用示波器测量信号的电压和频率
示波器的使用实验报告
专业：应用物理题目：示波器的使用[实验目的]（1）了解示波器的结构和工作原理。
（2）熟练掌握示波器的基本操作。
（3）学会用示波器测量电压、频率和相位差的方法。
（4）学会周期信号的频谱分析。
（5）观察李萨如图形、拍现象，加深对振动合成的理解。
[实验仪器]TBS1102B-EDU 型数字存储示波器，TFG6920A 型函数/任意波形发生器。
[实验原理]1.数字示波器（1）触发控制（触发器）1）边沿触发：在达到触发电平（阈值）时，输入信号的上升边沿或下降边沿触发示波器，也是示波器默认触发方式。
2）预/后触发：事件发生在显示屏中心触发位置前/后。
3）视频触发：一般由视频信号的场或线触发示波器.4）脉冲宽度触发：一般由异常脉冲触发示波器。
5）触发频率：示波器计算可触发事件发生的速率以确定触发频率并在屏幕的右下角显示该频率。
（2）垂直控制（增益和位置）：将波形进行缩放和上下移动。
（3）采集数据（模式和时基）：通过在不连续点处采集输入信号的值来数字化波形。
1）采样模式：等间隔采集2500点，以水平刻度设置进行显示。
2）峰值检测模式：采集间隔1250，每个间隔取最大值和最小值点，以水平刻度设置进行显示。
多用于检测窄至10ns的毛刺并减少假波现象的概率。
取样速率够快时无需采用峰值检测。
3）平均值模式：将大量波形进行平均，减少信号中的随机噪声。
4）扫描模式：连续监视变换缓慢的信号。
（4）时域假波现象：如果示波器对信号进行采样时不够快，采样率小于1/2信号带宽，违反奈奎斯特抽样定律，从而无法建立精确的波形记录时，就会有假波现象。
判断方法：1.旋转“水平标度”旋钮更改水平刻度，波形剧烈变化。
2.使用“峰值检测”检测速度更快的信号，波形剧烈变化。
3.触发频率大于信息显示速度4.正观察的信号也是触发源时，使用刻度或光标来估计所显示波形的频率与显示屏右下角的“触发频率”读数相比相差很大（5）带宽对波形影响：频率超过带宽，检测精度会下降2.交变信号参数测量交变信号：正弦波：交变信号最简单形式参数：周期T、有效值VRMS 、零-峰值VOP、峰-峰值VPP 、平均值VAVG 方波：只有高低两电平参数：脉冲上升/下降时间、脉冲宽度、电压、占空比（在一个频率周期内高电平所占的时间百分数）三角波：电压逐渐增大突然降到零（1）刻度法：显示屏上相关距离x相关标度（2）光标法;读取光标读数（3）自动测量法：Measure菜单自动完成测量。
用示波器测量信号的电压及频率
用示波器测量信号的电压及频率长江大学马天宝应物1203班1、示波器和使用-【实验目的】1．了解示波器的大致结构和工作原理。
2．学习低频信号发生器和双踪示波器的使用方法。
3．使用示波器观察电信号的波形，测量电信号的电压和频率。
【实验原理】一、示波器原理1．示波器的基本结构示波器的种类很多，但其基本原理和基本结构大致相同，主要由示波管、电子放大系统、扫描触发系统、电源等几部分组成，如图4.9-1所示。
（1）示波管示波管又称阴极射线管，简称CRT，其基本结构如图4.9-2所示，主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分。
电子枪：由灯丝、阳极、控制栅极、第一阳极、第二阳极五部分组成。
灯丝通电后，加热阴极。
阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被加热后发射电子。
控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面，它的电位相对阴极为负，只有初速达到一定的电子才能穿过栅极顶端的小孔。
因此，改变栅极的电位，可以控制通过栅极的电子数，从而控制到达荧光屏的电子数目，改变屏上光斑的亮度。
示波器面板上的“亮度”旋钮就是起这一作用的。
阳极电位比阴极高得多，对通过栅极的电子进行加速。
被加速的电子在运动过程中会向四周发散，如果不对其进行聚焦，在荧光屏上看到的将是模糊一片。
聚焦任务是由阴极、栅极、阳极共同形成的一种特殊分布的静电场来完成的。
这一静电场是由这些电极的几何形状、相对位置及电位决定的。
示波器面板上的“聚焦”旋钮就是改变第一阳极电位用的，而“辅助聚焦”就是调节第二阳极电位用的。
偏转系统：它由两对互相垂直的平行偏转板——水平偏转板和竖直偏转板组成。
只有在偏转板上加上一定的电压，才会使电子束的运动方向发生偏转，从而使荧光屏上光斑的位置发生改变。
通常，在水平偏转板上加扫描信号，竖直偏转板上加被测信号。
荧光屏：示波管前端的玻璃屏上涂有荧光粉，电子打上去它就会发光，形成光斑。
荧光材料不同，发光的颜色不同，发光的延续时间（余辉时间）也不同。
示波器测量频率的两种方法
示波器测量频率的两种方法通过了解之前的介绍，朋友们可以了解到示波器测量电压、时间、相位等物理量的方法，那么大家是否了解示波器测量频率的方法呢？为了让大家对示波器有一个更加深入的了解，下面中国传感器交易网的专家来给大家介绍一下示波器的两种测量频率的方法。
1．周期法对于任何周期信号，可用前述的时间间隔的测量方法，先测定其每个周期的时间T，再用下式求出频率f：f=1/T例如示波器上显示的被测波形，一周期为8div，“t/div”开关置“1μs”位置，其“微调”置“校准”位置。
则其周期和频率计算如下：T=1us/div×8div=8usf=1/8us=125kHz所以，被测波形的频率为125kHz。
2．李萨育图形法测频率将示波器置X-Y工作方式，被测信号输入Y轴，标准频率信号输入“X外接”，慢慢改变标准频率，使这两个信号频率成整数倍时，例如fx：fy=1:2，则在荧光屏上会形成稳定的李沙育图形。
李萨如图的形状不但与两个偏转电压的相位有关，而且与两个偏转电压的频率也有关。
用描迹法可以画出ux与uy的各种频率比、不同相位差时的李沙育图形。
利用李萨如图形与频率的关系，可进行准确的频率比较来测定被测信号的频率。
其方法是分别通过李萨如图形引水平线和垂直线，所引的水平线垂直线不要通过图形的交叉点或与其相切。
若水平线与图形的交点数为m，垂直线与图形的交点数n，则fy/fx=m/n当标准频率fx（或fy）为已知时，由上式可以求出被测信号频率fy（或fx）。
显然，在实际测试工作中，用李沙育图形进行频率测试时，为了使测试简便正确，在条件许可的情况下，通常尽可能调节已知频率信号的频率，使荧光屏上显示的图形为圆或椭圆。
这时被测信号频率等于已知信号频率。
由于加到示波器上的两个电压相位不同，荧光屏上图形会有不同的形状，但这对确定未知频率并无影响。
李萨如图法测量频率是相当准确的，但操作较费时。
同时，它只适用于测量频率较低的信号。
示波器测电压
利用示波器测电压的方法及其使用注意事项示波器测电压的方法有哪些？我们利用示波器（虚拟示波器）可以观察到各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，同时还能测量各种不同的电量，比如电压、电流等等。
示波器（数字示波器）的显示电路包括示波管及其控制电路两部分，其中示波管是一种特殊的电子管，由电子枪、荧光屏和偏转系统3部分组成，是示波器的重要组成部分。
利用示波器所作的任何测量都可以看做对电压的测量，本文主要介绍了示波器测电压的方法及其使用注意事项。
示波器（双踪示波器）可分为模拟示波器和数字示波器，对大部分电子应用而言，这两种示波器都是可以胜任的，除了一些特定的应用，由于这两种示波器的不同特性，才会出现合适和不合适的地方。
示波器可以用来测量各种波形的电压幅度，可以测量直流电压、正弦电压，也可以测量脉冲或者非正弦电压的幅度。
除此之外，示波器还可以用来测量一个脉冲电压波形各部分的电压幅值，这点是其他任何电压测量仪器都不能比拟的。
一、示波器测电压的方法1.直接测量法所谓直接测量法，就是直接从屏幕上量出被测电压波形的高度，然后换算成电压值。
定量测试电压时，一般把Y轴灵敏度开关的微调旋钮转至“校准”位置上，这样，就可以从“V/div”的指示值和被测信号占取的纵轴坐标值直接计算被测电压值。
所以，直接测量法又称为标尺法。
（1）直流电压的测量将Y轴输入耦合开关置于“地”位置，触发方式开关置“自动”位置，使屏幕显示一水平扫描线，此扫描线便为零电平线。
将Y轴输入耦合开关置“DC”位置，加入被测电压，此时，扫描线在Y轴方向产生跳变位移H，被测电压即为“V/div”开关指示值与H的乘积。
直接测量法简单易行，但误差较大。
产生误差的因素有读数误差、视差和示波器的系统误差（衰减器、偏转系统、示波管边缘效应）等。
（2）交流电压的测量将Y轴输入耦合开关置于“AC”位置，显示出输入波形的交流成分。
如交流信号的频率很低时，则应将Y轴输入耦合开关置于“DC”位置。
示波器的基本测量方法
10% 0
x1
x2
图 4 测量脉冲上升或下降时间
由此可得上升时间为：
t1=x1*Dx 下降时间为：
t2=x2*Dx
一般情况下，应注意示波器的垂直通道 本身存在固有的上升时间，这将对测量 结果有影响，故应该对测量结果进行修 正。
因为屏幕上测得上升时间包含了示 波器本身存在的上升时间，可按下 式进行修正
示波器的基本测量方法
郑和玲
示波器可以直接在屏幕上观察到被测信 号的波形，测量被测信号的各种参数。
通常可以用来测量信号的幅度、周期、 相位、频率和调幅系数等。
示波器的使用
1．测量电压
用示波器测量电压主要包括直流电压的 测量和交流电压的测量。
（1）直流电压的测量方法 a、首先将示波器的垂直偏转灵敏度微 调旋钮置于校准挡，否则电压读数不准 确。 b、 把被测信号送入示波器垂直输入端。
e、调节垂直灵敏度开关，使荧光屏上的
波形位置适当，记下Dy值。
f、读出被测交流电压波峰和波谷的高度 或任意两点之间的高度h。
g、根据式 UP-P ＝ h*Dy*k 计算出交流电
压的峰-峰值。
例2 如图2所示，h =6cm、Dy =1V/cm、k =10:1，
求交流信号的峰-峰值和有效值。
(a)波形图
峰-峰为
UP-P ＝ h*Dy*k ＝6*0.25*10＝15V
交流信号的有效值为
0.5 1
250 100
h
2V
mV 50
5
25
10
5
V/div
（b）垂直灵敏度开关位置
图 2 测量交流电压示意图
解：由式UP-P ＝ h*Dy*k可得交流信号的峰-
如何利用示波器测量一个信号的频率
如何利用示波器测量一个信号的频率周期性的方法：1、对于任何周期信号，利用上述的时间间隔测量方法可以测量出每个周期的时间T，那么频率f：f＝1／T的计算公式如下：2、例如，在示波器上显示的测量波形的周期为8div。
“T /div”开关设置在“1 s”位置，“微调”位置设置在“校准”位置。
然后计算其周期和频率:T=1us/div&TImes, 8div=8us, f=1/8us=125kHz，则测量波形的频率为125kHz。
测量频率用李沙玉图示法：1、在X－y工作模式设置示波器时，被测信号是输入轴，和标准频率信号输入外部连接“X”，和标准频率正在慢慢改变了两个信号频率成整数倍，如外汇：＝1：2，财政年度将形成稳定的李余沙图在荧光屏上。
2、李沙玉图的形状不仅与两种偏转电压的相位有关，而且与两种偏转电压的频率有关。
通过跟踪方法，我们可以绘制出用户体验和用户界面的不同频率比和不同相位差。
3、利用李沙玉的图与频率的关系，可以进行准确的频率比较，确定被测信号的频率。
方法是将水平线和垂直线分别引过李沙玉的图，而垂直线不应穿过或相切于图。
如果横线与图相交的点数为m，垂线与图相交的点数为n，则FY／fx＝m／n4、已知标准频率FX时，可由上式计算被测信号的频率fy。
显然，在实际的试验工作中，为了使试验简单、正确，在条件允许的情况下，应尽量调整已知频率信号的频率，使荧光屏上显示的图形为圆形或椭圆形。
被测信号的频率等于已知信号的频率。
5、由于应用于示波器的两个电压具有不同的相位，荧光屏上的图形会有不同的形状，但这并不影响未知频率的确定。
图示法测频精度高，但操作时间长。
它只适用于低频信号的测量。
示波器的分类：模拟示波器使用模拟电路（示波器管，其基础是电子枪）。
电子枪向屏幕发射电子，发射的电子被聚焦形成电子束，撞击屏幕。
屏幕的内表面涂有荧光材料，这样电子束的点就会发光。
数字示波器是通过数据采集、A／D转换和软件编程等一系列技术而产生的高性能示波器。
示波器在无线电频率测量中的应用和技巧
示波器在无线电频率测量中的应用和技巧无线电频率测量是电子工程领域中常见的一项任务。
而示波器作为一种电子测量设备，在无线电频率测量中发挥着重要的作用。
本文将从示波器的基本原理、无线电频率测量的需求以及示波器在无线电频率测量中的应用和技巧等方面展开论述。
一、示波器基本原理示波器是一种用于观察和测量电信号波形的仪器，通过将电信号转换为可见的波形来进行测量和分析。
示波器的基本原理是利用示波管（CRT）或者其他显示器件对电压信号进行扫描显示。
示波器通常具有以下组成部分：1. 输入部分：用于接收被测电压信号，并将其转换成适合显示的信号。
2. 水平和垂直放大器：用于调整波形的水平和垂直放大倍数。
3. 触发电路：用于控制示波器的显示起始位置，以确保波形的稳定和重复性。
4. 水平扫描发生器：用于控制波形的水平扫描速度。
5. 显示屏：用于显示电压信号的波形。
二、无线电频率测量的需求在无线电通信、无线电广播和无线电频谱分析等领域，需要进行对电信号频率的准确测量。
无线电频率测量的需求一般有以下几个方面：1. 测试发射信号频率：对于无线电台或者通信设备，需要准确测量其发射信号的频率，以确保信号的稳定和合规。
2. 分析调制信号：调制信号的频率分析对于无线电通信的正常运行至关重要，通过频率测量可以了解信号的调制方式以及带宽要求等。
3. 频谱分析：频谱分析是无线电频谱管理和干扰分析的重要手段，通过对频率的准确测量可以进行频谱分析和干扰定位。
三、示波器在无线电频率测量中的应用和技巧示波器作为一种重要的测量工具，在无线电频率测量中具有广泛的应用和一些实用的技巧。
以下将介绍几种常见的应用和技巧：1. 测量信号频率示波器可以直接测量电信号的频率。
在示波器上选择适当的测量模式（如频率测量模式），将待测信号输入示波器，示波器会自动显示信号的频率。
需要注意的是，示波器的带宽需要满足被测信号的频率要求，同时还需要对示波器进行校准以确保测量的准确性。
模电实验思考题
实验准备1,使用函数信号发生器及直流稳压电源是应注意什么？答：应注意正确将函数信号发生器和直流稳压电源要注意要接地。
2，如何用示波器测量正弦波信号的频率和电压大小？答:看示波器的“v/div”和“T/div”对应示波器上的格子，读出电压的峰峰值U和周期，求出电压和频率。
3双踪示波器的“断续”和“交替”工作方式之间的差别是什么？4，晶体管毫伏表测出的是正弦波的什么值？如果波形不是正弦波，是否采用晶体管毫伏管来测量器电压值？答：测出的是正弦波的有效值，能。
5．晶体毫伏表与万用表的交流表电压档有何不同？答：晶体毫伏表测出的是电压的有效值。
交流表电压档测出的是电路中的瞬时电压。
实验一1测量静态工作点用何仪表？测量放大倍数用何仪表？答：测量静态工作点用万用表，测量放大倍数用晶体毫伏表。
2．如何正确选择放大电路的静态工作点，在调试中应注意什么？答：不断减小输出频率，和调节R调出正弦波，并调出最大不失真。
3测量R档数值，不断开于基极的连线，行吗？为什么？答：不行，因为会影响R的数值。
4．放大器的非线性失真在那些情况下可能出现？5．负载电阻R8变化时对放大器电路的静态工作点Q有误影响？对放大倍数Au有无影响？答：对静态工作点Q有影响，对放大倍数Au有影响。
实验二1．第二级的接入给第一级的电压放大倍数带来什么影响？为什么？答：减小了第一级的放大倍数2．二级单独工作是测出的电压放大倍数的乘积是否等于二级连接工作测得的总的电压放大倍数?答：不等于3．第一级的输出不经耦合电容C2，而直接接到第二级的基极，对电路的静态工作点有何影响？第二级有无负载对第一级的输出以及第一，第二级的静态工作点有无影响？答:会使第一级与第二级的静态工作点相互影响，第一级的集电极与第二级的基极等电势。
无影响4．为什么放大器在频率较低或较高时，电压放大倍数均要下降？答:放大器都有其放大的频率范围。
实验三：负反馈放大电路1·本实验属于什么类型的反馈？作用如何？答：电流并联负反馈2·如果要在实验三上的基础上（不增加放大倍数的级数）构成并联电流负反馈，应如何连线？实验四：差动放大电路1·差动放大器的差模输出电压是与输入电压的差还是和成正比例？答：与差成正比例2·当加到差动放大器两管基极的输入信号幅值相等，相位相同时，理想情况下的双端输出电压等于多少？答：输出电压为零3·差动放大器对差模输入信号起放大作用，还是起抑制作用？对共模信号呢？答：对差模信号起放大作用，对共模信号起抑制作用。
示波器电压测量特性的几种测量方法
示波器电压测量特性的几种测量方法
示波器是一种 electromechanical 测量仪器，用于测量电压，电流和频率。
示波器电压测量特性是该仪器的主要功能之一。
有几种用于测量电压的方法，本文将讨论其中的几种。
1. 傅里叶变换
将信号输入示波器后，可以进行傅里叶变换，将信号从时间域转换为频率域，并显示相应的频谱。
这样可以分析信号的频率成分。
如果信号是正弦波，则可以测量其幅值，如果是复合波，可以测量其各个频率分量的幅值。
2. 平均值测量
平均值测量是测量周期性信号的一种方法。
需要将示波器设置为AC耦合模式，并使用内置的测量功能计算信号的平均值。
在此模式下，示波器会忽略信号的直流成分，只测量交流部分。
3. 峰-峰值测量
峰-峰值测量可用来测量任何连续信号的振幅。
使用示波器的Measure功能选择峰-峰值测量。
此功能将确定信号的最大和最小值并计算其差值。
结果即为峰-峰值。
最大值测量可用来确定周期性信号的峰值。
示波器可以在Measure功能中选择测量最大值。
此函数将记录自屏幕中心到每一个观察点的距离，以确定信号的最大值。
峰-to-峰平均值可以平均多个峰-峰值测量结果的值，并得到一个求平均后的值。
此方法适用于周期性信号中包含有噪声等干扰的情况。
该方法将提供一个更准确的平均值。
在处理较高频率和更精确的信号时，上述测量方法中的每种都有其优缺点。
通过对这些测量方法的深度了解，以及示波器硬件和软件的理解，可以选择最适合特定应用程序的测量方法。
示波器实验要求
⽰波器实验要求北京师范⼤学物理实验教学中⼼普通物理实验室⽰波器的使⽤实验仪器SS-7802A型⽰波器，TFG1005型函数信号发⽣器、⼆极管，导线等。
实验内容⼀.⽤⽰波器观察⼀路电压信号:1．观察不同频率（⼤约500和5000Hz）的正弦波，并利⽤扫描时间测量其周期，根据垂直灵敏度测量峰-峰值；然后与信号发⽣器的频率输出指⽰⽐较，计算相对误差，同时⽤坐标纸记录观察到的波形。
2．观察不同频率（⼤约500和5000 Hz）的⽅波，⽤⽰波器测量其频率、峰-峰值与占空⽐，⽤坐标纸记录观察到的波形。
⼆.⽤⽰波器观察李萨如图形:接⼊两路正弦信号，⽤X-Y⽅式观察李萨如图形。
调出fx:fy＝1:3、1:2、2:3、1:1、3:2、2:1时的波形，⽤坐标纸记录观察到的波形，并记录信号发⽣器指⽰的频率。
三.⼆极管伏安特性曲线:如图连接电路，⽤X-Y⽅式观察⼆极管伏安特性曲线，记录波形，并测量正向导通电压与反向击穿电压。
(f=1000Hz,Vpp=15V)先在坐标纸上做出V-I特性曲线，再确定正向导通电压与反向击穿电压。
图1 测量电路注意事项1、实验过程中按规定操作注意仪器的安全。
2、⽰波器两路输⼊的电压参考点（⿊夹⼦）必须在同电位点。
3、注意触发源、触发模式与触发电平的作⽤。
4、上课时请带坐标纸来。
预习思考题1、⽰波器形成稳定波形的条件？2、如何利⽤李萨如图测量信号的频率？3、描述稳压⼆极管的正向特性和反向特性；如何确定其正向导通和反向击穿电压？4、利⽤⽰波器测量⼆极管的特性曲线时，如何选择共地点？5、根据图1所⽰电路测量⼆极管的伏安特性时，需要先按下”INV”对CH2通道反向，然后按下”ADD”相加。
请从电路中的电压关系分析这样操作的原因？课后问题1、实验时调不出待观测的正弦波形可能的原因是什么?2、为什么实验观察的李萨如图形不是特别稳定，需要什么⽅法才能做到稳定？3、⽤⽰波器观测周期为0.2ms的正弦电压，若在荧光屏上呈现了3个完整⽽稳定的正弦波形，扫描电压的周期等于多少毫秒？为什么？。
示波器测数字信号的方法
示波器测数字信号的方法
使用示波器测量数字信号的方法可以分为以下步骤：
1. 设置示波器：首先，需要设置示波器的参数，以便准确地捕捉和测量信号。
这包括设置垂直灵敏度、垂直偏移、时基范围和水平位置等。
2. 触发源选择：确保示波器的触发源正确设置，以便当信号出现在屏幕上时，能够准确地进行测量。
3. 信号捕获：使用示波器的探头连接到信号源，确保信号被正确地捕获。
调整时基范围，以便观察信号的整个周期或所需的时间段。
4. 测量参数：使用示波器的测量工具测量信号的关键参数，如幅度、频率、周期、上升时间等。
这些参数对于评估信号的质量和特性非常重要。
5. 分析结果：根据测量的参数，分析信号的特性。
例如，如果测量到的频率与预期不符，可能需要检查信号源或电路是否存在问题。
6. 记录结果：将测量的结果记录下来，以便后续的分析和报告。
记录的结果应该包括测量的参数、示波器的设置以及任何观察到的异常或问题。
请注意，以上步骤可能会根据示波器的型号和具体的测量需求有所不同。
在进行实际测量时，建议参考示波器的用户手册或操作指南，以确保正确和准确地测量信号。
如何利用示波器测量一个信号的频率
如何利用示波器测量一个信号的频率
用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线，在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。
下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。
1．选择Y轴耦合方式
根据被测信号频率的高低，将Y轴输入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置于AC或DC。
2．选择Y轴灵敏度
根据被测信号的大约峰-峰值（如果采用衰减探头，应除以衰减倍数；在耦合方式取DC档时，还要考虑叠加的直流电压值），将Y轴灵敏度选择V/div开关（或Y轴衰减开关）置于适当档级。
实际使用中如不需读测电压值，则可适当调节Y轴灵敏度微调（或Y轴增益）旋钮，使屏幕上显现所需要高度的波形。
3．选择触发（或同步）信号来源与极性
通常将触发（或同步）信号极性开关置于“+”或“-”档。
4．选择扫描速度
根据被测信号周期（或频率）的大约值，将X轴扫描速度t/div（或扫描范围）开关置于适当档级。
实际使用中如不
需读测时间值，则可适当调节扫速t/div微调（或扫描微调）旋钮，使屏幕上显示测试所需周期数的波形。
如果需要观察的是信号的边沿部分，则扫速t/div开关应置于最快扫速档。
5．输入被测信号
被测信号由探头衰减后（或由同轴电缆不衰减直接输入，但此时的输入阻抗降低、输入电容增大），通过Y轴输入端输入示波器。
完成以上几步后，可以直接由屏幕上看出一秒所过的波形及频率。
这是最基本的操作了。
示波器的原理与使用_实验报告
大连理工大学大学物理实验报告姓名童凌炜学号200767025 实验台号实验时间2008 年11 月18 日，第13周，星期二第5-6 节实验名称示波器的原理与使用教师评语实验目的与要求：（1）了解示波器的工作原理（2）学习使用示波器观察各种信号波形（3）用示波器测量信号的电压、频率和相位差主要仪器设备：YB4320G 双踪示波器，EE1641B型函数信号发生器实验原理和内容：1.示波器基本结构示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成，其中示波管是核心部分。
示波管的基本结构如下图所示，主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成，由外部玻璃外壳密封在真空环境中。
电子枪的作用是释放并加速电子束。
其中第一阳极称为聚焦阳极，第二阳极称为加速阳极。
通过调节两者的共同作用，可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。
偏转系统由X、Y两对偏转板组成，通过在板上加电压来使电子束偏转，从而对应地改变屏上亮点的位置。
荧光屏上涂有荧光粉，电子打上去时能够发光形成光斑。
不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。
放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放，使其幅度适合于观测。
扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示)，使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动，这一过程称为扫描。
扫描开始的时间由触发系统控制。
2.示波器的显示波形的原理如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也是，电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线，如左图所示：如果在Y 偏转板和X 偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压， 电子受水平竖直两个方向的合理作用下， 进行正弦震荡和水平扫描的合成运动， 在两电压周期相等时， 荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形， 显像原理如右图所示：3. 扫描同步为了完整地显示外界输入信号的周期波形， 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。
当某些因素改变致使周期发生变化时，使用扫描同步功能， 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化， 从而稳定地显示波形。
[复习]E.用示波器测量信号的电压及频率.05
![[复习]E.用示波器测量信号的电压及频率.05](https://img.taocdn.com/s3/m/36d74de8f605cc1755270722192e453610665b4c.png)
实验名称用示波器测量信号的电压及频率一、前言示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器，主要用于观察电信号随时间变化的波形，定量测量波形的幅度、周期、频率、相位等参数。
一般的电学量（如电流、电功率、阻抗等）和可转化为电学量的非电学量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率）以及它们随时间变化的规律都可以用示波器来观测。
由于电子的惯性很小，电子射线示波器一般可在很高的频率范围内工作。
采用高增益放大器的示波器可以观察微弱的信号；具有多通道的示波器，则可以同时观察几个信号，并比较它们之间的相应关系（如时间差或相位差），是目前科学实验、科研生产常用的电子仪器。
二、教学目标1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉各个旋钮的作用和使用方法。
2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法；了解用示波器测量相位差的方法。
3、掌握观察李萨如图形的方法，并能用李萨如图形测量未知正弦信号的频率；能用示波器观察“拍”现象。
三、教学重点1、通用双通道示波器的结构，面板旋钮的作用和使用方法。
四、教学难点1、通用双通道示波器的工作原理，李萨如图形测量未知正弦信号频率的原理，观察“拍”现象的原理。
五、实验原理1、仪器工作原理（1）通用双通道示波器的介绍主要结构：示波管、电子放大系统、扫描触发系统、电源工作原理：（a ）示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡，被抽成高真空，内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板，喇叭口的球面内壁上涂有荧光物质，构成荧光屏。
下图是示波管的构造图。
电子枪由灯丝F 、阴极K 、栅极G 以及一组阳极A 所组成。
灯丝通电后炽热，使阴极发热而发射电子。
由于阳极电位高于阴极，所以电子被阳极电压加速。
当高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在屏上就能看到一个亮点。
改变阳极组电位分布，可以使不同发射方向的电子恰好会聚在荧光屏某一点上，这种调节称为聚焦。
栅极G 电位较阴极K 为低，改变G 电位的高低，可以控制电子枪发射电子流的密度，甚至完全不使电子通过，这称为辉度调节，实际上就是调节荧光屏上亮点的亮暗。
示波器测量交流电压的方法和注意事项
示波器测量交流电压的方法和注意事项示波器是一种用于测量交流电压的重要工具，它能够显示电压波形，
并提供关于电压频率、幅度和相位的详细信息。
下面将介绍示波器测量交
流电压的方法和注意事项。
1.连接电缆：将示波器探头的接地夹具连接到地线上，将触针连接到
被测电路中的一个节点。
2.设置垂直刻度：根据预估的电压范围，调整示波器的垂直位移选项，确保信号在屏幕上能够完整显示，并避免超出范围。
3.设置触发电平：调整触发电平，以便在屏幕上稳定显示波形。
4.选择耦合方式：通过选择AC或DC耦合，决定是否考虑直流偏移。
5.调整时间刻度：根据信号频率和时间尺度选择合适的时间刻度，以
确保完整显示一个周期的波形。
6.测量波形：观察并记录示波器上显示的交流电压波形。
1.选择合适的带宽：示波器的带宽决定了它能测量的最高频率，应根
据被测电压的频率范围选择合适的示波器带宽。
2.防止干扰：示波器的探头和被测电路之间的连接线应尽量短，并避
免与其他电源或干扰源靠近，以减少干扰信号的引入。
3.避免过载：确保示波器输入电阻和电容适应被测电路的特性，防止
过载和波形畸变。
4.校准示波器：定期校准示波器，以保证测试结果的准确性和可靠性。
5.注意示波器的保护：避免过高的电压输入，以防止损坏示波器的前端电路。
在使用示波器测量交流电压时，操作员应具备一定的电路分析和示波器使用的知识。
此外，需要根据待测电压的特性和要求，进行适当的设置和调整，以获得准确和可靠的测量结果。
最后，注意安全操作，遵守相关电气安全规定，避免触电和其他危险。
示波器的原理与使用实验报告
Vs / DIV DIV 0.5 5.1 2.55(ms) 0.00255(s) 1/ T 392.2Hz
（3）信号源显示频率 500.0Hz，电压 8.0V 时，
Vp p V / DIV DIV 1 5.3 5.3(V)
（1）信号源显示频率 300.0Hz，电压 5.0V 时，
Vp p V / DIV DIV 1 4.4 4.4(V)
Vm Vpp / 2 2.2V
T Ms / DIV DIV 0.5 6.7 3.35(ms) 0.00335(s) 1/ T 298.5Hz
（2）信号源显示频率 400.0Hz，电压 6.0V 时，
5.0
1
4.4
4.4
2.2
400.0
6.0
1
5.3
5.3
2.65
500.0
8.0
1
6.9
6.9
3.45
示波器测周期 ms/DIV DIV
周期/s
频率 /Hz
0 6.7 0.003350 298.5
5
0.5
5.1 0.002550 392.2
0.5
4.0 0.002000 500.0
大学物理实验报告
1:2 300.0 600.0
1:3 300.0 900.0
2:1 600.0 300.0
2:3 400.0 600.0
图形
Nx
2
2
2
4
4
Ny
2
4
6
2
6
Nx: Ny
1:1
1:2
1:3
2:1
2:3
3:1 600.0 200.0
模电实验思考题
答：Rf回路中V1V2，利用电流增大时候，二极管动态电阻减小，电流减小时，二极管动态电阻增大的特点，加入非线性换届，从而使输出电压稳定。
实验十 集成功率放大电路
1·比较p0，n测试值与理论值，分析误差原因。
答：测量误差与计算误差。
2若在无输入信号时，从接在输入端的示波器上观察到频率较高的波形，正常否？如何消除?
2·当加到差动放大器两管基极的输入信号幅值相等，相位相同时，理想情况下的双端输出电压等于多少？
答：输出电压为零
3·差动放大器对差模输入信号起放大作用，还是起抑制作用？对共模信号
呢？
答：对差模信号起放大作用，对共模信号起抑制作用。
实验一
1测量静态工作点用何仪表？测量放大倍数用何仪表？
答：测量静态工作点用万用表，测量放大倍数用晶体毫伏表。
2．如何正确选择放大电路的静态工作点，在调试中应注意什么？
答：不断减小输出频率，和调节R调出正弦波，并调出最大不失真。
3测量R档数值，不断开于基极的连线，行吗？为什么？
答：不行，因为会影响R的数值。
4．放大器的非线性失真在那些情况下可能出现？
5．负载电阻R8变化时对放大器电路的静态工作点Q有误影响？对放大倍数Au有无影响？
答：对静态工作点Q有影响，对放大倍数Au有影响。
实验二
1．第二级的接入给第一级的电压放大倍数带来什么影响？为什么？
答：减小了第一级的放大倍数
2．二级单独工作是测出的电压放大倍数的乘积是否等于二级连接工作测得的总的电压放大倍数?
答：电路会被烧毁。
答:放大器都有其放大的频率范围。
实验3示波器的一般使用和常用参数测量
示波器的一般使用和常用参数测量一．实验目的1．了解示波器的组成框图及工作原理2．掌握示波器各控制开关和旋钮的意义和功能。
学会示波器的一般使用方法，3．学会用示波器测量直流电压和交流电压4．学会用示波器观察信号波形和测量信号频率二．实验仪器1．双踪示波器2．函数信号发生器3．数字频率计数器4．数字万用表三．预习内容1．示波器的组成框图及基本工作原理2．示波器的调节机构3．用示波器测量电压，频率的方法四．双路示波器主要调节机构名称及功能介绍1．电源开关：按入为打开电源，弹出为关上电源。
2．辉度：控制光迹扫描线的亮度3．聚焦：控制光迹扫描线条的聚焦，使之清晰4．光迹旋转5．通道输入选择开关：控制输入信号通过耦合电容（AC方式）接Y放大器，或直接（DC 方式）接到Y放大器，或对地短路为零输入（GND方式）。
6．Y轴位移；X轴位移；分别控制光迹在垂直方向和水平方向的移动7．Y轴量程与Y轴增益：Y轴量程（也称Y系统偏转因数）选择开关与Y 轴增益旋钮套装在一起。
中间为增益旋钮，外部为量程开关。
定量测量输入信号电压值时，按Y轴输入信号的幅度选择量程。
示波器屏幕上垂直方向共分为10 大格，开关位置所标电压值定义为每格显示的电压值。
上述定义只有在增益旋钮顺时针旋到底时才成立。
8．X轴量程；X轴细调：X轴量程（也称X轴扫描因数）开关用来选择X 扫描时基。
当X轴细调旋钮顺时针旋到底时，X轴量程开关位置所标数值定义为屏幕上水平方向每格显示的时间，量纲单位为mS或µS。
据此可根据显示的信号波形读出信号周期，换算出信号频率。
9．触发电平：调节X 扫描电路，使之与所测信号同步（被测信号的频率是X扫描频率的整数倍）。
使屏幕显示波形稳定。
10．触发源选择开关：一般选择通常或自动。
五．实验内容及步骤1．熟习实验所用示波器各主要开关和旋钮的位置。
2．把该示波器主要技术指标填入表1中。
测量直流电压只需一个Y通道，选用通道CH1,把相应开关置于CH1的位置，输入电缆接到CH1的Y轴插口上1）调节参考零点光迹位置。
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用示波器测量信号的电压及频率长江大学马天宝应物1203班1、示波器和使用-【实验目的】1．了解示波器的大致结构和工作原理。
2．学习低频信号发生器和双踪示波器的使用方法。
3．使用示波器观察电信号的波形，测量电信号的电压和频率。
【实验原理】一、示波器原理1．示波器的基本结构示波器的种类很多，但其基本原理和基本结构大致相同，主要由示波管、电子放大系统、扫描触发系统、电源等几部分组成，如图4.9-1所示。
（1）示波管示波管又称阴极射线管，简称CRT，其基本结构如图4.9-2所示，主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分。
电子枪：由灯丝、阳极、控制栅极、第一阳极、第二阳极五部分组成。
灯丝通电后，加热阴极。
阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被加热后发射电子。
控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面，它的电位相对阴极为负，只有初速达到一定的电子才能穿过栅极顶端的小孔。
因此，改变栅极的电位，可以控制通过栅极的电子数，从而控制到达荧光屏的电子数目，改变屏上光斑的亮度。
示波器面板上的“亮度”旋钮就是起这一作用的。
阳极电位比阴极高得多，对通过栅极的电子进行加速。
被加速的电子在运动过程中会向四周发散，如果不对其进行聚焦，在荧光屏上看到的将是模糊一片。
聚焦任务是由阴极、栅极、阳极共同形成的一种特殊分布的静电场来完成的。
这一静电场是由这些电极的几何形状、相对位置及电位决定的。
示波器面板上的“聚焦”旋钮就是改变第一阳极电位用的，而“辅助聚焦”就是调节第二阳极电位用的。
偏转系统：它由两对互相垂直的平行偏转板——水平偏转板和竖直偏转板组成。
只有在偏转板上加上一定的电压，才会使电子束的运动方向发生偏转，从而使荧光屏上光斑的位置发生改变。
通常，在水平偏转板上加扫描信号，竖直偏转板上加被测信号。
荧光屏：示波管前端的玻璃屏上涂有荧光粉，电子打上去它就会发光，形成光斑。
荧光材料不同，发光的颜色不同，发光的延续时间（余辉时间）也不同。
玻璃屏上带有刻度，供测量时使用。
（2）电子放大系统为了使电子束获得明显的偏移，必须在偏转板上加上足够的电压。
被测信号一般比较弱，必须进行放大。
竖直（Y轴）放大器和水平（X轴）放大器就是起这一作用的。
（3）扫描与触发系统扫描发生器的作用是产生一个与时间成正比的电压作为扫描信号。
触发电路的作用是形成触发信号。
当示波器工作在“自激”方式时，扫描发生器始终有扫描信号输出；当示波器工作在“DC”或“AC” 方式时，扫描发生器必须有触发信号的激励才产生扫描信号。
一般地，示波器工作在内触发方式，触发信号由被测信号产生，以保证扫描信号与被测信号同步。
当示波器工作在外触发方式时，触发信号由外部输入信号产生。
2．波形显示原理如果只在竖直偏转板上加一正弦信号，则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动；如果频率较高，则看到的是一条竖直亮线，如图4.9-3所示。
要能显示波形，应使电子束在水平方向上也要有偏移，这就必须同时在水平偏转板上加扫描电压。
扫描电压的特点是其幅值随时间线性增加到最大，又突然回到最小，此后再重复变化。
在扫描信号的作用下，光点从左向右运动到最大位移，再突然回到左端起点，开始下一周期。
我们把这一过程称为扫描。
扫描电压的变化曲线形同锯齿，如图4.9-4所示，所以称为锯齿波。
如果只有扫描信号加在偏转板上，在频率足够高时，屏上只能看到一条水平亮线。
如果在竖直偏转板（称Y轴）上加正弦电压，水平偏转板（称X轴）上加锯齿波电压，光点的运动将是两互相垂直运动的合成。
若锯齿波电压的周期与正弦波电压的周期相等或锯齿波电压的周期稍大，则屏上将显示一个完整周期的波形，如图4.9-5所示。
当正弦波与锯齿波的周期稍微不同时，则在下一扫描周期显示的波形与本次扫描周期显示的波形不能重叠，如图4.9-6所示，这样，在屏上看到的就是移动着的不稳定图形。
欲使前后两个扫描周期内的波形重合，使波形稳定，解决的办法有两个：（1）使锯齿波的周期等于正弦波的周期的整数倍，即Tx =nTy，此时，示波器上显示n个完整的正弦波形。
示波器面板上的“扫描微调”旋钮就是用来调节锯齿波的周期，使之满足上述关系的。
（2）使扫描电压的起点自动跟随Y 轴信号改变。
这可以通过触发信号的激励作用来做到，即通过由Y轴信号所形成的触发信号使扫描信号在Y轴信号回到起点时自动回到起点。
这种使扫描信号的周期等于被测信号的周期或扫描信号的起点自动跟随Y轴信号改变的现象称为“同步”（或整步）。
一般示波器只有一个电子枪，要能在屏上同时显示两路信号的图像，必须在人眼的视觉暂留时间内分别显示两波形在屏上不同的位置，这是通过电子开关来完成的。
电子开关是一个自动的快速单刀双掷开关，它把Y1通道和Y2通道的信号轮流送入Y轴放大器，在屏上轮流显示。
由于视觉暂留，观察者可以同时看到两路波形，即双踪显示。
双踪显示有“交替”和“断续”两种方式。
“交替”方式是在本次扫描时显示Y1通道信号，下次扫描时显示Y2通道信号，反复进行。
“断续”方式是在每次扫描中，高速轮流显示Y1通道和Y2通道的信号，以虚线显示在屏上。
由于虚线密集，使图形看起来连续。
二、测量原理1．测量信号的电压和周期用示波器测量信号的电压，一般是测量其峰—峰值U pp，即信号的波峰到波谷之间的电压值。
在选择适当的通道偏转因数和扫描时基因数后，只要从屏上读出峰—峰值对应的垂直距离Y(cm)和一个周期对应的水平距离X(cm)，即可求出信号的电压和周期。
（4.9-1）（4.9-2）正弦信号的有效值U eff和峰—峰值U pp的关系为（4.9-3）有时，被测信号电压比较高，必须经过衰减后才能输入示波器的Y通道。
衰减倍数用分贝数表示，其定义为（4.9-4）式中，U0为未衰减时的信号电压值，U为示波器测得的衰减后的电压值。
根据衰减的分贝数和示波器测得的值U，就可得到被测信号的电压值。
2．测量信号的频率（1）李萨如图形设两个互相垂直的振动为式中，f1、f2为两振动的频率，ϕ1、ϕ2为两振动的初相。
当f1=f2时合成振动的轨迹方程为（4.9-5）（4.9-5）式是一个椭圆方程。
当ϕ2-ϕ1=0或±π时，椭圆退化为一条直线；当ϕ2-ϕ1=±π/2时，合成轨迹为一正椭圆。
当f1≠f2时，合成振动的轨迹比较复杂，但当f1与f2成简单的整数比时，合成振动的轨迹为封闭的稳定几何图形，这些图形称为李萨如图形，如图4.9-7所示。
从图形中，人们总结出如下规律：如果作一个限制光点在x，y方向运动的假想矩形框，则图形与此矩形框相切时，横边上的切点数n x与竖边上的切点数n y之比恰好等于两振动的频率之比，即(4.9-6)或因此，若已知其中一个信号的频率，从李萨如图形上数得切点数n x和n y，就可以求出另一待测信号的频率。
（2）拍设两个同方向的简谐振动为选某一时刻两振动相位相同时作为计时起点，则ϕ2=ϕ1=ϕ，若两振动的振幅也相同（A1=A2=A），则合成振动可以表示为当f1与f2的差值远小于f1、f2时，合成振动的振幅▕2Acos[π(f2-f1)t] ▏随时间缓慢地呈周期性变化，这种现象称为拍，振幅变化的频率叫拍频（4.9-7）图4.9-8所示为拍的形成的示意图，其中，t=0时，y1与y2的相位差为π。
如果信号频率f1已知且连续可调，则通过改变f1观察拍频的变化，可以判断出待测信号频率f2是大于f1还是小于f1，然后根据测得的拍频f3和(7)式就可求出待测信号的频率。
【实验仪器】DF4320型双通道示波器，EE1641B函数信号发生器，连接线若干一、DF4320型双通道示波器DF4320型双通道示波器的面板图入图4.9-9所示，各部件名称及作用介绍如下：1、亮度(intensity)：用于调节光点亮度。
2、聚焦(focus)：用于调节光点大小。
3、轨迹旋转(trace rotation)：可调节波形与水平刻度线的角度。
4、电源指示灯(power indicator)5、电源开关(power)6、校准信号(probe adjust)：提供0.5V、频率为1kHz的方波信号。
7、8．垂直移位 (vertical position) 旋钮：改变波形的在屏上的竖直位置。
9．垂直方式按钮(vertical mode)：共5个按钮。
按下CH1或CH2时，单独显示通道1或通道2的信号；按下ALT时，两个通道交替显示；按下CHOP时，示波器处于断续工作方式；按下ADD时，显示两个通道信号的代数和。
10．通道2极性(CH2 NORM/invert)：改变通道2信号的极性。
当垂直方式置“ADD”时，选择“NORM”，屏上显示两通道信号的和；选择“invert”, 屏上显示两通道信号的差。
11、12．电压衰减(volts/div) 旋钮：即偏转因数。
用于调节垂直偏转灵敏度，它指示竖直方向每厘米代表的电压值。
对于一定的输入信号，调节它，可改变波形在竖直方向的幅度。
13、14．微调(variable) 旋钮：用于连续调节垂直偏转灵敏度。
15、16．耦合方式(AC-GND-DC)按钮：输入信号的耦合方式。
置“AC”时，交流输入，直流成分被隔断；置“DC”时，直流输入；置“GND”时，接地，输入零信号。
17、18．通道1（CH1 OR X）和通道2（CH2 OR Y）信号输入插孔。
19．水平移位(horizontal) 旋钮：调节它可使波形水平移动。
20．电平(level) 旋钮：用来调节被测信号在某一电平触发扫描。
21．触发极性(slope)：用于选择触发信号的上升沿或下降沿去触发扫描。
22．扫描方式(sweep mode)按钮：选择“AUTO”（自动）时扫描发生器自动工作，屏上始终有扫描线；选择“NORM”（常态）时，必须有触发信号扫描发生器才有扫描信号输出；选择“SINGLE”（单次）时，触发信号只触发一次扫描，下次扫描需再按动一次该键。
23．被触发或准备指示灯(trig’d ready)：在被触发扫描时，指示灯亮；在单次扫描时，指示灯亮表示扫描电路在触发等待状态。
24．扫描速率(sec/div)旋钮：即扫描时基因数。
用于调节扫描速度，其数值的倒数即扫描速率。
它指示水平方向每厘米代表的时间值，其范围从0.1μs/div到0.2s/div。
25．扫描微调、扩展(variable pull×5) 旋钮：用于连续调节扫描速度。
当旋钮被拉出时，扫描速度扩大5倍。
在测量时间（周期）时，该旋钮应关上。
26．触发源（trigger source）按钮：用于选择产生触发的源信号。
有四种方式选择：CH1、CH2、LINE、EXT。
在单踪显示时，无论选择CH1还是CH2，触发信号都来自被显示的通道。
27．触发耦合(coupling)按钮。