大学物理实验示波器的使用

2.12示波器的使用

示波器又称阴极射线示波器，是一种用途极为广泛的电子仪器。它可用于观测和测量随时间变化的电信号波形，进行电信号特性测试包括频率、相位、电压（或电流）和功率等，凡是能转化为电压的电学量（电流、功率、阻抗）和非电量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁场等）都可以用示波器进行测量。在工业上常用示波器探伤和检验产品质量，医学上用示波器诊断病灶。至于无线电制造工业和电子测量技术等领域，示波器更是不可缺少的测试设备。

【实验目的】

(１)了解示波器的基本结构和工作原理

(２)掌握示波器的使用

(３)利用李莎如图形测量电压的频率

【实验原理】

示波器的型号和规格有很多，但基本结构由示波管、扫描同步电路、放大电路和电源电路四个部分组成，如图1所示。

图1示波器结构框图

1.示波管

它是一个抽成高真空的密封玻璃管，由电子枪、偏转板和荧光屏组成，如图2所示。

电子枪：它由灯丝F，阴极K，栅极G，第一阳极A1，第二阳极A2构成，其主要功能是发射一束强度可调，经过聚焦的高速电子流。

图2示波管

将灯丝加电，灯丝会发热，使阴极温度升高，从而发射电子。栅极位于第一阳极和阴极之间，相对于阴极加数十伏的负电压，调节负电压的大小，就可以调节电子束的强度，从而控制荧光屏光点的亮度。阳极A 1、A 2相对阴极K 分别加上几百伏和上千伏的正电压。调节第一阳极A 1，可使电子在荧光屏上会聚成一个很细小的光点。第二阳极所加的电压也称为加速电压，它决定电子进入偏转板时的速度，起辅助聚焦的作用。阳极A 1和A 2组成一个电子束聚焦系统。

偏转板：它有两对相互垂直的偏转板，既一对垂直偏转板（与Y 轴对应）及一对水平偏转板（与X 轴对应）。如果在水平方偏转板加电压，可使光点沿水平方向移动；如果在垂直偏转板上加电压，可使光点沿垂直方向移动。可见两对偏转板，可以控制光点在整个荧光屏上的移动。

2.扫描和同步电路

一般情况下，是从Y 轴输入周期性的电压信号，设周期性电压为V=V 0sinωt，如何才能将这样的电压稳定地显示在荧光屏上？如果只在Y 轴上加电压，光点只在垂直方向来回移动，我们看到的只是垂直方向上的一条亮线。显然没有反映V y 的波形。如果在水平偏转板X 上同时加一个扫描电压（也称为锯齿波电压）V x =kt，k 为比例系数，这样，电子束同时在水平方向又获得与时间成比例的偏转。在V x ，V y 共同作用下，在荧光屏上，光点留下的径迹是与V=V 0sinωt 完全相似的波形，如图3所示。水平电b ＂图3光点的偏转

当垂直方向所加正弦电压的周期T y 和水平方向所加锯齿波电压（称为扫描电压）的周期T x 相同时，既T x =T y 时，在荧光屏上将显示出一个完整的正弦波。如果

T x =nT y

n=1，2，

3，…（1）则荧光屏上将显出n 个完整的正弦波。也只有满足（1）式时，才能使光点在每个周期中相应时刻在荧光屏上的位置重合，亦即图形才能稳定。如若不然，当扫描电压周期T x 略高于待测电压周期T y （或nT y ）时，观察到的波形将是逐渐向右移动的图形；反之，当扫描电压周期T x 略低于待测电压周期T y （或nT y ）时，观察到的波形将是逐渐向左移动；若二者相差较大，则波形将混乱到无可分辨的地步。

实际上，待测电压的周期与扫描电压的周期都不太稳定，很难随时保持倍数关系，示波器中有一个称为同步的电路，它能使扫描电压的周期准确地等于待测电压的周期。如果同步电路的信号来自垂直放大电路，当有微小变化时，它将跟踪其变化，保证波形的完整稳定，这称为“内同步”。如果同步电

路的信号来自外部电路，则称为“外同步”。如果同步电路的信号来自电源，则称为“电源同步”。

3.放大电路

为了使波形在荧光屏上有适当大的大小，当待测电压较小时，需要经过放大再加到偏转板上，当所加的电压较大时，需要经过分压后再送入放大电路，这个作用是由Y轴放大、衰减电路来完成的，对于X轴的电压，也有相应的放大电路。

4.电源电路

电源电路给上述三种电路提供各种电压。

【实验仪器】

ST16B示波器，SG1651A函数信号发生器。

1．ST16B示波器简介

ST16B示波器是一种便携式单踪示波器，其面版如图4所示。

图4示波器面版图

（1）电源开关：接通或关闭电源。

（2）电源指示灯：电源接通时灯亮。

（3）亮度：调节光迹的亮度，顺时针方向旋转光迹增亮。

（4）聚焦：调节光迹的清晰度。

（5）校准信号：本机改为输出数伏特的市电信号。

（6）移位：调节光迹在屏幕上的垂直位置。

（7）微调：连续调节垂直偏转，顺时针旋到底为校准位置。

（8）Y衰减旋钮：调节垂直偏转电压。

（9）外接Y信号输入端子。

（10）Y耦合：选择输入信号的耦合方式。AC：信号经电容耦合输入；DC：输入信号直接输入；⊥：Y放大器输入端被接地。

（11）微调、X增益：当在“自动、常态”方式时，可连续调节扫描时间，顺时针旋到底为校准位置；当在“外接”时，此旋钮可连续调节X增益，顺时针旋转为灵敏度提高。

（12）X移位：调节光迹在屏幕上的水平位置。

（13）TIME/DIV旋钮：调节扫描时间。

（14）电平：调节被测信号在某一电平上触发扫描。

（15）锁定：按下此键，可自动锁定触发电平，无需人工调节就能稳定显示被测信号。

（16）触发极性开关：“+”为上升沿触发；“-”为下降沿触发；“电视”为电视同步信号。

（17）触发源选择开关：“内”：选择内部信号触发；“外”：选择外部信号触发；“电源”：选择电源信号触发。

（18）触发方式开关：“自动”：无信号时，屏幕上显示光迹，有信号时与“电平”配合稳定地显示波形；“常态”：无信号时，屏幕上无光迹；有信号时与“电平”配合稳定地显示波形；“外接”：X-Y 工作方式。

（19）信号输入端子：当触发方式处于“外接”时，为X信号输入端。

2．SG1651A函数信号发生器

SG1651A函数信号发生器能产生正弦波、三角波、方波、斜波、脉冲波等，其面版图如图5所示。

图5信号发生器的面版图

（1）电源开关：按下开关，电源接通，指示灯亮。

（2）波形选择：选择输出波形。

（3）频率开关：与（9）配合可以选择工作频率。

（4）频率单位：指示灯亮有效，为赫芝。

（5）频率单位：指示灯亮有效，为千赫芝。

（6）闸门显示：此灯闪烁，说明频率计在工作。

（7）频率溢出显示：当频率超过5个LED所显示的范围时，灯亮。

（8）频率显示：显示频率的数值。

（9）频率调节：与（3）配合选择工作频率。

（10）直流偏置旋钮：拉出此旋钮可设定任何波形的直流工作点，顺时针为正，逆时针为负；推进此旋钮则直流电位为零。

（11）压控信号输入：外接电压输入端。

（12）TTL 输出：输出波形为TTL 脉冲，可作为同步信号。

（13）斜波倒置开关：与（19）配合使用，拉出时波形反向；调节输出幅度的大小。

（14）信号输出：主信号波形由此输出，阻抗为50Ω。

（15）输出衰减：按下此键可产生20dB/20dB 的衰减。

（16）电压LED：可显示输出电压的峰-峰值。

（19）50HZ 输出：50HZ 固定频率正弦波信号输出。

正弦波频率的误差为±f×1%Hz。

【实验内容与步骤】

1.熟悉示波器的使用，观察几种波形

（1）接通示波器的电源，预热几分钟。将触发源置于“内”,触发方式置于“常态”，Y 耦合方式置于“⊥”，可观察到荧光屏上有一个光点。

（2）调节“灰度”及“聚焦”旋钮，使光点成为亮度适中，清晰的一个小圆点（不能使强亮度光斑长时间集中于一点，否则会灼毁荧光屏）。

（3）调节“X，Y 移位”使光点位于屏的中央。

（4）水平光迹的调节：

Y 耦合方式置于“⊥”，触发方式开关置于“自动”，调节“扫描时间”旋钮，可看到一条水平光迹。

（5）竖直光迹的调节：

Y 耦合方式置于“AC”，触发方式开关置于“外接”，并将市电信号接入“Y 输入”，可在荧光屏上看到一条竖直光迹，调节“Y 衰减”，可调节光迹的长短。

2.用示波器测市电电压的波形

（1）将市电信号接入“Y 输入”，输入耦合方式开关置于“AC”；触发方式置于“常态”，触发源置于“内”，启动“锁定”按钮。

（2）Y 轴“微调”旋钮顺时针旋到底（校准位置）；“X 增益”旋钮顺时针旋到底（校准位置）。

（3）调节“扫描时间”旋钮，使屏上仅出现几个完整的正弦波；同时调节“Y 衰减”使波形在屏上适当大。

将测试结果填入表1。

3.利用李莎如图形测市电信号的频率

如果在示波器的Y 轴和X 轴上输入的都是正弦波电压，，则荧光屏上光点运动轨迹将是两个相互垂直正弦振动合成的结果。进一步，如果两个相互垂直正弦振动的频率成简单的整数比，则合成的结果将是一条稳定的闭合曲线，称为李莎如图形。对于一个稳定的李莎如图形，在其边缘上分别作一条水平切线和一条垂直切线，并将所对应的切点数分别称为N x 和N y ，则有：

y

x x y N N f f =（2）

通过示波器可以观察出切点数，所以若已知一个频率，利用（2）式可以测出另一个频率。

实验步骤如下：

(1)将市电信号作为待测信号接入“Y轴”，耦合方式开关置于“AC”。

(2)将信号发生器的波形选择开关置于“正弦波”，50Ω输出电压信号接入“X轴”；同时使“触发方式”置于“外接”位置。调节“Y衰减”旋钮和“微调”使图形在Y轴方向适当大；调信号发生器的“衰减”旋钮和“幅度调节”旋钮，使图形在X方向适当大。

(3)调节信号发生器上的“频率调节”旋钮和“频率开关”，选择适当的输出频率，使屏幕上分别出现稳定的N x：N y=1:1，1:2，3:1，2:3的图形。将结果填入表2。

4．实验拓展：RC微分电路的研究

如图7所示，电阻R和电容C串联后接入输入信号V I，由电阻R输出信号V O，当RC数值与输入方波宽度t W之间满足：R C<

图7RC微分电路图8R两端的尖脉冲

在t=t1时，V I由0→V m，因电容上电压不能突变（来不及充电，相当于短路，V C＝0），输入电压V I全降在电阻R上，即V O＝V R＝V I＝V m。随后（t>t1），电容C的电压按指数规律快速充电上升，输出电压随之按指数规律下降，τ（RC）的值愈小，此过程愈快，输出正脉冲愈窄。

t=t2时，V I由V m→0,相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负的电压V m开始按指数规律经电阻R放电，刚开始，电容C来不及放电，他的左端（正电）接地，所以V O＝－V m，之后V O随电容的放电也按指数规律减小，输出一个负脉冲。

只要脉冲宽度t W>（5~10）τ，在t W时间内，电容C已完成充电或放电（约需3τ），输出端就能输出正负尖脉冲，才能成为微分电路，因而电路的充放电时间常数τ必须满足：τ＜（1/5~1/10）t W，这是微分电路的必要条件。

图6李莎如图形

V y

Nx:Ny1:22:33:4

由于输出波形V O 与输入波形V I 之间恰好符合微分运算的结果，即输出波形是取输入波形的变化部分。如果将V I 按傅里叶级展开，进行微分运算的结果，也将是V O 的表达式。他主要用于对复杂波形的分离和分频器，如从电视信号的复合同步脉冲分离出行同步脉冲和时钟的倍频应用。

【数据记录与处理】

表1

测市电电压波形表2测量市电频率

结果表达式:

y

y y f f f ?±=【思考题】

(1)示波器一般由几部分组成？各部分的主要功能是什么？

(2)示波管包括几部分?

(3)如果要在示波器上得到如下图形

1)一个光点，2）一条水平线

3)一条竖线，4）一个50Hz 正弦波形

问X，Y 旋钮应各置什么位置?怎样接线？

(4)1V 峰-峰值的正弦波，它的有效值是多少？

(5)如果示波器是良好的，但荧光屏上看不到亮线，应调节哪几个旋钮？

(6)示波器上观察到的正弦波不断地向右移动，扫描频率是偏低还是偏高？用作图法分析。

【参考文献】

1.《物理实验教程》，丁慎训张连芳主编，清华大学出版社

2.《大学物理实验》，方利广，同济大学出版社

3.《一级物理实验》,幸旭平周芹主编，科学出版社

TIME/DIV 旋钮位置格数周期（T）/s 频率(f)/Hz

频率测量

Y 衰减旋钮位置

格数峰峰值Upp/V 有效值U/V 幅值测量Nx：Ny

1：11：23：12：3

图形)

(Hz f x )(Hz f N N f x y

x y =

大学物理实验实验报告——示波器的使用

大学物理实验实验报告——示波器的使用 篇一：大物实验示波器的使用实验报告 实验二十三示波器的使用 班级自动化153班 姓名廖俊智 学号 6215073 日期 2021 3.21 指导老师代国红 【实验目的】 1、了解示波器的基本结构和工作原理，学会正确使用示波器。 2、掌握用示波器观察各种电信号波形、测量电压和频率的方法。 3、掌握观察利萨如图形的方法，并能用利萨如图形测量未知正弦信号的频率。 【实验仪器】 固纬GOS-620型双踪示波器一台，GFG-809型信号发生器两台，连线若干。 【实验原理】

示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转，显示电压信号随时间变化波形的一种电子观测仪器。在各行各业与各个研究领域都有着广泛的应用。其基本结构与工作原理如下 1、示波器的基本结构与显示波形的基本原理 本次实验使用的是台湾固纬公司生产的通用双踪示波器。基本结构大致可分为示波管（CRT）、扫描同步系统、放大与衰减系统、电源系统四个部分。“示波管（CRT）”是示波器的核心部件如图1所示的。可细分为电子枪，偏转系统和荧光屏三部分。 1）电子枪 电子枪包括灯丝F，阴极K，控制栅极G，第一阳极A1，第二阳极A2等。阴极被灯丝加热后，可沿轴向发射电子。并在荧光屏上显现一个清晰的小圆点。 2）偏转系统 偏转系统由两对互相垂直的金属偏转板x和y组成，分别控制电子束在水平方向和竖直方向的偏转。 从电子枪射出的电子束若不受横向电场的作用，将沿轴线前进并在荧光屏的中心呈现静止的光点。若受到横向电场的作用，电子束的运动方向就会偏离轴线， F灯丝，K阴极，G控制栅极，A1、A2第一、第二阳极，Y、X竖直、水平偏转板 图1示波管结构简图 屏上光点的位置就会移动。x偏转板之间的横向电场用来控制光点在水平方向的位移，y偏转板用来控制光点在竖直方向的位

示波器的使用实验报告 (3)

物理实验报告 一、【实验名称】 示波器的使用 二、【实验目的】 1.了解示波器的基本结构和工作原理，掌握示波器的调节和使用方法 2.掌握用示波器观察电信号波形的方法 3.学会使用双踪示波器观察李萨如图形和控制示波管工作的电路 三、【实验原理】 双踪示波器包括两部分，由示波管和控制示波管的控制电路构成 1.示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两队相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏，高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在荧光屏上就能看到一个亮点。Y偏转板是水平放置的两块电极。在Y偏转板上和X偏转板上分别加上电压，可以在荧光屏上得到相应的图形。 双踪示波器原理 2.双踪示波器的原理 双踪示波器控制电路主要包括：电子开关，垂直放大电路，水平放大电路，扫描发生器，同步电路，电源等； 其中，电子开关使两个待测电压信号Y CH1和Y CH2周期性的轮流作用在Y偏转板，这样在荧光屏上忽而显示Y CH1信号波形，忽而显示Y CH2信号波形，由于荧光屏荧光物质的余晖及人眼视觉滞留效应，荧光屏上看到的是两个波形。 如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同，屏上呈现的是一移动的不稳定图形，这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍，以致每次扫描开始时波形曲线上的

起点均不一样所造成的，为了获得一定数量的完整周期波形，示波器上设有“Time/div”调节旋钮，用来调节锯齿波电压的周期，使之与被测信号的周期呈合适的关系，从而显示出完整周期的正弦波性。（看到稳定波形的条件：只有一个信号同步） 当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍，屏上一般会显示出完整周期的正弦波形，但由于环境或其他因素的影响，波形会移动，为此示波器内装有扫描同步电路，同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号，输入到扫描发生器，迫使锯齿波与待测信号同步，此称为“内同步”；反之则为“外同步”。操作时，使用“电平旋钮”，改变触发电势高度，当待测电压达到触发电平时，开始扫描，直到一个扫描周期结束。但如果触发电势超出所显示波形最高点或最低点的范围，则扫描电压消失，扫描停止。 3.示波器显示波形原理 如果在示波器的Y CH1或Y CH2端口加上正弦波，在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波，当锯齿波电压的变化周期相等时，则在荧光屏上显示出完整的正弦波形。 4.李萨如图形的基本原理 如果在示波器的Y偏转板上加上正弦波，在X偏转板上加上另一正弦波，则当两正弦波信号的频率比为简单整数比时，在荧光屏上将得到李萨如图形。 四、【仪器用具】： 信号发生器、双踪示波头、探头 五、【实验内容】 几种李萨如图形 n x n y分别代表图形在水平或垂直方向的切点数量 nx/n y=1/2 n x/n y=1/3 n x/n y=2/3 n x/n y=3/4 1．观察正弦波形 a.打开示波器 b.开通CH1及相应信号发生器fx=100Hz c.得到大小合适稳定的正弦波 2.测正弦波电压，测正弦波的周期 a.调节波形上下移动键，使得fx=100Hz，改变一次v/div,再记录dy b.调整波形左右移动键，使得改变一次t/div,再记录dx dv（V）垂直格数Vpp(V) dx(us) 水平格数fy(Hz) 1 3. 2 3.2 100 3.8 2631 实际示数12.2 2686

示波器的使用实验报告

示波器的使用实验报告 示波器的使用实验报告1 在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。 1 示波器工作原理 示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。 1.1 示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。 1.荧光屏 现在的示波管屏面通常是矩形平面，内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高

速电子穿过铝膜，撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用，有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。 当电子停止轰击后，亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做余辉时间。余辉时间短于10s为极短余辉，10s1ms为短余辉，1ms0.1s 为中余辉，0.1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。 由于所用磷光材料不同，荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管，以保护人的眼睛。 2.电子枪及聚焦 电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒，套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低，对阴极发射的电子起控制作用，一般只有运动初速度大的少量电子，在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔，奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低，则全部电子返回阴极，即管子截止。调节电路中的W1电位器，可以改变栅极电位，控制射向荧光屏的电子流密度，从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连，所加电位

大学物理实验实验报告——示波器的使用

大学物理试验报告 实验者班级数理1101 姓名刘洁华学号 201011411221 实验时间 2011-3-29 检查预习报告签字实验地点科330 实验成绩 实验名称：示波器的使用 实验目的及要求：（1）了解示波器的基本工作原理。 （2）学习示波器、低频信号发生器的使用方法。 （3）学习用示波器观察信号波形和利用示波器测量信号频率的方法。 一、实验原理： 1)示波器的基本组成部分：示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直 流电源等。 2)示波管左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的 荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。 在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。 3)示波器显示波形的原理：如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是 一条水平线，如果在Y轴偏转板上加正弦电压，而X轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，又在X轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，两个方向的位移合成就描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。要使显示的波形稳定，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波；Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数。示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但光靠人工调节还是不够准确，所以在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。在人工调节接近满足式频率整数倍时条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。 4)李萨如图形的基本原理：如果同时从示波器的x轴和y轴输入频率相同或成简单整数比的两 个正弦电压，则屏幕上将呈现出特殊形状的、稳定的光点轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。 李萨如图形的形成规律为：如果沿x，y分别作一条直线，水平方向的直线做多可得的交点数为N（x），竖直方向最多可得的交点数为N（y），则x和y方向输入的两正弦波的频率之比为f（x）：f（y）=N（y）：N（x）。 二、实验仪器：示波器、低频信号发生器。

大物实验报告——示波器的原理及应用

学号： 姓名： 学院： 2013年12月

示波器的原理及应用 摘要:本实验主要目的是了解阴极射线示波器的工作原理，用函数信号发生器产生不同频率比的电压，通过数字示波器观察李萨如图形。同时以示波器和低频信号发生器为工具，分别运用共振干涉（驻波）法和相位比较（行波）法，利用示波器将抽象的较难测量的声速转换成容易测量的物理量，然后计算得出声速，实现对示波器的灵活应用。 关键词:阴极射线示波器、数字示波器、李萨如图形、干涉、相位比较、声速测量 引言:示波器是显示被测量的瞬时值轨迹变化情况的仪器，它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器初期主要为模拟示波器，发展到一定阶段，人们发现模拟示波器有很多缺陷，而且已经到了发展的瓶颈，这些缺陷都很难得到改善，例如，模拟示波器观察低频、慢速信号存在缺陷，单次、瞬变等信号根本无法观测等等。这时数字示波器正在兴起，数字示波器可以弥补模拟示波器的很多缺陷，数字示波器可以存储波形和数据，而且测量方便，并且大大增加了可测量信号的范围，对于探测未知信号非常有用，基于以上情况，便产生了模数组合示波器。现在示波器已成为电子测量实验中不可缺少的仪器。广泛应用于科学研究、实验教学、医药卫生、电工电子和仪器仪表等各个研究领域和行业。 一、示波器的基本组成和原理： 示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。 示波器由示波管、竖直信号放大器（Y放大）、水平信号放大器（X放大）、扫描信号发生器、触发同步系统和直流电源等组成。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏组成，管内抽成真空。 1、电子枪由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极、第二阳极组成，作用是产生高速飞行的一束电子。 2、电子随后进入偏转系统，偏转系统中有一对竖直偏转板（Y轴）和一对水平偏转板（X 轴）。示波管的Y偏转电极上加的是待显示的信号电压。示波器的X偏转电极通常接入其自身产生的锯齿波电压（扫描电压）。电子束受到竖直和水平两个方向的电场作用，除了参与Y方向上的振动，同时参与X轴方向的匀速移动，就可以把Y方向上的振动横向拉开，

示波器使用大学物理实验报告示范及数据处理

《示波器的使用》实验报告 物理实验报告示范文本： 包含数据处理李萨如图 【实验目的】 1．了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合； 2．熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率； 3．观察李萨如图形。 【实验仪器】 1、双踪示波器 GOS-6021型 1台 2、函数信号发生器 YB1602型 1台 3、连接线示波器专用 2根 示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。 [实验原理] 示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成， 1、示波管 如图所示，左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。 示波管结构简图示波管内的偏转板 2、扫描与同步的作用

如果在X 轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如图 图扫描的作用及其显示 如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，而X 轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如图 如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，又在X 轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，其合成原理如图所示，描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。由此可见： （1）要想看到Y 轴偏转板电压的图形，必须加上X 轴偏转板电压把它展开，这个过程称为扫描。如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波。 （2）要使显示的波形稳定，Y 轴偏转板电压频率与X 轴偏转板电压频率的比值必须是整数，即： n f f x y = n=1,2,3, 示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的频率越高，越难满足上述条件。为此，在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确地等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。 （1）如果Y 轴加正弦电压，X 轴也加正弦扫描电压，得出的图形将是李萨如图形，如表所示。李萨如图形可以用来测量未知频率。令f y 、f x 分别代表Y 轴和X 轴电压的频率，n x 代表X 方向的切线和图形相切的切点数，n y 代表Y 方向的切线和图形相切的切点数，则有 y x x y n n f f = 李萨如图形举例表

大学物理实验示波器实验报告

示波器的使用 【实验简介】 示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器，与其他测量仪器相比，示波器具有以下优点：能够显示出被测信号的波形；对被测系统的影响小；具有较高的灵敏度；动态范围大，过载能力强；容易组成综合测试仪器，从而扩大使用范围；可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。在电子测量与测试仪器中，示波器的使用范围非常广泛，它可以表征的所有参数，如电压、电流、时间、频率和相位差等。若配以适当的传感器，还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。正确使用示波器是进行电子测量的前提。 第一台示波器由一只示波管，一个电源和一个简单的扫描电路组成。发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列，示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。 Karl Ferdinand Braun 生平简介 1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun 于1897年发明世界上 第一台阴极射线管示波器，至今许多德国人仍称CRT 为布朗管(Braun Tube)。 【实验目的】 1、 了解示波器的结构和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。 2、 学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。 3、 通过观察李沙如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法。 【实验仪器】 VD4322B 型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等 图8-1 Karl Ferdinand Braun 5 6 9 10

大物实验示波器

大学物理实验报告 示波器的使用 〔目的〕： 1.了解示波器的原理与基本结构。 2.掌握用示波器测量交流信号的电压，周期，频率及相位差的方法。 〔仪器〕：(名称、规格或型号) 双踪示波器Gos-6021型函数信号发生器YB1602型，移相器 〔原理〕：（1.示波器测量原理、李萨如图测相位差原理；2.主要公式、原理图） 1.示波器测量原理： 示波器的偏转系统主要由两对相互垂直的极板组成，一对为竖直极板，另一对为水平极板。 当偏转板上不加电压时，阴极发射的电子束不会发生偏转，直接打在光屏中央。当在偏转板加上交流信号电压后，光点将根据交流信号电压的变动而运动。当交流信号的频率小时，光点移动速度慢，移动轨迹清晰，当频率较大时，看到一条亮线，亮线的长度则和交流电压的峰峰值成正比。若把X轴转向内扫描，Y轴无输入，X轴出现的亮线为基线。

2.李萨如图测相位差原理： 当示波器的X 轴Y 轴输入f 相同或可成简单整数比的两个正弦电压时，屏上 将呈现出有一定规律的光点轨迹，该图形便是李萨如图形。 主要公式为n Y X f f x y == 轴切点数与轴切点数 与 相位差公式：b x arcsin b x arcsin 00-=Φ=Φπ或 〔步骤〕：（波形调节及信号测量步骤、相位差测量步骤及相应的电路连接。给出所用的按钮名称） 波形调节步骤： 1.按下示波器开关，预热20秒左右，调节辉度和聚焦，使波形亮度适宜，清 晰。 2.调节显示方式，选择CH1档位，屏幕显示通道一的波形 3.通过“CH1微调”和“扫描微调”调节波形X 轴与Y 轴的位置，使其在屏 幕上居中显示。 相位测量步骤： 1.使示波器的通道一、二都与电源相接

示波器的原理和使用实验报告

大连理工大学 大 学 物 理 实 验 报 告 院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号 实验时间 2008 年 11 月 18 日，第13周，星期 二 第 5-6 节 实验名称 示波器的原理与使用 教师评语 实验目的与要求： （1） 了解示波器的工作原理 （2） 学习使用示波器观察各种信号波形 （3） 用示波器测量信号的电压、频率和相位差 主要仪器设备： YB4320G 双踪示波器， EE1641B 型函数信号发生器 实验原理和内容： 1. 示波器基本结构 示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成， 其中示波管是核心部分。 示波管的基本结构如下图所示， 主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成， 由外部玻璃外壳密封在真空环境中。 成 绩 教师签字

电子枪的作用是释放并加速电子束。 其中第一阳极称为聚焦阳极， 第二阳极称为加速阳极。 通 过调节两者的共同作用， 可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。 偏转系统由X 、Y 两对偏转板组成， 通过在板上加电压来使电子束偏转， 从而对应地改变屏上亮点的位置。 荧光屏上涂有荧光粉， 电子打上去时能够发光形成光斑。 不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。 放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放， 使其幅度适合于观测。 扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示)， 使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动， 这一过程称为扫描。 扫描开始的时间由触发系统控制。 2. 示波器的显示波形的原理 如果只在竖直偏转板加上交变电压而X 偏转板上五点也是， 电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线， 如左图所示： 如果在Y 偏转板和X 偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压， 电子受水平竖直两个方向的合理作用下， 进行正弦震荡和水平扫描的合成运动， 在两电压周期相等时， 荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形， 显像原理如右图所示： 3. 扫描同步 为了完整地显示外界输入信号的周期波形， 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。 当某些因素改变致使周期发生变化时，使用扫描同步功能， 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化， 从而稳定地显示波形。 步骤与操作方法： 1. 示波器测量信号的电压和频率 对于一个稳定显示的正弦电压波形， 电压和频率可以由以下方法读出 h a U p p ?=-， 1)(-?=l b f

示波器使用大学物理实验报告 (1)

《示波器的使用》实验示范报告 【实验目的】 1．了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合； 2．熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率； 3．观察李萨如图形。 【实验仪器】 1、双踪示波器GOS-6021型 1台 2、函数信号发生器YB1602型 1台 3、连接线示波器专用 2根 示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。 [实验原理] 示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成， 1、示波管 如图所示，左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。 示波管结构简图示波管内的偏转板 2、扫描与同步的作用 如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平

线，如图 图扫描的作用及其显示 如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，而X 轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如图 如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，又在X 轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，其合成原理如图所示，描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。由此可见： （1）要想看到Y 轴偏转板电压的图形，必须加上X 轴偏转板电压把它展开，这个过程称为扫描。如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波。 （2）要使显示的波形稳定，Y 轴偏转板电压频率与X 轴偏转板电压频率的比值必须是整数，即： n f f x y n=1,2,3, 示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的频率越高，越难满足上述条件。为此，在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确地等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。 （1）如果Y 轴加正弦电压，X 轴也加正弦扫描电压，得出的图形将是李萨如图形，如表所示。李萨如图形可以用来测量未知频率。令f y 、f x 分别代表Y 轴和X 轴电压的频率，n x 代表X 方向的切线和图形相切的切点数，n y 代表Y 方向的

大物实验示波器的使用实验报告

大物实验示波器的使用实验报告 篇一：模拟示波器的使用实验报告 模拟示波器的使用 ·实验目的 1. 了解示波器的基本原理及基本使用方法； 2. 掌握用示波器观察一路不同型电压信号的方法； 3. 掌握观察利萨如图形的方法，了解利萨如图形测量未知正弦信号的频率的方法. ·实验原理 1. 示波器显示波形原理 若在示波器CH1或CH2端加上正弦波，在示波器的X偏转板加上锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与正弦波电压成整数倍时时，可以显示完整的周期的正弦波形； 若在示波器CH1和CH2同时加上正弦波，在示波器的X 偏转板上加上示波器的锯齿波，则在荧光屏上将的到两个正弦波，即为双踪显示. 同理可得双踪显示的方波. 2. 利用利萨如图测正弦电压的频率基本原理 将被测正弦信号1加到y偏转板，将参考正弦信号2加到x偏转板，当两者的频率之比是整数时，在荧光屏上将出现利萨如图. 对稳定不动的图形分别做水平直线和竖直直线与图形

相切，设水平线上及竖直线上的切点数之比可得两信号的频率之比 ·实验内容及步骤 1. 连接实验仪器电路，设置好函数信号发生器、示波器. 2. 用示波器观察一路电压信号 (1) 在示波器CH1和YCH2分别加上500Hz和500Hz的正弦波，调节示波器至波形稳定，记录在坐标纸上. (2) 在示波器CH1和YCH2分别加上500Hz和500Hz的方波，调节示波器至波形稳定，记录在坐标纸上. (3) 分别计算两者的相对误差 3. 用示波器观察李萨如图形 若在示波器CH1和CH2同时加上正弦波，开至X-Y档，调节两输入端的频率比值分别为1:3，1:2，2:3，1:1，3:2，2:1，微调输入信号的频率至图象稳定，记录在坐标纸上. ·实验记录 （见坐标纸） ·误差分析 观察电压信号时 正弦波1：频率相对误差?f?fA?f’A测 fA A?V’A测

大物实验报告示波器doc

大物实验报告示波器 篇一：示波器使用大学物理实验报告 《示波器的使用》实验报告 【实验目的】 1．了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合； 2．熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率；【实验仪器】 1、双踪示波器 GOS-6021型1台 2、函数信号发生器YB1602型 1台 3、连接线示波器专用 2根 [实验原理] 示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成， 1、示波管 如图所示，左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。 示波管结构简图示波管内的偏转板 2、扫描与同步的作用 如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如图

1 图扫描的作用及其显示 如果在Y轴偏转板上加正弦电压，而X轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如图如果在Y轴偏转板上加正弦电压，又在X轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，其合成原理如图所示，描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。由此可见： （1）要想看到Y轴偏转板电压的图形，必须加上X轴偏转板电压把它展开，这个过程称为扫描。如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波。 （2）要使显示的波形稳定，Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数，即： fy ?nn=1,2,3, fx 示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的频率越高，

示波器的使用实验报告

示波器的使用实验报告 一、实验目的 二、1. 了解示波器的基本结构和工作原理，掌握示波器的调节和使用方法； 三、2. 学会利用双踪示波器观测电信号波形； 四、3. 学会利用双踪示波器观察李萨如图形，并利用其测量正弦信号的频率。 五、二、实验仪器 六、EE1642B型函数信号发生器、GDS-2062型双踪示波器、导线。 七、三、实验原理 双踪示波器包括两部分：示波管和控制示波管工作的电路。 1. 示波管 如下图所示，示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏。高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在荧光屏上就能看到一个亮点。Y偏转板是水平放置的两块电极。X偏转板是垂直放置的两块电极。在Y 偏转板和X偏转板上分别加电压，可以在荧光屏上得到相应的图形。 2. 双踪示波器的原理

双踪示波器控制电路主要包括：电子开关、垂直放大电路、水平放大电路、扫描发生器、同步电路、电源等。 电子开关将两个待测的电压信号Y CH1和Y CH2周期性的轮流作用在Y偏转板上。由于视觉滞留效应，能在荧光屏上看到两个波形。 由示波器的原理功能方框图可见，被测信号电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时），但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、相位差等时），因此在水平放大电路输入端有一个水平信号选择开关，以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。 此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB10型等示波器）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波，进行一次扫描）功能的示波器（如国产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等而言，需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合。为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号，此信号称为“外同步”（或“外触发”）

大学物理实验讲义实验示波器原理和使用资料讲解

大学物理实验讲义实验示波器原理和使用

实验5 示波器原理和使用 示波器是利用示波管内电子射线的偏转，在荧光屏上显示出电信号波形的仪器。用它能直接观察电信号的波形，也能测定电信号的幅度、周期、频率和相位，凡能转化为电压信号的其它电学量（电流、电功率、阻抗等）和非电学量（温度、位移、速度、压力、声强、光强、磁场等），其随时间的变化都能用示波器来观测。由于电子射线的惯性小，示波器扫描发生器的频率较高（可达几百兆赫），Y轴和X轴放大器的增益很大，输入阻抗高，所以示波器特别适合于观测瞬时变化的过程，并可测量微伏级的电压，而对被测试系统的影响很小。因此示波器是一种应用广泛的综合性电信号测试仪器。 示波器按用途和特点可以分为： 通用示波器。它是根据波形显示基本原理而构成的示波器。 取样示波器，它是先将高频信号取样，变为波形与原始信号相似的低频信号，再应用基本原理显示波形的示波器。与通用示波器相比，取样示波器具有频带极宽的优点。 记忆与存储示波器。这两种示波器均有存储信号的功能，前者是采用记忆示波管，后者是采用数字存储器来存储信息。 专用示波器。为满足特殊需要而设计的示波器，如电视示波器、高压示波器等。 智能示波器。这种示波器内采用了微处理器，具有自动操作、数字化处理、存储及显示等功能。它是当前发展起来的新型示波器。也是示波器发展的方向。 本实验以SS—7802型通用示波器为例，说明示波器的原理和使用方法，并介绍GFG—8016G型数字式函数信号发生器的使用方法。 【实验目的】 1．了解示波器显示图象的原理。 2．较熟练地掌握示波器的调整和使用方法。 3．掌握函数信号发生器的使用方法。 4．学习用示波器观察电信号的波形，测量电信号的电压幅度和频率。 【仪器用具】 SS—7802型示波器（或DS-5000型存储示波器）、GFG—8016G型数字式函数信号发生器(或SPF05A型数字合成函数信号发生器)。 【实验原理】 1.示波器的基本结构和工作原理 示波器内部结构复杂，型号很多，但从功能上看，大致可分为示波管、电压放大装置（包括Y轴放大和X轴放大两部分）、扫描与整步装置和电源四个部分。如图5-1所示。 （1）示波管：它包括电子枪、偏转板和荧光屏三部分。 图5-1 示波器结构方框图

大学物理实验示波器的使用

示波器的使用实验报告学院自动化班级自175 学号姓名 一、实验目的与实验仪器 【实验目的】 (1)了解示波器的结构和工作原理。 (2)熟练掌握示波器的基本操作。 (3)学会用示波器测量电压、频率和相位差的方法。 (4)学会周期信号的频谱分析。 (5)观察李萨如图形、拍现象，加深对振动合成的理解。 【实验仪器】 TBS1102B-EDU型数字存储示波器、TFG6920A型函数/任意波形发生器。 二、实验原理 1.刻度法： 2.相位差： 3.方波信号： 4.拍的周期：

5，李萨如图形： 测频率： 测相位： 三、实验步骤 1.刻度法测量正弦信号的参数。 调节信号发生器，使A路输出50HZ 正弦信号，采用刻度法测量信号的峰一峰电压周期，数据记入表4.10-2 中，计算频率、有效值。 2.双踪示波法测量正弦信号的相位差。 接通信号发生器的B通道，使B路输出50HZ正弦信号，分别调节A路信号的输出相位为0°，B路信号的输出相位为45°，调节波形，从示波器屏幕上读出(T)和L (Δt) 的值，数据记人表4.10-3中，计算相位差。 3.方波信号的频谱观察与测量 (1) 频谱观察 调节信号发生器，使A 路输出10kHz 方波信号，按“Autoset ”键以显示YT波形，按下FFT键，观察稳定波形。 (2) 频谱测量 采用光标法测量FFT谱线的幅度和频率。使用“Cursor”功能，通过移动垂直光标1或光标2至谱线位置测量频率。依次测量记录5 条谱线的幅度与频率，记录在表格4.10-5 中，用坐标纸画出频谱图并分析各谱线幅度、频率变化规律。 4.拍现象观察与测量 将函数信号发生器A,B路同时接通，调节信号发生器使A、B路输出信号幅度相同的正弦信号，A路频率v =150Hz,B路频率=130Hz,按“Autoset”键，在示波器获得稳定的波形，用刻度法测量拍的周期，数据记人表4.10-8 中，计算频率。 5.李萨如图形观察与测量 (1) 频率测量

示波器的使用 实验报告

×××××实验报告 实验名称：示波器的使用 姓名___________学号_______班级_________实验日期____________ 温度___________压力___________ 同组者___________ 一、实验预习部分 (一)实验目的要求： 1.了解示波器的工作原理 2.学习掌握示波器和低频信号发生器的使用方法 3.观察正弦波波形和李萨如图形 (二)实验理论原理： 一．示波器原理 在垂直偏转板上加一交变的正弦电压，中子束将垂直方向来回摆。当所加频率很高时，看到一条垂直的亮线，同时在水平方向加一锯齿波扫描电压，电子束即被水平展开，显示出正弦图形。 二．波形同步调节 当正弦波与锯齿波电压的周期稍有不同时，出现移动的不稳定图形，通过调节“扫描时间”和“扫描微调”使锯齿波电压周期Tx与正弦波周期Ty成合适的关系，出现同步稳定正弦波。 三．李萨如原理 当X轴Y轴均为正弦波时，频率之间存在一定比例关系，可观察到的李萨如图形。 (三)实验操作及测定内容 Ⅰ。正弦波的调节 ⑴调节观察正弦波形，绘出所调单个波形的草图，定量测量这一正弦信号的峰峰值Vp-p 和频率Fx，求出该电信号电压的有效值V=Vp-p / 2√2 ①打开电源，随即将“Y轴位移”“X轴位移”“辉度”“聚焦”旋钮调至中央；“自动/常规”开关置于AUTO；触发源开关置于“内触发”。 ②按下示波器面板上的电源开关，将会看到一条亮线或一个亮点，可通过调节时间旋钮得到一条亮线。 ③调节“Y轴位移”和“X轴位移”旋钮，使扫迹移至屏中央。 ④调节“辉度”和“聚焦”旋钮使扫迹亮度和粗细适中。 ⑤从SP1631A型功率函数信号发生器输出一正弦电压，电压值与频率值不要太大，并输出到一个通道上。 ⑥调节“幅度”和“时间”旋钮适中，不要太小，将屏幕上得到的完整的正弦波形。 ⑦调节“触发电平”调节旋钮，使波形稳定。 ⑵正弦波的测量 ①测正弦波形的幅度及周期。

大学物理实验示波器实验报告

南昌大学物理实验报告 课程名称：大学物理实验 实验名称：数字示波器的使用 学院：信息工程学院专业班级：测控技术仪器152 班 学生姓名：王家桢学号： 5801215028 实验地点： B211 座位号：14 实验时间：第四周星期二下午一点开始 【实验目的】 1、了解示波器的结构和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。 2、学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。 3、通过观察李沙如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法。

【实验仪器】 VD4322B 型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等 图8-2 VD4322型双踪示波器板面图 1、电源开关 2、电源指示灯 3、聚焦旋钮 4、亮度调节旋钮 5、Y1(X)信号输入口 6、Y2信号输入口 7、 8、入耦合开关（AC-GND-DC ） 9、10、垂直偏转因数选择开关（V/格）11、1Y 位移旋钮12、2Y 位移旋钮13、工作方式选择开关（1Y 、2Y 、交替、断续）14、扫描速度（时间/格）选择开关15、扫描微调控制旋钮16、水平位移旋钮17、电平调节旋钮 【实验原理】 一、示波器的结构及简单工作原理 示波器一般由5个部分组成，如图8-3所示：（1）示波管；(2)信号放大器和衰减器（3）扫描发生器；（4）触发同步电路；（5）电源。下面分别加以简单说明。 1、 示波管 示波管主要包括电子 5 6 8 9 10

枪、偏转系统和荧光屏三部分，全都密封在玻璃外壳内，里面抽成高真空。如图8-4所示，下面分别说明各部分的作用。 （1）荧光屏：它是示波器的显示部分，当加速聚焦后的电子打到荧光上时，屏上所涂的荧光物质就会发光，从而显示出电子束的位置。当电子停止作用后，荧光剂的发光需经一定时间才会停止，称为余辉效应。 （2）电子枪：由灯丝H 、阴极K 、控制栅极G 、第一阳极A 1、第二阳极A 2五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属筒，被加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。它的电位比阴极低，对阴极发射出来的电子起控制作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“亮度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、第一阳极、第二阳极之间的电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚焦作用，所以第一阳极也称聚焦阳极。第二阳极电位更高，又称加速阳极。面板上的“聚焦”调节，就是调第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还有“辅助聚焦”，实际是调节第二阳极电位。 （3）偏转系统：它由两对相互垂直的偏转板组成，一对垂直偏转板Y ，一对水平偏转板X 。在偏转板上加以适当电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从而使电子束在荧光屏上的光斑位置也发生改变。容易证明，光点在荧光屏上偏移的距离与偏转板上所加的电压成正比，因而可将电压的测量转化为屏上光点偏移距离的测量，这就是示波器测量电压的原理。 2、信号放大器和衰减器 示波管本身相当于一个多量程电压表，这一作用是靠信号放大器和衰减器实现的。由于示波管本身的X 及Y 轴偏转板的灵敏度不高（约0.1—1mm/V ），当加在偏转板的信号过小时，要预先将小的信号电压加以放大后再加到偏转板上。为此设置X 轴及Y 轴电压放大器。衰减器的作用是使过大的输入信号电压变小以适应放大器的要求，否则放大器不能正常工作，使输入信号发生畸变，甚至使仪器受损。对一般示波器来说，X 轴和Y 轴都设置有衰减器，以满足各种测量的需要。 3、扫描系统（扫描发生器） 扫描系统也称时基电路，用来产生一个随时间作线性变化的扫描电压，这种扫描电压随时间变化的关系如同锯齿，故称锯齿波电压，如图8-5所示，这个电压经X 轴放大器放大后加到示波管的水平偏转板上，使电子束产生水平扫描。这样，屏上的水平坐标变成时间坐标，Y 轴输入的被测信号波形就可以在时间轴上展开。扫描系统是示波器显示被测电压波形必需的重要组成部分。 一、 示波器显示波形的原理 如果只在竖直偏转板上加一交变的正弦电压，则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动，如果电压频率较高，则看到的是一条竖直亮线，如图8-6所示。要能显示波形，必须同时在水平偏转板上加一扫描电压，使电子束的亮点沿水平方向拉开。这种扫描电压的特点是电压随时间成线性关系增加到最大值，最后突然回到最小，此后再重复地变

大学物理实验——示波器的使用实验报告

实验示波器的原理与使用 实验者姓名：XXX 同组者姓名：XXX 实验日期：一、实验目的 1、了解示波器的基本结构和工作原理。 2、利用示波器观察测量正弦波、方波、锯齿波的振幅、频率。 3、观察电子束垂直正弦振动合成的轨迹（李萨如图形）并测定正弦振动频率比。 二、实验仪器 通用AOS1022C型数字存储示波器，TFG1900A型函数信号发生器。 三、实验原理 示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转，显示电压信号随时间变化波形的一种电子观测仪器。在各行各业与各个研究领域都有着广泛的应用。其基本结构与工作原理如下 1、示波器的基本结构与显示波形的基本原理 示波器种类很多，基本都包括几个组成部分：示波管（CRT）、竖直信号放大器（Y放大）、水平信号放大器（X放大）、扫描信号发生器、触发同步系统和直流电源等。 示波管是示波器的核心部件，如图1所示。可细分为电子枪、偏转系统和荧光屏三部分，均密封在抽成高真空的玻璃外壳内。 F灯丝，K阴极，G控制栅极，A1、A2第一、第二阳极，Y、X竖直、水平偏转板 图1示波管结构简图 1）电子枪 电子枪包括灯丝，阴极，控制栅极，第一阳极，第二阳极五部分。阴极被灯丝加热后，可沿轴向发射电子。并在荧光屏上显现一个清晰的小圆点。 2）偏转系统 偏转系统由两对互相垂直的金属偏转板X和Y组成，分别控制电子束在水平方向和竖直方向的偏转。 从电子枪射出的电子束若不受横向电场的作用，将沿轴线前进并在荧光屏的中心呈现静止的光点。若受到横向电场的作用，电子束的运动方向就会偏离轴线，屏上光点的位置就会移动。X偏转板之间的横向电场用来控制光点在水平方向的位移，Y偏转板用来控制光点在竖直方向的位移。如果两对偏转板都加上电场，则光点在二者的共同控制下，将在荧光屏平面二维方向上发生位移。 3）荧光屏 荧光屏上涂有荧光粉，它的作用是将电子束轰击点的轨迹显示出来以供观测。