大學(xué)物理試驗(yàn)報(bào)告3

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計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院

大學(xué)物理試驗(yàn)報(bào)告

專業(yè)：通信工程

年級：2023級

學(xué)號：1208224065

姓名：趙萌芽

試驗(yàn)題目：

電子示波器的使用。

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1、了解示波器的主要結(jié)構(gòu)和顯示波形的基本原理。

2、把握用示波器觀測波形以及測量電壓，周期，頻率的方法。3、學(xué)習(xí)使用信號發(fā)生器。

試驗(yàn)儀器：

雙蹤示波器，信號發(fā)生器等。

試驗(yàn)原理：

外加電壓的狀況下，電子槍激發(fā)出電子，在外加偏轉(zhuǎn)的電場下偏移作用下，打在熒

光屏上產(chǎn)生熒光圖形。

示波器的結(jié)構(gòu)圖

假使只在豎直偏轉(zhuǎn)板上加一交變的正弦電壓，則電子束的亮點(diǎn)將隨電壓的變化在豎直方向來回運(yùn)動(dòng)，假使電壓頻率較高，則看到的是一條豎直亮線，如下圖。要能顯示波形，

必需同時(shí)在水平偏轉(zhuǎn)板上加一掃描電壓，使電子束的亮點(diǎn)沿水平方向拉開。這種掃描電壓的特點(diǎn)是電壓隨時(shí)間成線性關(guān)系增加到最大值，最終突然回到最小，此后再重復(fù)地變化。這種掃描電壓即前面所說的“鋸齒波電壓〞，如下圖。當(dāng)只有鋸齒波電壓加在水平偏轉(zhuǎn)板上時(shí)，假使頻率足夠高，則熒光屏上只顯示一條水平亮線。

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豎直偏轉(zhuǎn)板上（簡稱Y軸）加正弦電壓，同時(shí)在水平偏轉(zhuǎn)板上（簡稱X軸）加鋸齒波電壓，電子受豎直、水平兩個(gè)方向的力的作用，電子的運(yùn)動(dòng)就是兩相互垂直的運(yùn)動(dòng)的合成。當(dāng)鋸齒波電壓比正弦電壓變化周期稍大時(shí)，在熒光屏上將能顯示出完整周期的所加正弦電壓的波形圖。如下圖。

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試驗(yàn)過程：

試驗(yàn)步驟：

1．在雙蹤示波器沒有加信號發(fā)生器時(shí)，開啟雙蹤示波器的電源開關(guān)，并按下CH1通道鍵，

只顯示CH1的通道信號，選擇掃描方式為自動(dòng)和常態(tài)，示波器上面只顯示一個(gè)亮點(diǎn)，可以提供調(diào)理垂直位移旋鈕和水平位移旋鈕調(diào)理亮點(diǎn)的位置，調(diào)理輝度和聚焦來調(diào)理亮度和明了度。

2．增加CH1與信號發(fā)生器電壓輸出的連線，并分別調(diào)理信號發(fā)生器的電壓和頻率的為8v，

100Hz，15v，100kHz，調(diào)理CH1的靈敏度選擇器并將其調(diào)理至2v,8v處（便于讀數(shù)），調(diào)理掃描速率選擇開關(guān)，并把度數(shù)調(diào)理到0.2ms的檔位和0.2μs檔位（便于讀數(shù)），此時(shí)的波形呈正弦曲線狀態(tài)，通過調(diào)理左右，上下位移旋鈕來讀出波形的水平，垂直的格數(shù)，記錄下此時(shí)信號發(fā)生器的電壓的大小，頻率的讀數(shù)。

3．觀測李薩如圖形。將信號發(fā)生器的標(biāo)準(zhǔn)50Hz的電壓連接到CH2接口上面，按下CH2

通道鍵，并調(diào)理到雙蹤交替顯示狀態(tài)，調(diào)理掃描速率選擇開關(guān)到x-y圖標(biāo)上面，分別調(diào)理靈敏度選擇器和上下，左右平移旋鈕，將圖形調(diào)理至顯示屏中央，此時(shí)再調(diào)理信號發(fā)生器的頻率，至50Hz，100Hz，150Hz和75Hz（調(diào)理到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值有困難，可以通過微調(diào)的旋鈕來近似達(dá)到數(shù)值），并記錄此時(shí)的李薩如圖形。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與分析:

由于信號發(fā)生器的頻率調(diào)理不易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的值，所以設(shè)定頻率時(shí)只需調(diào)理到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的近似值就可以大致觀測到其圖形，頻率讀數(shù)保存2位小數(shù)，格數(shù)保存1位小數(shù)。

將電壓分別調(diào)理至8v，15v處，調(diào)理頻率至100Hz，100kHz，記錄下信號發(fā)生器的頻率讀數(shù)，電壓的讀數(shù)。

電壓和頻率測量數(shù)據(jù)表

信號發(fā)生器上的讀數(shù)電壓頻率f/Hzvp-p/v7.8v14.8v

99.71Hz98.2kHz2v5v3.83.0V/div垂直格數(shù)示波器觀測數(shù)據(jù)V’/p-p7.6v15vTime/div0.2ms20μs水平格數(shù)5.05.3f’/Hz100.00Hz98.04kHz調(diào)理掃描速率選擇開關(guān)到x-y圖標(biāo)上面，分別調(diào)理靈敏度選擇器和上下，左右平移旋鈕，將圖形調(diào)理至顯示屏中央，此時(shí)再調(diào)理信號發(fā)生器的頻率，至50Hz，25Hz，16.7Hz和33.4Hz，記錄下信號發(fā)生器的頻率讀數(shù)和圖像的大致形式，之后利用公式計(jì)算誤差。

(fx=50Hz為約定真值，依次求出另一信號發(fā)生器的輸出頻率fy，并與該信號發(fā)生器讀數(shù)f'y進(jìn)行比較，求出它們的相對誤差)

李薩如圖形與頻率測量數(shù)據(jù)表

nx:ny1:11:21:32:3圖形fy=(nx/ny)fxf’yE=∣∣×100%50.0Hz50.77Hz1.54%25.0Hz24.67Hz1.32%16.7Hz16.74Hz0.23%33.4Hz33.48Hz0.24%誤差分析：試驗(yàn)所產(chǎn)生的誤差在5%以下，符合誤差在一定范圍內(nèi)的要求。

試驗(yàn)結(jié)論:

1.根據(jù)表一測得的數(shù)據(jù)和產(chǎn)生的現(xiàn)象，基本了解了用示波器觀測波形以及測量電壓，周期，

頻率的方法，即信號發(fā)生器的電壓的讀數(shù)為靈敏度選擇器的電壓的值與波垂直方向的格數(shù)之積，信號發(fā)生器的頻率的讀數(shù)為掃描速率選擇開關(guān)的時(shí)間與波水平方向的格數(shù)之積的倒數(shù)。

2.假使示波器的X和Y輸入時(shí)頻率一致或成簡單整數(shù)比的兩個(gè)正弦電壓，則熒光屏上將呈

現(xiàn)特別的光點(diǎn)軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。由其次個(gè)表的數(shù)據(jù)可以得到

fy:fx=nx:ny的關(guān)系，因此，利用李薩如圖形能便利地比較兩正弦信號的頻率。若已知

其中一個(gè)信號的頻率，數(shù)出圖上的交點(diǎn)數(shù)nx和ny，便可計(jì)算出另一待測信號的頻率。（其中nx和

ny分別表示圖形與x，y軸的焦點(diǎn)）。

小結(jié)：

1.做試驗(yàn)之前，先預(yù)習(xí).

2.做陌生的試驗(yàn)時(shí)，老師的講解很重要，要細(xì)心聽，之后才會(huì)合理的操作試驗(yàn)器具。3.對于旋鈕調(diào)理數(shù)值時(shí)，要擅長利用微調(diào)，盡量保持測量讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的一致，減小實(shí)

驗(yàn)誤差。4.

試驗(yàn)結(jié)論:

1.根據(jù)表一測得的數(shù)據(jù)和產(chǎn)生的現(xiàn)象，基本了解了用示波器觀測波形以及測量電壓，周期，

頻率的方法，即信號發(fā)生器的電壓的讀數(shù)為靈敏度選擇器的電壓的值與波垂直方向的格數(shù)之積，信號發(fā)生器的頻率的讀數(shù)為掃描速率選擇開關(guān)的時(shí)間與波水平方向的格數(shù)之積的倒數(shù)。

2.假使示波器的X和Y輸入時(shí)頻率一致或成簡單整數(shù)比的兩個(gè)正弦電壓，則熒光屏上將呈

現(xiàn)特別的光點(diǎn)軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。由其次個(gè)表的數(shù)據(jù)可以得到

fy:fx=nx:ny的關(guān)系，因此，利用李薩如圖形能便利地比較兩正弦信號的頻率。若已知

其中一個(gè)信號的頻率，數(shù)出圖上的交點(diǎn)數(shù)nx和ny，便可計(jì)算出另一待測信號的頻率。（其中nx和

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