示波器實驗報告

1、示波器的使用（預習）一 儀器的原理及結(jié)構(gòu)1示波器示波器是一種用途廣泛的電子測量儀器。利用它可以測出電信號的一系列參數(shù)，如信號電壓（或電流）的幅度、周期（或頻率）、相位等，數(shù)字示波器還可以測量信號的頻譜特性。實驗室擁有的主要是模擬示波器，數(shù)字示波器雖有自動測試功能，給操作帶來方便，但顯示的波形是量化的不夠細膩，觀察波形沒有模擬示波器清晰，特別是觀察含有干擾信號的波形時有一定的困難。模擬示波器的組成包括示波管、水平/垂直部分、觸發(fā)部分及電源等組成。（1）電子示波管 如圖1所示，主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏三部分組成。電子槍包括燈絲、陰極、柵極和陽極。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括Y軸偏轉(zhuǎn)板和X軸偏轉(zhuǎn)板兩部分，偏轉(zhuǎn)

2、板上電壓形成的電場力將電子槍圖1 示波管結(jié)構(gòu)圖發(fā)射出來的電子束，按照偏轉(zhuǎn)板上電壓的大小作出相應的偏移。熒光屏是位于示波管頂端涂有熒光物質(zhì)的透明玻璃屏，當電子槍發(fā)射出來的電子束轟擊到屏時，熒光屏被擊中的點上會發(fā)光，顯示出曲線或波形。（2）水平/垂直部分示波器的水平部分產(chǎn)生掃描電壓，使電子在水平方向上偏轉(zhuǎn)，形成時間軸；垂直部分處理被測信號，在熒光屏上還原出被測信號的電壓波形。（3）示波器的使用尋找掃描光跡，將示波器Y軸顯示方式置“Y1”或“Y2”，輸入耦合方式置“GND”，開機預熱后，若在顯示屏上不出現(xiàn)光點和掃描基線，可按下列操作去找到掃描線：適當調(diào)節(jié)亮度旋鈕；觸發(fā)方式開關置“自動”；適當調(diào)節(jié)垂直

3、（ ）、水平（）“位移”旋鈕，使掃描光跡位于屏幕中央。雙蹤示波器一般有五種工作方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三種單蹤顯示方式和“交替”“斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式?！敖惶妗憋@示一般適宜于輸入信號頻率較高時使用?！皵嗬m(xù)”顯示一般適宜于輸入信號頻率較低時使用。為了顯示穩(wěn)定的被測信號波形，“觸發(fā)源選擇”開關一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號取自示波器內(nèi)部的Y通道。觸發(fā)方式開關通常先置于“自動”調(diào)出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開關于“常態(tài)”，通過調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。有時，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會出現(xiàn)閃爍的光跡

4、，但被測信號的波形不在X軸方向左右移動，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。適當調(diào)節(jié)“掃描速率”及“Y軸靈敏度”旋鈕使屏幕上顯示一二個周期的被測信號波形。在測量幅值時，應注意將“Y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準”位置，即順時針旋到底。在測量周期時，應注意將“X軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準”位置，即順時針旋到底。還要注意“擴展”旋鈕的位置。根據(jù)被測波形在屏幕坐標刻度上垂直方向所占的格數(shù)（div或cm）與“Y軸靈敏度”旋鈕指示值（v/div）的乘積，即可算得信號幅值的實測值。根據(jù)被測信號波形一個周期在屏幕水平方向所占的格數(shù)（div或cm）與“掃速”旋鈕指示值（t/div）的乘積，即可算得信號頻率的實測值。2.

5、函數(shù)信號發(fā)生器函數(shù)信號發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號波形，輸出電壓最大可達20VPP。通過輸出衰減開關和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級到伏特級范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。函數(shù)信號發(fā)生器的輸出信號頻率可以通過頻率分檔開關進行調(diào)節(jié)。注意：函數(shù)信號發(fā)生器作為信號源，它的輸出端不允許短路。二 實驗內(nèi)容及步驟1用校正信號對示波器進行自檢 （1) 掃描基線調(diào)節(jié)將示波器的工作方式開關置于“單蹤CH1”（觸發(fā)CH1或CH2），觸發(fā)方式開關置于“自動”。開啟電源開關后，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”等旋鈕，使熒光屏上顯示一條細而且亮度適中的掃描基線。然后調(diào)節(jié)“X軸位移”（）和“Y軸位移”( )旋

6、鈕，使掃描線位于屏幕中央，并且能上下左右移動自如。（2）測試“校正信號”波形的幅度、頻率將示波器的“校正信號”通過探頭引入選定的Y通道（CH1或CH2），將Y軸輸入耦合方式開關置于“AC(交流)”或“DC(直流)”，觸發(fā)源選擇開關置“內(nèi)”，內(nèi)觸發(fā)源選擇開關置“CH1”或“CH2”。調(diào)節(jié)X軸“掃描速率”旋鈕（t/div）和Y軸“輸入靈敏度”旋鈕（V/div），使示波器顯示屏上顯示出一個或數(shù)個周期穩(wěn)定的方波波形。a. 校準“校正信號”幅度將“y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置“校準”位置，“y軸靈敏度”旋鈕置適當位置，讀取校正信號幅度，記入表1。 表1 校準信號測量數(shù)據(jù)標 準 值實 測 值幅 度Up-p(V)

7、頻 率f(KHz) b. 校準“校正信號”頻率 將“掃速微調(diào)”旋鈕置“校準”位置，“掃速”旋鈕置適當位置，讀取校正信號周期，記入表1。2用示波器測量信號電壓和周期 調(diào)節(jié)信號發(fā)生器有關旋鈕，使輸出頻率分別為1KHz、10KHz，有效值均為1V的正弦波信號。改變示波器“t/div”及“V/div”等旋鈕，測量信號源輸出電壓峰峰值及信號周期，記入表2。3. 用利薩如圖形法測量信號頻率 調(diào)節(jié)a信號發(fā)生器的頻率為1KHz、電壓為1V的正弦波輸入示波器的Y2作為標準信號；調(diào)節(jié)b信號發(fā)生器的電壓為1V（假定1KHz）的正弦波輸入示波器的Y1為待測信號。調(diào)節(jié)示波器的時基旋鈕（TIME/DIV）順時針調(diào)到底，即

8、X-Y位置，適當調(diào)節(jié)垂直/水平位移旋鈕和Y1、Y2靈敏度旋鈕，屏幕上得到一合成圖形，適當調(diào)節(jié)標準信號源的頻率，使屏幕上得到穩(wěn)定的利薩如圖形。若合成圖形為園或橢圓，則被測信號的頻率與標準信號的頻率相同。表2 測量信號參數(shù)信號源頻率示波器測量周期值示波器測量電壓值周期（ms）頻率（Hz）峰峰值（Vpp）有效值（u）1KHz10KHz若合成圖形為其它利薩如圖形，根據(jù)合成圖形的形狀計算出待測信號頻率： fy=fx*Nx/Ny式中，Nx為水平線與利薩如圖形的交點數(shù)，Ny為垂直線與利薩如圖形的交點數(shù)，fx為標準信號的頻率。三 實驗報告要求1. 認真記錄數(shù)據(jù)，并繪出有關波形；2. 根據(jù)測量數(shù)據(jù)和波形，分析測

9、試結(jié)果，總結(jié)相關內(nèi)容； 3簡述用示波器觀察波形時，怎樣操作才能最快？哪些是關鍵步驟。VD4322B示波器面板結(jié)構(gòu)及操作(一)屏幕部分厘米刻度：每一方格即1平方厘米，又稱DIV，在進行電壓、周期讀數(shù)時，需要根據(jù)厘米刻度進行讀數(shù)。聚焦旋鈕：調(diào)節(jié)波形的清晰度，當輝度調(diào)到適當?shù)牧炼群螅{(diào)節(jié)聚焦旋鈕控制掃描線最佳。輝度旋鈕：調(diào)節(jié)波形亮度，順時針方向旋轉(zhuǎn)，亮度增加；反之，亮度減小。(二)垂直部分（Y軸）輸入：被測信號輸入端。被測信號從Y1輸入，處理后加到垂直偏轉(zhuǎn)板，控制電子槍發(fā)射的電子在垂直方向偏轉(zhuǎn)。輸入：同Y1通道。但當示波器工作于X-Y方式時，輸入到此端的信號變?yōu)閄軸信號，處理后加到水平偏轉(zhuǎn)板，控制電

10、子在水平方向上偏轉(zhuǎn)。輸入耦合開關（AC-CND-DC）：此開關用于選擇輸入信號送至放大電路的耦合方式。垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開關（V/DIV）：用于選擇垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)使顯示的波形置于易于觀察的幅度范圍，并用于測量被測信號電壓的大小。位移旋鈕：此旋鈕用于信號在垂直方向的位移。位移旋鈕：功能同位移。工作方式選擇開關（、交替、斷續(xù)）：只有加到通道的信號能顯示；只有加到通道的信號能顯示；交替加到、通道的信號能交替顯示在熒光屏上，適用觀察高頻信號；斷續(xù)加到、通道的信號同時顯示在熒光屏上，適用觀察低頻信號。（三）水平部分（X軸）掃描速度TIME/DIV選擇開關：范圍從0.2s/DIV到0.2S/DIV，按1-2-

11、5進制共分19檔和X-Y方式。用于測量被測信號的周期。水平位移：此旋鈕用于掃描線在水平方向的移動。掃描微調(diào)控制：連續(xù)改變水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)，順時針到底為校準位置。（四）觸發(fā)部分觸發(fā)方式：自動、常態(tài)、TV-V、TV-H，常用自動和常態(tài)，自動：無論什么狀態(tài)，電平是否合適，總有波形顯示，當電平合適時才有穩(wěn)定波形顯示；常態(tài)：若電平不合適，屏幕沒有波形顯示，只有當電平合適時才有波形顯示，且是穩(wěn)定的波形。觸發(fā)源：內(nèi)、電源、外，常用內(nèi)觸發(fā)方式。內(nèi)觸發(fā)選擇：Y1、Y2、組合，根據(jù)被測信號接入情況選擇，若被測信號接入Y1輸入端，應選擇Y1，若觀測雙路信號，需要選擇組合方式。電平：無論在哪種觸發(fā)方式下，都需要調(diào)節(jié)電平旋鈕，獲得合適的觸發(fā)電平，使顯示的波形穩(wěn)定。EM1643信號發(fā)生器的操作：（1）電源開關(POWER)，按入開。（2）功能開關(FUNCTION):波形選擇：正弦波 方波和脈沖波 三角波和鋸齒波（3）頻率微調(diào)FREQVAR:頻率復蓋范圍10倍。（4）分檔開關(RANGE-HZ):10HZ-2MHZ(分六檔選擇)。（5）衰減器(ATT)：開關按入時衰減低30db。（6）幅度(AMPLITUDE)；幅度可調(diào)。（7）直流偏移調(diào)節(jié)(DC OFF SET)：當開關拉出時:直流電平為-10+10V連續(xù)可調(diào)，當開關按入時:直流電平為零。（8）占空比調(diào)節(jié)(PAMP/PULSE