《东北大学 物理实验 示波器的使用 实际体会详细过程》 www.wenku1.com
东北大学 物理实验 示波器的使用 实际体会详细过程日期：
在三个必选实验中，示波器可以说是最简单的一个了，操作过程没那么繁琐，器件不需太多组装，不需要重复测量数据，数据处理也不繁琐，实验前预习一下，实验时仔细一点，整个过程还是很轻松的。实验报告：新版的蓝皮物理实验书里，这一节的错别字比较多，抄写原理和步骤的时候要注意一下，比如说“开关”印成“开并”，“旋钮”印成“旋转”，另外，实验原理部分我不太清楚，不过实验步骤里有几个指示数字标错了：（1）中第一段第三行“内触发选择开关（45）”应为“（37）”。第二段第二行“聚焦旋钮（6）”应该是“（5）”。（2）中第一段第二行“标尺亮度旋钮（8）”应为“（6）”。其他的就没什么错误了，实验记录中需要的表格要画好，实验前的准备就差不多了，网上的视频不看也不会有太大影响。实验前的准备都完成了以后，就该进入实验室了。（1）实验前贴两张实验室的图
左侧是信号发生器，中间是示波器，右侧的板是RC 电路。导线若干。 信号发生器 示波器
RC电路（需接线）没什么可准备的，进入实验室以后熟悉一下环境等待老师检查实验报告就好了。（2）实验开始啦之前看过实验报告的人或许会感觉整个过程有些繁琐，而在实际实验过程中，有些步骤被省去，以至于过程得以很大的简化，指导我们实验的老师是高茜老师，很和蔼的一位女老师，我们的实验总共分了三个过程，第一个过程是测校准信号的峰—峰值及其频率，第二个过程是利用利萨如图形测市电频率，第三个过程是双踪示波法测量相位差，没有书上第一步的内容。 1. 测校准信号的峰—峰值及其频率在打开电源开关之前我们需要调节一些按钮。 （调节顺序并不固定）1. 逆时针旋转10以及10‘一直到最左下方“锁定”位置，旋转10到头的时候会有声音。2.11、12均拨到最上方。13按下“自动”，14一般旋到左上部分，14’顺时针旋转到头直到能听到一声响即锁死。 示波器面板上部分3. 9按到Y1或者Y2（一般Y1）。4. 7‘同14’一样顺时针旋转锁死。5. 两个5拨到中间接地位置。设置完成后，首先打开电源开关2，等待一段时间，观察屏上是否有绿色亮线，根据14旋转到的档位不同，也可能是一道运动的轨迹，如果过了很长一段时间都没有，则调节一下辉度旋钮3观察是否有亮线出现，调节聚焦旋钮4可以调整线的粗细。如果仍然不出现亮线，那么不要乱拨，从头开始一个一个调节，如果调节其中一个没有效果，那么将其调回之前的位置继续下一个的调节，实在没有头绪可以对比下周围出现亮线同学的示波器，一般来说都能调节成功。注：整个过程中有的旋钮经常会调，有的旋钮偶尔会调，有的旋钮开始调完一次后就不可再调（或不用再调），不可再调（不用再调）的有：13、14‘、10、10’、12。偶尔会调的有：3、4、5、7‘、9、11、8。经常调的是7、14、15（调节谱线的水平、垂直位置）。 屏上的亮线，如果9中按下了“继续”或者“交替”则会出现两条，否则就是一条找到亮线，调好亮度与粗细以后就该将校准电压1接到示波器接线柱6（哪边都可以）上，如下图 接线用的线 接线如果接到了左边，则9按下Y1，5、7、15均调节左边的，右边则9为Y2，5、7、15调右边。旋转14使得屏幕上出现稳定的亮线，然后拨5到下方DC 档，旋转7，如果正常的话屏幕上会出现方波。 方波旋转7会使得方波的上下距离增大，旋转14则会使方波的波长变大。出现方波后我们便开始读数了，使波形位于显示屏的中心，首先要令波形尽可能的大，在屏幕上至少有一个周期的条件下尽可能地拉长波形，垂直距离也如此，这样会减小误差。读数：一个小方格的边长为1cm ，每个小方格的边上有5个小格，则一个小格为0. 2cm ，读数时允许估读半个小格，即精确度为0.1cm ，不能再往下估读。读出上下之间的垂直距离，该距离为数据记录上的信号纵向高度d ，竖直偏转因数c 则为目前7上所对应的档位。读出一个周期的长度，该长度为数据记录上信号一周期的水平长度l ，扫描时间因数c' 为目前14上所对应的档位。至此第一部分结束。2. 利用利萨如图形测市电频率该步开始要用到信号发生器了，不过在此之前要先对示波器进行一些调节。1. 拔掉1与6之间的线，调节8至 X —Y ，调节11至“电源”，旋转14至“X —Y |X外接”，这样示波器的前期准备就完成了。 信号发生器的右下方有两个接线柱。两个都需要接，红色接线柱连接6，黑色接线柱接16。接好的图如下。
接线完毕后，按电源开关1打开信号发生器，按2使信号得以输出到示波器上，调节相应方向的5至AC ，3、4调节信号频率，4左右移动调节的数位，旋转3调节该数位上数字的大小。调节至一定频率即可观察到利萨如图形。下面分别给出数据记录上的四个图形及频率的大概值。 图1，ny/nx=1:1 , 频率在50Hz 左右 图2，ny/nx=1:2 , 频率在100Hz 左右 图3，ny/nx=1:3 , 频率在150Hz 左右 图4，ny/nx=2:3 , 频率在75Hz 左右刚调到上述图形的时候，图形并不是静止的，它在不断运动，只有等它固定住了我们才可以读取频率值，由于变化比较小，所以我们可以从小数点后第5位开始调节，观察运动的快慢，如果越调越快就往反方向调，直到图像停止不动了为止（注：并不一定非要永远不动才可以，停住2、3秒不动就可以读数了），最后记录的数字取6位有效数字。 此时第二部分结束。3. 双踪示波法测量相位差首先要再一次调节示波器，将11拨回上方的“内”，14旋转到左上方，8拨回上方“Y 方式”，两个5均拨到AC ，9按下“继续”，示波器调节完毕。然后要连接RC 电路，电路连接如下 RC电路上的连接 整体连接图连接完成后，打开示波器开关；打开信号发生器开关，调节频率到500Hz, 此时应该在屏幕上有两个正弦波（余弦波），如果看到的不是正弦波（余弦波）而是两条线，则说明7的电压档位过高，应适当地顺时针旋转即可看到正弦波（余弦波）。 看到的两个正弦波（余弦波）调节15使得两个波的振幅相等，上下位置关于X 对称（可以先调节一个波使得上下峰值均位于关于中心轴对称的两条线上，然后以调好的波形为基准调节另一个波形），然后读X 与Xt ，此时同样应该使波形尽可能大，注意由于两个波周期相同，所以读Xt 的时候可以按下9的Y1或者Y2读单个波形的周期即可。 调整好的两个波形，可以看到上下峰值均处于与中心轴对称的线上读数完毕后就可以交由老师检查、签字了，至此整个实验过程完毕。（3）实验结束喽最后别忘了关闭示波器与信号发生器电源，把线整理一下放回原位。 另外，思考题只做第一题就可以。之前已经说过了，实验过程中如果出现问题，比如想要的波形出不来，最好与身边的比对一下，很快就会找到问题的，如果实在不行，问老师吧，已知的两个老师都是脾气比较好的，没什么特殊的缘由应该不会扣分。毕竟还是个不算太难的实验，仔细一点很容易就会完成。 PS：最后感谢一下坐在我附近的同学，帮了我不少忙~最新更新：实验报告的处理（扣分点！）今天前几周做完示波器实验的同学的实验报告发下来了，结果很惨??扣分的地方比较多，这里总结一下，最近要上交的同学可以参照一下，尽量别被扣分了首先是实验原理的部分，实验原理有两个图是必须画上的，一个是图2.7.2 示波管结构，另一个是图2.7.3 扫描过程，每个图0.2分，没有要扣分的。实验步骤与数据记录不算太多，保险起见还是都写上并把图都画上吧。数据记录：利萨如图形的频率fy 那要写够6位有效数字，不够的可以补点0。 数据处理：测校准信号的峰—峰值及频率那电压峰—峰值一定要精确到小数点后第二位。比如假设你算出来的数正好是0.5V 要写成0.50V ，写成0.5V 的会被扣0.2分的。 频率f=1/T，得到的频率最好用科学计数法表示，保留两位有效数字。我看到的两份实验报告中，同一个老师批的，一份写的909Hz 被扣了0.2分，一份写的9.1*10^2Hz判对了。利萨如图形那里最后的fx 平均值一定不要忘了写，忘了会扣0.3。测量相位差那里的相位差Δφ的写法也有讲究，应写成Δφ=分数 * 丌或者Δφ=0.x * 丌，不过有的老师批的时候如果写成Δφ=分数 * 丌也会扣分，所以最保险的是先写出Δφ=分数 * 丌 然后下起一行再写出 Δφ=0.x * 丌。这里如果错了会扣0.2分。 思考题：思考题要求的图是与图2.7.3 扫描过程类似的图，画得太过简单的画会被扣0.2分。贴一张最近学长们在人人上分享的实验报告以供参考，推荐按照上面的图全画下来。 实验当天老师可能并不说这些东西，不过批阅的时候该扣还是扣。本文由(www.wenku1.com)首发，转载请保留网址和出处！
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示波器-课件
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3秒自动关闭窗口示波器的使用 【实验简介】 示波器是用来直接显示、观察和测量电压信号波形及其参数的电子观测仪器。配以各种类型的传感器，凡可转化为电压信号的电学量（如电流、电阻等）和非电学量（如温度、压力、磁场、光强），它们的动态过程及其参量均可以用示波器来观察和测量，因此示波器是一种常用的电子观测仪器。 示波器的种类和型号很多，分类方法也是多种多样的，按功能分为普通示波器、存储示波器和数字示波器，随着科学技术的发展，示波器的功能还会不断的增加，各种新产品相继问世，但不管什么类型的示波器都是以普通示波器的基本原理为基础，若能掌握通用示波器的工作原理和使用，可触类旁通，为其它类型示波器的使用打下良好基础。本实验主要介绍普通示波器的工作原理和使用方法。 【实验目的】 1．了解示波器的结构和工作原理，掌握示波器的基本使用方法 2. 学习示波器显示信号波形及利用波形测信号电压、频率 3. 学习示波器显示李萨如图形及利用李萨如图形测频率 4．熟悉示波器和信号发生器的面板功能 【预习思考题】 1.示波器主要由哪几部分组成，各部分的作用是什么？ 2.如何利用示波器显示待测信号波形及利用波形测信号电压和频率？ 3.触发扫描同步电路如何实现波形稳定？ 4.如何利用示波器显示李萨如图形并利用李萨如图形测正弦波信号频率？ 【实验仪器】 DF4318示波器, SP1641B函数信号发生器。 【实验原理】 1. 示波器的结构 普通示波器主要由以下几个部分组成：示波管（CRT）、垂直放大电路（Y放大）、水平放大电路（X放大）、扫描发生器、触发扫描同步电路和电源等。
3.14.1 1.1 示波管 示波管是示波器的核心部件，其基本结构如图3.14.1所示，外观是一个呈喇叭形的玻璃泡，里面抽成真空，内部装有电子枪和两对互相垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏。 电子枪由灯丝F、阴极K、控制栅极G、第一阳极A1和第二阳极A2构成。灯丝通电后加热阴极，使得阴极发射电子。栅极电位比阴极低，它们之间形成的电场对电子有阻碍作用，控制栅极电位，可以控制到达荧光屏上电子的数目，也就是控制示波器上光点的亮度。阳极电位比阴极高很多，它们之间形成的电场对电子有加速作用，使得阴极发射的电子以很高的速度到达荧光屏上，激发荧光屏产生荧光。第一阳极和第二阳极间形成聚焦电场，调节第一阳极和第二阳极之间的电压，可以使不同方向发射的电子会聚于荧光屏上一点，称为聚焦。 在示波器内，有两对互相垂直放置的平行电极板：Y偏转板和X偏转板。偏转板上不加电压时，阴极发射的电子沿水平方向到达荧光屏的中心。偏转板上加一电压信号，由于受到电场力的作用，电子到达荧光屏上将发生偏转，电子在x方向偏转位移与加在X偏转板上的电压成正比，y方向偏转位移与加在Y偏转板上的电压成正比。光点在光屏上的运动轨迹实质上是光点同时参与了垂直方向和水平方向振动合成的结果。 1.2
垂直放大系统、水平放大系统 一般示波器的垂直与水平偏转板的灵敏度不高（0.1~1mm/V），当加在偏转板上的信号电压较小时，电子束不能发生足够的偏转，以致使屏上光点位移很小。为了在屏上得到便于观察的图形，需要预先把小的输入信号经过放大后再加到偏转板上，因此示波器设置了垂直、水平放大电路，信号在输入偏转板前，先通过放大电路再加到两对偏转板上。调节垂直、水平放大电路，分别改变图形在x方向、y方向上的大小，以便得到合适的观测图形。 1.3 示波器显示信号波形的原理 若在Y偏转板上加一周期性随时间变化的待测电压信号，X偏转板上不加电压，则光点在竖直方向上来回振动，其位移与y偏转板上的电压成正比，当信号频率较高时，屏上出现一条竖直亮线，无法观测到待测信号波形。要想在屏上观测待测信号波形，就要求光点在y方向的振动能在x方向均匀展开，这就要求在x偏转板上加一周期性随时间作线性变化的扫描电压，如图3.14.2所示，也称锯齿波电压。若在x偏转板上加锯齿波电压，光点在x方向自左至右作匀速直线运动，当电压达到最大时，光点在x方向达到最大，完成一次x方向扫描，下一时刻光点又回到起始扫描位置开始下一次自左至右的扫描，如此周而复始的在x方向上做匀速往返运动。 ux t
图 3.14.2 待测信号加在y偏转板上，锯齿波信号加在x偏转板上，光点同时参与了y方向、X方向运动，光点在屏上的运动轨迹为其y方向、x方向振动的合成，其中某一时刻光点在y方向的位移与待测信号的电压成正比，x方向位移与锯齿波信号电压成正比，因此描绘光点在屏上的运动轨迹时，可以用待测信号电压、锯齿波信号电压分别代表光点在y、x方向偏转位移。以待测信号为正弦波为例，示波器显示信号波形的原理如图3.14.3。 uy 0 1 2 5 6 4 0 8 7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t 5 1 6 2 7 3 8 4 4 3 Ty ux Tx Ty?Tx t 图3.14.3 由图3.14.3可知，如果待测信号频率与锯齿波信号的频率完全一样，即fy?fx,或待测信号频率是锯齿波频率的整数倍，即fy?nfx，则y方向完成了一个或数个周期振动时，光点沿x方向达到最大，下一时刻光点又回到左端起始扫描位置开始下一次扫描，每一次扫描时，待测信号都处于同相位点（即扫描信号和待测信号同步），于是周而复始地从同一起始位置扫描出待测信号波形，从而形成稳定的待测信号波形。显然，如果二者频率不成整数倍，每一次扫描时待测信号所处的相位不同（即扫描信号和待测信号不同步），从而扫描的起始位置不同，这时在荧光屏上看到的是不断移动的波形，如图3.14.4所示，无法观察到稳定的波形。因此，要想在示波器上显示稳定的待测信号波形，必须使扫描信号和待测信号同步。
uy 0 1 2 5 4 6 7 9 6
1 10 5 0 7
3 0 1 2 3 4 5
10 5 4 t Ty 3 Tx 8 ux Ty Tx t
图3.14.4 1.4 扫描发生器 观测待测信号时，要求将待测信号加到示波器Y偏转板上，X偏转板上加扫描电压即锯齿波信号，当扫描信号和待测信号同步时，示波器显示稳定的待测信号波形。在示波器的内部有一个专门产生锯齿波信号的装置称为扫描发生器，它产生线性良好、频率连续可调的锯齿波信号。调节锯齿波信号的频率，可以在示波器上显示若干个周期的待测信号。 1.5 触发同步电路 虽然锯齿波信号的频率连续可调，但由于待测信号和锯齿波信号是两个独立的信号源，实际上很难严格满足锯齿波信号和待测信号同步，要实现锯齿波信号和待测信号同步，可采用触发扫描同步电路。由输入的被观测信号或仪器外部输入信号或电源信号作为触发信号，送至触发电路，只有当触发信号电压达到某一选择的触发电平（如图3.14.5中的A点）时，触发电路输出触发脉冲，用它去启动扫描发生器开始一次扫描（即光点启动，由A点自左向右移动，直到A点）。当锯齿波电压由最大迅速恢复到启动电压时，光点迅速从A点迅速返回A点。锯齿波在该周期内扫描期间，扫描电路不再受期间到来的触发脉冲的任何影响，直到本次扫描结束之后，下一个触发脉冲到来时，它又重新启动扫描电路进行下一次扫描。因每一个触发脉冲产生于同一触发电平所对应的触发信号的同相位点，因此，若选待测信号作为触发源，每次扫描的起始位置相同，实现了扫描信号与待测信号同步（如图3.14.5''豆丁微信公众号
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大学物理实验之模拟示波器
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