示波器的测量

示波器的测量

1.1 示波器的应用

1.实训目的

1﹚掌握示波器、交流毫伏表、音频信号发生器的基本应用。

2﹚掌握示波器观察信号波形和测量直流电压幅度、周期的方法。

2.实训内容

﹙1﹚示波器的校准

﹙2﹚利用示波器1khz，0.5Vp-p的方波校准信号作为示波器的输入信号，调出图1-1所示正常波形。

﹙3﹚将扫描基线移动的格数、垂直偏转因数和稳定电压原指示电压值填入表1-1中。

图1-1

表1-1直流电压测量

﹙4﹚正弦波电压幅度、周期的测量

1﹚用信号发生器产生下表中的输入信号，用示波器测量信号的周期和电压，将测量数据填入表1-2

表1-2 正弦波电压幅度、周期的测量

1.2 示波器的特殊应用

1.用示波器测量脉冲信号的上升时间和下降时间。

1）用函数信号发生器产生频率为20KHz的矩形波脉冲信号。

2）按图1-2连接电阻和电容，组成一个低通网络。

图1-2 低通滤波电路

3）因为函数信号发生器输出的脉冲信号上升时间较小，不易测量，所以把脉冲信号通过低通网络后送到示波器测量，以加大脉冲信号的上升时间，便以测量。

4）调节示波器X轴的偏转因素选择开关，尽量使屏幕上突出显示脉冲的上升沿部分或下降沿部分。并配合使用X轴位移旋钮，使对应上升沿10%（或下降沿90%）高度处的测量点对齐X轴的某个刻度线，然后读出对应上升沿90%（或下降沿10%）高度处另一测量点到上一测量点的相对时间值。该相对时间值便是所测脉冲的上升时间（或下降时间）。读数等于刻度个数乘上X轴偏转因数。

5）注意以上操作只有在X轴细调（V ariable）旋钮顺时针旋到底后读数才是正确的。2．用双踪法测量两个信号的相位差

1）先用信号发生器产生一个频率为20KHz的幅度为1V的正弦信号。

2）再按图1-3连接电阻和电容，组成一个阻容延迟网络。信号发生器输出信号一路直接作为信号1送入示波器CH1通道，另一路通过阻容延迟网络后作为信号2 送入示波器CH2通道。由于信号2 通过延迟网络，所以信号2比信号1在时间上要延迟，两个信号之间存在着相位差。

图1-3阻容延迟网络

3）用示波器测量频率相同的两个信号之间的相位差

示波器置交替工作状态，调节X轴偏转因数选择开关（也称X轴扫描速度选择开关），对20KHz的信号频率，可置于10µS/Div档，调节触发电平（Trigger）旋钮，使显示的两个波形稳定。分别调节CH1和CH2两个Y轴位移旋钮，使两个波形的扫描时基线重合，在屏幕上可看到一前一后两个正弦波。测量信号周期T，并测量两个信号之间的时间延迟量ΔT。按下式计算两个信号的相位差φ。

φ = 360∘×ΔT/T

4）把屏幕显示的波形和测量结果画成图。思考一下：在上述测量过程中，X轴细调（Variable）旋钮是否一定要按测量要求顺时针旋到底？如放在任意位置，对测量结果是否有影响？为什么？

3．示波器的X—Y应用和椭圆法测量相位差

1）示波器的X—Y应用，是指两个信号分别从X通道和Y通道送入示波器，示波器内部X振荡器不用，靠外接被测量信号之一来驱动电子束作水平方向的扫描。所以此时光迹在水平方向的扫描反映了接在X通道的被测量信号的规律。而屏幕上显示的光迹图形和两个被测信号的参数都有关。示波器的X—Y法可用来测量未知信号的频率，其测量依据是李沙育图形（Lissajous Patterns）。示波器的X—Y法也可应用于相位差的测量，这就是椭圆法测量相位差。

2）先把辉度旋钮调小，使得刚能看到光迹，然后把X偏转因数选择开关（X扫速开关）置于X-Y档。此时屏幕上只有一个亮点。注意此时不能把辉度开大，以免能量集中灼伤荧光屏。调节Y轴位移和X轴位移旋钮，使光点在屏幕中央刻度线原点。

3）按照上述步骤2产生同频率的两个信号，分别送到X输入插口和Y输入插口（选CH1或CH2都可）。示波器Y轴工作模式开关从交替工作模式改为相应的CH1或CH2。

4）分别调节Y轴增益旋钮（Variable）和X轴细调旋钮（Variable），使两个信号的幅度相同，此时屏幕上将显示一个斜椭圆。

5）测量椭圆交Y轴的交点高度h1和椭圆最高点的高度h2。两个信号的相位差φ按照下式计算：

φ = sin- 1 h1/h2

6）把屏幕显示的图形和测量结果画成图。比较一下两种方法的测量结果是否相同？如有误差，则分析误差原因，你认为哪种测量方法准度（Accuracy）较高？哪种方法精度（Prisition) 较高？

4 实训报告要求

整理好测量数据，填好表1-1、1-2。