示波器的使用

一、实验目的

了解模拟示波器的工作原理及使用方法，学会分析信号波形的参数值。

二、实验内容

【1】机内标准信号测量

1.将机内的标准方波信号输入到CH1通道，用示波器测量这个信号，记录图片，并标注好参数。测量数据记录到表1中并分析讨论（峰峰值和周期要按所列格式记录）。

2.先读出波形垂直所占格数或水平所占格数，然后用“格数×倍率（V/DIV，S/DIV）”方式计算相应电压或时间。

【2】几种周期性信号的幅值、有效值及频率的测量

1.调节函数发生器，使它的输出信号波形分别为正弦波、方波和三角波，信号的频率为2KHz （由函数发生器频率指示），信号的大小由交流毫伏表测量为1V。

2.用示波器观察波形，测量其周期和峰值，计算出频率和有效值，数据填入表2中。

3.有效值V'=峰值Vm/2。

三、实验结果

【1】机内标准信号测量

表1 机内标准信号的测量

SEC/DIV:0.2ms VOLTS/DIV:0.5v 图1 【2】几种周期性信号的幅值、有效值及频率的测量

图-2 Vp-p:3.2v SEC/DIV:0.2m 图-3 Vp-p:2.1v SEC/DIV:0.2ms

模拟示波器实测

峰峰值

低电平电压高电平电压周期

频率

0.5V 0.0V

0.5V

1ms 1kHz

图-4 Vp-p:4.5v SEC/DIV:0.2ms

表2 典型信号的测量

四、数据分析

1.测量机内标准信号时采用0.5v的V/DIV比较准确，1v的Vp-p较低，误差较大，小于0.5v 会超出屏幕大小。

2.机内标准信号的频率测量比较准确。

3.函数信号发生器的Vp-p不够灵敏，调节后需要等一会才能使交流毫伏表的电压稳定，所以采用读示波器上的格数以减少误差。

4.几种周期性信号的周期频率相对比较准确。

五、思考讨论

1.在机内标准信号测量这个实验中我们显然需要选择DC输入耦合方式，那么为什么不能选择AC输入耦合方式呢，如果选择了AC输入耦合方式，测得的波形、峰峰值、低电平电压、高电平电压各会有什么变化呢？

答：DC输入耦合方式直流交流电均可以通过，AC输入耦合方式只能测量交流信号。如果选择了AC输入耦合方式，示波器屏幕上显示的波形位置、零电位点会改变，峰峰值不变，波形不变。

2.用模拟示波器测量几种周期性信号的幅值、有效值及频率有哪些必须注意的要点？

答：①注意探头的接法，同色的接在一起，信号发生器与示波器的地零点相同。②更换波形

时，需重新调节函数发生器的输出电压，保证交流毫伏表的读数为1V。③注意放大缩小的倍数，如电缆插头、触发、衰减、函数发生器的输出电压等的倍数。

一、实验目的

1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。

2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。

二、主要仪器设备

1.XJ4318型双踪示波器。

2.DF2172B型交流电压表。

3.XJ1631数字函数信号发生器。

4.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源。

5.10kΩ电阻和0.01μF电容各一个。

三、实验内容

1.用示波器检测机内“校正信号”波形

首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示，即Y1(CH1)或

Y2(CH2)，“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。开启电源开关后，调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。

将示波器的“校正信号”引入上面选定的Y通道(CH1或CH2)，将Y轴“输入耦合方式开关”置于“AC”或“DC”，调节X轴“扫描速率选择开关”(t/div或t/cm)和Y轴“轴入灵敏度开关(V/div或V/cm)”，并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置，使示波器显示屏上显示出约两个周期，垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。

从示波器显示屏的坐标刻度上读得X轴(水平)方向和Y轴(与X轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值)，填入表4-1，并计算出对应的实测值。

校正信号标称值示波器测得的原始数据测量值幅度UP-P 0.2V 4div 0.05V/div 0.2V 频率f

1000Hz

5div

0.2ms/div

1000Hz

表4-1

观察“Y轴输入灵敏度微调开关”和“X轴扫描速率微调开关”出在顺时针到底和逆时针到底两个极端位置时，屏幕读数与信号标称值的差异(标称值指的信号源输出所表示的数

值)。体会测量时不将“微调”旋钮置于校正位置所造成的影响。 2.用示波器和交流毫伏表测量信号参数

(1)调节信号发生器的有关旋钮，使输出频率分别为200Hz、1kHz、5kHz、10kHz，有效值等于1V(用交流毫伏表测定)的正弦波，用示波器分别测量上述信号的频率，将测得的数据填入表4-2。

注意：用示波器测量信号参数时，被测信号在示波器上显示的波形大小要合适！

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信号发生器输出信号频率/kHz

示波器测得的原始数据

示波器实测值

一周期的格数div

扫描开关t/div的位置周期/ms

频率/kHz 0.2 9.7 0.5ms 4.85 0.206 1 9.6 0.1ms 0.96 1.042 5 9.8 20μs 0.196 5.102 10

9.8

10μs

0.098

10.204

表4-2

(2)调节信号发生器有关旋钮，使输出信号频率为1kHz、有效值分别为0.5V、1V、2V、3V、(用交流毫伏表测定)的正弦波，用示波器分别测量上述正弦波的峰-峰值UP-P(即正弦波正半周最高点与负半周最低点之间的值)，并根据测得的峰-峰值UP-P折算得到正弦波的有效值，将数据填入表4-3。

信号发生器输出电压 (有效值)/V

示波器测得的原始数据示波器实测值峰-峰值的格数div

Y轴灵敏度开关 V/div的位置

峰-峰值 UP-P/V 有效值U/V (折算得

到) 0.5 7.2 0.2 1.44 0.509 1 5.6 0.5 2.8 0.990 2 5.8 1 5.8 2.051 3

4.2

2

8.4

2.970

表4-3

3.用示波器测量两信号的相位差

实验电路如图4-1所示。uS是信号发生器输出的频率为1kHz、有效值约为5V的正弦波，加于RC串联电路两端，设电阻R上的电压为uR，则uS与uR频率相同、相位不同，用示波器可测量uS与uR的相位差。