对电子示波器的使用实验的改进.pdf

( ) 第 30 卷 　第 1 期 延边大学学报 自然科学版 Vol. 30 No. 1 　　　 　　 ( ) 　 　　　　 2004 年 3 月 　 Journal of Yanbian University Natural Science 　Mar. 2004 文章编号 : (2004) 对电子示波器的使用实验的改进 王玉兰 , 　洪光 , 　邵静波 , 　王成贵 ( 延边大学理工学院物理系 ,吉林 延吉 133002 ) 摘要 : 应用频率锁定原理 ,对示波器的使用实验进行改进 ,获得稳定的利萨如图形 ,从而更好 地实现利用利萨如图形测频率和相位差. 关键词 : 频率锁定 ; 利萨如图形 ; 频率 中图分类号 : O4 - 33 　　　文献标识码 : A 在做“电子示波器的使用”学生实验时 ,需要利用利萨如图形测频率和相位差 ,但由于两 种信号的频率不是非常稳定和严格相等 ,只要示波器的 X 、Y 轴输入频率发生微小的变化 , 图形就会出现上下左右来回地或定向地滚动现象 ,在示波器上得不到稳定的利萨如图形 ,故 而给学生利用示波器观察利萨如图形和测相位差带来困难和不便. 为获得稳定的利萨如图形 ,根据频率锁定原理 ,在二函数信号发生器之间安装电位器 , 并通过调节电位器的大小来调节二函数信号发生器之间的耦合强弱 ,实现频率的锁定 ,从而 获得稳定的利萨如图形. 1 　原理简述[ 1 ] Van der Pol 在对电子持续振荡器的理论分析中给出 d 3 2 　　υ ( αυ βυ) ωυ ( ) ¨- - ′ + = 0 , 1 d t υ α β ω是圆频率. 其中 表示电压, 是线性增益, ′是饱和系数, ( ) ( ) 对于锁频 ,Van der Pol 1927 解释了电子持续振荡电路中的锁频 ,在方程 1 中引入一 项外电动势 ,即 d 3 2 2 　　υ ( αυ βυ) ωυ γ γ , ( ) ¨- - ′ + = V 0 sin t 2 d t γ ω γ ( 其中 是外加电动势频率. 当 = 时 ,振荡器会突然以外加频率振荡 这两个频率之间的 ) 拍信号为零并不是因为振荡器停止振荡 ,而是因为它以外加频率振荡 ,振荡频率被外加频 率锁定 ,称为频率锁定. 2 　系统的实现与测量 将 自组的利萨如图形信号发生器中的任意一个电源输入端接一电位器后与另一信号发 生器的电源输入端接在一起 ,共同连在接有滤波电容的交流电源上 ,通过调节电位器 W 1