示波器的使用

示波器的使用第一頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解示波器的基本結(jié)構(gòu)，熟悉示波器的調(diào)節(jié)和使用；2、學(xué)習(xí)用示波器觀測(cè)不同頻率的正弦波；3、通過觀察李薩如圖形，學(xué)會(huì)一種測(cè)量正弦振動(dòng)頻率的方法，并加深對(duì)于互相垂直振動(dòng)合成理論的理解。4、學(xué)習(xí)利用比較法測(cè)量電信號(hào)。實(shí)驗(yàn)儀器示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器\計(jì)數(shù)器。第二頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)原理示波器是電子測(cè)量中一種最常用的儀器，它能夠直接觀測(cè)和顯示被測(cè)信號(hào)。例如可以直接觀測(cè)一個(gè)脈沖信號(hào)的前沿、脈寬、上沖、下沖等參數(shù)，這是其它測(cè)量?jī)x器很難做到的。第三頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)原理示波器由下列四部分組成：1.電子示波管；2.掃描、同步裝置；3.放大部分（X軸放大和Y軸放大）；4.電源部分第四頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)原理1.電子示波管示波管左端為一電子槍，加熱后連續(xù)發(fā)射電子束。電子束經(jīng)高壓電場(chǎng)加速后打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物質(zhì)發(fā)光形成一亮點(diǎn)。在電子槍和熒光屏間裝有兩對(duì)相互垂直的平行板，稱為偏轉(zhuǎn)板。如果板上加有電壓，則電子束通過偏轉(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。第五頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)原理2.掃描與同步在橫偏板上加上波形為鋸齒形的電壓（如圖3(a)），鋸齒電壓是周期電壓，其特點(diǎn)是：電壓從負(fù)開始（t=t0）隨時(shí)間成正比地增加到正（t0<t<t1），然后又突然返回負(fù)（t=t1），然后又開始重復(fù)前述過程。第六頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)原理在縱偏板上加上波形如圖4(a)的正弦電壓而橫偏不加任何電壓，則電子束的亮點(diǎn)在縱方向隨時(shí)間作正弦式振蕩而在橫向不動(dòng)，我們看到的將是一條垂直的亮線，如圖4(b)。如果在縱偏板上加正弦電壓，又在橫偏板上加鋸齒電壓，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。第七頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)原理(1)要想看見縱偏電壓的圖形，必須加上橫偏電壓，把縱偏電壓產(chǎn)生的垂直亮線展開來(lái)。這個(gè)展開過程稱為掃描。如果掃描電壓與時(shí)間成正比且呈周期性變化（鋸齒波掃描），則稱為線性掃描。線性掃描能把縱偏電壓波形如實(shí)描繪出來(lái)；如果橫偏加非鋸齒波電壓，則為非線性掃描，描出來(lái)的波形將不是被測(cè)信號(hào)原本的波形。(2)只有縱偏被測(cè)電壓與橫偏鋸齒電壓的振動(dòng)周期嚴(yán)格相同，或后者是前者的整數(shù)倍。圖形才會(huì)簡(jiǎn)單而穩(wěn)定。換而言之，構(gòu)成簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的示波圖形的條件是縱偏被測(cè)電壓的頻率與橫偏鋸齒電壓的頻率的比值是整數(shù)。即：第八頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)原理實(shí)際上，由于縱偏被測(cè)電壓和橫偏鋸齒電壓發(fā)生器是互相獨(dú)立的，它們之間的頻率比很難滿足以上條件?？朔姆椒ㄊ前逊糯蠛蟮腨軸輸入信號(hào)也接到示波器內(nèi)部的鋸齒波電壓發(fā)生器，用它來(lái)控制鋸齒波的頻率，迫使掃描周期準(zhǔn)確地等于Y軸輸入信號(hào)周期的整數(shù)倍，在熒光屏上得到穩(wěn)定的波形。這種方法稱為示波器的整步或同步，是早期的示波器上常見的方法?，F(xiàn)在生產(chǎn)的雙蹤示波器上一般不設(shè)置整步功能，而以觸發(fā)來(lái)代替。第九頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)原理3.雙蹤示波器雙蹤示波器，就是可以同時(shí)顯示兩個(gè)輸入信號(hào)波形的示波器。它有兩路相同的Y軸信號(hào)處理電路（放大、衰減和觸發(fā)），分別稱為CH1（Y1）、CH2（Y2）。第十頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)原理4.如果縱偏加正弦電壓，橫偏也加正弦電壓，當(dāng)兩列正弦波信號(hào)的頻率成簡(jiǎn)單整數(shù)比時(shí)，合成的圖形將是一條如圖6所示的閉合曲線，稱為李薩如圖形。第十一頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.觀察正弦信號(hào)的波形。將一臺(tái)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出接到示波器的Y輸入CH1（或CH2），示波器的垂直工作方式選擇（MODE）與Y輸入對(duì)應(yīng)選CH1（或CH2），觸發(fā)方式選擇CH1（或CH2）內(nèi)觸發(fā)（INT）。打開電源，調(diào)好示波器的亮度、聚焦、水平位置、垂直位置等各種旋鈕（為保護(hù)示波器的熒光屏，亮度不可調(diào)得太亮，而且要避免熒光屏上出現(xiàn)一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間不移動(dòng)的光點(diǎn)）。令信號(hào)發(fā)生器輸出正弦波。適當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)基（TIME/DIV）、Y軸靈敏度（VOLTS/DIV）和觸發(fā)電平（LEVEL），使熒光屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的，大小適當(dāng)?shù)恼也ㄐ?。第十二?yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容第十三頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2.用示波器測(cè)量電壓信號(hào)的幅值用示波器測(cè)量電壓和時(shí)間之前必須對(duì)示波器進(jìn)行校準(zhǔn)，即把示波器的Y軸靈敏度和時(shí)基的微調(diào)旋鈕（VARIABLE）順時(shí)針旋到頭，到達(dá)CAL位置，此時(shí)Y軸靈敏度和時(shí)基選擇開關(guān)所指示的讀數(shù)才是準(zhǔn)確的。用垂直位置旋鈕把波形調(diào)到在熒光屏上垂直居中，縱向共占據(jù)約6大格。令信號(hào)發(fā)生器輸出一定幅值的電壓，在示波器上測(cè)出該電壓的幅值，與發(fā)生器讀出的幅值對(duì)比。第十四頁(yè)，共十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3.觀察李薩如圖形。將時(shí)基檔逆時(shí)針旋至“X-Y”檔，這時(shí)示波器工作于“X-Y模式”，而且CH1插孔同時(shí)改變成為X輸入插孔。將一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)接CH1作為X輸入信號(hào)，另一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)接CH2作為Y輸入信號(hào)。令兩臺(tái)信號(hào)發(fā)生器都輸出正弦信號(hào)，設(shè)定其中一路的頻率，調(diào)節(jié)另一路的頻率，觀察不同fy:fx的李薩如圖形。第十五頁(yè)，共十六頁(yè)