实验二讲义

实验四用示波器测量常用电量

一、实验目的

1. 学习示波器和信号发生器的基本使用方法

2. 掌握用示波器测量电压、电流、频率及相位差等常用电量的使用方法。

二、预习要求

1、阅读本讲义；

2、预习报告基本还按照课本进行，但其中的实验原理部分由于差异较大，不用写；实验内容的第1部分不按照课本操作，不用写；课本上的注意事项也不用写；

3、预习思考题和实验报告要求都按本讲义中的回答，课本上的不用回答；

注意：课堂上要求绘制波形图，请大家来上课时带好坐标纸。

三、实验设备

设备名称用途

信号发生器提供信号输出

示波器观察信号，并测量信号参数

HE-15A实验箱

四、实验内容

1、按照讲义《示波器使用Step by Step》和《信号发生器的使用》的步骤，完整操作一遍；

2、完成课本上实验内容第2部分，测量频率；

3、完成课本上实验内容第3部分，测量交流电压；

4、完成课本上实验内容第4部分，测量相位差。接线方法按下面“实验注意事项”里的说明进行，相位差的测试方法按照讲义《示波器使用进阶》的说明进行；

5、完成课本上实验内容第5部分。

五、实验注意事项

1、课本上给出的正弦波的幅值是峰值，而信号发生器输入的是有效值，在输入时需要进行换算；

2、测量相位差时示波器和信号发生器测试线的使用说明：

示波器的CH1和CH2两个通道都使用的是带红黑夹子的测试线，这种测试线的红黑夹子不能混用。CH1和CH2的黑色夹子接的是示波器内部的地线，两者在内部是短接在一起的（用万用表测量两个黑色夹子间的电阻，结果为0），而红色夹子才是真正的信号输入端。

因此，用这种测试线同时测量两个信号时，两个黑色夹子应该接在电路的同一个点，或者同一根导线上，而让红夹子分别接被测信号。如果两个黑色夹子不是接的同一个点，那么所接的这两个点，会被黑色夹子短路，从而造成电路不正常运行甚至是损坏。 另外如果将示波器和信号发生器用红黑夹子线直接相连，也应该保证红接红、黑接黑，因为对信号发生器来说，黑色夹子也是它内部的仪器地线，而信号发生器的仪器地、示波器的仪器地都是通过电源插座相连的，即示波器和信号发生器的黑色夹子都是连在一起的。因此如果将信号发生器红色夹子接示波器黑色夹子，实际上是信号发生器的红色夹子接到它自己的黑色夹子，会造成信号发生器输出端的短路，会损坏信号发生器，是严格禁止的！

实验内容的第4部分即是上面的情况，信号发生器输出信号加到RL 电路输入端，同时将示波器CH1端接入输入端以观察信号发生器的波形，同时示波器的CH2端接到RL 电路的输出，然后测量示波器两个输入通道的相位差。在这里，示波器的两根线和信号发生器输出线的红黑夹子的正确接法应该如下图所示：

3、实验内容第5部分的有关说明

（1）这里的脉冲幅度，即是方波信号的峰值

（2）这里的脉冲宽度，是指方波信号的一个周期中，高电平（即高电压）所占的时间长度 4、信号发生器输出端严禁短路！

5、课堂上要求用坐标纸画出波形图，总共有7个波形图，和数据一起交给老师检查；

6、波形图要求按照示波器屏幕显示1：1进行绘制，示波器上一大格是1cm ，与坐标纸要完全对应，并且标上V/DIV 和T/DIV 值；

7、交实验报告时把波形图一起交过来。

六、常见问题及解决

1、示波器观察不到波形。

可能的原因有：

a)相应的通道没有开启，应该按“CH1”或者“CH2”按钮将其开启；

b)示波器输入耦合方式设为了接地，应该改为直流耦合或者交流耦合（见讲义《示波

器使用step by step》）；

c)测试线出现接触不良，将示波器输入端接到其自带的校准信号，然后按“Autoset”，

看是否能够观察到波形；

d)波形处于冻结状态，应该按“Run/Stop”按钮使其解冻。

2、示波器测量出来的幅度不对，是正常幅度的上十倍甚至上百倍。

输入通道菜单里的探头应该设为×1，不能设为×10或者×100（见讲义《示波器使用step by step》）。

3、信号发生器的输出的形状、幅度等不受控制，与要求的不一样。

信号发生器应该从“输出A”输出信号，“输出B”无法输出想要的信号。

七、预习思考题

1、说明正弦波的峰峰值、峰值、有效值之间的关系

2、用相量法计算课本上图2－4－1中，当R分别为1KΩ和100Ω时，电压和电流的相位

差理论值，写出详细计算过程。

八、实验报告要求

1、在使用示波器时，屏幕上出现下面的几种波形，请问这些情况是示波器的哪几个参数调节不对造成的？

2、请分析下面几种接法能不能正确的测量出相位差，会对电路造成什么影响，为什么?

3、实验心得及体会

图四

图三

图二

图一