1、得分教師簽名批改日期 深 圳 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報 告課程名稱： 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（一） 實(shí)驗(yàn)名稱： 示波器的使用 學(xué)院： 專業(yè)： 課程編號： 組號： 指導(dǎo)教師： 報告人： 學(xué)號： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 科 技 樓 901 實(shí)驗(yàn)時間： 年 月 日 星期 實(shí)驗(yàn)報告提交時間： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康腶了解示波器的示波原理；b學(xué)習(xí)用示波器觀察電信號的波形，并了解信號發(fā)生器的使用方法；c學(xué)習(xí)用示波器測定電信號的頻率，通過對李薩如圖形的觀察，進(jìn)一步加深對于相互垂 直、諧振合成理論的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理：一、示波器示波器是顯示電壓波形的電子儀器，它可以將電壓隨時間的變化規(guī)律通過圖形顯示出來。示波器中顯示部件示波管的結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)示波

2、器接上電源時，示波管中的熱陰極會因發(fā)熱而產(chǎn)生電子，經(jīng)過電子槍和偏轉(zhuǎn)極形成的電子流會擊在熒光屏上，使得熒光屏某位置發(fā)光，即在該位置形成光點(diǎn)。若偏轉(zhuǎn)極未加任何信號，光點(diǎn)應(yīng)該在熒光屏的幾何中心處，如下圖所示。要想光點(diǎn)移動（實(shí)際上示電子束打在屏上的位置的變化），就必須在極板上加可變化的電壓，這樣，由于加在極板上的電壓不同導(dǎo)致電子束偏轉(zhuǎn)角度不同，最終在屏上光點(diǎn)位置不同，給人的感覺就像是光點(diǎn)在移動。示波器內(nèi)部會產(chǎn)生右下圖所示的鋸齒電壓，這也就是所說的掃描電壓，該電壓的特性是周期性的。在一個周期內(nèi)電壓滿足，即電壓與時間成線形關(guān)系，該電壓是加在偏轉(zhuǎn)極上，它將控制電子束擊在屏上的位置，若以屏幕上過幾何中心的橫線

3、為X軸，以幾何中心為原點(diǎn)，那么可以看出在一個周期內(nèi)電壓V和位置X的對應(yīng)關(guān)系。由下圖可以看出，在一個周期內(nèi)，光點(diǎn)在屏幕上的位置與時間成一一對應(yīng)關(guān)系。這樣就達(dá)到了用光點(diǎn)在橫軸上位置的變化規(guī)律來代替時間的變化規(guī)律的目的。當(dāng)掃描電壓達(dá)到后會突然降到-,從而又開始新一輪的位置變化，這就是我們在示波器上看到的掃描線。屏幕上顯示的就是一條掃描線。它反映了在一個周期內(nèi)時間的變化規(guī)律，可以看作為時間軸。有了時間軸，再在的極板上加上待觀察的信號，那么光點(diǎn)的位置不僅隨時間在X軸上變化，同時還會在Y軸上隨著時間有幅度地變化，最后在屏幕上顯示的就是如右上圖所示的變化曲線。為了在熒光屏上得到穩(wěn)定不動的信號波形，采用被測信

4、號來控制掃描電壓的產(chǎn)生時刻，成為觸發(fā)掃描。調(diào)節(jié)觸發(fā)電平高低，使被測信號達(dá)到某一定值時，掃描電路才開始工作，產(chǎn)生一個鋸齒波，將被測信號顯示出來。由于每次被測信號只有都達(dá)到這一定值時，掃描電路才工作，產(chǎn)生鋸齒波，所以每次掃面顯示的波形相同。這樣，在熒光屏上看到的波形就穩(wěn)定不動。觸發(fā)掃描的原理如下圖所示：二、李薩如圖利用李薩如圖的目的是通過已知的正弦波信號去測正弦波信號的未知頻率。將本別輸入示波器，偏轉(zhuǎn)極上，其實(shí)是代替了示波器內(nèi)產(chǎn)生的掃描電壓，這樣實(shí)際上是不同頻率的正弦波信號在坐標(biāo)中合成，其合成的圖形取決于與的比值。下圖就是不同比值的：對應(yīng)的不同形式的圖形。由下圖可以看出，其比值實(shí)際上就是圖形中分別

5、在Y,X軸上最多交點(diǎn)數(shù)的比值，滿足（其中分別表示圖形與Y軸、X軸上最多交點(diǎn)數(shù)），因此，由，即可求出的頻率。三、實(shí)驗(yàn)儀器：V252雙蹤示波器、1693型多波形信號發(fā)生器、XD2B正弦信號發(fā)生器。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：.用示波器V-252觀察1693型多波形信號發(fā)生器輸出的8種波形a先將1693型發(fā)生器電源打開，將波素旋鈕選擇在1檔，頻率選擇鍵“”，將其輸出信號通過信號線連接到示波器種的或的接口，對應(yīng)選擇通道選擇開關(guān)種的或，以及內(nèi)部出發(fā)選擇開關(guān)中的或，以上選擇必須滿足或，否則圖形不會顯示或者不穩(wěn)定。b分別調(diào)節(jié)1693型發(fā)生器中頻率調(diào)節(jié)、電平移動、幅度旋鈕以及示波器中掃描信號周期粗調(diào)、微調(diào)以及通道靈感

6、度粗調(diào)、細(xì)調(diào)旋鈕，直至在示波器上顯示出一個占滿屏幕上80范圍的完整圖形。通過1693型發(fā)生器中的波形選擇開關(guān)分別調(diào)節(jié)出8種信號波形，要求將波形分別畫在準(zhǔn)備好的坐標(biāo)繪圖紙上。2.調(diào)節(jié)并測出1693型正弦波頻率將1693型信號發(fā)生器的波形選擇鍵選擇微正弦波形鍵，再將輸出信號輸入到示波器的信號接口，將示波器的掃描信號周期選擇在0.1ms/div，將掃描微調(diào)順時針鎖死，再調(diào)節(jié)1693型發(fā)生器種的頻率調(diào)節(jié)按鈕，直至示波器上顯示一個穩(wěn)定的波形，這樣就確定出1693型發(fā)生器輸出正弦波的頻率為1 kHz。在確定出1693型正弦波輸出頻率為1 kHz的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)示波器的掃描信號周期，分別在示波器上顯示出1，2

7、，1/3個正弦波形，且將圖形描在預(yù)先準(zhǔn)備好的坐標(biāo)紙上，記下每次示波器上的掃描信號周期所對應(yīng)的時間。3李薩如圖形法將XD2B輸出的已知頻率的信號輸入到示波器“”插座，看作，而將待測的1693型正弦波輸出的信號輸入到示波器“”插座，看坐,將掃描信號周期置于“X-Y”位置。仔細(xì)調(diào)節(jié)XD2B的輸出頻率直至示波器上顯示出1：1李薩如圖形，這樣就能確定.比較上述兩種方法測出的結(jié)果。在前面的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)XD2B的輸出信號頻率調(diào)節(jié)按鈕，分別調(diào)出：為2/3，3/2的李薩如圖形。4利用示波器的靈敏度調(diào)節(jié)按鈕與掃描信號周期確認(rèn)1693型輸出正弦波的電壓有效值為1V。將待測信號輸入后，將示波器面板上的Y軸靈敏度細(xì)調(diào)順時

8、針鎖死，此時可根據(jù)屏幕上的Y軸坐標(biāo)刻度，利用示波器Y軸靈敏度選擇開關(guān)的V/div檔級標(biāo)稱值，直接讀出信號波形的峰峰值為D div(如下圖所示)。例如示波器“V/div”選擇5 V檔級，則被測信號峰值為：式中：表示波峰到波谷之間的電壓值；div為對應(yīng)一個厘米的長度。本實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)1693型幅度調(diào)節(jié)旋鈕，用示波器確定輸出電壓有效值為1 V；要求記錄出D（div）值及通道靈敏度粗調(diào)標(biāo)稱值。五、圖形與數(shù)據(jù)記錄：組號： ；姓名 1、觀察頻率為1KHz的正弦波、方波、三角波，要求將一個周期的波形分別畫在準(zhǔn)備好的坐標(biāo)繪圖紙上,對應(yīng)記錄示波器的掃描時間。掃描周期（正弦波） ，掃描周期（方波） ，掃描周期（三角

9、波） ，2、將1/2、2和正弦波形畫在坐標(biāo)紙上，并記錄示波器掃描時間：掃描周期（1/2個） ，掃描周期（2個） ， 3、畫出頻率比為1：1、2：1和1：2的李薩如圖形并記錄相應(yīng)的信號頻率：（1：1）：fx= ，（2：1）fx = ， （1：2個）fx= ， fy= fy = , fy = ,4、測量信號的有效電壓：靈敏度： /div， 信號所占格數(shù)： div，六、數(shù)據(jù)處理：131.77mm 8.25mm 130.02mm 7.66mm 896.2g六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論與討論：七：問答題1、觀察方波波形，如果掃描頻率是方波的二倍看到什么圖形？如果掃描頻率是方波的2/3看到什么圖形？答：假設(shè)采用的是正電平觸發(fā)掃描，那么，只有當(dāng)被觀查方波的上升沿到來時才開始掃描，掃描頻率是方波的二倍，那么就只能看到方波的半個周期。同理，如果掃描頻率是方波的2/3，就只能看到方波的周2/3期2、用李薩如圖形測頻率實(shí)驗(yàn)時，屏幕上圖形在時刻轉(zhuǎn)動，為什么？答：應(yīng)該是兩路輸入信號的相位差不恒定造成的，即兩路輸入信號不穩(wěn)定。 3、如果示波器的掃描頻率遠(yuǎn)大于或小于Y軸正弦波信號的頻率時，將會出現(xiàn)什么波形？（試先從掃描頻率等于正弦信號頻率的2（或1/2），3（或1/3）倍考慮，然后推廣到n（或1/n）倍的情形）答：掃描頻率遠(yuǎn)大于Y軸正弦波信號頻率時，屏幕上將顯示被測信號一個周期波形中的局部圖像；反之將顯示被測信