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示波器的调整和使用(测声速)
预习思考题: 1.如果示波器是良好的,但由于各个旋钮位置并未调好,荧光屏上看不见亮点,问哪几个旋钮位置不合适可能会造成这种情况?应该怎样操作才能找到亮点? 2.示波器和信号发生器都良好,但显示屏始终显示是二条直线,这是什么原因造成的?如何解决? 【实验目的】 (2)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8-5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。 【实验原理】 2.光标法信号测量的周期和电压峰峰值 * * * 【实验介绍】 示波器是显示电信号随时间变化波形的一种观测仪器。它不仅可以定性观察电路的动态过程,还可以定量测量电信号的电压、电流、周期、频率、相位等各种参数。配合各种传感器,还可以用于各种非电量的测量,如压力、声光信号和人体各种生理参数。它是实验室或生产设备中最常用的仪器设备之一 1.了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理。 2.学会使用信号发生器。 3.学会正确使用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率。 4. 声速测量 示波器结构原理 基本调节旋钮 CH1基准线 CH2基准线 信息字符, 由【READOUT】 旋钮调节亮度 测试方波信号 信号输入通道及调节旋钮 扫描选择 扫描方式选择 测量功能选择 触发模式选择 水平调节 扫描时间调节 多功能旋钮 外触发源输入端 示波器面板示意图 1、阴极射线管 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荧光屏上,在屏上形成一亮点在一定范围内,亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。 2、波形显示原理 图a (1)如果在Y轴偏转板上加正弦电压,波形如图a,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a。 图b 如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压,如图b所示。这时电子束在荧光屏上的亮点,在波形线性上升时由左匀速地向右运动,当电压突然返回(t = t1)时,亮点到达右端后马上回到左端。这一过程不断重复,亮点只在横向运动,在荧光屏上看到的是一条水平线,如图b。 2、波形显示原理 2、波形显示原理 (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 = 1,2,3,… (1) 要满足式(1),需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(1)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。 3.扫描与同步的作用 1.坐标法信号测量的周期和电压峰峰值 周期T=t/div/ × △T ,频率 f=1/T 电压的峰峰值UPP=U/div × △U (div) 周期T=△T/n =(3.85ms/1)=3.85ms 电压的峰峰值UPP=△U 3. 李萨如图形的原理 1.基本调节 接通电源开关,预热。 基本调节:各调节旋钮置于居中位置。按下扫描选择按钮A ,调节INTEN “辉度”使扫描线亮度适中,过亮容易缩短示波器的使用寿命; 调节“FOCUS”使扫描线清晰; 调节READOUT显示信息字符;调节X轴与Y轴位移使扫描线位置居中。 将示波器自带校准方波信号分别输入两通道,熟悉各功能旋钮的使用,练习单一通道和双通道的基本操作方法。 实验内容: 2. 观察和测量各种波形信号(正弦波、三角波、锯齿波、矩形波等) 将信号发生器输出信号输入CH2通道,选择触发源“SOURCE”为CH2,使波形稳定;调节“VOLTS/DIV”和“TIME/DIV”得到一个以上完整周期且图形尽可能占满屏幕的波形,观察和记录各信号的峰-峰值、周期和频率。 3. 观察李萨如图形 信号频率f,单位: 信号周期T,单位: n个周期长度(格) 周期个数n 时间灵敏度(TIME/DIV),单位: 电压有效值U 电压峰-峰值Up-p 峰-峰垂直距离n1(格) 电压灵敏度(VOLTS/DIV),单位: 待测信号频率(kHz) 八脉方波 四脉方波 矩形波 锯齿波 三角波 正弦波 图形 1. 观测信号数据 【数据记录及处理】 * *
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