云南大学 软件学院 大学物理实验6

云南大学软件学院 实验报告

课程： 学期： 2012-2013学年 第一学期 任课教师： 张德海 专业： 学号： 姓名： 成绩：

实验6 示波器

一、实验目的

1．了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理。 2．学会使用信号发生器。

3．学会用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率。 二、实验内容

1．观察信号发生器波形 2．测量正弦波电压

在示波器上调节出大小适中、稳定的正弦波形，选择其中一个完整的波形，先测算出正弦波电压峰—峰值U p-p ，即：

U p-p ＝（垂直距离DIV ）×（档位V/DIV ）×（探头衰减率）= 10V 然后求出正弦波电压有效值U 为

2U 71.0U p

p -⨯=

= 3.55V

3．测量正弦波周期和频率

在示波器上调节出大小适中、稳定的正弦波形，选择其中一个完整的波形，先测算出正弦波的周期T ，即

T ＝（水平距离DIV ）×（档位t/DIV ）＝ 1s

然后求出正弦波的频率T f 1=

= 1Hz 。 4．利用李萨如图形测量频率

设将未知频率f y 的电压U y 和已知频率f x 的电压U x

（均为正弦电压），分别送到示波器的Y 轴和X 轴，则由于两个电压的频率、振幅和相位的不同，在荧光屏上将显示各种不同波形，一般得不到稳定的图形，但当两电压的频率成简单整数比时，将出现稳定的封闭曲线，称为李萨如图形。根据这个图形可以确定两电压的频率比，从而确定待测频率的大小。

图4-15-8列出各种不同的频率比在不同相位差时的李萨如图形，不难得出： 所以未知频率

但应指出水平、垂直直线不应通过图形的交叉点。 测量方法如下：

（1）将一台信号发生器的输出端接到示波器Y 轴输入端上，并调节信号发生器输出电压的频率为50Hz ，作为待测信号频率。把另一信号发生器的输出端接到示波器X 轴输入端上作为标准信号频率。

（2）分别调节与X 轴相连的信号发生器输出正弦波的频率f x 约为25Hz 、50Hz 、100Hz 、150Hz 、200Hz 等。观察各种李萨如图形，微调f x 使其图形稳定时，记录f x 的确切值，再分别读出水平线和垂直线与图形的交点数。由此求出各频率比及被测频率f y ，记录于下表中。

思考题

1. 示波器为什么能显示被测信号的波形？

如果只在竖直偏转板上加一交变的正弦电压，则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动，如果电压频率较高，则看到的是一条竖直亮线，如图4－15－2所示。要能显示波形，必须同时在水平偏转板上加一扫描电压，使电子束的亮点沿水平方向拉开。这种扫描电压的特点是电压随时间成线性关系增加到最大值，最后突然回到最小，此后再重复地变化。这种扫描电压即前面所说的“锯齿波电压”，如图4－15－3所示。当只有锯齿波电压加在水平偏转板上时，如果频率足够高，则荧光屏上只显示一条

水平亮线。

如果在竖直偏转板上（简称Y 轴）加正弦电压，同时在水平偏转板上（简称X 轴）加锯齿波电压，电子受竖直、水平两个方向的力的作用，电子的运动就是两相互垂直的运动的合成。当锯齿波电压比正弦电压变化周期稍大时，在荧光屏上将能显示出完整周期的所加正弦电压的波形图。如图4－15－4所示。

2. 荧光屏上无光点出现，有几种可能的原因？怎样调节才能使光点出现？

可能的原因有：电源没有打开、亮度太小或没有、光点的位置偏离了显示屏。首先检查电源开关是否打开，（看电源指示灯是否亮）然后将亮度旋钮调至较大，（顺时针方向调节）将Ｘ轴、Ｙ轴输入端接地，调节水平位移和竖直位移，直至亮点出现在显示屏上。

3. 荧光屏上波形移动，可能是什么原因引起的？ 扫描不同步。

由波形显示原理知：原因是其扫描电压的周期与被测信号的周期不相等或不成整数倍，以致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的。要想使显示屏上的图形稳定，必须使扫描电压的周期与被测信号的周期之间满足Tx/Ty=n（n＝1，2，3，…），n是屏上显示完整波形的个数。