示波器的使用实验报告

示波器的使用实验报告一、实验目的1.了解示波器的基本结构和工作原理，掌握示波器的调节和使用方法；2.学会利用双踪示波器观测电信号波形；3.学会利用双踪示波器观察李萨如图形，并利用其测量正弦信号的频率。二、实验仪器EE1642B型函数信号发生器、GDS-2062型双踪示波器、导线。三、实验原理双踪示波器包括两部分：示波管和控制示波管工作的电路。1.示波管如下图所示，示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏。高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在荧光屏上就能看到一个亮点。Y偏转板是水平放置的两块电极。X偏转板是垂直放置的两块电极。在Y偏转板和X偏转板上分别加电压，可以在荧光屏上得到相应的图形。2.双踪示波器的原理双踪示波器控制电路主要包括：电子开关、垂直放大电路、水平放大电路、扫描发生器、同步电路、电源等。电子开关将两个待测的电压信号YCH1和YCH2周期性的轮流作用在Y偏转板上。由于视觉滞留效应，能在荧光屏上看到两个波形。由示波器的原理功能方框图可见，被测信号电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时），但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、相位差等时），因此在水平放大电路输入端有一个水平信号选择开关，以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB10型等示波器）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波，进行一次扫描）功能的示波器（如国产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等而言，需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合。为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号，此信号称为“外同步”（或“外触发”）信号，该信号加在外同步（或外触发）输入端；③有些示波器的同步信号选择开关还有一档“电源同步”，是由220V，50Hz电源电压，通过变压器次级降压后作为同步信号。3.示波器显示波形原理如果在YCH1或YCH2端口加上正弦波，在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与正弦电压的周期相等时，则显示完整周期的正弦波形，如图3，若在YCH1和YCH2同时加上正弦波，在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波，则在荧光屏上将得到两个正弦波。4.李萨如图形的基本原理在示波器的Y偏转板和X偏转板上分别加上正弦波，当信号的频率比值为简单整数比时，得到李萨如图形。fx、fy为x,y偏转板上信号频率，nx、ny为李萨如图形与假想水平线、垂直线的切点数目。四、实验内容1.做好准备工作，设置好示波器；2.观察各种波形；3.测量正弦波的电压峰值、周期和频率，测3组数据。五、数据处理与分析1.观察波形2.测正弦波的电压和频率divV/cmdy/)3.1(VppV0.2v6.401.280.5v2.411.251v1.221.22divT/cmdx/)4.598(Hzf0.25ms6.64602.40.5ms3.38591.71ms1.68595.23.利用李萨如图形测频率Hzfx/Hzfy/xnyn100010001110002000211000300031误差分析1.示波器上显示的荧光线较粗，取电压值时的荧光线间宽度不准，使电压值不准2.桌面振动造成影响3.取正弦周期时肉眼调节两荧光线间宽度不准，导致周期不准。4.仪器存在系统误差六、注意事项1.荧光屏上光点（扫描线）亮度不可调得过亮，并且不可将光点（或亮线）固定在荧光屏上某一点时间过久，以免损坏荧光屏。2.示波器和函数信号发生器上所有开关及旋钮都有一定的调节限度，调节时不能用力太猛。3.双踪示波器的两路输入端CH1，CH2有一公共接地端，同时使用CH1和CH2时，接线时应防止将外电路短路。