通用示波器的使用

通用示波器的使用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心一、實(shí)驗(yàn)簡介示波器是一種用途廣泛的測(cè)量工具。它可以直接顯示各種電壓波形，并可以測(cè)定其幅值大小及頻率。原則上講，一切可以轉(zhuǎn)換成電壓的電學(xué)量(如電流、阻抗等)和非電學(xué)量(如溫度、位移、壓力、光強(qiáng)、磁場強(qiáng)度等)以及它們隨時(shí)間的變化過程，都可以用示波器來觀測(cè)。1.了解示波器的原理和使用方法。2.學(xué)習(xí)用示波器觀察波形，測(cè)量信號(hào)的電壓和頻率。3.學(xué)習(xí)用李薩如圖形測(cè)量頻率的方法。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜?、?shí)驗(yàn)儀器1.MOS-6021型通用雙蹤示波器；

2.整流濾波儀；3.MFG-3021型信號(hào)發(fā)生器；四、實(shí)驗(yàn)原理1.示波管

燈絲f接通電源后發(fā)熱，來加熱陰極K，陰極K被加熱后發(fā)射出大量的電子。圓板型柵極G中央開有小孔，電子通過小孔射出。柵極G的電勢(shì)對(duì)陰極為負(fù)，則電子將受到靜電場的斥力，當(dāng)柵極所加負(fù)壓越大時(shí)，斥力也越大，單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)熒光屏的電子數(shù)就越少，屏上發(fā)光便越暗。因此，改變柵極G電勢(shì)大小可控制熒光屏上的亮度。A1、A2、A3分別為第一、第二、第三陽極，都呈圓筒形且A1和A3內(nèi)部聯(lián)系在一起。調(diào)節(jié)A1的電勢(shì)可改變電子束的粗細(xì)，故A1又稱聚焦陽極。兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板Y1、Y2和X1、X2互相垂直，當(dāng)Y1、Y1間加電壓時(shí)，其間電場將使電子束在垂直方向上偏轉(zhuǎn)；當(dāng)X1、X2間加上電壓時(shí)，其間電場將使電子在水平方向上偏轉(zhuǎn)。四、實(shí)驗(yàn)原理2.示波器顯示波形的原理

把待測(cè)信號(hào)(正弦交流電壓)加到示波器垂直偏轉(zhuǎn)板Y1、Y2上，使電子束上下移動(dòng)，看到一條垂直亮線。當(dāng)水平偏轉(zhuǎn)板X1、X2上加上掃描發(fā)生器輸出的鋸齒波電壓時(shí)，電子束便在水平方向上迅速移動(dòng)，看到一條水平亮線。由于電子束水平移動(dòng)的位移與時(shí)間成正比，為示波器掃描出待測(cè)電壓的波形圖提供一個(gè)“時(shí)間軸”。將待測(cè)電壓和掃描電壓同時(shí)分別加于垂直偏轉(zhuǎn)板和水平偏轉(zhuǎn)板，垂直偏轉(zhuǎn)板上的待測(cè)電壓要使亮點(diǎn)在垂直方向上按待測(cè)電壓規(guī)律移動(dòng)，水平偏轉(zhuǎn)板上的掃描電壓又要使亮點(diǎn)在水平方向上移動(dòng)。最終亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。當(dāng)調(diào)節(jié)掃描電壓的頻率和待測(cè)電壓頻率相等時(shí)，在熒光屏上將顯示出待測(cè)電壓的波形圖。若使待測(cè)電壓的頻率與掃描電壓的頻率比為2∶1，則在熒光屏上將顯示兩個(gè)完整的波形圖。

四、實(shí)驗(yàn)原理3.李薩如圖形

當(dāng)X偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，Y偏轉(zhuǎn)板上也加正弦電壓，X方向振動(dòng)頻率fx

與Y方向振動(dòng)頻率fy

相同時(shí)，合成運(yùn)動(dòng)的軌跡一般是一個(gè)橢圓，若頻率比值fx

：fy

為整數(shù)比，合成運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)封閉的圖形，稱為李薩如圖形。fy:fx=1:1fy:fx=2:1fy:fx=3:1fy:fx=4:1五、實(shí)驗(yàn)步驟1.熟悉示波器控制面板上各旋鈕和開關(guān)的功能2.測(cè)量前調(diào)節(jié)接通電源開關(guān)（POWER）。15s后，轉(zhuǎn)動(dòng)輝度（INTEN）旋鈕，出現(xiàn)一條亮線，調(diào)節(jié)聚焦（FOCUS）旋鈕，使亮線清晰。3.校準(zhǔn)將CH1探頭接至校準(zhǔn)信號(hào)“CAL2V”，則屏幕上顯示2V的方波信號(hào)，記下圖形及旋鈕的位置。五、實(shí)驗(yàn)步驟4.觀察并測(cè)量正弦交流電及其整流濾波后的電壓波形及幅度

(1)通過示波器CH1輸入端，紅接“a”，黑接“c”，K1、K2、K3斷開，觀察交流電電壓波形。(2)紅接“a”，黑接“b”，K1、K2、K3斷開，觀察半波整流波形。(3)紅接“a”，黑接“b”，K1閉合，K2、K3斷開，觀察全波整流波形。(4)紅接“a”，黑接“b”，K1、K2閉合，K3斷開，觀察一次濾波電壓波形。(5)紅接“a”，黑接“b”，K1、K2、K3閉合，觀察二次濾波電壓波形。五、實(shí)驗(yàn)步驟5.觀察不同頻率比下的李薩如圖形，并利用李薩如圖形測(cè)量未知電壓信號(hào)的頻率(1)打開信號(hào)發(fā)生器電源，調(diào)整有關(guān)旋鈕開關(guān)，使顯示屏上呈現(xiàn)CH2通道輸入的交變電壓波形。(2)將TIME/DIV開關(guān)置于“X-Y”模式。(3)調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的頻率，使屏上出現(xiàn)不同頻率比下的李薩如圖形，記錄信號(hào)發(fā)生器頻率讀數(shù)，測(cè)量記錄圖形與X軸和Y軸的切點(diǎn)數(shù)nx、ny。(4)以CH1通道信號(hào)頻率fx為標(biāo)準(zhǔn)，求各李薩如圖形出現(xiàn)時(shí)與之對(duì)應(yīng)的fx，并求出信號(hào)源頻率的示值誤差。六、注意事項(xiàng)1.