fā)生器)、同步電路、電源等。

2.李薩如圖形的原理：

如果示波器的X和Y輸入時頻率相同或成簡單整數(shù)比的兩個正弦電壓，則熒光屏上將呈現(xiàn)特殊的光點軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。

如果作一個限制光點x、y方向變化范圍的假想方框，則圖形與此框相切時，橫邊上的切點數(shù)nx與豎邊上的切點數(shù)ny之比恰好等于Y與X輸入的兩正弦信號的頻率之比，即fy:fx=nx:ny。

【實驗儀器】

示波器×1，信號發(fā)生器×2，信號線×2。

【實驗內(nèi)容】

1.基礎(chǔ)操作：

了解示波器工作原理的基礎(chǔ)上閱讀所用機器的說明書，了解每個旋鈕的作用。其中最主要也是經(jīng)常使用的旋鈕為橫向和縱向兩個。橫向旋鈕是控制掃描時間的旋鈕，調(diào)節(jié)時表現(xiàn)為熒光屏上顯示波形發(fā)生橫向的壓縮或展開;縱向旋鈕是調(diào)節(jié)垂直放大電路的旋鈕，調(diào)節(jié)時表現(xiàn)為熒光屏上顯示波形發(fā)生縱向的展開或壓縮，次旋鈕為兩個，分別控制示波器的兩個輸入信號。

明確操作步驟及注意事項后，接通示波器電源開關(guān)。先找到掃描線并調(diào)至清晰。

2.觀測李薩如圖形：

向CH1、CH2分別輸入兩個信號源的正弦波，“掃描時間”的“粗調(diào)”旋鈕置于“X-Y”方式(即使兩路信號進行合成)。調(diào)出不同比值的李薩如圖形來，畫出草圖，并分析圖形的特點與兩個信號頻率之間的關(guān)系。繪出所觀察到的各種頻率比的李薩如圖形。

設(shè)fx=1000Hz為約定真值，依次求出另一信號發(fā)生器的輸出頻率fy，并與該信號發(fā)生器讀數(shù)值f′y進行比較，一一求出它們的相對誤差。

【實驗數(shù)據(jù)】

【實驗結(jié)果】

【誤差分析】

1.兩臺信號發(fā)生器不協(xié)調(diào)。

2.桌面振動造成的影響。

3.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)。

4.取正弦周期時肉眼調(diào)節(jié)兩熒光線間寬度不準(zhǔn)，導(dǎo)致周期不準(zhǔn)。

5.機器系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差。

選取時上下跳動，可能取值不準(zhǔn)。

1示波器工作原理

示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數(shù)字電路實驗現(xiàn)象、分析實驗中的問題、測量實驗結(jié)果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號源組成。

示波管

陰極射線管(CRT)簡稱示波管，是示波器的核心。它將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。正如圖1所示，電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分密封在一個真空玻璃殼內(nèi)，構(gòu)成了一個完整的示波管。

1.熒光屏

現(xiàn)在的示波管屏面通常是矩形平面，內(nèi)表面沉積一層磷光材料構(gòu)成熒光膜。在熒光膜上常又增加一層蒸發(fā)鋁膜。高速電子穿過鋁膜，撞擊熒光粉而發(fā)光形成亮點。鋁膜具有內(nèi)反射作用，有利于提高亮點的輝度。鋁膜還有散熱等其他作用。

當(dāng)電子停止轟擊后，亮點不能立即消失而要保留一段時間。亮點輝度下降到原始值的10%所經(jīng)過的時間叫做“余輝時間”。余輝時間短于10μs為極短余輝，10μs—1ms為短余輝，1ms—為中余輝，為長余輝，大于1s為極長余輝。一般的示波器配備中余輝示波管，高頻示波器選用短余輝，低頻示波器選用長余輝。

由于所用磷光材料不同，熒光屏上能發(fā)出不同顏色的光。一般示波器多采用發(fā)綠光的示波管，以保護人的眼睛。

2.電子槍及聚焦

電子槍由燈絲(F)、陰極(K)、柵極(G1)、前加速極(G2)(或稱第二柵極)、第一陽極(A1)和第二陽極(A2)組成。它的作用是發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。燈絲通電加熱陰極，陰極受熱發(fā)射電子。柵極是一個頂部有小孔的金屬園筒，套在陰極外面。由于柵極電位比陰極低，對陰極發(fā)射的電子起控制作用，一般只有運動初速度大的少量電子，在陽極電壓的作用下能穿過柵極小孔，奔向熒光屏。初速度小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過低，則全部電子返回陰極，即管子截止。調(diào)節(jié)電路中的W1電位器，可以改變柵極電位，控制射向熒光屏的電子流密度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)亮點的輝度。第一陽極、第二陽極和前加速極都是與陰極在同一條軸線上的三個金屬圓筒。前加速極G2與A2相連，所加電位比A1高。G2的正電位對陰極電子奔向熒光屏起加速作用。

電子束從陰極奔向熒光屏的過程中，經(jīng)過兩次聚焦過程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一電子透鏡。第二次聚焦發(fā)生在G2、A1、A2區(qū)域，調(diào)節(jié)第二陽極A2的電位，能使電子束正好會聚于熒光屏上的一點，這是第二次聚焦。A1上的電壓叫做聚焦電壓，A1又被叫做聚焦極。有時調(diào)節(jié)A1電壓仍不能滿足良好聚焦，需微調(diào)第二陽極A2的電壓，A2又叫做輔助聚焦極。

3.偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制電子射線方向，使熒光屏上的光點隨外加信號的變化描繪出被測信號的波形。圖中，Y1、Y2和Xl、X2兩對互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。Y軸偏轉(zhuǎn)板在前，X軸偏轉(zhuǎn)板在后，因此Y軸靈敏度高(被測信號經(jīng)處理后加到Y(jié)軸)。兩對偏轉(zhuǎn)板分別加上電壓，使兩對偏轉(zhuǎn)板間各自形成電場，分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉(zhuǎn)。

4.示波管的電源

為使示波管正常工作，對電源供給有一定要求。規(guī)定第二陽極與偏轉(zhuǎn)板之間電位相近，偏轉(zhuǎn)板的平均電位為零或接近為零。陰極必須工作在負(fù)電位上。柵極G1相對陰極為負(fù)電位(—30V~—100V)，而且可調(diào)，以實現(xiàn)輝度調(diào)節(jié)。第一陽極為正電位(約+100V~+600V)，也應(yīng)可調(diào)，用作聚焦調(diào)節(jié)。第二陽極與前加速極相連，對陰極為正高壓(約+1000V)，相對于地電位的可調(diào)范圍為±50V。由于示波管各電極電流很小，可以用公共高壓經(jīng)電阻分壓器供電。

示波器的基本組成

從上一小節(jié)可以看出，只要控制X軸偏轉(zhuǎn)板和Y軸偏轉(zhuǎn)板上的電壓，就能控制示波管顯示的圖形形狀。我們知道，一個電子信號是時間的函數(shù)f(t)，它隨時間的變化而變化。因此，只要在示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上加一個與時間變量成正比的電壓，在y軸加上被測信號(經(jīng)過比例放大或者縮小)，示波管屏幕上就會顯示出被測信號隨時間變化的圖形。電信號中，在一段時間內(nèi)與時間變量成正比的信號是鋸齒波。

示波器的基本組成框圖如圖2所示。它由示波管、Y軸系統(tǒng)、X軸系統(tǒng)、Z軸系統(tǒng)和電源等五部分組成。

被測信號①接到“Y_輸入端，經(jīng)Y軸衰減器適當(dāng)衰減后送至Y1放大器(前置放大)，推挽輸出信號②和③。經(jīng)延遲級延遲Г1時間，到Y(jié)2放大器。放大后產(chǎn)生足夠大的信號④和⑤，加到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板上。為了在屏幕上顯示出完整的穩(wěn)定波形，將Y軸的被測信號③引入X軸系統(tǒng)的觸發(fā)電路，在引入信號的正(或者負(fù))極性的某一電平值產(chǎn)生觸發(fā)脈沖⑥，啟動鋸齒波掃描電路(時基發(fā)生器)，產(chǎn)生掃描電壓⑦。由于從觸發(fā)到啟動掃描有一時間延遲Г2，為保證Y軸信號到達(dá)熒光屏之前X軸開始掃描，Y軸的延遲時間Г1應(yīng)稍大于X軸的延遲時間Г2。掃描電壓⑦經(jīng)X軸放大器放大，產(chǎn)生推挽輸出⑨和⑩，加到示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上。z軸系統(tǒng)用于放大掃描電壓正程，并且變成正向矩形波，送到示波管柵極。這使得在掃描正程顯示的波形有某一固定輝度，而在掃描回程進行抹跡。

以上是示波器的基本工作原理。雙蹤顯示則是利用電子開關(guān)將Y軸輸入的兩個不同的被測信號分別

顯示在熒光屏上。由于人眼的視覺暫留作用，當(dāng)轉(zhuǎn)換頻率高到一定程度后，看到的是兩個穩(wěn)定的、清晰的信號波形。

示波器中往往有一個精確穩(wěn)定的方波信號發(fā)生器，供校驗示波器用。

2示波器使用

本節(jié)介紹示波器的使用方法。示波器種類、型號很多，功能也不同。數(shù)字電路實驗中使用較多的是20MHz或者40MHz的雙蹤示波器。這些示波器用法大同小異。本節(jié)不針對某一型號的示波器，只是從概念上介紹示波器在數(shù)字電路實驗中的常用功能。

熒光屏

熒光屏是示波管的顯示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多條刻度線，指示出信號波形的電壓和時間之間的關(guān)系。水平方向指示時間，垂直方向指示電壓。水平方向分為10格，垂直方向分為8格，每格又分為5份。垂直方向標(biāo)有0%，10%，90%，100%等標(biāo)志，水平方向標(biāo)有10%，90%標(biāo)志，供測直流電平、交流信號幅度、延遲時間等參數(shù)使用。根據(jù)被測信號在屏幕上占的格數(shù)乘以適當(dāng)?shù)谋壤?shù)(V/DIV，TIME/DIV)能得出電壓值與時間值。

示波管和電源系統(tǒng)

1.電源(Power)

示波器主電源開關(guān)。當(dāng)此開關(guān)按下時，電源指示燈亮，表示電源接通。

2.輝度(Intensity)

旋轉(zhuǎn)此旋鈕能改變光點和掃描線的亮度。觀察低頻信號時可小些，高頻信號時大些。

一般不應(yīng)太亮，以保護熒光屏。

3.聚焦(Focus)

聚焦旋鈕調(diào)節(jié)電子束截面大小，將掃描線聚焦成最清晰狀態(tài)。

4.標(biāo)尺亮度(Illuminance)

此旋鈕調(diào)節(jié)熒光屏后面的照明燈亮度。正常室內(nèi)光線下，照明燈暗一些好。室內(nèi)光線不足的環(huán)境中，可適當(dāng)調(diào)亮照明燈。

垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)和水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)

1.垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇(VOLTS/DIV)和微調(diào)

在單位輸入信號作用下，光點在屏幕上偏移的距離稱為偏移靈敏度，這一定義對X軸和Y軸都適用。靈敏度的倒數(shù)稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直靈敏度的單位是為cm/V，cm/mV或者DIV/mV，DIV/V，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)的單位是V/cm，mV/cm或者V/DIV，mV/DIV。實際上因習(xí)慣用法和測量電壓讀數(shù)的方便，有時也把偏轉(zhuǎn)因數(shù)當(dāng)靈敏度。

蹤示波器中每個通道各有一個垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇波段開關(guān)。一般按1，2，5方式從5mV/DIV到5V/DIV分為10檔。波段開關(guān)指示的值代表熒光屏上垂直方向一格的電壓值。例如波段開關(guān)置于1V/DIV檔時，如果屏幕上信號光點移動一格，則代表輸入信號電壓變化1V。

每個波段開關(guān)上往往還有一個小旋鈕，微調(diào)每檔垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。將它沿順時針方向旋到底，處于“校準(zhǔn)”位置，此時垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)值與波段開關(guān)所指示的值一致。逆時針旋轉(zhuǎn)此旋鈕，能夠微調(diào)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)微調(diào)后，會造成與波段開關(guān)的指示值不一致，這點應(yīng)引起注意。許多示波器具有垂直擴展功能，當(dāng)微調(diào)旋鈕被拉出時，垂直靈敏度擴大若干倍(偏轉(zhuǎn)因數(shù)縮小若干倍)。例如，如果波段開關(guān)指示的偏轉(zhuǎn)因數(shù)是1V/DIV，采用×5擴展?fàn)顟B(tài)時，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)是。

在做數(shù)字電路實驗時，在屏幕上被測信號的垂直移動距離與+5V信號的垂直移動距離之比常被用于判斷被測信號的電壓值。

2.時基選擇(TIME/DIV)和微調(diào)

時基選擇和微調(diào)的使用方法與垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇和微調(diào)類似。時基選擇也通過一個波段開關(guān)實現(xiàn)，按1、2、5方式把時基分為若干檔。波段開關(guān)的指示值代表光點在水平方向移動一個格的時間值。例如在1μS/DIV檔，光點在屏上移動一格代表時間值1μS。

“微調(diào)”旋鈕用于時基校準(zhǔn)和微調(diào)。沿順時針方向旋到底處于校準(zhǔn)位置時，屏幕上顯示的時基值與波段開關(guān)所示的標(biāo)稱值一致。逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，則對時基微調(diào)。旋鈕拔出后處于掃描擴展?fàn)顟B(tài)。通常為×10擴展，即水平靈敏度擴大10倍，時基縮小到1/10。例如在2μS/DIV檔，掃描擴展?fàn)顟B(tài)下熒光屏上水平一格代表的時間值等于2μS×(1/10)=μS

示波器的標(biāo)準(zhǔn)信號源CAL，專門用于校準(zhǔn)示波器的時基和垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。例如COS5041型示波器標(biāo)準(zhǔn)信號源提供一個VP-P=2V,f=1kHz的方波信號。

示波器前面板上的位移(Position)旋鈕調(diào)節(jié)信號波形在熒光屏上的位置。旋轉(zhuǎn)水平位移旋鈕(標(biāo)有水平雙向箭頭)左右移動信號波形，旋轉(zhuǎn)垂直位移旋鈕(標(biāo)有垂直雙向箭頭)上下移動信號波形。

輸入通道和輸入耦合選擇

1.輸入通道選擇

輸入通道至少有三種選擇方式：通道1(CH1)、通道2(CH2)、雙通道(DUAL)。選擇通道1時，示波器僅顯示通道1的信號。選擇通道2時，示波器僅顯示通道2的信號。選擇雙通道時，示波器同時顯示通道1信號和通道2信號。測試信號時，首先要將示波器的地與被測電路的地連接在一起。根據(jù)輸入通道的選擇，將示波器探頭插到相應(yīng)通道插座上，示波器探頭上的地與被測電路的地連接在一起，示波器探頭接觸被測點。示波器探頭上有一雙位開關(guān)。此開關(guān)撥到“×1”位置時，被測信號無衰減送到示波器，從熒光屏上讀出的電壓值是信號的實際電壓值。此開關(guān)撥到“×10_位置時，被測信號衰減為1/10，然后送往示波器，從熒光屏上讀出的電壓值乘以10才是信號的實際電壓值。

2.輸入耦合方式

輸入耦合方式有三種選擇：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。當(dāng)選擇“地”時，掃描線顯示出“示波器地”在熒光屏上的位置。直流耦合用于測定信號直流絕對值和觀測極低頻信號。交流耦合用于觀測交流和含有直流成分的交流信號。在數(shù)字電路實驗中，一般選擇“直流”方式，以便觀測信號的絕對電壓值。

第一節(jié)指出，被測信號從Y軸輸入后，一部分送到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板上，驅(qū)動光點在熒光屏上按比例沿垂直方向移動;另一部分分流到x軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)掃描發(fā)生器，產(chǎn)生重復(fù)的鋸齒波電壓加到示波管的X偏轉(zhuǎn)板上，使光點沿水平方向移動，兩者合一，光點在熒光屏上描繪出的圖形就是被測信號圖形。由此可知，正確的觸發(fā)方式直接影響到示波器的有效操作。為了在熒光屏上得到穩(wěn)定的、清晰的信號波形，掌握基本的觸發(fā)功能及其操作方法是十分重要的。

1.觸發(fā)源(Source)選擇

要使屏幕上顯示穩(wěn)定的波形，則需將被測信號本身或者與被測信號有一定時間關(guān)系的觸發(fā)信號加到觸發(fā)電路。觸發(fā)源選擇確定觸發(fā)信號由何處供給。通常有三種觸發(fā)源：內(nèi)觸發(fā)(INT)、電源觸發(fā)內(nèi)觸發(fā)使用被測信號作為觸發(fā)信號，是經(jīng)常使用的一種觸發(fā)方式。由于觸發(fā)信號本身是被測信號的一部分，在屏幕上可以顯示出非常穩(wěn)定的波形。雙蹤示波器中通道1或者通道2都可以選作觸發(fā)信號。

電源觸發(fā)使用交流電源頻率信號作為觸發(fā)信號。這種方法在測量與交流電源頻率有關(guān)的信號時是有效的。特別在測量音頻電路、閘流管的低電平交流噪音時更為有效。

外觸發(fā)使用外加信號作為觸發(fā)信號，外加信號從外觸發(fā)輸入端輸入。外觸發(fā)信號與被測信號間應(yīng)具有周期性的關(guān)系。由于被測信號沒有用作觸發(fā)信號，所以何時開始掃描與被測信號無關(guān)。

正確選擇觸發(fā)信號對波形顯示的穩(wěn)定、清晰有很大關(guān)系。例如在數(shù)字電路的測量中，對一個簡單的周期信號而言，選擇內(nèi)觸發(fā)可能好一些，而對于一個具有復(fù)雜周期的信號，且存在一個與它有周期關(guān)系的信號時，選用外觸發(fā)可能更好。

2.觸發(fā)耦合(Coupling)方式選擇

觸發(fā)信號到觸發(fā)電路的耦合方式有多種，目的是為了觸發(fā)信號的穩(wěn)定、可靠。這里介紹常用的幾種。

AC耦合又稱電容耦合。它只允許用觸發(fā)信號的交流分量觸發(fā)，觸發(fā)信號的直流分量被隔斷。通常在不考慮DC分量時使用這種耦合方式，以形成穩(wěn)定觸發(fā)。但是如果觸發(fā)信號的頻率小于10Hz，會造成觸發(fā)困難。

直流耦合(DC)不隔斷觸發(fā)信號的直流分量。當(dāng)觸發(fā)信號的頻率較低或者觸發(fā)信號的占空比很大時，使用直流耦合較好。

低頻抑制(LFR)觸發(fā)時觸發(fā)信號經(jīng)過高通濾波器加到觸發(fā)電路，觸發(fā)信號的低頻成分被抑制;高頻抑制(HFR)觸發(fā)時，觸發(fā)信號通過低通濾波器加到觸發(fā)電路，觸發(fā)信號的高頻成分被抑制。此外還有用于電視維修的電視同步(TV)觸發(fā)。這些觸發(fā)耦合方式各有自己的適用范圍，需在使用中去體會。

3.觸發(fā)電平(Level)和觸發(fā)極性(Slope)

觸發(fā)電平調(diào)節(jié)又叫同步調(diào)節(jié)，它使得掃描與被測信號同步。電平調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)觸發(fā)信號的觸發(fā)電平。一旦觸發(fā)信號超過由旋鈕設(shè)定的觸發(fā)電平時，掃描即被觸發(fā)。順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平上升;逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平下降。當(dāng)電平旋鈕調(diào)到電平鎖定位置時，觸發(fā)電平自動保持在觸發(fā)信號的幅度之內(nèi)，不需要電平調(diào)節(jié)就能產(chǎn)生一個穩(wěn)定的觸發(fā)。當(dāng)信號波形復(fù)雜，用電平旋鈕不能穩(wěn)定觸發(fā)時，用釋抑(HoldOff)旋鈕調(diào)節(jié)波形的釋抑時間(掃描暫停時間)，能使掃描與波形穩(wěn)定同步。

極性開關(guān)用來選擇觸發(fā)信號的極性。撥在“+”位置上時，在信號增加的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號超過觸發(fā)電平時就產(chǎn)生觸發(fā)。撥在“-”位置上時，在信號減少的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號超過觸發(fā)電平時就產(chǎn)生觸發(fā)。觸發(fā)極性和觸發(fā)電平共同決定觸發(fā)信號的觸發(fā)點。

掃描方式(SweepMode)

掃描有自動(Auto)、常態(tài)(Norm)和單次(Single)三種掃描方式。

自動：當(dāng)無觸發(fā)信號輸入，或者觸發(fā)信號頻率低于50Hz時，掃描為自激方式。

常態(tài)：當(dāng)無觸發(fā)信號輸入時，掃描處于準(zhǔn)備狀態(tài)，沒有掃描線。觸發(fā)信號到來后，觸發(fā)掃描。

單次：單次按鈕類似復(fù)位開關(guān)。單次掃描方式下，按單次按鈕時掃描電路復(fù)位，此時準(zhǔn)備好(Ready)燈亮。觸發(fā)信號到來后產(chǎn)生一次掃描。單次掃描結(jié)束后，準(zhǔn)備燈滅。單次掃描用于觀測非周期信號或者單次瞬變信號，往往需要對波形拍照。

上面扼要介紹了示波器的基本功能及操作。示波器還有一些更復(fù)雜的功能，如延遲掃描、觸發(fā)延遲、X-Y工作方式等，這里就不介紹了。示波器入門操作是容易的，真正熟練則要在應(yīng)用中掌握。值得指出的是，示波器雖然功能較多，但許多情況下用其他儀器、儀表更好。例如，在數(shù)字電路實驗中，判斷一個脈寬較窄的單脈沖是否發(fā)生時，用邏輯筆就簡單的多;測量單脈沖脈寬時，用邏輯分析儀更好一些。

示波器物理實驗總結(jié)第6篇一、實驗?zāi)康募耙螅?/p>

（1）了解示波器的基本工作原理。

（2）學(xué)習(xí)示波器、函數(shù)信號發(fā)生器的使用方法。

（3）學(xué)習(xí)用示波器觀察信號波形和利用示波器測量信號頻率的方法。

二、實驗原理：

1)示波器的基本組成部分：示波管、豎直放大器、水平放大器、掃描發(fā)生器、觸發(fā)同步和直流電源等。

2)示波管左端為一電子槍，電子槍加熱后發(fā)出一束電子，電子經(jīng)電場加速以高速打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物發(fā)光形成一亮點。亮點在偏轉(zhuǎn)板電壓的作用下，位置也隨之改變。在一定范圍內(nèi)，亮點的位移與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓成正比。

3)示波器顯示波形的原理：如果在X軸偏轉(zhuǎn)板加上波形為鋸齒形的電壓，在熒光屏上看到的是一條水平線，如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，而X軸偏轉(zhuǎn)板不加任何電壓，則電子束的亮點在縱方向隨時間作正弦式振蕩，在橫方向不動。我們看到的將是一條垂直的亮線，如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，又在X軸偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒形電壓，則熒光屏上的亮點將同時進行方向互相垂直的兩種位移，兩個方向的位移合成就描出了正弦圖形。如果正弦波與鋸齒波的周期（頻率）相同，這個正弦圖形將穩(wěn)定地停在熒光屏上。但如果正弦波與鋸齒波的周期稍有不同，則第二次所描出的曲線將和第一次的曲線位置稍微錯開，在熒光屏上將看到不穩(wěn)定的圖形或不斷地移動的圖形，甚至很復(fù)雜的圖形。要使顯示的波形穩(wěn)定，掃描必須是線性的，即必須加鋸齒波；Y軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率與X軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率的比值必須是整數(shù)。示波器中的鋸齒掃描電壓的頻率雖然可調(diào)，但光靠人工調(diào)節(jié)還是不夠準(zhǔn)確，所以在示波器內(nèi)部加裝了自動頻率跟蹤的裝置，稱為“同步”。在人工調(diào)節(jié)接近滿足式頻率整數(shù)倍時條件下，再加入“同步”的作用，掃描電壓的周期就能準(zhǔn)確等于待測電壓周期的整數(shù)倍，從而獲得穩(wěn)定的波形。

4)李薩如圖形的基本原理：如果同時從示波器的x軸和y軸輸入頻率相同或成簡單整數(shù)比的兩個正弦電壓，則屏幕上將呈現(xiàn)出特殊形狀的、穩(wěn)定的光點軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。李薩如圖形的形成規(guī)律為：如果沿x，y分別作一條直線，水平方向的直線做多可得的交點數(shù)為N（x），豎直方向最多可得的交點數(shù)為N（y），則x和y方向輸入的兩正弦波的頻率之比為f（x）：f（y）=N（y）：N（x）。

三、實驗儀器：

示波器、函數(shù)信號發(fā)生器。

四、實驗操作的主要步驟：

(一)示波器的使用與調(diào)節(jié)

1)將各控制旋鈕置于相關(guān)位置。

2)接通電源，按下面板左下角的“POWER”鈕，指示燈亮，稍待片刻，儀器進入正常工作狀態(tài)。

3)經(jīng)示波管燈絲預(yù)熱后，屏上出現(xiàn)綠色亮點，調(diào)節(jié)INTEN、FOCUS、POSITION，使亮點清晰。

4)將TIME/DIV逐漸旋到2ms或5ms，觀察光點由慢變快移動，直至屏上顯示一條穩(wěn)定的水平掃描線，按(3)使線清晰。

(二)實驗內(nèi)容：

1)觀察正弦波波長：

a)將ACGNDDC轉(zhuǎn)換開關(guān)置于AC

b)講面板右上角的SOURCE置于CH2

c)將函數(shù)信號發(fā)生器的50Hz信號源直接輸入CH2-Y輸入端（紅插頭應(yīng)接函數(shù)發(fā)生器輸出的紅接線柱）

d)屏上顯示出正弦波（調(diào)V/DIV調(diào)節(jié)大小，TIME/DIV掃描開關(guān)使之出現(xiàn)正弦波，IEVEL使波形穩(wěn)定）

e)改變掃描電壓的頻率(TIME/DIV)觀察正弦波得變化，使屏上出現(xiàn)多個完整的波形圖。

2)觀察并描繪李薩如圖形，測量正弦信號頻率。

利用利薩如圖測正弦電壓的頻率基本原理

通過觀察熒光屏上利薩如圖形進行頻率對比的方法稱之為利薩如圖形法。此法于1855年由利薩如所證明。將被測正弦信號fx加到y(tǒng)偏轉(zhuǎn)板，將參考正弦信號fx加到x偏轉(zhuǎn)板，當(dāng)兩者的頻率之比fy/fx是整數(shù)時，在熒光屏上將出現(xiàn)利薩如圖。

不同頻率比的利薩如圖形。判斷兩個電壓信號頻率比的條件是屏上出現(xiàn)了利薩如圖形穩(wěn)定不動，方法是對穩(wěn)定不動的圖形分別做水平直線和豎直直線與圖形相切，設(shè)水平線上的切點數(shù)最多為Nx，豎直線上的切點數(shù)最多為Ny，則

fy/fx=Nx/Ny

圖1李薩如圖與信號頻率的關(guān)系

圖2fx/fy=1：1時李薩如圖與信號相位差的關(guān)系

五、數(shù)據(jù)記錄及處理：

用李薩如圖測量正弦信號頻率

六、實驗注意事項：

1．信號發(fā)生器、示波器預(yù)熱3分鐘以后才能正常工作。

2．測信號電壓時，一定要將電壓衰減旋紐的微調(diào)順時針旋足（校正位置）；測信號周期時，一定要將掃描速率旋紐的微調(diào)順時針旋足（校正位置）；

3．不要頻繁開關(guān)機，示波器上光點的亮度不可調(diào)得太強，也不能讓亮點長時間停在熒光屏的一點上，如果暫時不用，把輝度降到最低即可。

4．轉(zhuǎn)動旋鈕和按鍵時必須有的放矢，不要將開關(guān)和旋鈕強行旋轉(zhuǎn)、死拉硬擰，以免損壞按鍵、旋鈕和示波器，示波器探頭與插座的配合方式類似于掛口燈泡與燈座的鎖扣配合方式，切忌生拉硬拽。

七、趣味物理實驗心得：

一個學(xué)期就要過去了，在本學(xué)期里，老師又教了很多實驗，我做了許多類型的實驗，讓我受益菲淺，我又學(xué)會了很多東西，其中很多知識在平時的學(xué)習(xí)中都是無法學(xué)習(xí)到的，其中很多實驗都開闊了我們的視野，讓我們獲得了許多平時課堂上得不到的知識。

通過高中以及大學(xué)兩個學(xué)期的物理實驗，我發(fā)現(xiàn)實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，我們學(xué)到的許多理論都來源于實驗，也學(xué)到了許多物理課上沒有教到的理論。很多實驗都是需要花費許多心思去學(xué)習(xí)的，也是非常復(fù)雜的。經(jīng)過這一年的大學(xué)物理實驗課的學(xué)習(xí)，讓我收獲多多。想要做好物理實驗容不得半點馬虎，她培養(yǎng)了我們耐心、信心和恒心。當(dāng)然，我也發(fā)現(xiàn)了我存在的很多不足。我的動手能力還不夠強，當(dāng)有些實驗需要比較強的動手能力的時侯我還不能從容應(yīng)對，實驗就是為了讓你動手做，去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的東西?，F(xiàn)在，大學(xué)生的動手能力越來越被人們重視，大學(xué)物理實驗正好為我們提供了這一平臺讓我們?nèi)ュ憻捵约旱膭邮帜芰ΑＮ业膶W(xué)習(xí)方式還有待改善，當(dāng)面對一些復(fù)雜的實驗時我還不能很快很好的完成。偉大的科學(xué)家之所以偉大就是他們利用實驗證明了他們的偉大。唯有實驗才是檢驗理論正確與否的唯一方法。為了要使你的理論被人接受，你必須用事實來證明。

示波器物理實驗總結(jié)第7篇一、實驗?zāi)康暮鸵?/p>

1．根據(jù)已學(xué)的示波器理論知識學(xué)習(xí)正確使用通用雙蹤示波器，并利用示波器進行各種電信號的測量，熟練掌握模擬示波器的使用。

2．學(xué)習(xí)數(shù)字式通用示波器的使用，了解其在測量上的強大功能，并與模擬示波器進行比較，體會各自在測量上的特點。

3．認(rèn)真按實驗內(nèi)容的要求進行實驗，記錄有關(guān)的數(shù)據(jù)和波形，回答實驗內(nèi)容中提出的

有關(guān)問題，并按時提交實驗報告。

二、實驗原理

在時域信號測量中，電子示波器無疑是最具代表性的典型測量儀器。它可以精確復(fù)現(xiàn)作為時間函數(shù)的電壓波形（橫軸為時間軸，縱軸為幅度軸），不僅可以觀察相對于時間的連續(xù)信號，也可以觀察某一時刻的瞬間信號，這是電壓表所做不到的。我們不僅可以從示波器上觀察電壓的波形，也可以讀出電壓信號的幅度、頻率及相位等參數(shù)。

電子示波器是利用隨電信號的變化而偏轉(zhuǎn)的電子束不斷轟擊熒光屏而顯示波形的，如果在示波管的X偏轉(zhuǎn)板（水平偏轉(zhuǎn)板）上加一隨時間作線性變化的時基信號，在Y偏轉(zhuǎn)板（垂直偏轉(zhuǎn)板）加上要觀測的電信號，示波器的熒光屏上便能顯示出所要觀測的電信號的時間波形。

若水平偏轉(zhuǎn)板上無掃描信號，則從熒光屏上什么也看不見或只能看到一條垂直的直線。因此，只有當(dāng)X偏轉(zhuǎn)板加上鋸齒電壓后才有可能將波形展開，看到信號的時間波形。一般說來，Y偏轉(zhuǎn)板上所加的待觀測信號的周期與X偏轉(zhuǎn)板上所加的掃描鋸齒電壓的周期是不相同的，也不一定是整數(shù)倍，因而每次掃描的起點對待觀測信號來說將不固定，則顯示波形便會不斷向左或向右移動，波形將一片模糊。這就有一個同步問題，即怎樣使每次掃描都在待觀測信號不同周期的相同相位點開始。近代電子示波器通常是采用等待觸發(fā)掃描的工作方式來實現(xiàn)同步的。只要選擇不同的觸發(fā)電平和極性，掃描便可穩(wěn)定在待觀測信號的某一相應(yīng)相位點開始，從而使顯示波形穩(wěn)定、清晰。

在現(xiàn)代電子示波器中，為了便于同時觀測兩個信號（如比較兩個信號的相位關(guān)系），采用了雙蹤顯示的辦法，即在熒光屏上可以同時有兩條光跡出現(xiàn)，這樣，兩個待測的信號便可同時顯示在熒光屏上，雙蹤顯示時，有交替、斷續(xù)兩種工作方式。交替、斷續(xù)工作時，掃描電壓均為一種，只是把顯示時間進行了相應(yīng)的劃分而已。

由于雙蹤顯示時兩個通道都有信號輸入，因此還可以工作于疊加方式，這時是將兩個信號逐點相加起來后送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板的。這種工作方式可模擬諧波疊加，波形失真等問題。同時，如果改變其中一個的極性，也可以實現(xiàn)相減的顯示功能。這相當(dāng)于兩個函數(shù)的相加減。示波器除了用于觀測信號的時間波形外，還可將兩個相同或不同的信號分別加于垂直和水平系統(tǒng)，以觀測兩信號在X－Y平面上正交疊加所組成的圖形，如李沙育圖形。它可用于觀測兩個信號之間的幅度、相位和頻率關(guān)系。

三、實驗儀器設(shè)備

1．模擬雙蹤示波器CS－4135A一臺

2．?dāng)?shù)字雙蹤示波器TDS－1002B一臺

3．DDS函數(shù)信號發(fā)生器DG1022一臺

圖1－1CS-4135A示波器前面板示意圖

示波器前面板之說明：

1．CRT顯示屏顯示范圍為垂直軸8div（80mm），水平軸10div（100mm）。為使顯示信號與刻度間不會產(chǎn)生視差，采用了標(biāo)示于熒幕內(nèi)側(cè)的刻度。此外在刻度的左端則標(biāo)示有測定響應(yīng)時間的%記號。2．POWER電源開關(guān)按鈕。3．電源指示燈。

4．CAL端子為校正用信號輸出端子。使用于校正探頭時，可得到1Vp-p正極性，1kHz之方波信號輸出。5．刻度照明控制CRT格子刻度線的亮度。

6．TRACEROTA用于調(diào)節(jié)水平掃描線的傾斜度。7．FOCUS掃描線焦距調(diào)節(jié)旋鈕。

8．INTEN輝度旋鈕用于調(diào)整掃描線的亮度。9．GND接地端子。

10&13．調(diào)節(jié)CH1和CH2波形的垂直位置。12．BAL用于調(diào)整垂直通道的DC平衡。11&14．AC-GND-DC垂直通道的輸入耦合方式，即選擇以何種方式觀測輸入信號。

15&16．偏轉(zhuǎn)靈敏度（垂直軸衰減）旋鈕粗調(diào)和微調(diào)，為獲得正確的讀數(shù)，微調(diào)旋鈕必需關(guān)閉，即順時針旋至最右端的位置。19．MODE用于選擇觸發(fā)方式。AUTO：由觸發(fā)信號啟動掃描，若無輸入觸發(fā)信號則顯示掃描時間基線。NORM：若無正確輸入觸發(fā)信號則沒有任何顯示。FIX：在固定的觸發(fā)電平位置開始觸發(fā)掃描。TV-F：將復(fù)合射頻信號的垂直同步脈沖分離出來實現(xiàn)觸發(fā)。

TV-L：將復(fù)合射頻信號的水平同步脈沖分離出來實現(xiàn)觸發(fā)。

20．VERTMODE用于選擇垂直通道輸入信號的顯示模式。CH1：顯示CH1的輸入信號。CH2：顯示CH2的輸入信號。ALT：采用交替方式顯示CH1和CH2的輸入信號（用于高速掃描）。CHOP：以固定的250kHz頻率采用斷續(xù)方式顯示CH1和CH2的輸入信號（用于低速掃描）。

21．CH2INVERT按下此按鈕，CH2輸入信號極性被反相。

22．X-Y按下此按鈕，示波器變?yōu)閄-Y軸圖示儀，此時CH1為Y軸，CH2為X軸。

23．SOURCE選擇觸發(fā)信號源。VERT：觸發(fā)源由VERTMODE加以選擇（其中CHOP方式觸發(fā)源由CH1提供）。CH1（CH2）：觸發(fā)源為CH1（CH2）的輸入信號。LINE：觸發(fā)源為商用電源的電壓波形。EXT：外部接入的觸發(fā)源。24．SLOPE用于選擇觸發(fā)信號的極性。25．TRIGGERLEVEL用于調(diào)整觸發(fā)電平。26．外觸發(fā)源輸入端。27&28．掃描速度粗調(diào)和微調(diào)旋鈕，同樣讀數(shù)時微調(diào)旋鈕必需旋至最右端的位置。

29．調(diào)節(jié)顯示波形的水平位置。30．X10MAG按下此按鈕，信號在水平方向上擴展10倍。

四、預(yù)習(xí)要求

1、復(fù)習(xí)好教材《電子測量與儀器》第六章時域測量的內(nèi)容，掌握示波器的原理。

2、查找相關(guān)資料及參照實驗儀器使用說明書，預(yù)先了解雙蹤示波器、函數(shù)信號發(fā)生器各旋鈕、開關(guān)的作用。

3、詳細(xì)閱讀實驗指導(dǎo)書，作好繪制波形和測試記錄的準(zhǔn)備。

五、實驗內(nèi)容

（一）、學(xué)習(xí)并熟練掌握通用模擬示波器的使用

1．打開示波器預(yù)熱后調(diào)出掃描線，對照上一頁圖1－1的標(biāo)示，熟悉CS-4135A模擬示

波器各個開關(guān)和旋鈕的作用。

2．從DG1022函數(shù)信號發(fā)生器的CH1輸出一個頻率為1kHz，幅值為5Vpp的正弦波，輸入到CS-4135A模擬示波器的CH1（垂直通道1）上并穩(wěn)定顯示，示波器的一些初始設(shè)置如下：MODE位于AUTO，VERTMODE位于CH1，SOURCE位于VERT，TRIGGERLEVEL約位于中間位置，偏轉(zhuǎn)靈敏度旋鈕和掃描速度旋鈕處于適當(dāng)位置，按鍵按鈕都處于彈出狀態(tài)；接著完成以下操作：

（1）．把觸發(fā)源SOURCE的選擇桿從VERT的位置撥至CH1和CH2，理解為什么在CH2位置

時波形變得不穩(wěn)定，然后撥回VERT位置。

（2）．旋轉(zhuǎn)水平位移旋鈕，把波形的掃描起點右移到顯示屏幕的可視位置，然后按下和

彈起SLOPE按鍵，查看波形的不同觸發(fā)極性（正極性上升沿觸發(fā)，負(fù)極性下降沿觸發(fā)）。

（3）．旋轉(zhuǎn)TRIGGERLEVEL旋鈕，觀察波形起點的位置變化，當(dāng)起點超過波形的正負(fù)峰值

時，波形顯示會有什么變化？體會觸發(fā)電平在獲取穩(wěn)定波形顯示過程中的重要作用。

（4）．把VERTMODE選擇桿從CH1撥至CH2，會出現(xiàn)什么情況？此時再把MODE選擇桿從

AUTO位置撥至NORM，又會出現(xiàn)什么情況？體會觸發(fā)和掃描的工作狀況。最后把各設(shè)置撥回初始位置。

VERTMODE選擇桿從CH1撥至CH2:波形消失。

MODE選擇桿從AUTO位置撥至NORM：無明顯變化。

3．熟悉示波器的雙通道顯示功能。

從DG1022函數(shù)信號發(fā)生器的CH2輸出另一個頻率為，幅值為5Vpp的

正弦波(注意CH2的默認(rèn)波形是三角波)，輸入到CS-4135A模擬示波器的CH2（垂直通道2）上，此時示波器顯示的仍然是CH1輸入的信號，若要顯示CH2輸入的信號，需把VERTMODE從CH1撥至CH2，則示波器的顯示變成CH2輸入的信號。若想同時顯示兩個通道的信號，可以把VERTMODE撥至ALT或CHOP位置，ALT采用交替方式實現(xiàn)雙蹤顯示，此時兩個通道的輸入信號都能夠得到穩(wěn)定的顯示（但是這時兩個通道的信號被設(shè)置在信號周期的同一位置開始觸發(fā)，從顯示上不能判別出兩信號的相位關(guān)系）。CHOP采用斷續(xù)方式實現(xiàn)雙蹤顯示，但是只能穩(wěn)定顯示一個通道的信號，另一個通道的信號不能穩(wěn)定（如果兩個通道的信號頻率剛好是整數(shù)比關(guān)系時，則能同時穩(wěn)定），穩(wěn)定與否由觸發(fā)源決定，當(dāng)SOURCE位于VERT或CH1位置時，CH1通道穩(wěn)定顯示，當(dāng)SOURCE位于CH2位置時，CH2通道穩(wěn)定顯示。請同學(xué)們結(jié)合教材內(nèi)容進一步理解示波器的雙蹤顯示情況。

4．在一臺性能良好的示波器上觀測一個電壓幅度1V，頻率1KHz正弦波形，但是在示

波器的屏幕上卻出現(xiàn)如圖1－2所示各種非正常的波形顯示，請把圖中所給出的各種不正常波形在示波器上顯示出來，然后把波形調(diào)回正常顯示狀態(tài)，試分析每種不正常波形產(chǎn)生的原因（有的現(xiàn)象可能有多種原因），并說明應(yīng)如何調(diào)整示波器的哪些相關(guān)開關(guān)、旋鈕才能觀測到正常的波形。

圖1－2非正常顯示波形

（注：圖（3）的現(xiàn)象可能是一根豎線從左向右緩慢移動，也可能是穩(wěn)定不動。圖（10）

是一種不穩(wěn)定顯示的情況，屏幕上看到的線或多或少。）

(1)VOLTS/DIV——過小

(2)MODE——CH2

——GND

(3)TIME/DIV——過大

(4)——過高或者過低

——過小，SWEEPTIME/DIV——過小，HORIZONTALPOSITION—

—過高或者過低

(5)FOCUS沒有調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置

(6)SWEEPTIME/DIV——過大

(7)SWEEPTIME/DIV——過小

(8)CH1&HORIZOMTAL，POSITION沒有調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置

(9)VOLTS/DIV——過大

(10)TIME/DIV&VARIABLE沒有調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置

LEVEL沒有調(diào)節(jié)到適當(dāng)位置

(11)CH2，X-Y

5．從DG1022函數(shù)信號發(fā)生器的CH1輸出一個頻率為8Hz，幅值為5Vpp的正弦波，輸入到模擬示波器的CH1（垂直通道1）上，通過調(diào)節(jié)示波器的相關(guān)旋鈕，在示波器顯示屏上獲得穩(wěn)定顯示的正弦波波形（顯示1～3個周期）。說明你判斷波形已經(jīng)穩(wěn)定顯示的依

據(jù)，并解釋此時示波器的顯示現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因；從儀器操作上能不能消除這種顯示現(xiàn)

象？你認(rèn)為從技術(shù)上能如何改善顯示效果？

判斷波形已經(jīng)穩(wěn)定顯示的依據(jù)：波形消失和出現(xiàn)的位置重合，即掃描同步，軌跡相同。

示波器顯示現(xiàn)象：波形從左至右在閃爍，產(chǎn)生原因是輸入信號的頻率很小。從儀器操作上不能消除這種顯示現(xiàn)象，它是正常的，由于人眼的視覺暫留和熒光屏的余輝，便可以觀察到信號的波形。

技術(shù)上改善顯示效果：使用多級灰度技術(shù)配合示波器的快速刷新或者深存儲，可以達(dá)到更好的波形觀測效果和波形細(xì)節(jié)和異常的檢測效果。

6．從DG1022函數(shù)信號發(fā)生器的CH1輸出一個頻率為10kHz，幅值為5Vpp的正弦波，輸入到模擬示波器的CH1上并讓波形適中穩(wěn)定顯示