示波器和信号发生器的使用

实验七示波器和信号发生器的使用

一、实验目的

1．了解示波器的工作原理。

2．掌握示波器和信号发生器的使用方法。

二、实验仪器

双踪示波器信号发生器若干电阻、电容

三、预习要求

1．了解示波器的原理，预习示波器的使用方法。

2．预习信号发生器的使用方法。

四、实验原理

1．示波器。

示波器是一种综合的电信号特性测量仪器，它可以直接显示出电信号的波形，测量出信号的幅度、频率、脉宽、相位、同频率信号的相位差等参数。

2．信号发生器是用来产生不同形状、不同频率波形的仪器，实验中常用作信号源。信号的波形、周期（或频率）和幅值可以通过开关和旋钮加以调节。

五、实验内容

1．寻找扫描光迹。

接通示波器电源（220V），预热1-2分钟。如果仍找不到光点，可调节亮度旋钮，适当调节垂直和水平位移旋钮，将光点移至屏幕的中心位置。调节扫描灵敏度旋钮可使扫描光迹成为一条扫描线。调节辉度（亮度）、聚焦、标尺亮度旋钮，使扫描线成为一条亮度适中、清晰纤细的直线。

2．熟悉双踪示波器面板主要旋钮（或开关）作用。

为了显示稳定的波形，需要注意几个主要旋钮或开关的位置。

①“触发源方式”开关（SOURCE MODE）：通常为内触发。

②“内触发源方式”开关（INT TRIG）：通常置于所用通道位置。当用于双路显

示时，为比较两个波形的相对位置，可将其置于交替（VERT MODE）位置。

③（扫描）触发方式：通常置于自动位置。

④显示方式：根据需要可置于CH1、CH2、ALT（交替显示两路高频信号）、 CHOP

（断续显示两路低频信号）、 ADD（显示两路信号之和）。

⑤扫描灵敏度开关：表示横轴方向一个大格的时间。根据被测信号周期确定。

⑥幅度灵敏度开关：表示纵轴方向一个大格的电压。根据被测信号幅度确定。

⑦在测量波形的周期和幅值时，应注意将扫描微调旋钮和垂直（Y轴）微调旋钮

置于校准位置。

⑧当输入波形左右移动、不稳定时，可调节触发电平旋钮使波形稳定。

3．示波器内校准信号的自检

（1）调出校准信号：将示波器内的方波校准信号，通过专用电缆线接入通道1（或通道2），调节示波器各有关旋钮和开关，在屏幕上可以显示出方波。

（2）测量校准信号幅值和频率：将水平和垂直灵敏度开关打到校准位置，读取幅值和周期，并计算频率,记入表格1-17。如果与标称值相比误差较大，请指导教师给予校准。

（3）测量校准信号的上升时间：调节Y轴灵敏度开关，并移动波形，使方波在垂直方向上正好占据中心轴上，且上下对称，便于阅读；提高X轴（扫描）灵敏度，使波形在X轴方向扩展（必要时可利用“扫描扩展”开关将X 轴灵敏度扩展10倍），读取上升时间，记入表格1-17。

表格1-17 校准信号的测量

4．正弦波的测量。

（1）将示波器的幅度和扫描微调旋钮打到校准位置。

（2）将函数信号发生器的波形选择开关置于“正弦”位置，通过示波器的探头将信号引入Y1通道（或Y2同道）。

（3）幅值和频率的测量：调节信号发生器分别输出500Hz和1KHz（频率计读数）正弦信号，用万用表测量并调节信号电压为2V。在示波器上读出信号的周期和幅值，记入表格1-18，并与已知值（频率计读数）相比较。

表格 1-18 正弦波参数的测量

（4）相位差的测量：

①按照图1-41连接实验线路，将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHz，

幅值为2V的正弦波，经RC移相网络，获得频率相同但相位不同的两路信号u i 和u R ，分别加到双踪示波器的Y1和Y2输入端。

图1-41 正弦波相位差测量电路

② 把显示方式开关置于“交替”档位，将Y1和Y2输入耦合方式开关置于

“GND ”档位，调节Y1和Y2垂直位移旋钮，使两条扫描基线重合，再将两路的输入耦合方式开关置于“AC ”档位，调节扫描开关及Y1、Y2灵敏度开关，此时在荧光屏上将显示出u i 和u R 两个相位不同的正弦波，如图1-42所示。

图1-42 相位差测量原理

两波形的相位差为：πφ2⋅∆=X

x 。式中：x ∆为两波形X 轴方向差距格数，X

为波形一周期所占的格数。将两波形及其有关测量和计算数据记入表格1-19。

表格1-19 相位差的测量

5．方波脉冲信号的测量。

（1） 调节信号发生器，将其波形选择开关置于“方波”位置。

（2） 调节信号源的输出幅度为 3.0V （用示波器测定），分别观测100Hz ，

1KHz ，10KHz 方波信号的波形参数。

（3） 使信号频率保持在1KHz ，调节幅度（和脉宽）旋钮，观测波形参数的变

化，并记录之。

六、 实验注意事项

1． 示波器的辉度不要太亮,光点不要长时间停留在一点上，以免损伤荧光屏。 2

． 调节示波器器旋钮时，动作不要过猛。示波器暂时不用时可将亮度调暗，不必

关断电源。

3． 调节示波器时，要注意触发方式开关和触发电平旋钮的配合使用，以使显示的

波形稳定。

4． 用示波器作定量测量时，横轴和纵轴灵敏度的微调旋钮应置于“校准”位置。 5． 信号发生器输出端严禁短路。

6． 为防止外界干扰，函数信号发生器与示波器的接地端应连接在一起（共地）。

七、实验报告要求

1．整理实验数据，绘制有关波形，并进行分析。

2．总结示波器各主要开关或旋钮的作用，以及用示波器观测电信号的主要方法。3．回答思考题。

八、思考题

1．用示波器观察正弦波时，如果荧光屏上出现下列情况，试说明测试系统中哪些开关或旋钮的位置不对？应该如何调节？

a．无图形

b．一条直线

c．幅值超出了屏幕

d．一组不断移动的波形

2．用双踪示波器比较相位时，应怎样选择下列开关的位置？

a．显示方式（Y1；Y2；ADD；交替；断续）

b．触发方式（常态；自动）

c．触发源方式（内；外）

d．内触发源方式（CH1；CH2；VERT）

3．在测定相位差电路中，已知电路参数,预先计算两路输出电压的相位差。

4．如果用示波器观测两通道波形的相减运算，需要调节哪几个旋钮？