示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告xxx公司示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度示波器的原理和使用及聲速測量一、示波器的原理和使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解示波器的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理，學(xué)習(xí)使用示波器。（2）學(xué)習(xí)電信號有關(guān)參數(shù)的基本概念及其測量。實(shí)驗(yàn)原理示波器原理示波器按顯示方式可分為陰極射線示波管和液晶顯示兩種。陰極射線示波器一般包括示波管、豎直放大器、水平放大器、掃描發(fā)生器、觸發(fā)同步和直流電源等。示波管為示波器的主要部分，包括電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分，全部密封在真空玻璃外殼內(nèi)。電子槍由燈絲、陰極、控制柵極、第一陽極及第二陽極組成。燈絲加熱表面涂有氧化物的陰極，使其發(fā)射電子。因控制柵極電位比陰極低，初速度較大的電子才能通過控制柵極，示波器上的亮度就是通過調(diào)整柵極電位來控制的。陽極電位比陰極電位高很多，電子被陰陽極間的電場加速而形成陰極射線。當(dāng)控制柵極、第一陽極及第二陽極的電位調(diào)節(jié)合適時(shí)，射線收到聚焦。所以第一陽極也稱聚焦陽極，而第二陽極電位更高，稱為加速陽極。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成。如果在豎直偏轉(zhuǎn)板上加待測電壓，在水平偏轉(zhuǎn)板上加上與待測電壓同周期或周期為整數(shù)倍的掃描電壓，則在熒光屏上將能顯示出完整周期的所加待測電壓的波形圖。熒光屏上涂有熒光粉，電子打上去能發(fā)出熒光，形成光斑。性能較好的示波管中，熒光屏玻璃內(nèi)表面直接刻有坐標(biāo)刻度，熒光粉緊貼坐標(biāo)刻度以消除視差。李薩如圖形的基本原理如果示波器的X和Y輸入是頻率相同或成簡單整數(shù)比的兩個(gè)正弦電壓，則屏上的光點(diǎn)將呈現(xiàn)特殊形狀的軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。如果做一個(gè)限制光點(diǎn)x、y方向變化范圍的假想方框，則圖形與此框相切時(shí)，橫邊上的切點(diǎn)數(shù)nx與豎邊上的切點(diǎn)數(shù)ny之比恰好等于Y和X輸入的兩正弦信號的頻率之比。即：fy:fx=nx:ny，若有端點(diǎn)與假想邊框相接時(shí)，應(yīng)把一個(gè)端點(diǎn)記為1/2個(gè)切點(diǎn)。利用李薩如圖形能方便得比較出兩個(gè)正弦信號的頻率。實(shí)驗(yàn)儀器（1)SS-7802雙蹤示波器實(shí)驗(yàn)用SS-7802雙蹤示波器能夠同時(shí)測量頻率在20MHz范圍內(nèi)的兩個(gè)電壓信號。借助于電子開關(guān)可將兩個(gè)信號交替加到示波管的Y偏轉(zhuǎn)板上，當(dāng)電子開關(guān)的頻率足夠高時(shí)，在屏上可以同時(shí)得到兩個(gè)信號。其基本使用方式如下。方式選擇按鍵(HORIZDISPLAY)：通常選“A”方式，需要顯示李薩如圖時(shí)選擇“X-Y”，此時(shí)CH-1為X輸入，CH-2為Y輸入。2.觸發(fā)方式選擇按鍵(SWEEPMODE)：通常選“AUTO”方式。3.打開信號通道，如果信號線插在CH1通道，按下“CH1”鍵，使屏幕左下方顯示“1：”，如果信號線插在CH2通道，按下“CH2”鍵，使屏幕左下方顯示“2：”，注意，“2：”前不能出現(xiàn)“+”號，如果出現(xiàn)“+”，請看第10步。4.如果屏幕正上方有“TV”字符顯示，按下“TV”鍵，將該功能取消。5.按下藕合方式開關(guān)鍵(COUPLING)，可能要多次，通常設(shè)置為“AC”方式（在屏幕正上方顯示字符“AC”）。6.觸發(fā)源選擇按鍵“SOURCE”：通常設(shè)置為與信號輸入相同的通道（如果信號線插在CH1通道，就設(shè)置為“CH1”方式，屏幕正上方顯示“CH1”字符，如果信號線插在CH2通道，就設(shè)置為“CH2”方式，屏幕正上方顯示“CH2”字符）。7.按下觸發(fā)極性按鍵“SLOPE”：通常選上邊沿觸發(fā)方式“+”(屏幕正上方)。8.若有“MAG”字符顯示于屏幕的右下角。按“MAG×10”鍵將該功能取消。、CH2通道不能接地（即屏幕下方無“⊥”顯示）,若出現(xiàn)“⊥”則按相應(yīng)通道的“GND”鍵取消。10.若有“+”顯示于屏幕的左下角，在“2：”前，按“ADD”鍵將其取消。11.若有“↓”顯示于屏幕的左下角，在“2：”后，按“INV”鍵將其取消。12.若有“〉”顯示于屏幕的左上角，在“A”后，按壓時(shí)間調(diào)節(jié)旋紐（TIME/DIV）將其取消。13.若有“〉”顯示于屏幕的左下角，按壓相應(yīng)通道的幅度調(diào)節(jié)旋紐（VOLTS/DIV）將其取消。14.調(diào)節(jié)旋鈕“TRIGLEVEL”，時(shí)它左邊第二行的燈“TRIG’D”變亮，至于第一行的燈“READY”亮不亮都沒關(guān)系。15.旋轉(zhuǎn)輸入信號所在通道的幅度調(diào)節(jié)旋鈕“VOLTS/DIV”，把信號波形調(diào)節(jié)到適合觀察的大小。16.旋轉(zhuǎn)時(shí)間掃描速率旋鈕“TIME/DIV”,把信號波形調(diào)節(jié)到適合觀察的疏密程度。（2）函數(shù)信號發(fā)生器TFG1005型函數(shù)信號發(fā)生器，可以輸出正弦波、方波、三角波等，其頻率連續(xù)可調(diào)，范圍為10Hz-2MHz，信號幅度連續(xù)可調(diào)，最大可達(dá)20V。詳細(xì)操作參見實(shí)驗(yàn)室資料。實(shí)驗(yàn)步驟1．觀察波形從自制多波形信號發(fā)生器輸出正弦波、方波、三角波和尖脈沖四種波形。分別用示波器測出其正弦波輸出幅度的有效值，方波幅度的峰峰值，三角波的周期，尖脈沖的頻率。2.觀察李薩如圖形將頻率耦合信號發(fā)生器的兩個(gè)正弦信號輸入到示波器上，調(diào)出fx：fy=1：1和2：1的穩(wěn)定的李薩如圖形。觀察并記錄相位差為0，π/4，π/2，3π/4，π時(shí)的圖形形狀。將自制信號源和函數(shù)信號發(fā)生器的正弦信號分別輸入到示波器的兩輸入端，調(diào)出頻率比為1：1的李薩如圖，并由此定出自制信號源正弦波信號的頻率。3.根據(jù)電容充放電原理，研究方波與三角波之間的關(guān)系從電容器的充放電波形到三角波。用函數(shù)信號發(fā)生器輸出方波u，加在由RC組成的電路上。用示波器同時(shí)觀察u和uc。然后改變R或f,觀察并記錄變化規(guī)律及其變化前后的頻率、電阻及電容等參數(shù)。二、聲速的測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解聲波在空氣中傳播速度與氣體狀態(tài)參量的關(guān)系。（2）了解超聲波產(chǎn)生和接收的原理，學(xué)習(xí)用相位法測量空氣中聲速。實(shí)驗(yàn)原理（1）理論計(jì)算理想氣體中聲波的傳播速度為其中，γ為比熱容比，Ｍ是氣體的摩爾質(zhì)量，Ｔ是絕對溫度，Ｒ＝(mol·K)。在室溫t下，干燥空氣中的聲速為其中，，。但實(shí)際中空氣并不是干燥的，所以修正的結(jié)果為其中，r為相對濕度，ps為飽和蒸汽壓，。（2）實(shí)驗(yàn)方法由于，故只要測出頻率和波長，就可以求出聲速。其中，聲波頻率由聲源振動(dòng)頻率得到，再用相位法測得波長即可。波可以看成是相位的傳播。沿傳播方向上的任意兩點(diǎn)，只要他們的振動(dòng)狀態(tài)相同，即同相或者相位差為２π的整數(shù)倍，這時(shí)兩點(diǎn)間的距離應(yīng)等于波長λ的整數(shù)倍，即。當(dāng)在發(fā)射器的聲波中沿傳播方向移動(dòng)接受器時(shí)，總可以找到一個(gè)位置，使得接受器接受到的電信號和發(fā)射器的激勵(lì)電信號同相。繼續(xù)移動(dòng)接受器，知道接受的信號再一次和激勵(lì)電信號同相的時(shí)候，移過的距離必然等于聲波的波長。利用利薩如圖形在兩個(gè)電信號同相或反相時(shí)橢圓退化為友斜或左斜直線即可判斷。實(shí)驗(yàn)步驟（1）連接電路，將函數(shù)信號發(fā)生器的輸出與超聲波發(fā)射器的輸入端及示波器的通道1連接；將超聲波接收器的輸出端與示波器的通道2連接。函數(shù)型號發(fā)生器置于正弦波輸出，其頻率范圍置于100kHz左右，輸出幅度調(diào)到10V左右。（2）用示波器觀察加在聲波發(fā)射器上的電信號與超聲波接收器輸出的電信號，先將函數(shù)信號發(fā)生器的頻率調(diào)節(jié)到40kHz左右，然后細(xì)條頻率，使接收器輸出信號最大。記錄下此頻率，即為超聲波頻率。實(shí)驗(yàn)過程中信號頻率若有改變，記下最大值、最小值，最后取平均值。（3）用相位法測波長。利用李薩如圖形找出同相點(diǎn)來求波長。為了提高精度，可采用逐差法處理數(shù)據(jù)。（4）把理論值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較。在測量開始和結(jié)束時(shí)，要先后記錄室溫，以及相對濕度，并查出平均室溫對應(yīng)的飽和蒸氣壓。若溫度不是整數(shù)，按線性內(nèi)插法求出準(zhǔn)確地飽和蒸氣壓。然后計(jì)算理論值，與實(shí)驗(yàn)測得的聲速值比較。數(shù)據(jù)處理光標(biāo)法Upp/V分度法Upp/V計(jì)算Ueff/V測量T/ms計(jì)算f/kHz正弦波方波三角波尖峰波Ueff=(Upp光+Upp分)/(4*sqrt(2))f=1/T聲速的測量T0=p=*105Paps=*105Pat1=℃t2=℃r1=%r2=%f=s單位：mmx1x11x11-x1x2x12x12-x2x3x13x13-x3x4x14x14-x4x5x15x15-x5x6x16x16-x6x7x17x17-x7x8x18x18-x8x9x19x19-x9x10x20x20-x1010λ=S10λ=λ=（x11-x1+x12-x2+x13-x3+x14-x4+x15-x5+x16-x6+x17-