示波器物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

時(shí)間：2020-10-08 13:25:36 報(bào)告我要投稿

示波器物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

　　【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

示波器物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

　　1、了解示波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)會(huì)正確使用示波器。 2、掌握用示波器觀察各種電信號(hào)波形、測(cè)量電壓和頻率的方法。

　　3、掌握觀察利薩如圖形的方法，并能用利薩如圖形測(cè)量未知正弦信號(hào)的頻率。

　　【實(shí)驗(yàn)儀器】

　　固緯GOS-620型雙蹤示波器一臺(tái)，GFG-809型信號(hào)發(fā)生器兩臺(tái)，連線若干。

　　【實(shí)驗(yàn)原理】

　　示波器是利用示波管內(nèi)電子束在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，顯示電壓信號(hào)隨時(shí)間變化波形的一種電子觀測(cè)儀器。在各行各業(yè)與各個(gè)研究領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。其基本結(jié)構(gòu)與工作原理如下

　　1、示波器的基本結(jié)構(gòu)與顯示波形的基本原理

　　本次實(shí)驗(yàn)使用的是臺(tái)灣固緯公司生產(chǎn)的通用雙蹤示波器。基本結(jié)構(gòu)大致可分為示波管（CRT）、掃描同步系統(tǒng)、放大與衰減系統(tǒng)、電源系統(tǒng)四個(gè)部分。 “示波管（CRT）”是示波器的核心部件如圖1所示的。可細(xì)分為電子槍?zhuān)D(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分。

　　1）電子槍

　　電子槍包括燈絲F，陰極K，控制柵極G，第一陽(yáng)極A1，第二陽(yáng)極A2等。陰極被燈絲加熱后，可沿軸向發(fā)射電子。并在熒光屏上顯現(xiàn)一個(gè)清晰的小圓點(diǎn)。

　　2）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

　　偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由兩對(duì)互相垂直的金屬偏轉(zhuǎn)板x和y組成，分別控制電子束在水平方向和豎直方向的偏轉(zhuǎn)。

　　從電子槍射出的電子束若不受橫向電場(chǎng)的作用，將沿軸線前進(jìn)并在熒光屏的中心呈現(xiàn)靜止的'光點(diǎn)。若受到橫向電場(chǎng)的作用，電子束的運(yùn)動(dòng)方向就會(huì)偏離軸線，

　　F燈絲，K陰極，G控制柵極，A1、A2第一、第二陽(yáng)極，Y、X豎直、水平偏轉(zhuǎn)板

　　圖1示波管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

　　屏上光點(diǎn)的位置就會(huì)移動(dòng)。x偏轉(zhuǎn)板之間的橫向電場(chǎng)用來(lái)控制光點(diǎn)在水平方向的位移，y偏轉(zhuǎn)板用來(lái)控制光點(diǎn)在豎直方向的位移。如果兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板都加上電場(chǎng)，則光點(diǎn)在二者的共同控制下，將在熒光屏平面二維方向上發(fā)生位移。

　　3）熒光屏

　　熒光屏的作用是將電子束轟擊點(diǎn)的軌跡顯示出來(lái)以供觀測(cè)。

　　4）顯示波形的原理

　　在豎直偏轉(zhuǎn)板上加一交變正弦電壓，可看到一條豎直的亮線，如圖3所示。在水平偏轉(zhuǎn)板上加“鋸齒波電壓”掃描電壓，使熒光屏上的亮點(diǎn)沿水平方向拉開(kāi)。電子的運(yùn)動(dòng)是兩相互相垂直運(yùn)動(dòng)的合成。當(dāng)鋸齒波電壓與正弦電壓的變化周期相等時(shí)，在熒光屏上將顯示出一個(gè)穩(wěn)定的正弦電壓波形圖如圖4所示。

　　當(dāng)波形信號(hào)的頻率等于鋸齒波頻率的整數(shù)倍時(shí)，熒光屏上將呈現(xiàn)整數(shù)個(gè)完整而穩(wěn)定的被測(cè)信號(hào)的波形，當(dāng)兩者不成整數(shù)倍時(shí)，對(duì)于被測(cè)信號(hào)來(lái)說(shuō)，每次掃描的起點(diǎn)都不會(huì)相同，結(jié)果造成波形在水平方向上不斷的移動(dòng)。為了消除這一現(xiàn)象，必須使被測(cè)信號(hào)的起點(diǎn)與掃描電壓的起點(diǎn)保持“同步”，這一功能由機(jī)內(nèi) “觸發(fā)同步”電路來(lái)完成。

　　2、利用利薩如圖測(cè)正弦電壓的頻率基本原理

　　通過(guò)觀察熒光屏上利薩如圖形進(jìn)行頻率對(duì)比的方法稱(chēng)之為利薩如圖形法。此法于1855年由利薩如所證明。將被測(cè)正弦信號(hào)fy加到y(tǒng)偏轉(zhuǎn)板，將參考正弦信號(hào)fx加到x偏轉(zhuǎn)板，當(dāng)兩者的頻率之比

　　fyfx

　　是整數(shù)時(shí)，在熒光屏上將出現(xiàn)利薩如

　　圖。

　　圖5給出了幾種不同頻率比的利薩如圖形。判斷兩個(gè)電壓信號(hào)頻率比的條件是屏上出現(xiàn)了利薩如圖形穩(wěn)定不動(dòng)，方法是對(duì)穩(wěn)定不動(dòng)的圖形分別做水平直線和豎直直線與圖形相切，設(shè)水平線上的切點(diǎn)數(shù)最多為NX，豎直線上的切點(diǎn)數(shù)最多為NY，則

　　fyfx

　　圖5的第一個(gè)圖形，nx2，ny4，Y軸上的信號(hào)頻率fy與x軸上的信號(hào)頻率

　　fx之比為，若fx已知，則fy可求。

　　【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】

　　開(kāi)機(jī)前完成以下準(zhǔn)備工作：掃描微調(diào)、電壓靈敏度微調(diào)置校準(zhǔn)檔（順時(shí)針打死）、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)；按壓電源按鈕預(yù)熱3分鐘。

　　（2）初始化示波器面板獲得“點(diǎn)”：輝度、聚焦、三個(gè)位置旋鈕置于居中位置，掃描靈敏度置于正交模式。（五居中一歸零）；

　　（3）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)掃描靈敏度選扭置0.2ms檔獲取掃描線；（4）利用CH1觀察機(jī)內(nèi)方波校準(zhǔn)信號(hào)并作為待測(cè)電信號(hào)1，記錄其相關(guān)參數(shù)于黑板給出的數(shù)據(jù)記錄表格第一行；

　　（5）分別利用CH1與CH2兩個(gè)通道觀察左右兩個(gè)音頻信號(hào)發(fā)生器提供的10V1000Hz與15V2000Hz的正弦交流信號(hào)，并作為待測(cè)電信號(hào)2與待測(cè)電信號(hào)3，記錄其相關(guān)參數(shù)于黑板給出的數(shù)據(jù)記錄表格第二行與第三行。

　　（6）掃描靈敏度選鈕置正交模式，按壓下觸發(fā)交替旋鈕，顯示模式置雙蹤模式觀測(cè)不同頻率比的利薩如圖形。

　　（7）申請(qǐng)課堂考核，歸整儀器結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

　　【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果】

　　圖5利薩如圖

　　附表電信號(hào)電壓、頻率的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表（11海科曹麗安娜提供）

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：詳見(jiàn)下頁(yè)附圖（11海科曹麗安娜提供）

　　注意事項(xiàng)

　　1．信號(hào)發(fā)生器、示波器預(yù)熱3分鐘以后才能正常工作。

　　2．測(cè)信號(hào)電壓時(shí)，一定要將電壓衰減旋紐的微調(diào)順時(shí)針旋足（校正位置）；測(cè)信號(hào)周期時(shí)，一定要將掃描速率旋紐的微調(diào)順時(shí)針旋足（校正位置）；

　　3．不要頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)，示波器上光點(diǎn)的亮度不可調(diào)得太強(qiáng)，也不能讓亮點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間停在熒光屏的一點(diǎn)上，如果暫時(shí)不用，把輝度降到最低即可。

　　4．轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕和按鍵時(shí)必須有的放矢，不要將開(kāi)關(guān)和旋鈕強(qiáng)行旋轉(zhuǎn)、死拉硬擰，以免損壞按鍵、旋鈕和示波器，示波器探頭與插座的配合方式類(lèi)似于掛口燈泡與燈座的鎖扣配合方式，切忌生拉硬拽。

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