示波器的使用实验报告

示波器的使用实验报告

一、实验目的

二、1. 了解示波器的基本结构和工作原理，掌握示波器的调节和使用方法；

三、2. 学会利用双踪示波器观测电信号波形；

四、3. 学会利用双踪示波器观察李萨如图形，并利用其测量正弦信号的频率。

五、二、实验仪器

六、EE1642B型函数信号发生器、GDS-2062型双踪示波器、导线。

七、三、实验原理

双踪示波器包括两部分：示波管和控制示波管工作的电路。

1. 示波管

如下图所示，示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏。高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在荧光屏上就能看到一个亮点。Y偏转板是水平放置的两块电极。X偏转板是垂直放置的两块电极。在Y 偏转板和X偏转板上分别加电压，可以在荧光屏上得到相应的图形。

2. 双踪示波器的原理

双踪示波器控制电路主要包括：电子开关、垂直放大电路、水平放大电路、扫描发生器、同步电路、电源等。

电子开关将两个待测的电压信号Y CH1和Y CH2周期性的轮流作用在Y偏转板上。由于视觉滞留效应，能在荧光屏上看到两个波形。

由示波器的原理功能方框图可见，被测信号电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时），但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、相位差等时），因此在水平放大电路输入端有一个水平信号选择开关，以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。

此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB10型等示波器）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波，进行一次扫描）功能的示波器（如国产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等而言，需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合。为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号，此信号称为“外同步”（或“外触发”）

信号，该信号加在外同步（或外触发）输入端；③有些示波器的同步信号选择开关还有一档“电源同步”，是由220V，50Hz电源电压，通过变压器次级降压后作为同步信号。

3. 示波器显示波形原理

如果在Y CH1 或Y CH2端口加上正弦波，在示波器的X 偏转板加上示波器内部的锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与正弦电压的周期相等时，则显示完整周期的正弦波形，如图3 ，若在

Y CH1和Y CH2同时加上正弦波，在示波器的X 偏转板加上示波器内部的锯齿波，则在荧光屏上将得到两个正弦波。

4. 李萨如图形的基本原理

在示波器的Y 偏转板和X 偏转板上分别加上正弦波，当信号的频率比值为简单整数比时，得到李萨如图形。fx 、fy 为x,y 偏转板上信号频率，nx 、ny 为李萨如图形与假想水平线、垂直线的切点数目。

四、实验内容

五、1. 做好准备工作，设置好示波器；

六、2. 观察各种波形；

七、3. 测量正弦波的电压峰值、周期和频率，测3组数据。

八、五、数据处理与分析

九、1.观察波形

2. 测正弦波的电压和频率

0.2v 6.40 1.28

0.5v 2.41 1.25

1v 1.22 1.22

0.25ms 6.64 602.4 0.5ms 3.38 591.7 1ms 1.68 595.2 3.利用李萨如图形测频率

1000 1000 1 1

1000 2000 2 1

1000 3000 3 1

误差分析

1.示波器上显示的荧光线较粗，取电压值时的荧光线间宽度不准，使电压值不准

2.桌面振动造成影响

3.取正弦周期时肉眼调节两荧光线间宽度不准，导致周期不准。

4.仪器存在系统误差

六、注意事项

1. 荧光屏上光点（扫描线）亮度不可调得过亮，并且不可将光点（或亮线）固定在荧光屏上某一点时间过久，以免损坏荧光屏。

2. 示波器和函数信号发生器上所有开关及旋钮都有一定的调节限度，调节时不能用力太猛。

3. 双踪示波器的两路输入端CH1 ，CH2 有一公共接地端，同时使用CH1 和CH2 时，接线时应防止将外电路短路。