實(shí)驗(yàn)報(bào)告-電子示波器的使用.doc

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1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)3-8電子示波器的使用一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1、學(xué)會(huì)用示波器測(cè)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(cè)出被測(cè)信號(hào)的頻率。二、實(shí)驗(yàn)儀器、物品及設(shè)備OS-5020型示波器、EE1641B型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、GFG-8015G型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。三、重要儀器簡(jiǎn)介電子示波器基本構(gòu)造：1、電子射線(xiàn)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(xiàn)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(gè)真空玻璃殼內(nèi)，作用原理是通過(guò)加壓使電子射線(xiàn)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(xiàn)。③　同步電路：為了觀(guān)察到穩(wěn)定的波形，要求Y軸電壓信號(hào)的周期是X軸的整數(shù)倍。而為保證X軸和Y軸信號(hào)嚴(yán)格同步，同步電路中采用同步觸發(fā)，即只有一個(gè)信號(hào)達(dá)到某一確定的狀態(tài)才對(duì)另一信號(hào)開(kāi)始掃描。④　放大電路：示波器內(nèi)設(shè)有衰減器和放大器，對(duì)小信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)大信號(hào)進(jìn)行衰減。⑤　電源：為示波器各部件提供所需電壓。四、實(shí)驗(yàn)原理①　利用示波器所做的任何測(cè)量，歸根結(jié)底都是對(duì)電壓的測(cè)量。測(cè)量電壓時(shí)，一般測(cè)量其峰-峰值。將被測(cè)波形移至示波屏幕中心位置，調(diào)節(jié)靈敏度開(kāi)關(guān)使波形在屏幕有效工作面

3、積內(nèi)。利用刻度線(xiàn)讀出峰-峰值對(duì)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(cè)量波形的周期時(shí)，調(diào)節(jié)掃描速度選擇開(kāi)關(guān)，使熒光屏上顯示出2~3個(gè)波形周期，讀出一個(gè)波形周期所對(duì)應(yīng)的水平距離x，則該波的周期為T(mén)=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(gè)相互垂直的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的頻率不相同，但它們之間有簡(jiǎn)單的整數(shù)比關(guān)系，則和振動(dòng)的軌跡為有一定規(guī)則的穩(wěn)定的閉合曲線(xiàn)，這樣的圖形稱(chēng)為李薩如圖形。李薩如圖形可以用來(lái)測(cè)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(xiàn)和圖形相切的切點(diǎn)數(shù)，則有①如果已知，則由李薩如圖形和式①可求出。一、實(shí)驗(yàn)步驟1、熟悉示波器和信號(hào)發(fā)生器面板各旋鈕的作用，并將各開(kāi)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(zhǔn)檔（順時(shí)針旋至底）、掃描方式（置自動(dòng)）、觸發(fā)源選項(xiàng)（置CH1或CH2）、耦合方式(置AC)。2、接通電源，并打開(kāi)開(kāi)關(guān)預(yù)熱三分鐘，輸入幅度為2V，頻率為1kHz的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，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(hào)發(fā)生器輸出的頻率為500Hz和1000Hz的正弦信

5、號(hào)接入示波器，通過(guò)調(diào)整相應(yīng)的靈敏度開(kāi)關(guān)和掃描速度選擇開(kāi)關(guān)，使波形不超出屏幕范圍，顯示2~3個(gè)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(kāi)關(guān)順時(shí)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(gè)波形幅度相近，滿(mǎn)滿(mǎn)改變標(biāo)準(zhǔn)頻率，當(dāng)熒光屏上形成穩(wěn)定的李薩如圖形時(shí)，觀(guān)察圖形，并測(cè)出未知信號(hào)的頻率。一、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理頻率測(cè)量結(jié)果記錄信號(hào)發(fā)生器示波器測(cè)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(guān)測(cè)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(cè)量信號(hào)的電壓和周期。將輸出衰減設(shè)為0dB，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)有：當(dāng)頻率f=1.0kHz時(shí)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(dāng)頻率f=1.0kH

7、z時(shí)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(guān)測(cè)李薩如圖形并測(cè)頻率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，計(jì)算和，將所得數(shù)據(jù)填入表格中。八、實(shí)驗(yàn)結(jié)論1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)算出的Upp、T與通過(guò)所設(shè)定的電壓幅值、頻率算出的Upp實(shí)、T實(shí)比較，在誤差允許的范圍內(nèi)近似相等，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)比較成功。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，可以驗(yàn)證出=，說(shuō)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(xiàn)較粗，取電

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