2024年大学物理实验示波器实验报告.doc

示波器的使用

【试验简介】

示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器，与其他测量仪器相比，示波器具有如下長处：可以显示出被测信号的波形；对被测系统的影响小；具有较高的敏捷度；动态范围大，过载能力强；轻易构成综合测试仪器，从而扩大使用范围；可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。从而把本来非常抽象的、看不見的电变化过程转换成在屏幕上看得見的真实图像。在电子测量与测试仪器中，示波器的使用范围非常广泛，它可以表征的所有参数，如电压、电流、時间、频率和相位差等。若配以合适的传感器，还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。对的使用示波器是进行电子测量的前提。

第一台示波器由一只示波管，一种电源和一种简朴的扫描电路构成。发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列，示波器广泛应用在工业、科研、国防等诸多领域中。

KarlFerdinandBraun生平简介

19的诺贝尔物理奖得主KarlFerdinandBraun于1897年发明世界上第一台阴极射线管示波器，至今許多德国人仍称CRT為布朗管(BraunTube)。

图8-1

图8-1KarlFerdinandBraun

【试验目的】

理解示波器的构造和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用措施。

学习用示波器观测电信号的波形和测量电压、周期及频率值。

通过观测李沙如图形，学会一种测量正弦波信号频率的措施。

【试验仪器】

VD4322B型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等

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图8-2VD4322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、亮度调整旋钮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、位移旋钮12、位移旋钮13、工作方式选择开关（、、交替、断续）14、扫描速度（時间/格）选择开关15、扫描微调控制旋钮16、水平位移旋钮17、电平调整旋钮

【试验原理】

一、示波器的构造及简朴工作原理

示波器一般由5个部分构成，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。下面分别加以简朴阐明。

荧

荧

光

屏

内

＋

－

外触发

扫描

发生器

放大

或衰减

触发

同步

放大

或衰减

X轴输入

Y轴输入

亮度

聚焦

辅助聚焦

电源

Y

X

H

K

G

A1

A2

电子枪

图8-3电路构造图

电源

Y

X

示波管

图8-4示波管示意图示波管重要包括电子枪、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，下面分别阐明各部分的作用。

图8-4示波管示意图

（1）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時，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期间才会停止，称為余辉效应。

（2）电子枪：由灯丝H、阴极K、控制栅极G、第一阳极A1、第二阳极A2五部分构成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一种表面涂有氧化物的金属筒，被加热后发射电子。控制栅极是一种顶端有小孔的圆筒，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”调整就是通过调整电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而变化了屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高诸多，电子被它們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整合适時，电子枪内的电场对电子射线有聚焦作用，因此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”调整，就是调第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成為明亮、清晰的小圆点。有的示波器尚有“辅助聚焦”，实际是调整第二阳极电位。

（3）偏转系统：它由两对互相垂直的偏转板构成，一对垂直偏转板Y，一对水平偏转板X。在偏转板上加以合适电压，电子束通过時，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变化。轻易证明，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為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

0tUx图8-5锯齿波示波管自身相称于一种多量程电压表，这一作用是靠信