示波器(实验7)

教材P151（实验内容以本电子档为准）
实验7：示波器及其使用
示波器是一种常用的电子仪器，主要用于观察和测量各种电信号。

是展示和观测电信号的电子仪器，可以直接测量信号电压的大小和周期.配合各种传感器把非电量转换成电量，示波器也可以用来观察各种非电量的变化过程。

特别适用于观测瞬时变化的过程.本实验是利用示波器观察周期性改变信号和测量其主要参数。

交流电的电压（或电流）随时间作周期性变化。

实际上，所谓交流电包括各种各样的波形，如正弦波、方波、锯齿波等。

一、实验目的
1．了解示波器的基本结构和工作原理,掌握示波器的基本调节和使用方法；
2．学会使用常用信号发生器；掌握用示波器观察电信号波形的方法。

3．学会用示波器测量电信号电压、周期和频率等电参量；
4．学会用示波器观察利萨如图形
二、实验器材（型号、规格、件数）
1、双踪示波器(20MHz CS—4215A) 1台
示波器：用来测量实验电路的输入、输出信号。

通过示波器可显示电压或电流波形，可测量频率、周期等其它有关电参数。

2、低频信号发生器(10Hz—1MHz) 2台
3、信号发生器：用来产生信号源的仪器，一般有正弦波、三角波、方波输出，
输出电压和频率均可调节。

有数字式或指针式指示其输出大小，波形可根据被
测实验电路要求进行选择。

本实验室低频信号发生器是指针式，只提供正弦波、方波两种波形。

•电压由FINE旋动调节其大小。

•频率由刻度盘读数及RANGE按键倍数决定。

如：频率刻度盘读数为20，RANGE按键倍数为×100，则频率值f=20×100=2000H Z
4、屏蔽连接线（同轴电缆）2根
三、实验原理
1、示波器工作原理如图示：
2、正弦交流电压波型
2、正弦交流电
3、利萨如图形成原理
利萨如图形参考：
四、实验内容：
1、用示波器单通道观察信号波型（正弦波、方波），绘出波型图。

2．学习使用示波器定量测量电信号的电压、周期、频率。

3、用示波器双通道观察利萨如图，绘出利萨如波型图，并探讨利萨如图型规律。

五、实验记录与数据处理：
* 实验准备：
（1）仪器通电
接通电源，按下示波器、低频信号发生器电源开关，两仪器电源指示灯点亮。

（2）预置示波器面板各开关、旋钮。

垂直输入耦合（AC-GND-DC）置“AC”；
垂直输入端（CH1 INPUT）选择置“CHl”，垂直电压量程（VOLTS/DIV）选择置"1v／div"，垂直灵敏度微调校准位置置“CAL"；
扫描时间因数（SWEEP TIME）预置在“1ms／div"，扫描时间微调(VARABLE)置校准位置“CAL’’；
水平位移（←→）置中间位置；
触发同步方式(MODE)置“FIX”。

(3) 调节“亮度(INTEN)、聚焦(FOCUS)”等有关控制旋钮。

示波器显示屏上可出现纤细明亮的扫描基线，调节基线使其位置于屏幕中间与水平坐标刻度基本重合。

1．用示波器通道1（CH1）观察低频信号发生器1发出的正弦波与方波
（1）低频信号发生器的波型选择正弦波，频率可调整到25×10 Hz，用屏蔽连接线1根从低频信号发生器的输出接到示波器的输入通道1（CH1），当示波器上出现稳定正弦波图形时如实记录并描绘示波器所显示正弦波图（图1-1），并将有关记录填进附表中。

示波器Y轴灵敏度VOLTS/DIV (电压值/格) Y：如：1V /div 正弦波波峰与波谷在Y轴所占格数 Ny：如：4 div
扫描信号周期选择SWEEP TIME/DIV (时间值/格)X: 如：1ms /div
1个完整正弦波在X轴所占格数 Nx：如：4 div
记录信号发生器正弦波频率f01如：25×10 Hz
（2）描绘示波器所示正弦波与方波图
如实记录描绘示波器所显示正弦波图（图1-1）；
将信号发生器1的波型选择为方波，如实记录描绘示波器所示方波图（图1-2）
将信号发生器1的下列正弦波电参数计算结果填进附表中。

电压峰峰值U PP电压最大值U M电压有效值U周期T1频率f1
2．用示波器通道2（CH2）观察低频信号发生器2发出的正弦波、方波
（1）低频信号发生器2的波型选择正弦波，频率可调整到20×10 Hz，用屏蔽连接线另1根从低频信号发生器2的输出接到示波器的输入通道2（CH2），当示波器上出现稳定图形时如实记录描绘示波器所显示正弦波图（图2-1），并将有关记录填进附表中。

示波器Y轴灵敏度V/div(电压值/格) Y：
正弦波波峰与波谷在Y轴所占格数 Ny：
扫描信号周期选择ms/div (时间值/格)X:
1个完整正弦波在X轴所占格数 Nx：
记录信号发生器2的正弦波频率： f02
（2）描绘示波器所示正弦波与方波图
如实记录描绘示波器所显示正弦波图（图2-1）；
将信号发生器2的波型选择为方波，记录描绘示波器所示方波图（图2-2）。

图2-1 正弦波图图2-2：方波图
将信号发生器2的正弦波电参数计算结果填进附表中。

电压峰峰值U PP电压最大值U M电压有效值U周期T2频率f2
3．用示波器双通道观察利萨如图形。

将示波器
设：示波器1通道（CH1）为Y，接低频信号发生器1的正弦波，调定频率为f Y ；
例：f Y=20×10 Hz
示波器2通道（CH2）为X，接低频信号发生器2的正弦波，调整频率为f X。

例：f X= 20×10 Hz
以调定频率f Y为标准频率，检测f X的频率是否存在误差。

按如下要求试调整两低频信号发生器的频率f Y/f X关系：
f Y/f X =1：1 f Y/f X =1：2 f Y/f X =1：3
在定好f Y的基础上，缓慢调节f X。

当示波器上出现稳定利萨如图型时，记录两信号源的频率值，并绘出图形。

图3：利萨如图形
f Y1= H Z f Y2 = H Z f Y3 = H Z
f X1 = H Z f X2 = H Z f X3 = H Z
图3-1 图3-2 图3-3
f Y1/f X1 = f Y2/f X2 = f Y3/f X3 =
4.思考并回答：
思考题：1、荧光屏上所观察的波型实际上是哪两个波形的的合成？
2、示波器显示完整稳定波形的充要条件是什么？
3、说明利萨如图形的出现规律
注意事项：
1.了解所使用的示波器、信号发生器面板上各旋钮的作用后再操作；
2.为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光点亮度不能太强，而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一个位置上。

3.不要经常通断示波器的电源，以免缩短示波管的使用寿命
4.示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角度，使用时应轻轻地缓缓旋转，不能用力过猛或随意乱旋转
实验波图参考
正弦波图
利萨如图形图：
f Y /f X =1/1 f Y /f X =2/1 f Y /f X =3/1
本实验操作要求：
1．能按要求独立操作调出实验图象。

2．实验记录完整（数据、单位、图象）、正确。

本实验报告要求：
1. 实验报告完整、整洁、数据及图线清晰规范。

2. 手绘波型图须与实验操作所得图象一致，不可随意改变波型。

注：波型图可先用手机拍照记录后再描绘。

3.电参数计算正确、单位规范。

注：电压峰峰值：U PP =Y •Ny
电压有效值：
周期：T =X •Nx 频率：
f =1/T
22121max p
p V V V -∙==
有效。