示波器使用报告 篇1
适用场景:电子实验操作准备、仪器使用规范学习
内容看点:电子实验操作指南、仪器使用技巧解析
行文逻辑:观察信号波形→生成李萨如图→设置触发源
示波器的使用
预习思考题
1.示波器的功能是什么?
2.扫描同步如何理解?
3.什么是李萨如图?
1.电子示波器是用来直接显示,观察和测量电压波形机器参数的电子仪器。
2.用每一个触发脉冲产生于同触发电压所对应的触发信号的同相位点,故每次扫描起点会准确地落在同相位点于是每次扫描的起始点会准确地落在同相位点,于是每次扫描出的.波形完全重复而稳定地显示被测波的波形。就是触发扫描实现同步的原理。
3.当示波器在Y轴与X轴同时输入正弦信号电压且他们的频率式简单的整数比时荧光屏上出现各式各样的图形这类图形称作“李萨如图”
实验数据记录
实验仪器:
YB4320F双追踪示波器,SG1642函数信号发生器实验步骤:
1.用示波器观察信号波形
(1)调节扫描旋钮,使示波器的扫描线至长短适当的稳定水平亮线
(2)将信号发生器接到ch1或ch2输入上,频率选用数百或数千赫兹方式开关及触发源开关的位置与信号输入通道一致的出稳定的波形。
(3)改变输入信号电压的波形,如正弦波,三角波,方波调节扫描微调,以得到2个
(4)可以在调节其他该扫描熟悉示波器2.用李萨如图测定频率
(1)当示波器在Y轴与X轴同时输入正弦信号电压,且他们的频率式简单的整数比的的荧光屏上出现各种形式的图形,这类图形称作“李萨如图”
(2)当fg:fx=1:1时输入fg=50hz.fx=50hz,绘出一种李萨如图
(3)当fg:fx=1:2时输入fg=300hz.fx=200hz,绘出一种李萨如图
数据处理如上
思考题
1.示波器为接通前,有那些注意事项?
2.波形不稳定时,应调节那个旋钮?
3.为了观察李萨如图,应该怎样设置按钮?
4.欲关闭示波器,首先应把那个旋钮扭到最小?
1、确定是否接地
2、是否正确连接探头
3、查看所有的终端额定值
4、在是使用一个通道的情况下触发源选的通用一致
5、应调节水平微调使之稳定,再调节CH通道
6、首先示波器应该在XY轴输入正弦电压,且加上fg与fx上的频率成整数比
7、将示波器探头脱开测量电路,将输入选择开关,达到接地位置,关机,如果是模拟示波器的话,需要将聚集旋钮和亮度旋钮调低,然后在关闭电源。
示波器的使用实验报告
示波器使用报告 篇2
适用场景:电子设备检测操作、维修工具使用培训
内容看点:电子检测操作指南、仪器使用规范解析
行文逻辑:识别电阻→测量电压→分析示波器结构→测试电流→处理信号数据
一﹑电阻、电位器
四环电阻的识别方法:
首先将黑表笔插入com插孔,红表笔插入v/ω插孔。然后将功能开关置于v--(直流电压)或v~(交流电压)量程挡,并将测试表并联到待测电源或负载上。显示器将显示被测电压值。当不知被测电压范围时,应将功能开关置于最大量程,根据读数需要逐步调低测量量程档。如果lcd只在最高位显示“1”时,表示过量程,功能开关应置于更高的量程。测量高电压时,要格外注意,以避免触电。 四、用万用表测交直流电流的方法
首先将黑表笔插入com孔,红表笔插入“m a”或“10a或20”插孔(当测量200m a以下的电流时,插入“m a” 插孔;当测量200m a以上的电流时,插入“10a”或“20”插孔)。将功能开关置于a--(直流电流)或a~(交流电流)量程档,并将测试表串联接入到待测负载回路里,显示器显示被测电流值,在显示直流电流的同时,将显示红笔笔端的极性。当不知被测电流值的范围时,应将量程开关置于高量程档,根据读数需要逐步调低量程。在大电流测试时,为了安全使用仪表,每次测量时间应小于10秒,测量的间隔时间应大于15分钟。
五、模拟示波器
(1)示波管的结构 示波管是用以将被测电信号转变为光信号而显示出来的一个光电转换器件,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏
三部分组成,如图3-4-2所示。
1)电子枪电子枪由灯丝f、阴极k、栅极g1、前加速极g2、第一阳极a1和第二阳极a2组成。阴极k 是一个 表面涂有氧化物的金属圆筒,灯丝f 装在圆筒内部,灯丝通电后加热阴极,使其发热并发射电子,经栅极g1顶端的小孔、前加速极g2圆筒内的金属限制膜片、第一阳极a1、第二阳极a2汇聚成可控的电子束冲击荧光屏使之发光。
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g1套在阴极外面,其电位比阴极低,对阴极发射出的电子起控制作用。调节栅极电位可以控制射向荧光屏的电子流密度。
栅极电位较高时,绝大多数初速度较大的电子通过栅极顶端的小孔奔向荧光屏,只有少量初速度较小的电子返回阴极,
电子流密度大,荧光屏上显示的波形较亮;反之,电子流密度小,荧光屏上显示的波形较暗。当栅极电位足够低时,电子会全部返回阴极,荧光屏上不显示光点。调节电阻rp1即“辉度”调节旋钮,就可改变栅极电位,也即改变显示波形的亮度。 第一阳极a1的电位远高于阴极,第二阳极a2的电位高于a1,前加速极g2位于栅极g1与第一阳极a1之间,且与第二阳极a2相连。g1、g2、a1、a2构成电子束控制系统。调节rp2(“聚焦”调节旋钮)和rp3(“辅助聚焦”调节旋钮),即第一、第二阳极的电位,可使发射出来的电子形成一条高速且聚集成细束的射线,冲击到荧光屏上会聚成细小的亮点,以保证显示波形的清晰度。
2)偏转系统偏转系统由水平(x 轴)偏转板和垂直(y 轴)偏转板组成。两对偏转板相互垂直,每对偏转板相互平行,其上加有偏转电压,形成各自的电场。电子束从电子枪射出之后,依次从两对偏转板之间穿过,受电场力作用,电子束产生偏移。其中,垂直偏转板控制电子束沿垂直(y)轴方向上下运动,水平偏转板控制电子束沿水平(x)轴方向运动,形成信号轨迹并通过荧光屏显示出来。例如,只在垂直偏转板上加一直流电压,如果上板正,下板负,电子束在荧光屏上的光点就会向上偏移;反之,光点就会向下偏移。可见,光点偏移的方向取决于偏转板上所加电压的极性,而偏移的距离则与偏转板上所加的电压成正比。示波器上的“x 位移”和“y 位移”旋钮就是用来调节偏转板上所加的电压值,以改变荧光屏上光点(波形)的位置。 3)荧光屏荧光屏内壁涂有荧光物质,形成荧光膜。荧光膜在受到电子冲击后能将电子的动能转化为光能形成光 点。当电子束随信号电压偏转时,光点的移动轨迹就形成了信号波形。 由于电子打在荧光屏上,仅有少部分能量转化为光能,大部分则变成热能。所以,使用示波器时,不能将光点长时间停留在某一处,以免烧坏该处的荧光物质,在荧光屏上留下不能发光的暗点。 (2)波形显示原理 电子束的偏转量与加在偏转板上的电压成正比,将被测正弦电压加到垂直(y 轴)偏转板上,通过测量偏转量的大小就可以测出被测电压值。但由于水平(x 轴)偏转板上没有加偏转电压,电子束只会沿y 轴方向上下垂直移动,光点重合成一条竖线,无法观察到波形的变化过程。为了观察被测电压的变化过程,就要同时在水平(x 轴)偏转板上加一个与时间成线性关系的周期性的锯齿波。电子束在锯齿波电压作用下沿x 轴方向匀速移动即“扫描”。在垂直(y 轴)和水平(x 轴)两个偏转板的共同作用下,电子束在荧光屏上显示出波形的变化过程。
水平偏转板上所加的锯齿波电压称为扫描电压。当被测信号的周期与扫描电压 的周期相等时,荧光屏上只显示一个正弦波。当扫描电压的周期是被测电压周期的整数倍时,荧光屏上将显示多个正弦波。示波器上的“扫描时间”旋钮就是用来调节扫描电压周期的。 六、数字示波器
(1)数字示波器的工作原理
数字示波器首先对模拟信号进行高速采样获得相应的数字数据并存储。用数字信号处理技术对采样得到的数字信号进行相关处理与运算,从而获得所需的各种信号参数(包括可能需要使用万用表测试的一些元器件电气参数)。根据得到的信号参数绘制信号波形, 并可对被测信号进行实时的、瞬态的分析,以方便用户了解信号质量,快速准确地进行故障的诊断。
测量开始时,操作者可通过中文界面选定测量类型(波形测量、元件测量)、测量参数(频率/周期、有效值、电阻阻值、二极管通断等)及测量范围(可选自动设置,由仪器自动设置最佳范围) ;微处理器自动将测量设置解释到采样电路,并启动数据采集;采集完成后,由微处理器对采样数据按测量设置进行处理,提取所需要的测量参数,并将结果送显示部件。如果需要,用户可选择自动测试方式:微处理器在分析首次采样得到的数据后会根据具体情况调整、修改测量设置,并重新采样。在经过几次这样的“采样-分析-调整-重采样”循环后,示波表即可完成即触即测功能,而无须人工调换量程,便于手持操作。 七、智能函数发生器 1、函数发生器的组成
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。电路形式可以采用由运放及分离元件构成;也可以采用单片集成函数发生器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,本课题介绍方波、三角波、正弦波函数发生器的方法。
示波器使用报告 篇3
适用场景:电子实验操作培训、仪器使用规范学习
内容看点:电子实验操作指南、仪器使用技巧分享
行文逻辑:熟悉设备功能→连接信号源→调节显示参数→记录观测结果
一、 名称:电子示波器的使用
二、 目的:
2.学会使用常用信号发生器;掌握用示波器观察电信号波形的方法。
3.学会用示波器测量电信号电压、周期和频率等电参量。
三、 器材:
2、ee1641b型函数信号发生器/计数器。
四、 原理:
1、示波器的基本结构:
y输入
外触发x输入
2、示波管(crt)结构简介:
3、电子放大系统:
竖直放大器、水平放大器
(2)触发电路:形成触发信号。
#内触发方式时,触发信号由被测信号产生,满足同步要求。 #外触发方式时,触发信号由外部输入信号产生。
5、波形显示原理:
只在竖直偏转板上加正弦电压的情形
示波器显示正弦波原
理
只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形
五、 步骤:
1、熟悉示波器的信号发声器面板各旋钮的作用,并将各开关置于指定位
3、将信号发生器输出的频率为500hz和1000hz的正弦信号接入示波器,通过调整相应的灵敏度开关和扫描速度选择开关,使波形不超出屏幕范围,显示2~3个周期的波形。
4、将time/div顺时针旋到底至“
x-y”位置,分别调节y1通道和y2
六、 记录:
七、 预习思考:
1、示波器上观察到的正弦波形和李萨如图形实际上分别是哪两个波形的合成?
答:正弦波形:是两组磁场使电子受力改变运动状态,然后将不同电 子打到荧光屏上不同的位置而形成的;
2、用示波器观察待测信号波形和用示波器观察李萨如图形时,示波器的工作方式有什么不同?
3、当开启示波器的.电源开关后,在屏上长时间不出现扫描线或点时,应如何调节各旋钮?
八、 操作后思考题
1、如果y轴信号的频率?x比x轴信号的频率?y大很多,示波器上看到什么情形?相反又会看到什么情形?
答:因为 ?y / ?x=nx / ny ,当?x /?y=1:1时,示波器上是一个圆柱,当?x /?y=2:1时,示波器上是一个横向的8,当?x /?y=3:1时,示波器上是三个横向的圆。所以?y如果越大的话,横向圆的数量就越多。
示波器使用报告 篇4
适用场景:物理实验操作指导、教学实验准备
内容看点:物理实验操作指南、示波器使用技巧
行文逻辑:测量内径外径→确定折射路径→调节示波器显示
实验一、长度的测量
(一)、游标卡尺的使用
【实验器材】
游标卡尺、硬塑料管、带凹槽的型材
【实验内容】
1、测量硬塑料管的内径d 1和外径d 2。由于硬塑料管的粗细不可能绝对均匀,所以要在不同的横截面处,以及每个横截面的不同方向上多次测量,将测量数据记录在表1—1中。最后分别求出内径d 1和外径d 2的平均值。
2、测量带凹槽的型材上凹槽的深度:。 【实验器材】
一块两面平行的玻璃砖,白纸,木板,大头针(4枚),量角器(或圆规、三角板),刻度尺
【实验内容】
1.把白纸铺在木板上。在白纸上画一直线aa " 作为界面,过aa " 上的一点o 画出界面的法线nn" ,并画一条线段a o 表示入射光线。
2.把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa " 重合,再用直尺画出玻璃的另一边bb" 。
3.在线段a o 上竖直地插上两枚大头针p 1、p 2,从玻璃砖bb" 一侧透过玻璃砖观察大头针p 1、p 2的像,先后插上大头针
p 3、p 4,使p 3能挡住p 1、p 2的像,p 4能挡住p 1、p 2的像及p 3本身。
4.移去玻璃砖,在拔掉p 1、p 2、p 3、p 4的同时分别记下它们的位置,过p 3、p 4作直线o "b 交bb" 于o " 。连接o 、o " ,oo " 就是玻璃砖内折射光线的方向。
5.用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值,并把这些数据填入记录表14-1中。
6.用上述方法分别求出入射角是30°、45°、60°时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,记录在表14-1中。
7.算出不同入射角时的n 值,比较一下,看它们是否接近一个常数。求出几次实
出玻璃的`折射率,并求平均值。 表14-2
【问题与讨论】
1.实验过程中,玻璃砖在纸面上的位置不可移动,为什么?
2.在用方法二时,如果没有圆规,能否用三角板和刻度尺测出折射率?
3.插针p 1与p 2、p 3与p 4的间距要适当地大些,以减小确定光路方向时出现的误差。请你说说其中的道理。
4.本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖,如采用三棱镜,半圆形玻璃砖等,能否测出它们的折射率? 【巩固练习】
1.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,其实验光路如图14-3所示,对实验中的一些具体问题,下列意见正确的是
a .为了减少作图误差,p 3和p 4的距离应适当取大些
b .为减少测量误差,p 1、p 2的连线与玻璃砖界面的夹角应取大些 c .若p 1、p 2的距离较大时,通过玻璃砖会看不到p 1、p 2的像
d .若p 1、p 2连线与法线nn " 夹角较大时,有可能在bb " 面发生全反射,所以在bb " 一侧就看不到p 1、p 2的像
2.某同学做测定玻璃折射率实验时,用他测得的多组入射角i 与折射角r 作出sin i -sin r 图象如图14-4所示,下列判断中哪些是正确的
a .他做实验时,研究的是光从空气射入玻璃的折射现象 b .玻璃的折射率为0.67 c .玻璃的折射率为1.5
d .玻璃临界角的正弦值为0.67
3.某同学由于没有量角器,他在完成了光路图以后,以o 点为圆心,10.00cm 长为半径画圆,分别交线段o a 于a 点,交o 、o " 连线延长线于c 点。过a 点作法线nn " 的垂线ab 交nn " 于b 点,过c 点作法线nn" 的垂线c d 交于nn " 于d 点,如图图14-5所示,用刻度尺量得ob =8.00cm,cd =4.00cm。由此可得出玻璃的折射率n =________。
实验十七、练习使用示波器
【实验目的原理】
利用示波器能够直接观察电信号随时间变化的情况。振动、温度、光等的变化,可以通过各种
传感器转化为电压的变化,然后用示波器来研究,示波器已经成为检测和修理各种电子仪器以及科学研究的不可缺少的工具。 本实验就是初步学会使用示波器。
【实验器材】
j2459型示波器,电池,滑动变阻器,信号发生器,导线若干,电键
【实验内容】
一、熟悉示波器面板 图示是j2459型示波器的面板,上面各个旋钮和开关的名称,作用如下: 1:辉度调节旋钮 ——用来调节图像亮度 2: 3:辅助聚集调节旋钮 ——二者配合使用可以使电子束会聚成一细束,在屏上出现小亮斑,使图像线条清晰 4:电源开头 5:指示灯——电源接通时指示灯明亮 6:竖直位移旋钮↑↓;7:水平位移旋钮——分别用来调节图像在竖直方向和水平方向的幅度。 8:y 增益旋钮;9:x 增益旋钮——分别用来调节图像在竖直方向和水平方向的幅度 10:衰减调节旋钮——有1、10、100、1000四个挡,“1”挡不衰减,其余各挡分别可使加在竖直偏转电极上的信号电压按上述倍数衰减,使图像在竖直方向的幅度依次减为前一挡的十分之一。最右边的正弦符号“ ”挡不是衰减,而是由机内自行提供竖直方向的按正弦规律变化的交流电压。 11:扫描范围旋钮——用来改变扫描电压的频率范围,有四个挡,左边第一档是10hz~100hz,向右旋转每升高一挡,扫描频率增大10倍。最右边是“外x 挡”,使用这一挡时机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入。 12:扫描微调旋钮——使扫描电压的频率在选定的范围内连续变化 13:“y 输入”、“x 输入”、“地”——分别是对应方向的信号输入电压的接线柱和公共接地的接线柱。 14:交直流选择开关——置于“dc ”位置时,所加信号电压是直接输入的;置于“ac ”位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,可以让交流信号通过而隔断直流成分。 15:同步极性选择开关,其作用下面会讲到。 二、示波器的使用
1.开启示波器并且调节光点的聚集和位置 先把辉度调节旋钮预置在辉度最位置,衰减调节旋钮置于最 档,扫描范围开关置于 档(即停止扫描)x 增益旋钮置于增益最小的位置。然后接通电源开光,让示波器 一两分钟。 增大辉度使屏上出现一个光点,亮度要适中,调节聚集旋钮和,使光点变得 。再用两个 旋钮使光点移到坐标的原点上。 2.观察示波器的扫描线 将扫描范围旋钮置于最低挡(即10—100hz ),扫描微调旋钮逆时针旋到底,此时扫描频率最 。将x 增益旋钮适当调大些(约三分之一处)就可以看到屏上光点从左向右移动,到右端后又立即回到左端。顺时针旋转扫描微调旋钮以 扫描频率,可以看到光点迅速移动而成为一条亮线,即扫描线。在扫描频率不变的情况下,增大x 增益,可以改变扫描线的长度。 3.观察示波器上光点的竖直偏移并用它测量直流电压 ①把扫描范围旋钮置于“外x ”挡,使光点位于屏的中心,把“dc 、ac ”开关置于“dc ”位置。 ②按图连接电路 ③逐渐减小衰减挡,观察光点的向上偏移 ④调节y 增益,使亮斑偏移一段适当的距离 ④调节滑动变阻器,可以看到光点的偏移随着改变,改变电池的正负极,再重复上述实验。 4.观察按正弦规律变化的电压的图线 把扫描范围旋钮置于引一挡(10hz~100hz)。把衰减调节旋钮置于“ ”挡,即由机内提供
的竖直方向的按正弦规律变化的电压。调节扫描微调旋钮,使屏上出现完整听正统曲线。调节y 增益和x 增益,使曲线形状沿竖直或水平方向发生变化。 把同步极性选择开关置于“+”位置,正弦曲线从正半周开始,置于“-”位置,正弦曲线从负半周开始。
【巩固练习】
如图为示波器面板,屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。 (1)若要增大显示波形的亮度,应调节旋钮
(2)若要屏上波形线条变细且边缘清晰,应调节旋钮 (3)若要将波形曲线调至屏中央,应调节旋钮
示波器使用报告 篇5
适用场景:电子实验操作培训、仪器使用规范制定
内容看点:实验操作步骤详解、信号波形分析方法、仪器使用注意事项
行文逻辑:了解原理→掌握调节→观察图形→分析数据→总结结果
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。
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YCH1和YCH2周期性的轮流作用在Y偏转板,这样在荧光屏上忽而显示YCH1信号波形,忽而显示YCH2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YCH1或YCH2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
nxny分别代表图形在水平或垂直方向的切点数量
nx/ny=1/2 nx/ny=1/3 nx/ny=2/3 nx/ny=3/4
3.观察李萨如图形
a.开通CH2及相应的信号发生器
b.调节该信号发生器的输出频率,直至观察到第二条稳定的正弦波
c.按下“HOR1 MENU”+F5(将CH2信号从γ输入)
d.再次调节频率,使得fx/fy分别等于1:1,1:2,1:3,画下图形
六、【数据处理】
七、【实验结果及分析小结】
示波器使显示电压随时间变化的测试仪器,也就是电压波形,是电子测试中最基础也是最重要的仪器(以电子枪结构和人脸滞留效应为基础)。利用示波器,可以观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号,以及不同时间不同地点观测到的信号。示波器的原理已应用于生活中的各类显示屏上,极大地影响人类的生活。
在医学方面,示波器主要用于各类影像图形的呈现,如心电图、CT、X光、核磁共振等。学习示波器的使用可以为以后的临床工作增加经验。
八、【误差分析】
1.桌面振动造成的影响。
2.示波器上显示的荧光线较粗,取电压值时的荧光线间宽度不准,使电压值不准。
3.取正弦周期时肉眼调节两荧光线间宽度不准,导致周期测定不准确。
4.在选确定fy的值时上下跳动,可能造成取值不准。
5.机器系统存在系统误差。
九、【思考与讨论】
1.简述示波器显示u-t图形(即电信号波形)的原理。
答: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幕上,就可以产生细小的光点。当一个直流电压加到一对偏转板上时,将使光点在荧光屏上产生一个固定位移,该位移的大小与所加直流电压成正比。如果分别将两个直流电压同时加到垂直和水平两对偏转板上时,则荧光屏上的光点位置就由两个方向的位移所共同决定。在被测信号的瞬时值的变化曲线,即u-t曲线。
2.怎样用示波器定量地测量交流信号的电压有效值和频率?
答:用光标法。
调节波形上下移动键,使一条水平线对准波谷或波峰,计算峰-峰值,除以二就是振幅,再除以√2(1.414)就是有效值。
3.观察两个信号的合成李萨如图形时,应如何操作示波器?
答:a.开通CH2及相应的信号发生器fy
b.调节该信号发生器的输出频率,直至观察到第二条稳定的正弦波
c.按下“HOR1 MENU”+F5(将CH2信号从γ输入)
4.为了使李萨如图形稳定下来,能否使用示波器上的同步旋钮?为什么?
答:不能。因为李萨如图形实际上是一个质点同时在x轴、y轴上振动形成的;同步旋钮是使每次扫描都扫描在同一个起始相位,使一个示波器内只有一个稳定的图形。(例:当你测正弦波时示波器内有多个波形,这时就可以调节同步旋钮)但从李萨如图形的形成原理来看,调节同步旋钮不能使它稳定下来。
5.用示波器观测周期为0.2ms的正弦电压,若在荧光屏上呈现了3个完整而稳定的正弦波形,扫描电压的周期等于多少毫秒?
答: 0.2×3=0.6ms,所以周期是0.06ms.
示波器使用报告 篇6
适用场景:数字电路实验操作指导、实验室设备使用培训
内容看点:数字电路实验必备工具说明、示波器核心功能详解
行文逻辑:介绍示波器功能→讲解荧光屏使用→调节电源和聚焦→设置偏转因数→选择触发方式
本节介绍示波器的使用方法。示波器种类、型号很多,功能也不同。数字电路实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。这些示波器用法大同小异。本节不针对某一型号的示波器,只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。
2.1荧光屏
荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线,指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间,垂直方向指示电压。水平方向分为10格,垂直方向分为8格,每格又分为5份。垂直方向标有0%,10%,90%,100%等标志,水平方向标有10%,90%标志,供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV,TIME/DIV)能得出电压值与时间值。
2.2示波管和电源系统
1.电源(Power)
示波器主电源开关。当此开关按下时,电源指示灯亮,表示电源接通。
2.辉度(Intensity)
旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些,高频信号时大些。
一般不应太亮,以保护荧光屏。
3.聚焦(Focus)
聚焦旋钮调节电子束截面大小,将扫描线聚焦成最清晰状态。
4.标尺亮度(Illuminance)
此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下,照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中,可适当调亮照明灯。
2.3垂直偏转因数和水平偏转因数
1.垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)和微调
在单位输入信号作用下,光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度,这一定义对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为cm/V,cm/mV或者DIV/mV,DIV/V,垂直偏转因数的单位是V/cm,mV/cm或者V/DIV,mV/DIV。实际上因习惯用法和测量电压读数的方便,有时也把偏转因数当灵敏度。
踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。一般按1,2,5方式从5mV/DIV到5V/DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V/DIV档时,如果屏幕上信号光点移动一格,则代表输入信号电压变化1V。
每个波段开关上往往还有一个小旋钮,微调每档垂直偏转因数。将它沿顺时针方向旋到底,处于“校准”位置,此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。逆时针旋转此旋钮,能够微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调后,会造成与波段开关的指示值不一致,这点应引起注意。许多示波器具有垂直扩展功能,当微调旋钮被拉出时,垂直灵敏度扩大若干倍(偏转因数缩小若干倍)。例如,如果波段开关指示的偏转因数是1V/DIV,采用×5扩展状态时,垂直偏转因数是0.2V/DIV。
在做数字电路实验时,在屏幕上被测信号的垂直移动距离与+5V信号的垂直移动距离之比常被用于判断被测信号的电压值。
2.时基选择(TIME/DIV)和微调
时基选择和微调的使用方法与垂直偏转因数选择和微调类似。时基选择也通过一个波段开关实现,按1、2、5方式把时基分为若干档。波段开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时间值。例如在1μS/DIV档,光点在屏上移动一格代表时间值1μS。
“微调”旋钮用于时基校准和微调。沿顺时针方向旋到底处于校准位置时,屏幕上显示的时基值与波段开关所示的标称值一致。逆时针旋转旋钮,则对时基微调。旋钮拔出后处于扫描扩展状态。通常为×10扩展,即水平灵敏度扩大10倍,时基缩小到1/10。例如在2μS/DIV档,扫描扩展状态下荧光屏上水平一格代表的时间值等于2μS×(1/10)=0.2μS
示波器的标准信号源CAL,专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因数。例如COS5041型示波器标准信号源提供一个VP-P=2V,f=1kHz的方波信号。
示波器前面板上的位移(Position)旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形,旋转垂直位移旋钮(标有垂直双向箭头)上下移动信号波形。
2.4输入通道和输入耦合选择
1.输入通道选择
输入通道至少有三种选择方式:通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。选择通道1时,示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时,示波器仅显示通道2的信号。选择双通道时,示波器同时显示通道1信号和通道2信号。测试信号时,首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择,将示波器探头插到相应通道插座上,示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起,示波器探头接触被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“×1”位置时,被测信号无衰减送到示波器,从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。此开关拨到“×10"位置时,被测信号衰减为1/10,然后送往示波器,从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。
2.输入耦合方式
输入耦合方式有三种选择:交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。当选择“地”时,扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。在数字电路实验中,一般选择“直流”方式,以便观测信号的绝对电压值。
2.5触发
第一节指出,被测信号从Y轴输入后,一部分送到示波管的Y轴偏转板上,驱动光点在荧光屏上按比例沿垂直方向移动;另一部分分流到x轴偏转系统产生触发脉冲,触发扫描发生器,产生重复的锯齿波电压加到示波管的X偏转板上,使光点沿水平方向移动,两者合一,光点在荧光屏上描绘出的图形就是被测信号图形。由此可知,正确的触发方式直接影响到示波器的有效操作。为了在荧光屏上得到稳定的、清晰的信号波形,掌握基本的触发功能及其操作方法是十分重要的。
1.触发源(Source)选择
要使屏幕上显示稳定的波形,则需将被测信号本身或者与被测信号有一定时间关系的触发信号加到触发电路。触发源选择确定触发信号由何处供给。通常有三种触发源:内触发(INT)、电源触发内触发使用被测信号作为触发信号,是经常使用的一种触发方式。由于触发信号本身是被测信号的一部分,在屏幕上可以显示出非常稳定的波形。双踪示波器中通道1或者通道2都可以选作触发信号。
电源触发使用交流电源频率信号作为触发信号。这种方法在测量与交流电源频率有关的信号时是有效的。特别在测量音频电路、闸流管的低电平交流噪音时更为有效。
外触发使用外加信号作为触发信号,外加信号从外触发输入端输入。外触发信号与被测信号间应具有周期性的关系。由于被测信号没有用作触发信号,所以何时开始扫描与被测信号无关。
正确选择触发信号对波形显示的稳定、清晰有很大关系。例如在数字电路的测量中,对一个简单的周期信号而言,选择内触发可能好一些,而对于一个具有复杂周期的信号,且存在一个与它有周期关系的信号时,选用外触发可能更好。
2.触发耦合(Coupling)方式选择
触发信号到触发电路的耦合方式有多种,目的是为了触发信号的稳定、可靠。这里介绍常用的几种。
AC耦合又称电容耦合。它只允许用触发信号的交流分量触发,触发信号的直流分量被隔断。通常在不考虑DC分量时使用这种耦合方式,以形成稳定触发。但是如果触发信号的频率小于10Hz,会造成触发困难。
直流耦合(DC)不隔断触发信号的直流分量。当触发信号的频率较低或者触发信号的占空比很大时,使用直流耦合较好。
低频抑制(LFR)触发时触发信号经过高通滤波器加到触发电路,触发信号的低频成分被抑制;高频抑制(HFR)触发时,触发信号通过低通滤波器加到触发电路,触发信号的高频成分被抑制。此外还有用于电视维修的电视同步(TV)触发。这些触发耦合方式各有自己的适用范围,需在使用中去体会。
3.触发电平(Level)和触发极性(Slope)
触发电平调节又叫同步调节,它使得扫描与被测信号同步。电平调节旋钮调节触发信号的触发电平。一旦触发信号超过由旋钮设定的触发电平时,扫描即被触发。顺时针旋转旋钮,触发电平上升;逆时针旋转旋钮,触发电平下降。当电平旋钮调到电平锁定位置时,触发电平自动保持在触发信号的幅度之内,不需要电平调节就能产生一个稳定的触发。当信号波形复杂,用电平旋钮不能稳定触发时,用释抑(HoldOff)旋钮调节波形的释抑时间(扫描暂停时间),能使扫描与波形稳定同步。
极性开关用来选择触发信号的极性。拨在“+”位置上时,在信号增加的方向上,当触发信号超过触发电平时就产生触发。拨在“-”位置上时,在信号减少的方向上,当触发信号超过触发电平时就产生触发。触发极性和触发电平共同决定触发信号的触发点。
2.6扫描方式(SweepMode)
扫描有自动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫描方式。
自动:当无触发信号输入,或者触发信号频率低于50Hz时,扫描为自激方式。
常态:当无触发信号输入时,扫描处于准备状态,没有扫描线。触发信号到来后,触发扫描。
单次:单次按钮类似复位开关。单次扫描方式下,按单次按钮时扫描电路复位,此时准备好(Ready)灯亮。触发信号到来后产生一次扫描。单次扫描结束后,准备灯灭。单次扫描用于观测非周期信号或者单次瞬变信号,往往需要对波形拍照。
上面扼要介绍了示波器的基本功能及操作。示波器还有一些更复杂的功能,如延迟扫描、触发延迟、X-Y工作方式等,这里就不介绍了。示波器入门操作是容易的,真正熟练则要在应用中掌握。值得指出的是,示波器虽然功能较多,但许多情况下用其他仪器、仪表更好。例如,在数字电路实验中,判断一个脉宽较窄的单脉冲是否发生时,用逻辑笔就简单的多;测量单脉冲脉宽时,用逻辑分析仪更好一些。

