电子技术_实验三.doc

一、实验目的 了解示波器的基本工作原理和主要技术指标； 掌握示波器的使用方法； 应用示波器测量各种信号的波形参数。 实验原理 示波管：示波管由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成的真空电子管。 示波器的基本工作原理： 若仅在示波器X偏转板加有幅度随时间线性增长的周期性锯齿波电压时，示波器屏面上的光点反复自左端移动到右端，屏幕上就出现一条水平线，称为扫描线或时间基线，线性的锯齿波作为水平轴的时间坐标，故称它为时基信号（或扫描信号）。若同时在Y偏转板上加有被测波形，显示波形的过程如图所示。 为了在荧光屏上观察到稳定的波形，必须使锯齿波的周期Tx和被测信号周期Ty相等或成整数倍关系，即Tx=nTy（n为正整数）。否则，所显示波形将出现向左或向右移动现象，即：显示的波形不能同步。 示波器的结构： 垂直部分：主要由双通道CH1和CH2的输入耦合、衰减器、前置放大器、电子门和末级放大器等组成。将被测信号放大后供给垂直偏转板供电子束作垂直偏转。 水平部分：主要由触发信号放大器、触发脉冲形成器、扫描门、扫描信号发生器和水平放大器等组成，它将给水平偏转板提供时基扫描电压。 其他部分：高、低压电源、校准信号和示波器供电电路等部分。 示波器的主要技术特性： 示波器Y通道的频带宽度和上升时间：YB43020B的带宽为20MHz，上升时间为17.5ns. (频带宽度（B=fH－fL），表征示波器所能观测的正弦信号的频率范围。 (上升时间（tr）决定了示波器可以观察到的脉冲信号的最小边沿。 为了减少测量误差，一般要求示波器的上限频率应大于被测信号最高频率的三倍以上，上升时间应小于被测脉冲上升时间的三倍以上。 Y通道灵敏度：表征示波器观察信号幅度范围。 扫描时基因数：光点在水平方向移动单位长度（1cm）所需时间。 输入阻抗：从示波器垂直系统看进去的等效阻抗，通用示波器的输入阻抗为1MΩ、输入电容一般为22~50pF。 Agilent DSO-X 2002A 型数字示波器面板介绍 5.示波器的通用使用方法： 当使用示波器观测待测信号时，遵循如下步骤： （1）、打开电源，预热（模拟）或者静待其启动完毕(数字)； （2）、选择模拟输入通道，将该通道探头的信号拾取端（通常为钩子）和待测信号相连，探头的公共端和待测信号地端相连； （3）、正确选择探头的衰减比率（如果有需要选择的话），对于固定衰减率的探头，无法在探头上改动，只需设置示波器各个通道的内置衰减率，与示波器探头的实际衰减率想匹配； （4）、在示波器面板上选择对应的通道和该通道的耦合方式； （5）、配合调整水平、垂直灵敏度和水平、垂直位移旋钮，使得示波器屏幕上显示待测波形（通常此时待测波形无法稳定显示）； （6）、根据选择的通道设置触发源，并调整触发电平在波形显示区域内，使待测波形稳定。 三、实验仪器 数字示波器1台 “四位半”数字多用表1台 实验内容 检验示波器的灵敏度： 对于首次接触的示波器，必须对其灵敏度进行校验。方法：在示波器正常显示状态下，将探头接示波器本身提供的校准方波信号源；由于被测信号幅度、频率已知，故将X、Y灵敏度置校准位置，按被测信号：Vp-p/8≤选择Y轴灵敏度；T/10≤选择X轴灵敏度；测量波形幅度：Vp-p=Y轴格数×Y轴灵敏度，周期：T=X轴格数×X轴灵敏度；若测量波形的幅度、频率与校准信号相同，说明示波器准确，若否，应记下其误差。 调整、测量含有直流电平的信号： 若要求信号发生器输出方波信号（f=1kHz，占空比D=50%，Vp-p=4V、VH=3V、VL=-1V）则，调整、测量方法为： 令信号发生器输出方波，调整信号频率为1kHz，关闭占空比（对称性）调整。 在示波器荧光屏上定X轴：在示波器正常显示状态下，按下测量通道GND键，则示波器显示水平亮线的位置即为X轴，通过该通道位移旋钮可以调整X轴位置；记住该位置后弹出GND键，定好X轴后，不能再调节位移旋钮，以免X轴位置发生变化。 连接示波器和信号发生器，令两仪器“COM”端相接，并将示波器测量笔接信号发生器信号输出端。 将示波器X、Y灵敏度置校准位置，根据输入信号选择合适的X、Y灵敏度。 调整信号发生器幅度旋钮，使示波器上显示所需波形的幅度、周期。 示波器置直流耦合，按下信号发生器直流偏置开关，调节直流偏置旋钮，使示波器显示VL=-1V。调整信号发生器波形选择，在示波器上显示如图所示波形。 正弦电压的测量： 信号发生器输出正弦信号（f=1kHz，占空比D=50%，Vp-p=4V、VL=-1V和Vp-p=400mV、VL=-100mV），用数字电压表和示波器按表1测量，然后计算相应的电压有效值，并与数字表测量值相比较。 表1 信号幅度的测量 Vp-p值 4V 400mV 数字表