示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、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(cè)量?jī)x器。利用它可以測(cè)出電信號(hào)的一系列參數(shù)，如信號(hào)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(cè)量信號(hào)的頻譜特性。實(shí)驗(yàn)室擁有的主要是模擬示波器， 數(shù)字示波器雖有自動(dòng)測(cè)試功能，給操作帶來(lái)方便，但顯示的波形是量化的不夠細(xì)膩，觀察波形沒(méi)有模擬示波器清晰，特別是觀察含有干擾信號(hào)的波形時(shí)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(yáng)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)板上電壓形成的電場(chǎng)

2、力將電子槍圖1示波管結(jié)構(gòu)圖發(fā)射出來(lái)的電子束，按照偏轉(zhuǎn)板上電壓的大小作出相應(yīng)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(dāng)電子槍發(fā)射出來(lái)的電子束轟擊到屏?xí)r，熒光屏被擊中的點(diǎn)上會(huì)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(shí)間軸；垂直部分處理被測(cè)信號(hào)，在熒光屏上還原出被測(cè)信號(hào)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“ Yi”或“Y2”，輸入耦合方式置“ GND,開(kāi)機(jī)預(yù) 熱后，若在顯示屏上不出現(xiàn)光點(diǎn)和掃描基線，可按下列操作去找到掃描線：適當(dāng)調(diào)節(jié)亮度旋鈕；觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置“自動(dòng)”；適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直（）、水平（

3、=）“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“Yi”、“Y2”、“Yi+ 丫2”三種單蹤顯示方式和“交替”“斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式。 “交替”顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較高時(shí)使用?！皵嗬m(xù)”顯示一 般適宜于輸入信號(hào)頻率較低時(shí)使用。 為了顯示穩(wěn)定的被測(cè)信號(hào)波形， “觸發(fā)源選擇”開(kāi)關(guān)一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信 號(hào)取自示波器內(nèi)部的 Y 通道。 觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)通常先置于“自動(dòng)”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(kāi) 關(guān)于“常態(tài)” ，通過(guò)調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測(cè)試的波形穩(wěn)定地顯示在 示波器屏幕上。有時(shí)，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將

4、會(huì)出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測(cè)信號(hào) 的波形不在X軸方向左右移動(dòng)，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。 適當(dāng)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(gè)周期的被測(cè)信號(hào) 波形。在測(cè)量幅值時(shí)，應(yīng)注意將“ Y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底。 在測(cè)量周期時(shí)，應(yīng)注意將“ X軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底。還要注意“擴(kuò)展”旋鈕的位置。根據(jù)被測(cè)波形在屏幕坐標(biāo)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(hào)幅值的實(shí)測(cè)值。根據(jù)被測(cè)信號(hào)波形一個(gè)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 ）

5、的乘積，即可算得信號(hào)頻率的實(shí)測(cè)值。2. 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器按需要輸出正弦波、 方波、三角波三種信號(hào)波形， 輸出電壓最大可達(dá) 20VPP。 通過(guò)輸出衰減開(kāi)關(guān)和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕， 可使輸出電壓在毫伏級(jí)到伏特級(jí)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。 函數(shù) 信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率可以通過(guò)頻率分檔開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。注意： 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，它的輸出端不允許短路。二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1用校正信號(hào)對(duì)示波器進(jìn)行自檢（ 1） 掃描基線調(diào)節(jié)將示波器的工作方式開(kāi)關(guān)置于“單蹤C(jī)H1 （觸發(fā)CH或CH2，觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”。開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)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(xì)而且亮度適中的掃描

6、基線。然后調(diào)節(jié)“X軸位移”（=）和“丫軸位移”（）旋鈕，使掃描線位于屏幕中央，并且能上下左右移動(dòng)自如。（2 ）測(cè)試“校正信號(hào)”波形的幅度、頻率將示波器的“校正信號(hào)”通過(guò)探頭引入選定的丫通道（CH1或CH2），將丫軸輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置于“ AC（交流）”或“ DC直流）”，觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“內(nèi)”，內(nèi)觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“CH1'或“ CH2'。調(diào)節(jié)X軸“掃描速率”旋鈕（t/div ）和丫軸“輸入靈敏度”旋鈕（V/div ），使示波 器顯示屏上顯示出一個(gè)或數(shù)個(gè)周期穩(wěn)定的方波波形。a.校準(zhǔn)“校正信號(hào)”幅度將“y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，“y軸靈敏度”旋鈕置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)幅

7、度，記入表1。表1校準(zhǔn)信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)測(cè)值幅 度 Up-p(V)頻率 f(KHz)b.校準(zhǔn)“校正信號(hào)”頻率將“掃速微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，“掃速”旋鈕置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)周期，記入表1。2 用示波器測(cè)量信號(hào)電壓和周期調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出頻率分別為1KHz、10KHz有效值均為1V的正弦波信號(hào)。改變示波器“ t/div ”及“ V/div ”等旋鈕，？測(cè)量信號(hào)源輸出電壓峰峰值及信號(hào)周期，記入表 2。3. 用利薩如圖形法測(cè)量信號(hào)頻率調(diào)節(jié)a信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；調(diào) 節(jié)b信號(hào)發(fā)生器的電壓為 1V （假定1KHz）的正弦波輸入

8、示波器的 Y1為待測(cè)信號(hào)。調(diào)節(jié)示波器的時(shí)基旋鈕（TIME/DIV）順時(shí)針調(diào)到底，即 X-Y位置，適當(dāng)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(dāng)調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)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(cè)信號(hào)的頻率與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率相同。表2測(cè)量信號(hào)參數(shù)若合成圖形為其它利薩如圖形，根據(jù)合成圖形的形狀計(jì)算出待測(cè)信號(hào)頻率:f y=fx*Nx/Ny式中，信號(hào)源示波器測(cè)量周期值示波器測(cè)量電壓值Nx為水平線與利薩頻率周期（ms）頻率（Hz）峰峰值（Vpp）有效值（u）如圖形的交點(diǎn)數(shù)，Ny1KHz為垂直線與利薩如10KHz圖形的交點(diǎn)數(shù)，f x為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的

9、頻率。三實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 認(rèn)真記錄數(shù)據(jù)，并繪出有關(guān)波形；2. 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)和波形，分析測(cè)試結(jié)果，總結(jié)相關(guān)內(nèi)容；3 簡(jiǎn)述用示波器觀察波形時(shí)，怎樣操作才能最快？哪些是關(guān)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(jìn)行電壓、周期讀數(shù)時(shí)，需要根據(jù)厘米刻度進(jìn)行讀數(shù)。聚焦旋鈕：調(diào)節(jié)波形的清晰度，當(dāng)輝度調(diào)到適當(dāng)?shù)牧炼群?，調(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(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，亮度增加；反之，亮度減小。（ 二 ） 垂直部分（ Y 軸）Yi輸入：被測(cè)信號(hào)輸入端。被測(cè)信號(hào)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

10、向偏轉(zhuǎn)。丫2輸入：同Y1通道。但當(dāng)示波器工作于 X-Y方式時(shí)，輸入到此端的信號(hào)變?yōu)?X軸信號(hào)，處 理后加到水平偏轉(zhuǎn)板，控制電子在水平方向上偏轉(zhuǎn)。輸入耦合開(kāi)關(guān)（AC-CND-DC：此開(kāi)關(guān)用于選擇輸入信號(hào)送至放大電路的耦合方式。垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇開(kāi)關(guān) （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(cè)量被測(cè)信號(hào)電壓的大小。Yi位移旋鈕：此旋鈕用于 丫!信號(hào)在垂直方向的位移。丫2位移旋鈕：功能同丫1位移。工作方式選擇開(kāi)關(guān)（£、丫2、交替、斷續(xù)）：丫1 只有加到丫1通道的信號(hào)能顯示；丫2只有加到 丫2通道的信號(hào)能顯示；交替加到丫1、 丫2通道的信號(hào)能交替顯示在熒

11、光屏上，適用觀察高頻信號(hào)；斷續(xù)加到丫1、 丫2通道的信號(hào)同時(shí)顯示在熒光屏上，適用觀察低頻信號(hào)。（三）水平部分（ X 軸）掃描速度TIME/DIV選擇開(kāi)關(guān)：范圍從M s/DIV到DIV,按1-2-5進(jìn)制共分19檔和X-Y方式。 用于測(cè)量被測(cè)信號(hào)的周期。水平位移：此旋鈕用于掃描線在水平方向的移動(dòng)。掃描微調(diào)控制：連續(xù)改變水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)，順時(shí)針到底為校準(zhǔn)位置。（四）觸發(fā)部分觸發(fā)方式：自動(dòng)、常態(tài)、 TV-V、TV-H,常用自動(dòng)和常態(tài)，自動(dòng)：無(wú)論什么狀態(tài)，電平是否合適，總有波形顯示， 當(dāng)電平合適時(shí)才有穩(wěn)定波形顯示； 常態(tài)： 若電平不合適， 屏幕沒(méi)有波形顯示， 只有當(dāng)電平合適時(shí)才有波形顯示，且是穩(wěn)定的波形。觸

12、發(fā)源：內(nèi)、電源、外，常用內(nèi)觸發(fā)方式。內(nèi)觸發(fā)選擇： 丫1、 丫2、組合，根據(jù)被測(cè)信號(hào)接入情況選擇，若被測(cè)信號(hào)接入 丫1 輸入端，應(yīng) 選擇 丫1，若觀測(cè)雙路信號(hào)，需要選擇組合方式。電平：無(wú)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(hào)發(fā)生器的操作：1 ）電源開(kāi)關(guān) （POWER，） 按入開(kāi)。（2）功能開(kāi)關(guān)（FUNCTION）:波形選擇:/w正弦波方波和脈沖波三角波和鋸齒波(3) 頻率微調(diào)FREQVA瀕率復(fù)蓋范圍10倍。(4) 分檔開(kāi)關(guān)(RANGE-HZ):10HZ-2MHZ分六檔選擇)。(5) 衰減器(ATT):開(kāi)關(guān)按入時(shí)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(dāng)開(kāi)關(guān)拉出時(shí)：直流電平為-10+10V連續(xù)可調(diào)，當(dāng)開(kāi)關(guān)按入時(shí)：直流電平為零。(8) 占空比調(diào)節(jié)(PAMP/PULS