大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)講義實(shí)驗(yàn)示波器原理和使用

1、實(shí)驗(yàn)5示波器原理和使用示波器是利用示波管內(nèi)電子射線的偏轉(zhuǎn)，在熒光屏上顯示出電信號(hào)波形的儀器。用它能直接觀察電信號(hào)的波形，也能測(cè)定電信號(hào)的幅度、周期、頻率和相位，凡能轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)的其它電學(xué)量（電流、電功率、阻抗等）和非電學(xué)量（溫度、位移、速度、壓力、聲強(qiáng)、光強(qiáng)、磁場(chǎng)等，）其隨時(shí)間的變化都能用示波器來(lái)觀測(cè)。由于電子射線的慣性小，示波器掃描發(fā)生器的頻率較高（可達(dá)幾百兆赫），Y軸和X軸放大器的增益很大，輸入阻抗高，所以示波器特別適合于觀測(cè)瞬時(shí)變化的過(guò)程，并可測(cè)量微伏級(jí)的電壓，而對(duì)被測(cè)試系統(tǒng)的影響很小。因此示波器是一種應(yīng)用廣泛的綜合性電信號(hào)測(cè)試儀器。示波器按用途和特點(diǎn)可以分為：通用示波器。它是根據(jù)波形

2、顯示基本原理而構(gòu)成的示波器。取樣示波器，它是先將高頻信號(hào)取樣，變?yōu)椴ㄐ闻c原始信號(hào)相似的低頻信號(hào)，再應(yīng)用基本原理顯示波形的示波器。與通用示波器相比，取樣示波器具有頻帶極寬的優(yōu)點(diǎn)。記憶與存儲(chǔ)示波器。這兩種示波器均有存儲(chǔ)信號(hào)的功能，前者是采用記憶示波管，后者是采用數(shù)字存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)信息。專(zhuān)用示波器。為滿足特殊需要而設(shè)計(jì)的示波器，如電視示波器、高壓示波器等。智能示波器。這種示波器內(nèi)采用了微處理器，具有自動(dòng)操作、數(shù)字化處理、存儲(chǔ)及顯示等功能。它是當(dāng)前發(fā)展起來(lái)的新型示波器。也是示波器發(fā)展的方向。本實(shí)驗(yàn)以SS7802型通用示波器為例，說(shuō)明示波器的原理和使用方法，并介紹GFG8016G型數(shù)字式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使

3、用方法。實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解示波器顯示圖象的原理。2較熟練地掌握示波器的調(diào)整和使用方法。3掌握函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用方法。4學(xué)習(xí)用示波器觀察電信號(hào)的波形，測(cè)量電信號(hào)的電壓幅度和頻率。儀器用具】SS7802型示波器（或DS-5000型存儲(chǔ)示波器）、GFG8016G型數(shù)字式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（或SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器）?！緦?shí)驗(yàn)原理】示波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理示波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，型號(hào)很多，但從功能上看，大致可分為示波管、電壓放大裝置（包括Y軸放大和X軸放大兩部分）、掃描與整步裝置和電源四個(gè)部分。如圖5-1所示。（1）示波管：它包括電子槍、偏轉(zhuǎn)板和熒光屏三部分。圖5-1示波器結(jié)構(gòu)方框圖示波管是示波

4、器的核心，它的構(gòu)造如圖5-2所示，左端為一電子槍?zhuān)娮訕層职ㄅ詿崾疥帢O、加熱陰極的燈絲、控制柵極和第一、第二陽(yáng)極等，陰極經(jīng)燈絲加熱后發(fā)出一束電子，電子被第一和第二陽(yáng)極電場(chǎng)加速及聚焦后，形成一束很細(xì)的高速電子流打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物圖5-2示波管的構(gòu)造發(fā)光形成一亮點(diǎn)。調(diào)節(jié)第一陽(yáng)極電壓（即調(diào)聚焦”旋鈕）和調(diào)節(jié)第二陽(yáng)極電壓（即調(diào)輔助聚焦”旋鈕）可達(dá)到聚焦的目的，使熒光屏上出現(xiàn)清晰的圖象。在電子槍和熒光屏之間裝有兩對(duì)相互垂直的平行板，稱(chēng)為偏轉(zhuǎn)板。如果板上加有電壓，則電子束經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)板時(shí)受正電極吸引，受負(fù)電極排斥，從而使電子束在熒光屏上的亮點(diǎn)位置也跟著改變，所以偏轉(zhuǎn)板是用來(lái)控制亮點(diǎn)位置的。兩對(duì)

5、偏轉(zhuǎn)板中，橫方向的一對(duì)稱(chēng)為X軸偏轉(zhuǎn)板（或叫水平偏轉(zhuǎn)板），縱方向的一對(duì)稱(chēng)為Y軸偏轉(zhuǎn)板（或叫垂直偏轉(zhuǎn)板）。在一定范圍內(nèi)，亮點(diǎn)的位移與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓成正比，調(diào)節(jié)“X軸移位”和“Y軸移位”旋鈕可以改變亮點(diǎn)的位置。由于控制柵極的電位低于陰極，調(diào)節(jié)柵極電位可控制穿過(guò)柵極的電子數(shù)，即控制了電子流的強(qiáng)度。熒光屏上亮點(diǎn)的亮度決定于射到屏上電子的數(shù)目和能量（由加速陽(yáng)極的電壓決定），從而調(diào)節(jié)柵極電位（即調(diào)“輝度”旋鈕）可以改變亮點(diǎn)的亮度。（2）電壓放大裝置（包括Y軸放大和X軸放大兩部分）示波器的輸入分為Y軸、X軸兩個(gè)通道，輸入信號(hào)電壓經(jīng)輸入端的衰減器衰減后，送到電壓放大器放大。放大后的信號(hào)電壓最終加到示波器的Y軸

6、偏轉(zhuǎn)板或X軸偏轉(zhuǎn)板上，亮點(diǎn)隨信號(hào)電壓的變化沿左右或上下作直線運(yùn)動(dòng)，形成一條水平或垂直亮線。調(diào)節(jié)“Y軸增益”或“X軸增益”旋鈕，可以控制輸入信號(hào)的放大幅度（注意只是將顯示比例放大或縮小，而不能改變信號(hào)電壓本身的幅值大?。?。在示波器的Y軸和X軸輸入端還設(shè)置有衰減器，如果信號(hào)電壓過(guò)大，可利用Y軸（或X軸）衰減器使信號(hào)電壓變小，以適應(yīng)電壓放大器的要求。這些都是通過(guò)“V/cm”偏轉(zhuǎn)靈敏度選擇開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。（3）掃描與整步裝置這是示波器的關(guān)鍵部分。它主要由鋸齒波電壓發(fā)生器（即掃描電壓發(fā)生器）構(gòu)成。圖5-3鋸齒波波形圖如果在X軸偏轉(zhuǎn)板上加上鋸齒形電壓，如圖5-3（a）所示，鋸齒形電壓的特點(diǎn)是:電壓從負(fù)開(kāi)始（t二

7、t）0隨時(shí)間成正比地增加到正（ttt），然后又突然返回負(fù)（t二t）。再?gòu)拇碎_(kāi)始與時(shí)間成正比地增加01112001到右端后馬上回到左端（t二t），然后再?gòu)淖蠖藙蛩俚叵蛴疫\(yùn)動(dòng)（ttt）,不斷重復(fù)前述過(guò)112（ttt），如此重復(fù)，這時(shí)，熒光屏上的亮點(diǎn)從左（t二t）勻速地向右運(yùn)動(dòng)（ttt），程。亮點(diǎn)只在水平方向運(yùn)動(dòng)，我們?cè)跓晒馄辽峡吹降谋闶且粭l水平線，如圖5-3（b）所示。如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加上正弦電壓，如圖5-4（a）所示，而X軸偏轉(zhuǎn)板上不加任何電壓，則亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是在縱方向作正弦式振蕩，在橫方向不動(dòng)，我們看到的是一條垂直的亮線，如圖5-4（b）所示。圖5-4正弦波波形圖如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加上正弦電壓

8、，在X軸偏轉(zhuǎn)板上加上鋸齒形電壓，則熒光屏上的亮點(diǎn)將同時(shí)進(jìn)行方向互相垂直的兩種位移，我們看到的將是亮點(diǎn)的合成位移，即正弦圖形。用示波器觀察波形的原理可用圖5-5來(lái)說(shuō)明。簡(jiǎn)諧振動(dòng)可用一個(gè)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在某方向上的投影來(lái)代表，這個(gè)圓稱(chēng)為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的參考圓。在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加上正弦電壓時(shí)，可以用參考點(diǎn)在垂直方向投影的運(yùn)動(dòng)來(lái)代表。我們假定信號(hào)電壓與掃描電壓的周期相同，起始點(diǎn)也相同，都是從零開(kāi)始的，我們把這兩個(gè)電壓的周期分成八等份，分別用1,2,3，8表示。從圖5-5看到，當(dāng)時(shí)間從0到1時(shí)，X軸偏轉(zhuǎn)板上的鋸齒形電壓使亮點(diǎn)從原點(diǎn)0向右移，而Y軸偏轉(zhuǎn)板上的交流電壓正好是正半周，它要亮點(diǎn)向上移，合成的結(jié)果電子

9、束就打在熒光屏的“1”位置上。當(dāng)時(shí)間到達(dá)2時(shí)，亮點(diǎn)就打在“2”位置上，因?yàn)閮蓪?duì)偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓是連續(xù)不斷的，所以亮點(diǎn)的移動(dòng)也是連續(xù)不斷的，結(jié)果繪出如圖5-5中從“0”到“8”的一條正弦曲線。當(dāng)鋸齒形電壓從最大突然跳回零時(shí)，亮點(diǎn)立即從“8”突然跳回到“0”，這時(shí)Y軸偏轉(zhuǎn)板上的交流電壓也正好回到第二個(gè)周期的零點(diǎn)上，因此在第二個(gè)周期中畫(huà)出的曲線正好和第一個(gè)周期的完全重合。這樣不斷重復(fù)，所以我們可以在熒光屏上看見(jiàn)一條穩(wěn)定的正弦曲線。圖5-5示波器顯示波形原理圖上面討論的是在掃描電壓的周期T與信號(hào)電壓的周期T相等時(shí)，熒光屏上可以穩(wěn)定的顯示出一個(gè)XY波長(zhǎng)的信號(hào)波形。如果掃描電壓的周期T是信號(hào)電壓的周期T

10、的兩倍（即T二2T），則在熒光屏上TOC o 1-5 h zXYXY可以看到兩個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)波形，同理，若T二nT，則熒光屏上將顯示出n個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)波形。即XY HYPERLINK l bookmark16 o Current Document T二nTn=1，2，3，（5-1）XY由于周期和頻率具有互為倒數(shù)的關(guān)系，因此上式也可以表示為 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document f二nfn=1，2，3，（5-2）YX（5-2）式中，f為加在Y軸偏轉(zhuǎn)板上的信號(hào)電壓的頻率，f為加在X軸偏轉(zhuǎn)板上的掃描電壓的頻率。YX如上所述，為了在熒光屏上觀察到穩(wěn)定的波形，必

11、須使掃描電壓的周期T與信號(hào)電壓的周期T相XY等或成整數(shù)倍關(guān)系，否則稍有偏差，所顯示的波形就會(huì)向左或向右移動(dòng)。例如，當(dāng)TT2T時(shí)，第YXY一次掃描顯示的波形如圖5-6中04所示，而第二次掃描顯示的波形如圖5-6中48所示。兩次掃描顯示的波形不相重合，其結(jié)果是好象波形在不斷地向左移動(dòng)。同理，當(dāng)TT2T時(shí)，顯示的波形會(huì)不XYX斷向右移動(dòng)。而實(shí)際上，由于產(chǎn)生f和f的振蕩源是互相獨(dú)立的振蕩源，它們之間的頻率比不會(huì)自然YX滿足簡(jiǎn)單整數(shù)比，所以示波器中的鋸齒形掃描電壓的頻率必須可調(diào)。除了人工調(diào)節(jié)之外，在示波器內(nèi)部還加裝了自動(dòng)頻率跟蹤的裝置，稱(chēng)為“整步”。在人工調(diào)節(jié)到接近滿足（5-2）式的條件時(shí)，再加入“整步

12、”的作用，掃描電壓的周期就能準(zhǔn)確地等于待測(cè)電壓周期的整數(shù)倍，從而獲得穩(wěn)定的波形。圖5-6TT2T時(shí)波形向左移動(dòng)yxy如果所加信號(hào)f為三角波（或方波）電壓的頻率，f為掃描電壓的頻率，則可在熒光屏上觀察到Y(jié)X三角波（或方波）信號(hào)的波形。（4）電源部分電源部分的作用是將市電220V的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦鱾€(gè)數(shù)值不等的直流電壓，以滿足示波器各部分電路工作的需要。示波器的基本測(cè)量方法（1）如何測(cè)量電信號(hào)的電壓幅度對(duì)于待測(cè)電信號(hào)，可測(cè)出其在熒光屏的Y軸上的波形幅度大小，從而測(cè)出它的電壓幅度。示波器設(shè)有Y軸靈敏度選檔旋鈕，Y軸靈敏度可用K來(lái)表示，其單位是V/cm。K表示在熒光屏Y軸上，使亮UU點(diǎn)偏移1cm距離所需

13、輸入的信號(hào)電壓幅值，顯然，K值是Y軸上的電壓分度值。因此，對(duì)于一個(gè)被顯（即波形在Y軸方向上的最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的距離）,U示的信號(hào)，只要從熒光屏的刻度板上量出其雙振幅APP則可測(cè)出其電壓峰峰值U，即U二K-APPUPPPP5-3)對(duì)于正弦信號(hào)，其電壓有效值”與的關(guān)系為5-4)UU2邁PP為了提高示波器的輸入阻抗、減小輸入電容，常用分壓比為10:1的低電容衰減探頭將信號(hào)輸入至示波器的Y通道。由于探頭對(duì)信號(hào)電壓具有10倍的衰減，因此使用衰減探頭時(shí)，（5-3）式應(yīng)改寫(xiě)為U二10K-A（5-5）PPUPP2）如何測(cè)量電信號(hào)的周期和頻率利用時(shí)基因數(shù)測(cè)量周期和頻率對(duì)于待測(cè)電信號(hào)，可測(cè)出其在熒光屏的X軸上的波長(zhǎng)

14、大小，從而測(cè)出它的周期和頻率。示波器設(shè)有掃描速度選檔旋鈕，掃描速度可用v來(lái)表示，v表征示波器展開(kāi)被測(cè)信號(hào)波形的能力，它的定義是：?jiǎn)蝨t位時(shí)間內(nèi)亮點(diǎn)在熒光屏上X軸方向移動(dòng)的距離，其單位為cm/s。掃描速度的倒數(shù)K=-稱(chēng)為時(shí)基因數(shù)，tvt它的定義是：亮點(diǎn)在X軸方向移動(dòng)一個(gè)單位距離所需的時(shí)間，其單位為s/cm（或?yàn)閙s/cm、卩s/cm）。雖然掃描速度和時(shí)基因數(shù)是兩個(gè)不同的概念，但是在實(shí)用上常習(xí)慣地將時(shí)基因數(shù)作為示波器掃描速度的標(biāo)稱(chēng)而不加區(qū)別。顯然，K是X軸上的時(shí)間分度值。因此，對(duì)于一個(gè)被顯示的信號(hào)，只要從熒光屏的刻度板上量出其波長(zhǎng)九，則其周期T為該信號(hào)的頻率為利用李薩如圖形測(cè)量正弦信號(hào)的頻率T=K

15、九(5-6)t11f=T=廠(5-7)t如果在示波器的Y軸和X軸偏轉(zhuǎn)板上都加上正弦信號(hào)電壓，那么熒光屏上亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)將是兩個(gè)互相垂直的振動(dòng)的合成。當(dāng)兩個(gè)正弦信號(hào)的頻率相等或成簡(jiǎn)單整數(shù)比時(shí)，熒光屏上亮點(diǎn)的合成軌跡為一穩(wěn)定的閉合曲線，稱(chēng)為李薩如圖形。李薩如圖形可用來(lái)測(cè)量未知頻率。令f、f分別代表Y軸和X軸偏轉(zhuǎn)YX板上輸入信號(hào)的頻率，n、n分別代表Y方向和X方向的切線與圖形相切的切點(diǎn)數(shù)，則有YX(5-8)如果f已知，從熒光屏上的圖形求出n和n，由（5-8）式即可求得f。因此，利用李薩如圖形可以XYXY測(cè)量正弦信號(hào)的頻率。幾個(gè)常用的李薩如圖形如圖5-7所示，供參考。圖5-7幾種簡(jiǎn)單的李薩如圖形【儀器介紹

16、】SS-7802型示波器介紹本實(shí)驗(yàn)使用日本巖崎公司生產(chǎn)的ss-7802型雙蹤示波器，這是一種通用示波器，能同時(shí)觀測(cè)二個(gè)不同電信號(hào)的瞬變過(guò)程。它的結(jié)構(gòu)原理如前所述，它的面板如圖5-8所示，面板上各旋鈕和按鍵按其功能分成了9大部分，并分別用虛線框框起來(lái)，這9大部分的作用可參ss-7802型示波器使用指南和有關(guān)說(shuō)明。要補(bǔ)充說(shuō)明的是，當(dāng)按下A，并使示波器處于Auto或NormI的掃描模式時(shí)，示波器的水平偏轉(zhuǎn)通道（X通道）接機(jī)內(nèi)掃描信號(hào)（鋸齒波），示波器的CHI、CH2通道均為垂直偏轉(zhuǎn)通道（y通道），需外接信號(hào)電壓；當(dāng)示波器處于xy模式時(shí)，示波器的x通道斷開(kāi)機(jī)內(nèi)掃描信號(hào)（鋸齒波），需外接信號(hào)電壓，此時(shí)C

17、H1通道為X通道，CH2通道為y通道。由于此時(shí)掃描信號(hào)（鋸齒波）已撤去，因此掃描時(shí)基因數(shù)旋鈕已不起作用，示波器的X、y通道均需外接信號(hào)電壓。圖5-8SS-7802型示波掃捕徴調(diào)盯出現(xiàn)掃捲衷度帥發(fā)源融塩沿觸發(fā)耦合觸檢電平只移動(dòng)一仕標(biāo)方式圖5-9屏幕顯示數(shù)字的意義SS-7802型示波器使用指南按鍵/旋鈕部位序號(hào)英文名中文名操作方法功能POWER電源開(kāi)關(guān)按下按下后儀器接通220V市電INTEN亮度旋轉(zhuǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，掃跡亮度增加READOUT文字顯示旋轉(zhuǎn)調(diào)整屏幕上顯示的文字亮度FOCUS聚焦旋轉(zhuǎn)調(diào)整掃跡以及文字的清晰程度SCALE刻度旋轉(zhuǎn)調(diào)整屏幕上刻度線的亮度TRACEROTATETION掃跡旋轉(zhuǎn)用改錐

18、旋當(dāng)掃跡不水平時(shí)，可用它調(diào)整。CAL校準(zhǔn)信號(hào)接口連線輸出1KHZ、0.6V方波校準(zhǔn)信號(hào)丄地線接口連線機(jī)殼接地端垂直軸CH1/CH2輸入接口連線y,/y2輸入接口，接輸入信號(hào)POSITION位置旋鈕垂直位置調(diào)節(jié)CH1,Eh3通道1,2按按下,相應(yīng)通道工作，屏幕最下一行左邊顯示該通道數(shù)1：或2：。VOLTS/DIV(VARLABLE)Y軸靈敏度調(diào)節(jié)及微調(diào)旋轉(zhuǎn)/按調(diào)節(jié)Y軸靈敏度，調(diào)節(jié)時(shí)，屏幕左下邊通道數(shù)電壓/分度因子值相應(yīng)改變，按下再旋轉(zhuǎn)，可作靈敏度微調(diào)，此時(shí)不能進(jìn)行Y軸信號(hào)幅度測(cè)量DC/AC直流/交流按直流時(shí)，信號(hào)直接輸入，屏幕上電壓/分度因子值后電壓?jiǎn)挝粸閂；交流時(shí)，信號(hào)通過(guò)電容輸入，分度因子的

19、電壓?jiǎn)挝粸?。GND接地按按下后相應(yīng)輸入端接地，輸入信號(hào)與Y軸放大器斷開(kāi)，屏幕左下分度因子后顯示丄符號(hào)。ADD相加按按下后，屏幕顯示Y+Y2波形，同時(shí)屏幕下方通道2數(shù)前出+號(hào)即顯示+2：ENVI反相按按下后，Y2波形反相，同時(shí)屏幕下方顯示+2：1，若此時(shí)Add1也按下則屏幕顯示y,y2波形。水平部分POSITION位置旋轉(zhuǎn)水平位置調(diào)節(jié)FINE位置微調(diào)按下按下，F(xiàn)INE指示燈亮?xí)r轉(zhuǎn)動(dòng)POSITION，可作水平位置微調(diào)，再按一次，F(xiàn)INE燈滅。TIME/DIV時(shí)間分度調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)/按旋轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)選擇掃描速度，按下后再旋轉(zhuǎn)可作微調(diào)，掃描時(shí)間因子值顯示在屏幕左上角，單位是S、ms或卩s，微調(diào)時(shí)數(shù)值前為號(hào)，不

20、微調(diào)是=號(hào)。1AGX10掃速放大按按下后，掃描速度放大10倍，屏幕中心波形向左右展開(kāi)。屏幕右下角顯示MAG。觸發(fā)部分TRIGLEVEL觸發(fā)電平旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，可使圖象穩(wěn)定。SLOPE觸發(fā)沿選擇按選擇觸發(fā)，上升沿+，下降沿一QURC觸發(fā)源選擇每按一下，改變一次選擇觸發(fā)信號(hào)來(lái)源（CH1、CH2、LINE或EXT），LINE是以電源頻率作觸發(fā)源，EXT為外觸發(fā)。觸發(fā)源符號(hào)顯示在屏幕左上掃描因子后。COUPT耦合方式按選擇觸發(fā)耦合模式（AC、DC、HF-R、LF-R）TV視頻觸發(fā)模式選擇按視頻觸發(fā)模式有BOTH、ODD、EVEN或TV-HREADY單次觸發(fā)狀態(tài)指示指示燈亮與滅亮?xí)r，處于單次觸發(fā)準(zhǔn)備狀

21、態(tài)，觸發(fā)后燈變暗。TRIGD觸發(fā)指示亮與滅觸發(fā)脈沖來(lái)時(shí)，燈亮。此時(shí)所示的圖形才穩(wěn)定。水平顯示掃描顯示按按后顯示y,，y2或y,、y2波形。X-YX-Y顯示按按下后，CH1信號(hào)加到X軸（水平軸）。CH1、CH2或ADD信號(hào)加到Y(jié)軸（垂直軸）。用于觀察李薩如圖或磁滯回線等。掃描模式auto或Norm!自動(dòng)/正常按任一按下均為連續(xù)掃描狀態(tài)，相應(yīng)指示燈亮。AUTO適用于50Hz以上信號(hào)。NORM適合于低頻信號(hào)。sgl/rst單次按按下選擇單次掃描狀態(tài)，且處于等待狀態(tài),ready燈亮，單掃后燈滅。光標(biāo)測(cè)量功能FUNCTION這部分的作用及用法詳見(jiàn)下面的光標(biāo)測(cè)量功能簡(jiǎn)介SS-7802示波器的光標(biāo)測(cè)量部分功

22、能簡(jiǎn)介FUNCTION，功能選擇鍵，可用于光標(biāo)測(cè)量調(diào)節(jié)上，使用說(shuō)明如下:按下AV-At-OFF以選擇At(時(shí)間間隔測(cè)量)、AV(電壓差測(cè)量)或0FF(關(guān)閉測(cè)量)。當(dāng)選擇At時(shí)，屏幕顯示兩條豎直的水平測(cè)量光標(biāo)片、H2，選擇AV時(shí)，屏幕顯示兩條水平的垂直測(cè)量光標(biāo)V篤。轉(zhuǎn)動(dòng)FUNCTION，可調(diào)整光標(biāo)位置。每按一次FUNCTION，測(cè)量光標(biāo)按原轉(zhuǎn)動(dòng)之方向移動(dòng)一步，持續(xù)按下FUNCTION,光標(biāo)快速移動(dòng)。fV測(cè)量。按AV-At-麗，以選擇AV測(cè)量方式，此時(shí)屏幕下方倒數(shù)第二行顯示AV：=-V，AV2=-Vo按TCK/C2I以選擇V-TRACK(光標(biāo)跟蹤方式)，屏幕右上角顯示f:V-TRACK，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)F

23、UNCTION，兩垂直測(cè)量光標(biāo)V、V2同時(shí)移動(dòng)，將V移至一測(cè)量點(diǎn)；再按|tCk/c2，選擇V-C2(只移動(dòng)光標(biāo)V2),屏幕右上角顯示f:V-C2,轉(zhuǎn)動(dòng)FUNCTION,移動(dòng)V?至另一測(cè)量點(diǎn)，被測(cè)波形兩測(cè)量點(diǎn)之間的電壓差即顯示在屏幕下方，AV為CH信號(hào)的測(cè)量值，AV2為2CH2信號(hào)的測(cè)量值。At測(cè)量。按|AV-At-OFF|,以選擇At測(cè)量方式，此時(shí)屏幕下方倒數(shù)第三行顯示Atms(Ms)，1/AtKHz。按|TCK/C2I以選擇H-TRACK(光標(biāo)跟蹤方式),屏幕右上角顯示f:H-TRACK,轉(zhuǎn)動(dòng)FUNCTION,兩光標(biāo)HH2起移動(dòng)，再按|TCK/C2|,以選擇H-C2方式，屏幕右上角顯示f:H

24、-C2，轉(zhuǎn)動(dòng)FUNCTION，只移動(dòng)H,，將H、H分別移至兩測(cè)量點(diǎn)，兩點(diǎn)間時(shí)間差即測(cè)量出來(lái)。測(cè)量結(jié)果顯示于屏幕下方倒數(shù)第三行的At(s、ms、或2MS),1/At為其倒數(shù)(Hz)。若At為信號(hào)的周期，則1/At是信號(hào)的頻率。頻率測(cè)量。屏幕下方倒數(shù)第三行右側(cè)顯示的f=Hz為CH1或CH2輸入信號(hào)的頻率。屏幕顯示的測(cè)量數(shù)字綜合表示如圖5-9所示。2.GFG-8016G型數(shù)字式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器介紹GFG-8016G型數(shù)字式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是臺(tái)灣固緯公司的產(chǎn)品，它能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、脈沖波和鋸齒波等多種波形，輸出頻率范圍為0.2Hz-2MHz,七檔連續(xù)可調(diào)，輸出波形的頻率用六位數(shù)字的LED直接顯示

25、，且儀器還能外測(cè)未知信號(hào)的頻率，外測(cè)頻率范圍為0.1Hz-10MHz。GFG-8016G型數(shù)字式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的儀器面版圖及面板上各旋鈕、按鍵的作用如圖5-10所示，學(xué)生實(shí)驗(yàn)前需認(rèn)真預(yù)習(xí)，(1)(5)GWFUNCTIONGENERAtORE：MODEL，ESCDtlr-fliHnonOFFpushDUTYL居OVERGFG-8016GgateKHzJZLFINE1/101/1frequencyTUNEEXTINTACINPUT150VCOLTER夕maxES口DiZCALTTLOFFSETAMPL15VMINMAXOUTPUTOUTPUTTTL/CMOSINPUT(20)(19)溢出指示燈計(jì)數(shù)

26、器指示燈單位，當(dāng)頻率選擇在1K1M時(shí)，此燈亮頻率顯示單位，當(dāng)頻率選擇在1、10、100時(shí)，此燈亮電源開(kāi)關(guān)選擇頻率范圍波形選擇調(diào)節(jié)電壓輸出幅度，拔起時(shí)衰減-20dB信號(hào)輸出，阻抗50Q(18)(17)(16)(15)(14)(13)(12)(11)(10)(9)選擇TTL或CMOS電平產(chǎn)生TTL或CMOS脈沖或方波信號(hào)拔出可改變直流電平，壓下時(shí)為預(yù)置值零壓控電壓輸入端(15)旋轉(zhuǎn)可改變波形，CAL為同步位置，拔出時(shí)信號(hào)反轉(zhuǎn)外部信號(hào)輸入(最大15伏)壓下時(shí)測(cè)外部輸入信號(hào)頻率輸入信號(hào)大于10V時(shí)壓下，用于衰減信號(hào)頻率細(xì)調(diào)(20)頻率調(diào)節(jié)了解并掌握儀器的使用方法及面板上各旋鈕、按鍵的作用。圖5-10G

27、FG-8016G型數(shù)字式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器面板圖【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求】（參考附錄）學(xué)習(xí)示波器的調(diào)整方法了解示波器各部分的作用，熟悉示波器面板上各旋鈕、按鍵的調(diào)節(jié)方法，特別是POSITION（位置）、VOLTS/DIV（VARLABLE）（Y軸靈敏度調(diào)節(jié)及微調(diào)）、TIME/DIV（時(shí)間分度調(diào)節(jié)或稱(chēng)掃描時(shí)基因數(shù)）等旋鈕及而、CH2、而、而、而、mAUTO、X3等按鍵的作用，能組合使用這些旋鈕及按鍵，注意一邊調(diào)節(jié)一邊觀察示波器熒光屏，了解屏上所顯示的數(shù)字和符號(hào)的意義，按要求調(diào)出各種圖形。觀察并描繪信號(hào)波形按照SS-7802型示波器和GFG-8016G型數(shù)字式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用方法，首先分別把待測(cè)信號(hào)源輸出

28、的幾種波形的信號(hào)接入示波器的Y（CH1或CH2）通道，并在熒光屏上顯示出來(lái)，描繪出觀察到的信號(hào)波形，并記錄K、A、K、等有關(guān)參數(shù)。uppt測(cè)量信號(hào)電壓將信號(hào)源的輸出電壓調(diào)至最大，利用（5-3）式分別測(cè)量正弦波信號(hào)、方波信號(hào)和三角波信號(hào)電壓峰峰值UPP。測(cè)量正弦信號(hào)的頻率要求用下列兩種方法測(cè)量一個(gè)正弦波信號(hào)源的頻率f：ay掃描模式，利用示波器的時(shí)基因數(shù)進(jìn)行測(cè)量（參見(jiàn)原理部分）；模式，調(diào)節(jié)待測(cè)信號(hào)源的頻率使出現(xiàn)穩(wěn)定的李薩如圖形，利用李薩如圖形進(jìn)行測(cè)量（參見(jiàn)原理部分）。利用示波器的光標(biāo)測(cè)量功能，測(cè)量待測(cè)信號(hào)源的信號(hào)電壓及頻率。測(cè)量方法參見(jiàn)【儀器介紹】部分。注意事項(xiàng)】不要把示波器的亮度調(diào)得很亮，特別是

29、不要把亮線調(diào)成亮點(diǎn)并持續(xù)停在熒光屏的某一點(diǎn)上，以免損壞熒光屏。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如有短時(shí)間不使用示波器，可把示波器的亮度調(diào)暗，不要經(jīng)常通斷示波器的電源，以免縮短示波管的壽命。【思考問(wèn)題】試敘述示波器顯示波形的原理。在用示波器測(cè)量待測(cè)信號(hào)的電壓和頻率前，為什么要先校準(zhǔn)y軸靈敏度和掃描時(shí)基因數(shù)？打開(kāi)示波器電源開(kāi)關(guān)后，如果在熒光屏上看不到掃描線，也看不到亮點(diǎn)，可能有哪些原因？應(yīng)做怎樣的調(diào)節(jié)？如果你觀察到的正弦波形很不穩(wěn)定，總是向左或向右移動(dòng)，給觀察帶來(lái)困難，應(yīng)該如何調(diào)節(jié)才能使波形穩(wěn)定？觀察李薩如圖形時(shí)，如果所觀察到的圖形不斷變化，圖形變化的快慢與兩個(gè)信號(hào)的頻率之差有什么關(guān)系？應(yīng)該如何調(diào)節(jié)才能使李薩如圖形穩(wěn)

30、定？當(dāng)示波器的Y軸正弦信號(hào)頻率遠(yuǎn)小于或遠(yuǎn)大于掃描信號(hào)頻率時(shí)，屏上圖形將是什么情形？先考察掃描信號(hào)頻率等于正弦信號(hào)頻率的2（或1/2）、3（或1/3）時(shí)的情形，再推廣到n（或1/n）倍的情形，進(jìn)行討論。附錄:示波器原理與使用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一、基本調(diào)節(jié)5非自掃描9縱軸分度，表示縱軸上一格代表多大電壓丄”10波形上|下移動(dòng)5自動(dòng)掃描12觸發(fā)信丨|發(fā)電平芒來(lái)源5次掃描15觸（Y13觸發(fā)信14視頻觸占二號(hào)輸入方式J發(fā)方式A模匚riXfliOIF|6時(shí)間分度，按下為匕微調(diào)狀態(tài)丿匚二匚通道118打開(kāi)I4式，水平軸為時(shí)間軸14XY模式，顯示李薩如圖形/、11輸入信號(hào)/fyy以下源驗(yàn)步驟度應(yīng)上亮編號(hào)聚焦操作，須注意信

31、幕變化接地反復(fù)操作，認(rèn)真領(lǐng)會(huì)每個(gè)按鍵和旋鈕的作用。準(zhǔn)備工作1、打開(kāi)電源輸入端丿I為一水平線丿2、調(diào)節(jié)亮度旋鈕至中間位置3、調(diào)節(jié)聚焦旋鈕使顯示清晰掃描方式選擇4、交替按下A鍵和X-Y鍵，感受屏幕的變化，最后按A鍵使水平軸作為時(shí)間軸5、交替按下AUTO、NORM、SGL/RST三個(gè)鍵，感受屏幕的變化，最后按AUTO鍵使掃描自動(dòng)進(jìn)行6、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間分度旋鈕，感受水平掃描速度的變化，注意屏幕左上角的時(shí)間分度值變化，最后使掃描成一直線7、打開(kāi)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，輸出任意一正弦波信號(hào)，并把信號(hào)接入到示波器的通道1信號(hào)輸入端輸入并顯示信號(hào)8、按CH1鍵打開(kāi)通道1,使屏幕顯示通道1的信號(hào)波形，留意屏幕左下角有標(biāo)記1：

32、表示通道1已打開(kāi)9、轉(zhuǎn)動(dòng)電壓分度旋鈕，感受波形高度的變化，注意屏幕左下角標(biāo)記1：后面的電壓值即為縱軸上一格代表的電壓，此旋鈕同時(shí)也是一個(gè)按鈕，按下后該旋鈕即變?yōu)槲⒄{(diào)狀態(tài)，在標(biāo)記1：后面會(huì)多了一個(gè)表示，再按一下即取消微調(diào)功能，測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)必須退出微調(diào)狀態(tài)（上述第6項(xiàng)時(shí)間分度旋鈕具有相同功能）10、來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)垂直位置旋鈕，把波形定位在中間高度11、按下GND鍵若干次，觀察并體會(huì)輸入信號(hào)接地前后的變化穩(wěn)定信號(hào)顯示12、按SOURCE鍵若干次,注意屏幕頂部中間位置的信息變化，最后選擇CH1作為觸發(fā)信號(hào)來(lái)源，觸發(fā)源的作用是用來(lái)產(chǎn)生與信號(hào)本身周期相等或成整數(shù)倍關(guān)系的鋸齒波，以便使波形不會(huì)產(chǎn)生左右移動(dòng)13、按COUPL鍵若干次，