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示波器的原理与使用 实验报告
时间:2024.7.3
大连理工大学 ![]() 大学物理实验报告 院(系) 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号 实验时间 2008 年 11 月 18 日,第13周,星期 二 第 5-6 节 实验名称 示波器的原理与使用 教师评语 实验目的与要求: (1) 了解示波器的工作原理 (2) 学习使用示波器观察各种信号波形 (3) 用示波器测量信号的电压、频率和相位差 主要仪器设备: YB4320G 双踪示波器, EE1641B型函数信号发生器 实验原理和内容: 1. 示波器基本结构 示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成, 其中示波管是核心部分。 示波管的基本结构如下图所示, 主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成, 由外部玻璃外壳密封在真空环境中。 电子枪的作用是释放并加速电子束。 其中第一阳极称为聚焦阳极, 第二阳极称为加速阳极。 通过调节两者的共同作用, 可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。
荧光屏上涂有荧光粉, 电子打上去时能够发光形成光斑。 不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。 放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放, 使其幅度适合于观测。 扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示), 使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动, 这一过程称为扫描。 扫描开始的时间由触发系统控制。 2. 示波器的显示波形的原理 如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也是, 电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线, 如左图所示: 如果在Y偏转板和X偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压, 电子受水平竖直两个方向的合理作用下, 进行正弦震荡和水平扫描的合成运动, 在两电压周期相等时, 荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形, 显像原理如右图所示: 3. 扫描同步 为了完整地显示外界输入信号的周期波形, 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。 当某些因素改变致使周期发生变化时,使用扫描同步功能, 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化, 从而稳定地显示波形。 步骤与操作方法: 1. 示波器测量信号的电压和频率 对于一个稳定显示的正弦电压波形, 电压和频率可以由以下方法读出
其中a为垂直偏转因数(电压偏转因数)(从示波器面板的衰减器开关上可以直接读出)单位为V/div或mV/div; h为输入信号的峰-峰高度, 单位div; b为扫描时间系数, 从主扫描时间系数选择开关上可以直接读出, 单位s/div、ms/div或μs/div; l为输入信号的单个周期宽度, 单位div。 (1) 打开电源开关并切换到DC档, 拨动垂直工作方式开关,选择未知信号所在的通道。 (2) 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”, 以及它们对应的微调开关, 使未知信号图形的高度和波形个数便与测量。 同时在开关上读出计算所需的a、b值。 (3) 调节“垂直位移”与“水平位移”旋钮,利用荧光屏上的刻度读取l、h值, 并记录。 2. 用示波器直接观察半波和全波整流波形 (1) 将实验室提供的未知信号分别接到整流电路的AB端, CD端送入示波器的CH1或CH2端。 (2) 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”是信号显示在屏内, 分别观察整流后的波形, 并记录 3. 李萨如图形测量信号的频率 不使用机内的扫描电压, 而使用两个外界输入的正弦电压分别加载在X、Y偏转板上, 当两个正弦电压的频率相同或呈简单的整数比, 则屏上将显示特殊形状的轨迹, 这种轨迹称为李萨如图形。 李萨如图形与X轴和Y轴的最大交点数nx与ny之比正好等于Y、X端的输入电压频率之比, 即 * 示波器和函数信号发生器的操作原理略数据记录与处理/结果与分析: 1. 正弦信号电压和频率的测量: ![]() 2. 正弦信号、半波整流信号、全波整流信号的图形 ![]() 3. 李萨如图形测量正弦信号的频率 ![]() 讨论、建议与质疑: (1) 在示波器显示扫描波形图和李萨如图形的原理中, 不同之处在与它们所使用的扫描电压(即水平方向的输入电压)不同。 显示扫描波形时, 水平方向加载的是锯齿波的扫描电压, 它能够使电子束从左向右地单方向扫描, 当扫描频率和输入信号的频率相配合时, 就能够显示输入信号的波形; 显示李萨如图形时, 水平方向接入的是未知的正弦信号, 它使电子束在水平方向上做简谐往复运动, 与竖直方向的另一简谐运动相叠加后, 在荧光屏上形成李萨如图形。 (2) 形成椭圆的条件较为简单, 当输入的两个同频正弦信号相位差存在, 且大小在+π~ -π之间时, 即可形成椭圆图形。 圆可以认为是一种特殊条件下形成的椭圆图形。 当输入的两个正弦信号频率相同, 信号振幅相同, 且两者的相位差为±π/2时, 李萨如图形为圆形。 (3) 实验中Y轴信号为已知正弦信号, X轴为未知信号, 经过实验, 发现 当fy比fx大很多时, 荧光屏上的线条之间不可分辨, 形成一个矩形块状图案; 当fy比fx小很多时,荧光屏上显示一条上下振荡的水平线段。 (4) 试解释全波整流图形存在水平片段的原因。 个人认为, 由于示波器上没有精确地显示出波形所在的相对位置, 故对这一波形现象可以有以下两种理解方式: 第一种理解方式: (5) 实验体会: 本次实验相比与其他实验, 更加接近于一种体验性的实验, 目的并不在于获得最终的实验数据结果, 而在于让我们更好地理解实际生产生活中常用的示波器; 通过操作示波器, 一方面我能够熟悉仪器的使用方法, 认识到书本理论和实际操作存在的差距, 一方面也体会了示波器中所表现的将一些不可见的动态量转化为另一种量直观地表现出来的方法(锯齿波扫描电压与信号电压的组合是其表现思想的精髓)。 另外, 本次实验中, 我也体会到了书本上的理论知识和实际应用的差异所在, 具体地说即是全波整形电流波形理论值和实际图样的差别。 通过实际的操作和观察, 我能够从差异出发, 从一些错误出发, 通过比较以不同地角度更好的理解所学的知识, 这是单独阅读书本所不能做到的。 第二篇:示波器的原理与使用 实验报告大学物理实验报告 实验名称 示波器的原理与使用 实验目的与要求: (1) 了解示波器的工作原理 (2) 学习使用示波器观察各种信号波形 (3) 用示波器测量信号的电压、频率和相位差 主要仪器设备: YB4320G 双踪示波器, EE1641B型函数信号发生器 实验原理和内容: 1. 示波器基本结构 示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成, 其中示波管是核心部分。 示波管的基本结构如下图所示, 主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成, 由外部玻璃外壳密封在真空环境中。 电子枪的作用是释放并加速电子束。 其中第一阳极称为聚焦阳极, 第二阳极称为加速阳极。 通过调节两者的共同作用, 可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。
荧光屏上涂有荧光粉, 电子打上去时能够发光形成光斑。 不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。 放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放, 使其幅度适合于观测。 扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示), 使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动, 这一过程称为扫描。 扫描开始的时间由触发系统控制。 2. 示波器的显示波形的原理 如果只在竖直偏转板加上交变电压而X偏转板上五点也是, 电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线, 如左图所示: 如果在Y偏转板和X偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压, 电子受水平竖直两个方向的合理作用下, 进行正弦震荡和水平扫描的合成运动, 在两电压周期相等时, 荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形, 显像原理如右图所示: 3. 扫描同步 为了完整地显示外界输入信号的周期波形, 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。 当某些因素改变致使周期发生变化时,使用扫描同步功能, 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化, 从而稳定地显示波形。 步骤与操作方法: 1. 示波器测量信号的电压和频率 对于一个稳定显示的正弦电压波形, 电压和频率可以由以下方法读出
其中a为垂直偏转因数(电压偏转因数)(从示波器面板的衰减器开关上可以直接读出)单位为V/div或mV/div; h为输入信号的峰-峰高度, 单位div; b为扫描时间系数, 从主扫描时间系数选择开关上可以直接读出, 单位s/div、ms/div或μs/div; l为输入信号的单个周期宽度, 单位div。 (1) 打开电源开关并切换到DC档, 拨动垂直工作方式开关,选择未知信号所在的通道。 (2) 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”, 以及它们对应的微调开关, 使未知信号图形的高度和波形个数便与测量。 同时在开关上读出计算所需的a、b值。 (3) 调节“垂直位移”与“水平位移”旋钮,利用荧光屏上的刻度读取l、h值, 并记录。 2. 用示波器直接观察半波和全波整流波形 (1) 将实验室提供的未知信号分别接到整流电路的AB端, CD端送入示波器的CH1或CH2端。 (2) 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”是信号显示在屏内, 分别观察整流后的波形, 并记录 3. 李萨如图形测量信号的频率 不使用机内的扫描电压, 而使用两个外界输入的正弦电压分别加载在X、Y偏转板上, 当两个正弦电压的频率相同或呈简单的整数比, 则屏上将显示特殊形状的轨迹, 这种轨迹称为李萨如图形。 李萨如图形与X轴和Y轴的最大交点数nx与ny之比正好等于Y、X端的输入电压频率之比, 即 * 示波器和函数信号发生器的操作原理略数据记录与处理/结果与分析: 1. 正弦信号电压和频率的测量: ![]() 2. 正弦信号、半波整流信号、全波整流信号的图形 ![]() 3. 李萨如图形测量正弦信号的频率 ![]() 讨论、建议与质疑: (1) 在示波器显示扫描波形图和李萨如图形的原理中, 不同之处在与它们所使用的扫描电压(即水平方向的输入电压)不同。 显示扫描波形时, 水平方向加载的是锯齿波的扫描电压, 它能够使电子束从左向右地单方向扫描, 当扫描频率和输入信号的频率相配合时, 就能够显示输入信号的波形; 显示李萨如图形时, 水平方向接入的是未知的正弦信号, 它使电子束在水平方向上做简谐往复运动, 与竖直方向的另一简谐运动相叠加后, 在荧光屏上形成李萨如图形。 (2) 形成椭圆的条件较为简单, 当输入的两个同频正弦信号相位差存在, 且大小在+π~ -π之间时, 即可形成椭圆图形。 圆可以认为是一种特殊条件下形成的椭圆图形。 当输入的两个正弦信号频率相同, 信号振幅相同, 且两者的相位差为±π/2时, 李萨如图形为圆形。 (3) 实验中Y轴信号为已知正弦信号, X轴为未知信号, 经过实验, 发现 当fy比fx大很多时, 荧光屏上的线条之间不可分辨, 形成一个矩形块状图案; 当fy比fx小很多时,荧光屏上显示一条上下振荡的水平线段。 (4) 试解释全波整流图形存在水平片段的原因。 个人认为, 由于示波器上没有精确地显示出波形所在的相对位置, 故对这一波形现象可以有以下两种理解方式: 第一种理解方式: (5) 实验体会: 本次实验相比与其他实验, 更加接近于一种体验性的实验, 目的并不在于获得最终的实验数据结果, 而在于让我们更好地理解实际生产生活中常用的示波器; 通过操作示波器, 一方面我能够熟悉仪器的使用方法, 认识到书本理论和实际操作存在的差距, 一方面也体会了示波器中所表现的将一些不可见的动态量转化为另一种量直观地表现出来的方法(锯齿波扫描电压与信号电压的组合是其表现思想的精髓)。 另外, 本次实验中, 我也体会到了书本上的理论知识和实际应用的差异所在, 具体地说即是全波整形电流波形理论值和实际图样的差别。 通过实际的操作和观察, 我能够从差异出发, 从一些错误出发, 通过比较以不同地角度更好的理解所学的知识, 这是单独阅读书本所不能做到的。 更多相关推荐: 大物实验示波器的使用实验报告实验二十三示波器的使用班级姓名学号同组人日期【实验目的】1、了解示波器的基本结构和工作原理,学会正确使用示波器。2、掌握用示波器观察各种电信号波形、测量电压和频率的方法。3、掌握观察利萨如图形的方法,并能用利萨… 示波器使用大学物理实验报告《示波器的使用》实验示范报告阿【实验目的】1.了解示波器显示波形的原理,了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合;2.熟悉使用示波器的基本方法,学会用示波器测量波形的电压幅度和频率;3.观察李萨如图形。【… 示波器的原理与使用_实验报告实验目的与要求1了解示波器的工作原理2学习使用示波器观察各种信号波形3用示波器测量信号的电压频率和相位差主要仪器设备YB4320G双踪示波器EE1641B型函数信号发生器实验原理和内容1示波器基本结构示波器主要... 示波器的使用 实验报告实验报告实验名称示波器的使用班级温度同组者12 模拟示波器的使用 实验报告模拟示波器的使用・实验目的1.了解示波器的基本原理及基本使用方法;2.掌握用示波器观察一路不同型电压信号的方法;3.掌握观察利萨如图形的方法,了解利萨如图形测量未知正弦信号的频率的方法.・实验原理1.示波器显示… 《示波器的原理和使用》实验报告示波器的原理和使用实验预习报告工程物理系工物22方侨光0220xx实验内容和数据记录一观测波形1绘制波形2记录与计算二观测利萨如图形将自制信号源和函数信号发生器的正弦信号分别输入到示波器的两输入端调出频率为或者... 示波器原理及应用研究实验报告示波器原理及应用姓名学号日期一、实验目的:了解通用电子示波工器工作原理的基础上,学会正确使用示波器测量各种电参数的方法。二、实验原理:见课本三、实验设备:1、函数信号发生器,数量2台;2、双踪示波器,数量1台。… 大学物理实验 示波器的使用预习报告大学物理实验预习报告1掌握所使用的双踪示波器信号发生器面板上各旋钮的作用后再操作为了保护荧光屏不被灼伤使用双踪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在实验过程中如果短时间不使用双踪... 大物实验报告――示波器的原理及应用学号姓名学院20xx年12月I示波器的原理及应用摘要本实验主要目的是了解阴极射线示波器的工作原理用函数信号发生器产生不同频率比的电压通过数字示波器观察李萨如图形同时以示波器和低频信号发生器为工具分别运用共振干涉... 示波器使用大学物理实验报告示波器的使用实验示范报告实验目的1了解示波器显示波形的原理了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合2熟悉使用示波器的基本方法学会用示波器测量波形的电压幅度和频率3观察李萨如图形实验仪器1双踪示波器GOS6... 示波器使用大学物理实验报告示波器的调节与使用引言示波器是一种图形显示设备它描绘电信号的波形曲线这一简单的波形能够说明信号的许多特性信号的时间和电压值振荡信号的频率信号所代表电路中变化部分信号的特定部分相对于其它部分的发生频率是否存在故障... 电子技术实验报告―实验3示波器的使用电子技术实验报告实验名称:示波器的使用系别:班号:实验者姓名:学号:实验日期:实验报告完成日期:目录一、实验目的...3二、实验仪器...3三、实验原理...3四、实验步骤与实验数据...61、校验示波器的灵敏… 示波器的原理与使用实验报告(24篇) |
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