大物实验电子示波器的使用

实验报告

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一、实验名称

电子示波器的使用

二、实验目的

1、学会用示波器测量各种波形的电压幅度和周期；

2、能够调节稳定的李萨茹图形，并测量被测信号的频率。

三、实验仪器

OS-5020型示波器、EE1641B 型函数信号发生器/计数器、GFG-8015G 型函数信号发生器

四、实验原理

利用示波器所做的任何测量，都是归结为对电压的测量。测试电压时，一般测量其峰-峰值pp U ，即从峰波到峰谷之间的电压值。将被测波形移至示波管屏幕的中心位置，用灵敏度开关将被测波形控制在屏幕有效工作面积的范围内，一般把Y 轴灵敏度开关的微调旋钮顺时针旋转到底。用刻度标尺分别读出与电压峰-峰值对应的垂直距离y ，如图所示，这样被测的电压的峰-峰值pp U 等于灵敏度开关指示值和被测信号所占的纵轴坐标值y 的乘积：

)//()(div mV div V Y cm y U pp 或轴灵敏度选择⋅=

测量波形的周期时，先讲扫描速度微调开关顺时针旋转至底，调节扫描速度选择开关，

使荧光屏上显示出2~3个周期的波形，那么一个周期波形所对应的水平距离x 与扫描速度选择开关指示值的乘积为该波的周期：

)///()(div s div ms div s cm x T μ或、扫描速度选择⋅=

如果两个相互垂直的简谐振动的频率不相同，但它们之间有简单的整数比关系，则合振动的轨迹为有一定规则的稳定的闭合曲线，这样的图形称为李萨如图形。当n=1，2，3，3/2时，各图形如图2所示。

李萨如图形可用来测量未知频率。将TIME/DIV 顺时针旋至“X-Y ”位置，此时示波器内部锯齿形扫描电压的输出停止，此时加在X 偏转板上的电压由1Y 通道输入的外界信号提供，而Y 偏转板上的电压由加在2Y 通道的信号提供。分别调节1Y 和2Y 通道的灵敏度旋钮，时荧光屏上显示的两个波形幅度相近。调节信号发生器的频率，使两正弦波的频率比n 为有理数，形成稳定的李萨如图形。

令x f 、y f 分别代表X 轴偏转板上和Y 轴偏转板上的电压频率，x N 代表X 方向的切线和图形相切的切点数，y N 代表Y 方向的切线和图形相切的切点数，则有

y

x

x

y N N f f =

如果已知x f ，则有李萨如图形和上式可求出y f 。

五、实验步骤

1、熟悉示波器的信号发声器面板各旋钮的作用，并将各开关置于指定位置。

2、接通电源，稍预热后，输入幅度为2V，频率为1kHz的标准信号，分别

调节辉度、聚焦、位移旋钮、光迹旋钮等控制件，使光迹清晰并与水平刻度平行。

3、将信号发生器输出的频率为500Hz和1000Hz的正弦信号接入示波器，通

过调整相应的灵敏度开关和扫描速度选择开关，使波形不超出屏幕范围，显示

2~3个周期的波形。测量电压峰—峰值之间的垂直距离y及一个周期波形所对应

的水平距离x，得出波形的电压幅度和周期。

4、将TIME/DIV顺时针旋到底至“X-Y”位置，分别调节Y1通道和Y2通道

的灵敏度旋钮，使荧光屏上显示的两个波形幅度相近，慢慢改变标准频率，当荧

光屏上形成稳定的李撒如图形时，观察李萨如图形，并测未知信号的频率。

六、记录数据、表格

1、测量信号的电压和周期：

s

s3观察李萨如图形并测频率：

2、

七、结果处理、作图，思考题

预习思考题：

1、示波器上观察到的正弦波形和李萨如图形实际上分别是哪两个波形的合成

答：正弦波形：是两组磁场使电子受力改变运动状态，然后将不同电子打到荧光屏上不同的位置而形成的；

李萨如图形：X 轴和Y 轴上波形的合成。

2、用示波器观察待测信号的波形和用示波器观察李萨如图形时，示波器的工作方式有什么不同

答：用示波器直接观察待测信号波形的话，是分别反映它们各自的变化规律；用示波器观察李萨如图形时，是反映两个信号的频率比和相位差。

3、当开启示波器的电源开关后，在屏上长时间不出现扫描线或点时，应如何调节各旋钮

答：调节辉度旋钮，调节水平和垂直方向的旋钮，调节扫描宽度调节旋钮。

操作后思考题：

1、如果Y 轴信号的频率x f 比X 轴信号的频率y f 大很多，示波器看到什么情况相反又会看到什么情况

答：因为y x x y N N f f = ,当1:1=y x f f 时，示波器上是一个圆柱，当1:2=y x f f 时，示波器上是一个横向的8，当1:3=y x f f 时，示波器上是三个横向的圆。所以

y

f 如果越大

的话，横向圆的数量就越多。反之，纵向的圆的数量就越多。

2、在实验中学习了李萨如图形，你觉得这种的方法在日常生活中可以拿来测量什么东西举出实例

答：测量电池的电压；测量超声波在空气中的传播。 3、用示波器测量信号频率有什么优点

答：可以直观地看到图像，可以测量

测信号电压，电流，频率，周期。