實驗報告-電子示波器的使用.doc

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1、大學物理實驗報告實驗3-8電子示波器的使用一、實驗任務(wù)1、學會用示波器測量各種波形的電壓幅度和周期。2、能夠調(diào)節(jié)出穩(wěn)定的李薩如圖形，并測出被測信號的頻率。二、實驗儀器、物品及設(shè)備OS-5020型示波器、EE1641B型函數(shù)信號發(fā)生器、GFG-8015G型函數(shù)信號發(fā)生器。三、重要儀器簡介電子示波器基本構(gòu)造：1、電子射線示波管；2、掃描發(fā)生器；3、同步電路；4、放大部分；5、電源部分。①　電子射線示波管：是示波器的核心，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏組成，密封在一個真空玻璃殼內(nèi)，作用原理是通過加壓使電子射線偏轉(zhuǎn)。②　掃描發(fā)生器

2、：在水平方向或者垂直方向上加電壓，使得熒光屏上出現(xiàn)掃描線。③　同步電路：為了觀察到穩(wěn)定的波形，要求Y軸電壓信號的周期是X軸的整數(shù)倍。而為保證X軸和Y軸信號嚴格同步，同步電路中采用同步觸發(fā)，即只有一個信號達到某一確定的狀態(tài)才對另一信號開始掃描。④　放大電路：示波器內(nèi)設(shè)有衰減器和放大器，對小信號進行放大，對大信號進行衰減。⑤　電源：為示波器各部件提供所需電壓。四、實驗原理①　利用示波器所做的任何測量，歸根結(jié)底都是對電壓的測量。測量電壓時，一般測量其峰-峰值。將被測波形移至示波屏幕中心位置，調(diào)節(jié)靈敏度開關(guān)使波形在屏幕有效工作面

3、積內(nèi)。利用刻度線讀出峰-峰值對應(yīng)的垂直距離y，則電壓的峰-峰值=y(cm)·Y軸靈敏度選擇（V/div或/div)①　測量波形的周期時，調(diào)節(jié)掃描速度選擇開關(guān)，使熒光屏上顯示出2~3個波形周期，讀出一個波形周期所對應(yīng)的水平距離x，則該波的周期為T=x(cm)·X軸掃描速度選擇（s/div、ms/div或/div）②　李薩如圖形：如果兩個相互垂直的簡諧振動的頻率不相同，但它們之間有簡單的整數(shù)比關(guān)系，則和振動的軌跡為有一定規(guī)則的穩(wěn)定的閉合曲線，這樣的圖形稱為李薩如圖形。李薩如圖形可以用來測量未知頻率，令，分別代表X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)

4、板上的電壓頻率，和分別代表X和Y方向上的切線和圖形相切的切點數(shù)，則有①如果已知，則由李薩如圖形和式①可求出。一、實驗步驟1、熟悉示波器和信號發(fā)生器面板各旋鈕的作用，并將各開關(guān)置于指定位置，如掃描微調(diào)、電壓靈敏度微調(diào)置校準檔（順時針旋至底）、掃描方式（置自動）、觸發(fā)源選項（置CH1或CH2）、耦合方式(置AC)。2、接通電源，并打開開關(guān)預熱三分鐘，輸入幅度為2V，頻率為1kHz的標準信號，分別調(diào)節(jié)輝度、聚焦、位移旋鈕、光跡旋鈕等控制鍵，使光跡清晰并與水平刻度平行。3、將信號發(fā)生器輸出的頻率為500Hz和1000Hz的正弦信

5、號接入示波器，通過調(diào)整相應(yīng)的靈敏度開關(guān)和掃描速度選擇開關(guān)，使波形不超出屏幕范圍，顯示2~3個周期的波形。讀出垂直距離y和水平距離x，得到波形的電壓峰-峰值和周期。4、將掃描速度選擇開關(guān)順時針旋到“X-Y”位置，分別調(diào)節(jié)CH1和CH2通道的靈敏度旋鈕，使熒光屏上顯示的兩個波形幅度相近，滿滿改變標準頻率，當熒光屏上形成穩(wěn)定的李薩如圖形時，觀察圖形，并測出未知信號的頻率。一、實驗數(shù)據(jù)記錄及處理頻率測量結(jié)果記錄信號發(fā)生器示波器測量結(jié)果頻率/Hz電表電壓/V輸出衰減/dBY軸靈敏度y掃描速度xT1000201V/格4.2格0.2m

6、s/格5格4.2V1ms500201V/格4.2格0.5ms/格4格4.2V1ms李薩如圖形觀測記錄1233111210.50.330.661.0kHz1.0kHz1.0kHz2.0kHz1.0kHz2.0kHz3.0kHz3.0kHz10.50.330.66七、數(shù)據(jù)處理1、測量信號的電壓和周期。將輸出衰減設(shè)為0dB，根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)有：當頻率f=1.0kHz時候：Upp=y(diu)·Y軸靈敏度（V/div）=1×4.2V=4.2VT=x(diu)·掃描速度（V/div）=0.2×5ms=1.0ms當頻率f=1.0kH

7、z時候：Upp=y(diu)·Y軸靈敏度（V/div）=1×4.2V=4.2VT=x(diu)·掃描速度（V/div）=0.5×4ms=2.0ms將以上數(shù)據(jù)填入表格中。2、觀測李薩如圖形并測頻率。根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，計算和，將所得數(shù)據(jù)填入表格中。八、實驗結(jié)論1、通過實驗所得數(shù)據(jù)算出的Upp、T與通過所設(shè)定的電壓幅值、頻率算出的Upp實、T實比較，在誤差允許的范圍內(nèi)近似相等，說明實驗比較成功。2、通過實驗數(shù)據(jù)計算，可以驗證出=，說明知道李薩如和頻率fx的情況下，可以求得頻率fy九、誤差分析1、.示波器上顯示的熒光線較粗，取電

8、壓值時的熒光線間寬度不準，使電壓值不準，人為讀數(shù)不準。2、機器系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差。3、信號發(fā)生器不協(xié)調(diào)。十、思考題1、如果Y軸信號的頻率比X軸信號頻率正大很多，示波器上看到什么情形？相反比小很多又會看到什么情形？答：示波器X為掃描信號，一般為鋸齒波。如果是第一種情況，會看到示波器上Y信號圖形被左右拉伸得很長。若為第二種