16實(shí)驗(yàn)十六 電子示波器的使用

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1、實(shí)驗(yàn)16示波器的使用電子示波器是一種用途廣泛的電子測(cè)量?jī)x器，它可以把人眼看不見的電過(guò)程，轉(zhuǎn)換成可見的圖像。利用示波器不僅可以觀察電信號(hào)的波形，還可以測(cè)量頻率、周期、幅值、相位、功率等多種電參量。此外，通過(guò)傳感器還可以測(cè)量壓力、溫度、聲、光等非電量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子示波器的性能日益提高，品種日益增多，已廣泛地應(yīng)用到物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)等各種學(xué)科領(lǐng)域和電子工程、鋼鐵冶煉、計(jì)算技術(shù)、雷達(dá)導(dǎo)航、自動(dòng)控制、航天技術(shù)、宇宙飛行等各種工程技術(shù)之中了?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚保私怆娮邮静ㄆ鞯慕Y(jié)構(gòu)和工作原理。２．學(xué)會(huì)正確使用電子示波器。３．初步掌握利用電子示波器觀察信號(hào)波形，測(cè)量信號(hào)電壓和信號(hào)頻率

2、?！緦?shí)驗(yàn)原理】１．示波器顯示波形的原理【實(shí)驗(yàn)原理】１．示波管顯示波形的原理示波管是示波器的心臟，它是一個(gè)被抽成真空的玻璃泡，如圖1所示。它由熒光屏、電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)三大部分組成。(1)熒光屏(2)電子槍(3)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)２．掃描和整步如上所述，將不同波形的交變信號(hào)分別加到Ｙ偏轉(zhuǎn)板上，屏上將無(wú)一例外地呈現(xiàn)出一條垂直的亮線。這些豎線不能區(qū)分它們的電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律。比如為了顯示ｕy=U0sinωt的波形，應(yīng)將uy送人Ｙ偏轉(zhuǎn)板，同時(shí)必須在Ｘ軸加上一個(gè)隨時(shí)間均勻增大的電壓ux=kt(k是常數(shù))。在uy的作用下，光點(diǎn)在Ｙ方向以正弦規(guī)律往返運(yùn)動(dòng)，在ux作用下，光點(diǎn)在Ｘ方向勻速移動(dòng),這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡的合成就是

3、正弦波形，ux稱為掃描電壓.當(dāng)ux增大到一定值um時(shí)，光點(diǎn)在Ｘ方向已編移到某一極限位置，這時(shí)應(yīng)使ｕx立即回零，然后再遵從ｕx=kt的規(guī)律變化，……。只有這樣才能使ux的掃描作用重復(fù)發(fā)生并持續(xù)下去，這種電壓稱為鋸齒波電壓.如果ｕy的周期Ｔy與ｕx的周期Ｔx相等，即Tx=Ty，則光點(diǎn)在描完一個(gè)完整的周期以后立即回到初始位置，接著又沿著原來(lái)的軌跡重新描繪，屏上將呈現(xiàn)一個(gè)周期的波形。如果Tx=2Ty，屏上將呈現(xiàn)兩個(gè)周期的波形。如果Tx=nTy，即y①屏上將呈現(xiàn)ｎ個(gè)完整周期的波形?！緝x器介紹】電平旋鈕，用以調(diào)節(jié)觸發(fā)信號(hào)波形上觸發(fā)點(diǎn)的相應(yīng)電平值，使在這一電平上啟動(dòng)掃描。順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，趨向信號(hào)波形的正向

4、部分，反之趨向信號(hào)的負(fù)向部分。若將電平順時(shí)針旋至滿度，并使此電位器連動(dòng)的開關(guān)斷開（使穩(wěn)定度電位器的通地點(diǎn)斷開），此時(shí)掃描電路處于自激狀態(tài)，掃描電路在沒有觸發(fā)信號(hào)輸入的情況下，也能自動(dòng)進(jìn)行掃描。垂直放大器的增益微調(diào)旋鈕，用以連續(xù)改變垂直放大器的增益，即Y方向的信號(hào)幅度。當(dāng)微調(diào)旋鈕順時(shí)針旋足，亦即位于標(biāo)準(zhǔn)位置時(shí)，增益最大。垂直輸人靈敏度步進(jìn)式選擇開關(guān)，可根據(jù)被測(cè)信號(hào)的電壓幅度，“選擇適當(dāng)?shù)臋n級(jí)位置，以利于觀測(cè)。當(dāng)微調(diào)旋鈕位于校準(zhǔn)位置時(shí)，Ｖ/div檔級(jí)的標(biāo)稱值即可視為示波器的垂直輸人靈敏度。第—檔級(jí)的“”為接人100mV的方波校準(zhǔn)信號(hào)，供垂直輸人靈敏度和水平時(shí)基掃速經(jīng)常校準(zhǔn)之用。掃速微調(diào)旋鈕，用以

5、連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)基速度，當(dāng)旋鈕順時(shí)針?lè)较蛐翝M度，亦即處于“校準(zhǔn)”狀態(tài)此時(shí)掃描位于快端，微調(diào)掃速的調(diào)節(jié)范圍能大于2.5倍。時(shí)基掃速步進(jìn)式選擇開關(guān)，掃描速度的選擇范圍由0.1μs～100ms/div，可根據(jù)被測(cè)信號(hào)頻率的高低，選擇適當(dāng)?shù)臋n級(jí)，當(dāng)掃速微調(diào)旋鈕于“校準(zhǔn)”位置時(shí)，t/div檔級(jí)的標(biāo)稱值，即可視為時(shí)基掃描速度。觸發(fā)信號(hào)極性開關(guān)，用以選擇觸發(fā)信號(hào)的上升或下降部分來(lái)觸發(fā)掃描電路，促使掃描啟動(dòng)。觸發(fā)信號(hào)源選擇開,當(dāng)開關(guān)處于“內(nèi)”時(shí)，觸發(fā)信號(hào)取自垂直放大器中引離出來(lái)的被測(cè)信號(hào)。當(dāng)開關(guān)位于“電視場(chǎng)”時(shí)，系來(lái)自垂直放大器中被測(cè)電視信號(hào)，通過(guò)積分電路，能使屏幕上顯示的電視信號(hào)與場(chǎng)頻同步。當(dāng)開關(guān)位于“外”時(shí)

6、，觸發(fā)信號(hào)將來(lái)自“X?外觸發(fā)”插座輸入的外加信號(hào)，它與垂直被測(cè)信號(hào)應(yīng)具有相應(yīng)的時(shí)間關(guān)系。二、XD-2低頻信號(hào)發(fā)生器面板圖及使用方法XD-2型低頻信號(hào)發(fā)生器的使用方法：XD-2型低頻信號(hào)發(fā)生器是一種多用途的信號(hào)發(fā)生器，它能產(chǎn)生1Hz到1MHz的正弦波電信號(hào)。輸出電壓為0—5V，最大衰減量達(dá)90db。1．將電源接入220V，50Hz交流電源上，預(yù)熱30分鐘。2．根據(jù)所使用的頻率范圍，先將面板上頻率范圍開關(guān)轉(zhuǎn)向某一檔，然后再撥動(dòng)面板上方的三個(gè)十進(jìn)制的頻率旋鈕，調(diào)到所需要的頻率,輸出信號(hào)電壓的頻率是：“×1”，“×0.1”,“×0.01”三個(gè)旋鈕讀數(shù)之和乘以“頻率范圍”旋鈕指示值。3．儀器的正弦波電

7、壓由面板上的兩個(gè)接線柱輸出，適當(dāng)調(diào)節(jié)面板上的輸出衰減旋鈕和輸出細(xì)調(diào)電位器，便可在輸出端得到所需要的電壓，輸出電壓（在1V—5V范圍內(nèi)）可以從本機(jī)上的電壓表直接指示出來(lái)?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】電壓測(cè)量當(dāng)示波器校準(zhǔn)后，即可對(duì)被測(cè)信號(hào)波形的電壓幅度進(jìn)行定量測(cè)定。交流電壓的一般測(cè)量應(yīng)按如下步驟：（1）垂直系統(tǒng)的輸入耦合選擇開關(guān)15置于“AC”，V/div檔開關(guān)和t/div掃速開關(guān)，根據(jù)被測(cè)信號(hào)的幅度和頻率選擇適當(dāng)?shù)臋n級(jí)，并將被