示波器实验报告

示波器的使用(预习)

一仪器的原理及结构

1．示波器

示波器是一种用途广泛的电子测量仪器。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压（或电流)的幅度、周期（或频率)、相位等,数字示波器还可以测量信号的频谱特性。实验室拥有的主要是模拟示波器，数字示波器虽有自动测试功能，给操作带来方便，但显示的波形是量化的不够细腻,观察波形没有模拟示波器清晰,特别是观察含有干扰信号的波形时有一定的困难。模拟示波器的组成包括示波管、水平／垂直部分、触发部分及电源等组成。

(1）电子示波管

如图１所示，主要由电子枪、偏转系统、荧光屏三部分组成。电子枪包括灯丝、阴极、栅极和阳极。偏转系统包括Ｙ轴偏转板和Ｘ轴偏转板两部分,偏转板上电压形成的电场力将电子枪图1

示波管结构图

发射出来的电子束，按照偏转板上电压的大小作出相应的偏移。荧光屏是位于示波管顶端涂有荧光物质的透明玻璃屏，当电子枪发射出来的电子束轰击到屏时，荧光屏被击中的点上会发光,显示出曲线或波形。

(２）水平/垂直部分

示波器的水平部分产生扫描电压,使电子在水平方向上偏转，形成时间轴;垂直部分处理被测信号,在荧光屏上还原出被测信号的电压波形。

（3）示波器的使用

①寻找扫描光迹,将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Ｙ2”,输入耦合方式置“GNＤ”,开机预热后,若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度旋钮;触发方式开关置“自动”;适当调节垂直（）、水平（)“位移”旋钮,使扫描光迹位于屏幕中央。

②双踪示波器一般有五种工作方式，即“Ｙ1”、“Y2”、“Ｙ１+Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。

③为了显示稳定的被测信号波形,“触发源选择”开关一般选为“内”触发,使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。

④触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后,若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”,通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹,但被测信号的波形不在X轴方向左右移动,这样的现象仍属于稳定显示。

⑤适当调节“扫描速率”及“Ｙ轴灵敏度”旋钮使屏幕上显示一～二个周期的被测信号波形。在测量幅值时,应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底。在测量周期时，应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底。还要注意“扩展”旋钮的位置。

根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(diｖ或ｃｍ)与“Ｙ轴灵敏度”旋钮指示值（v／ｄiv）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。

根据被测信号波形一个周期在屏幕水平方向所占的格数（div或cm)与“扫速”旋钮指示值(t／div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。

2. 函数信号发生器

函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形，输出电压最大可达20V P－P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏特级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

注意:函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。

二实验内容及步骤

1．用校正信号对示波器进行自检

（1) 扫描基线调节

将示波器的工作方式开关置于“单踪ＣＨ１”(触发CＨ1或CH2),触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“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。然后调节“Ｘ轴位移”(）和“Ｙ轴位移”( ）旋钮,使扫描线位于屏幕中央,并且能上下左右移动自如。

(2）测试“校正信号”波形的幅度、频率

将示波器的“校正信号”通过探头引入选定的Y通道（CH１或CH2），将Y轴输入耦合方式开关置于“AC(交流）”或“DC(直流)”，触发源选择开关置“内”,内触发源选择开关置“ＣH１”或“ＣH2”。调节Ｘ轴“扫描速率”旋钮(t/dｉv）和Y轴“输入灵敏度”旋钮（V/div)，使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。

ａ. 校准“校正信号”幅度

将“ｙ轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“y轴灵敏度”旋钮置适当位置,读取校正信号幅度,记入表1。

表１ 校准信号测量数据

b ． 校准“校正信号”频率

将“扫速微调”旋钮置“校准”位置,“扫速”旋钮置适当位置,读取校正信号周期，记入表1。

2.用示波器测量信号电压和周期

调节信号发生器有关旋钮,使输出频率分别为１KHz 、10KHz ，有效值均为１V 的正弦波信号。改变示波器“ｔ/div ”及“V ／div ”等旋钮,•测量信号源输出电压峰峰值及信号周期，记入表2。 3. 用利萨如图形法测量信号频率 调节a 信号发生器的频率为1KHz 、电压为１V 的正弦波输入示波器的Ｙ2作为标准信号;调节ｂ信

号发生

器的电压

为１V （假定1K Ｈz)的正弦波输入示波器的Y １为待测信号。调节示波器的时基旋钮(T ＩME/DIV)顺时针调到底,即Ｘ-Y 位置,适当调节垂直/水平位移旋钮和Y1、Y ２灵敏度旋钮,屏幕上得到一合成图形,适当调节标准信号源的频率,使屏幕上得到稳定的利萨如图形。若合成图形为园或椭圆,则被测信号的频率与标准信号的频率相同。

表2 测量信号参数

若合

成图形为

其它利萨如图形,根据合成图形的形状计算出待测信号频率: ﻩﻩ ﻩ f y =f x ＊Nx ／N ｙ

式中，Ｎｘ为水平线与利萨如图形的交点数，Ny 为垂直线与利萨如图形的交点数,f x 为标准信号的频率。 三 实验报告要求

１. 认真记录数据，并绘出有关波形；

2． 根据测量数据和波形,分析测试结果,总结相关内容；

3．简述用示波器观察波形时,怎样操作才能最快？哪些是关键步骤。 ＶＤ４3２2B 示波器面板结构及操作