大学物理实验示波器实验报告示波器实验数据.docx

南 昌 大 学 物 理 实 验 报 告 课程名称： 大学物理实验 实验名称： 数字示波器的使用 学院： 信息工程学院 专业班级： 测控技术仪器 152 班 学生姓名： 王家桢 学号： 5801215028 实验地点： B211 座位号：14 实验时间： 第四周星期二下午一点开始 【实验目的】 1、 了解示波器的结构和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。 2、 学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。 3、 通过观察李沙如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法。 【实验仪器】 VD4322B 型双踪示波器、EM1643 型信号发生器、连接线及小喇叭等 4 2 1 14 15 16 17 10 3 5 9 11 13 12 8 6 图 8-2 VD4322 型双踪示波器板面图 1、电源开关 2、电源指示灯 3、聚焦旋钮 4、亮度调节旋钮 5、Y1(X)信号输入口 6、Y2 信号输入口 7、8、 入耦合开关（AC-GND-DC）9、10、垂直偏转因数选择开关（V/格）11、 Y 1 位移旋钮 12、 Y 2 位移旋钮 13、 工作方式选择开关（ Y 、 Y 1 2 、交替、断续）14、扫描速度（时间/格）选择开关 15、扫描微调控制旋钮 16、水平位移旋钮 17、电平调节旋钮 【实验原理】 一、示波器的结构及简单工作原理 示波器一般由 5 个部分组成，如图 8-3 所示：（1）示波管；(2)信号放大器和衰减器（3）扫描发生器；（4）触发同步电路；（5）电源。下面分别加以简单说明。 Y 轴输入 内 外触发 X 轴输入 放 大或衰减 触 发 H 同 步 扫 描发生器 放 大或衰减  电子枪 荧 Y X 光 Y X K G A1 A2 屏 — ＋ 亮度 聚焦 辅助聚焦 电源 图 8-3 电路结构图 1、 示波管 示波管主要包括电子 图 8-4 示波管示意图 枪、偏转系统和荧光屏三部分，全都密封在玻璃外壳内，里面抽成高真空。如图8-4 所示， 下面分别说明各部分的作用。 荧光屏：它是示波器的显示部分，当加速聚焦后的电子打到荧光上时，屏上所涂的荧光物质就会发光，从而显示出电子束的位置。当电子停止作用后，荧光剂的发光需经一 定时间才会停止，称为余辉效应。 电子枪：由灯丝 H、阴极 K、控制栅极 G、第一阳极 A1、第二阳极 A2 五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属筒，被加热后发射电子。控制栅 极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。它的电位比阴极低，对阴极发射出来的电子起 控 制作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。示 波器面板上的“亮度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了 屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。当控 制栅极、第一阳极、第二阳极之间的电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚焦作 用，所以第一阳极也称聚焦阳极。第二阳极电位更高，又称加速阳极。面板上的“聚焦”调节，就是调第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还有“辅助聚焦”，实际是调节第二阳极电位。 偏转系统：它由两对相互垂直的偏转板组成，一对垂直偏转板 Y，一对水平偏转板 X。在偏转板上加以适当电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从而使电子束在荧光屏上的光斑位置也发生改变。容易证明，光点在荧光屏上偏移的距离与偏转板上所加的电 压成正比，因而可将电压的测量转化为屏上光点偏移距离的测量，这就是示波器测量电压的 原理。 2、信号放大器和衰减器 示波管本身相当于一个多量程电压表，这一作用是靠信号放大器和衰减器实现的。由于示波管本身的 X 及 Y 轴偏转板的灵敏度不高（约 0.1—1mm/V），当加在偏转板的信号过小时，要预先将小的信号电压加以放大后再加到偏转板上。为此设置 X 轴及 Y 轴电压放大器。衰减器的作用是使过大的输入信号电压变小以适应放大器的 要求，否则放大器不能正常工作，使输入信号发生畸变，甚至使仪器受损。对一般示波器来说，X 轴和 Y 轴都设置有衰减器，以满足各种测量的需要。 3、扫描系统（扫描发生器） 0Uxt扫描系统也称时基电路，用来产生一个随时间作线性变化的扫描电压，这种扫描电压随时间变化的关系如同锯齿，故称锯齿波电压，如图 8-5 所示，这个电压经 X 轴放大器放大后加到示波管的水平偏转板上，使电子束产生水平扫描。这样，屏上的水平坐标变成时间坐标，Y 0 Ux t Uy图 8-5 锯齿波0 Uy 图 8-5 锯齿波 0 t 图8-6 正弦波 时间成线性关系增加到最大值，最后突然回到最小，此后再重复地变 化。这种扫描电压即前面所说的“锯齿波电压”，如图 8-5 所