桥式整流电路计算_中国百科网
桥式整流电路计算
    
桥式整流器工作原理-桥式整流电路计算-桥式整流器原理图 桥式整流器工作原理-桥式整流电路计算-桥式整流器原理图 桥式整流属于全波整流，它不是利用副边带有中心抽头的变压器，而是用四个二极管接成电桥形式，使在电压V2的... 单相桥式整流...
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整流滤波实验报告
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示波器的使用实验报告
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【示波器的使用实验报告】实验二十三 示波器的使用 【实验目的】1、了解示波器的基本结构和工作原理，学会正确使用示波器。2、掌握用示波器观察各种电信号波形、测量电压和频率的方法。3、掌握观察利萨如图形的方法，并能用利萨如图形测量未知正弦信号的频率。【实验仪器】 固纬 GOS-620 型双踪示波器一台，GFG-809 型信号发生器两台，连线若干。【实验原理】 示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转，显示电压信号随时间变化波形的 一种电子观测仪器。在各行各业与各个研究领域都有着广泛的应用。其基本结构与工作原理 如下 1、示波器的基本结构与显示波形的基本原理 本次实验使用的是台湾固纬生产的通用双踪示波器。基本结构大致可分为示波管 （CRT） 、扫描同步系统、放大与衰减系统、电源系统四个部分。“示波管（CRT） ”是示波 器的核心部件如图 1 所示的。可细分为电子枪，偏转系统和荧光屏三部分。1）电子枪 电子枪包括灯丝 F，阴极 K，控制栅极 G，第一阳极 A1，第二阳极 A2 等。阴极被灯丝加 热后，可沿轴向发射电子。并在荧光屏上显现一个清晰的小圆点。姓名学号同组人日期2）偏转系统 偏转系统由两对互相垂直的金属偏转板 x 和 y 组成，分别控制电子束在水平 方向和竖直方向的偏转。从电子枪射出的电子束若不受横向电场的作用，将沿轴线前进并在荧光屏的 中心呈现静止的光点。若受到横向电场的作用， 电子束的运动方向就会偏离轴线，F 灯丝，K 阴极，G 控制栅极，A1、A2 第一、第二阳极，Y、X 竖直、水平偏转板 图 1 示波管结构简图屏上光点的位置就会移动。x 偏转板之间的横向电场用来控制光点在水平方向的 位移，y 偏转板用来控制光点在竖直方向的位移。如果两对偏转板都加上电场， 则光点在二者的共同控制下，将在荧光屏平面二维方向上发生位移。3）荧光屏 荧光屏的作用是将电子束轰击点的轨迹显示出来以供观测。4）显示波形的原理图2图3图4在竖直偏转板上加一交变正弦电压，可看到一条竖直的亮线，如图 3 所示。在水平偏转板上加 “锯齿波电压” 扫描电压， 使荧光屏上的亮点沿水平方向拉开。电子的运动是两相互相垂直运动的合成。当锯齿波电压与正弦电压的变化周期相 等时，在荧光屏上将显示出一个稳定的正弦电压波形图如图 4 所示。当波形信号的频率等于锯齿波频率的整数倍时，荧光屏上将呈现整数个完整 而稳定的被测信号的波形，当两者不成整数倍时，对于被测信号来说，每次扫描 的起点都不会相同， 结果造成波形在水平方向上不断的移动。为了消除这一现象， 必须使被测信号的起点与扫描电压的起点保持“同步” ，这一功能由机内 “触发 同步”电路来完成。2、利用利萨如图测正弦电压的频率基本原理 通过观察荧光屏上利萨如图形进行频率对比的方法称之为利萨如图形法。此 法于 1855 年由利萨如所证明。将被测正弦信号 号f x 加到fy加到 y 偏转板，将参考正弦信x 偏转板，当两者的频率之比fy fx是整数时，在荧光屏上将出现利萨如图。图 5 给出了几种不同频率比的利萨如图形。判断两个电压信号频率比的条件 是屏上出现了利萨如图形稳定不动， 方法是对稳定不动的图形分别做水平直线和 竖直直线与图形相切， 设水平线上的切点数最多为 NX，竖直线上的切点数最多为 NY，则fy fx ? nx ny图 5 的第一个图形， n xf x 之比为2 4? 2，n y? 4，Y 轴上的信号频率fy与 x 轴上的信号频率，若f x 已知，则 f y可求。【实验内容与步骤】 开机前完成以下准备工作：扫描微调、电压灵敏度微调置校准档（顺时针打 死） 、扫描方式（置自动） 、触发源选项（置 CH1 或 CH2） 、耦合方式(置 AC)；按 压电源按钮预热 3 分钟。（2）初始化示波器面板获得“点” ：辉度、聚焦、三个位置旋钮置于居中位 置，扫描灵敏度置于正交模式。（五居中一归零） ； （3）顺时针旋转扫描灵敏度选扭置 0.2ms 档获取扫描线； （4） 利用 CH1 观察机内方波校准信号并作为待测电信号 1，记录其相关参数 于黑板给出的数据记录表格第一行； （5）分别利用 CH1 与 CH2 两个通道观察左右两个音频信号发生器提供的 10V1000Hz 与 15V2000Hz 的正弦交流信号， 并作为待测电信号 2 与待测电信号 3， 记录其相关参数于黑板给出的数据记录表格第二行与第三行。（6）扫描灵敏度选钮置正交模式，按压下触发交替旋钮，显示模式置双踪 模式观测不同频率比的利萨如图形。（7）申请课堂考核，归整仪器结束实验。【实验数据与实验结果】图 5 利萨如图附表 电信号电压、频率的测量数据记录表（11 海科曹丽安娜提供）待 信 测 号 垂直灵 敏 度 V/DIV 0.5 5 1 垂 分ny直 度信 电 V 2 11 5号 压水平灵 敏 度 ms/DIV 0.2 1 0.5水 分nx平 度信 号 频 率 HZ 0信 波号 形电信号 1 电信号 2 电信号 3 李萨如图 像观察4 2.2 55 2 2附图 1 附图 2 附图 3f x =500 HZ;fy=1000 HZ详见附图 4实验结果：详见下页附图（11 海科曹丽安娜提供）注意事项 1．信号发生器、示波器预热 3 分钟以后才能正常工作。2．测信号电压时，一定要将电压衰减旋纽的微调顺时针旋足（校正位置） ； 测信号周期时，一定要将扫描速率旋纽的微调顺时针旋足（校正位置） ； 3．不要频繁开关机，示波器上光点的亮度不可调得太强，也不能让亮点长 时间停在荧光屏的一点上，如果暂时不用，把辉度降到最低即可。4．转动旋钮和按键时必须有的放矢，不要将开关和旋钮强行旋转、死拉硬 拧，以免损坏按键、旋钮和示波器，示波器探头与插座的配合方式类似于挂口灯 泡与灯座的锁扣配合方式，切忌生拉硬拽。
【示波器的使用实验报告】大连理工大学大 学 物 理 实 验 报 告院（系） 姓 名 材料学院 童凌炜 专业 学号 材料物理
班级 实验台号 二 第 5-6 节签字0705成绩实验时间 2008 年 11 月 18 日，第 13 周，星期实验名称教师评语示波器的原理与使用实验目的与要求实验目的与要求（1） 了解示波器的工作原理 （2） 学习使用示波器观察各种信号波形 （3） 用示波器测量信号的电压、频率和相位差主要仪器设备主要仪器设备YB4320G 双踪示波器， EE1641B 型函数信号发生器实验原理和内容实验原理和内容1. 示波器基本结构 示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成， 其中示波管是核心 部分。示波管的基本结构如下图所示， 主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成， 由外部玻 璃外壳密封在真空环境中。电子枪的作用是释放并加速电子束。其中第一阳极称为聚焦阳极， 第二阳极称为加速阳极。通-1-过调节两者的共同作用， 可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。偏转系统由 X、 两对偏转板组成， 通过在板上加电压来使电子束偏转， Y 从而对应地改变屏上亮点的位置。荧光屏上涂有荧光粉， 电子打上去时能够发光形成光斑。不同荧光粉的 发光颜色与余辉时间都不同。放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放， 使其幅度 适合于观测。扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示)， 使电子束在其作用下匀速地在荧光屏 周期性地自左向右运动， 这一过程称为扫描。扫描开始的时间由触发系统控制。2. 示波器的显示波形的原理如果只在竖直偏转板加上交变电压而 X 偏转板上五点也是， 电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线， 如左图所示：如果在 Y 偏转板和 X 偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿 波电压， 电子受水平竖直两个方向的合理作用下， 进行正弦震 荡和水平扫描的合成运动， 在两电压周期相等时， 荧光屏上能 够显示出完整周期的正弦电压波形， 显像原理如右图所示：3. 扫描同步 为了完整地显示外界输入信号的周期波形， 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合 适的关系。当某些因素改变致使周期发生变化时，使用扫描同步功能， 能够使扫描起点自动 跟踪外界信号变化， 从而稳定地显示波形。步骤与操作方法步骤与操作方法1. 示波器测量信号的电压和频率 对于一个稳定显示的正弦电压波形， 电压和频率可以由以下方法读出U p? p = a × h ， f = (b × l ) ?1其中 a 为垂直偏转因数（电压偏转因数） （从示波器面板的衰减器开关上可以直接读出）为-2-V/div 或 mV/div； h 为输入信号的峰-峰高度， 单位 div； b 为扫描时间系数， 从主扫描时间 系数选择开关上可以直接读出， 单位 s/div、ms/div 或μs/div； l 为输入信号的单个周期宽度， 单位 div。（1） 打开电源开关并切换到 DC 档， 拨动垂直工作方式开关，选择未知信号所在的通道。（2） 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关” 以及它们对应的微调开 ， 关， 使未知信号图形的高度和波形个数便与测量。同时在开关上读出计算所需的 a、b 值。（3） 调节“垂直位移”与“水平位移”旋钮，利用荧光屏上的刻度读取 l、h 值， 并记录。2. 用示波器直接观察半波和全波整流波形 （1） 将实验室提供的未知信号分别接到整流电路的 AB 端， CD 端送入示波器的 CH1 或 CH2 端。（2） 通过调节“扫描时间系数选择开关”和“垂直偏转系数开关”是信号显示在屏内， 分 别观察整流后的波形， 并记录3. 李萨如图形测量信号的频率 不使用机内的扫描电压， 而使用两个外界输入的正弦电压分别加载在 X、Y 偏转板上， 当两个 正弦电压的频率相同或呈简单的整数比， 则屏上将显示特殊形状的轨迹， 这种轨迹称为李萨 如图形。李萨如图形与 X 轴和 Y 轴的最大交点数 nx 与 ny 之比正好等于 Y、X 端的输入电压频 率之比， 即f y f x = nx n y* 示波器和函数信号发生器的操作原理略-3-数据记录与处理/结果与分析数据记录与处理 结果与分析结果与分析 1. 正弦信号电压和频率的测量示波器Y1 偏转因数 h/(div) a/(V/div) b/(ms/div) X 偏转因数 l/(div) Up-p/V T/ms f/Hz计算结果512.51 31. 信号频率/Hz.26实际电压（最大值）/V2. 正弦信号、半波整流信号、全波整流信号的图形完整的正弦信号波形半波整流图形全波整流图形3. 李萨如图形测量正弦信号的频率 nx:ny 1:1 1:2 2：3 3:2 2:1图形形状fx/Hz fy/Hz160.5 160.....2讨论、建议与质疑讨论、建议与质疑（1） 在示波器显示扫描波形图和李萨如图形的原理中， 不同之处在与它们所使用的扫描电压 （即 水平方向的输入电压）不同。显示扫描波形时， 水平方向加载的是锯齿波的扫描电压， 它 能够使电子束从左向右地单方向扫描， 当扫描频率和输入信号的频率相配合时， 就能够显-4-示输入信号的波形； 显示李萨如图形时， 水平方向接入的是未知的正弦信号， 它使电子 束在水平方向上做简谐往复运动， 与竖直方向的另一简谐运动相叠加后， 在荧光屏上形成 李萨如图形。（2） 形成椭圆的条件较为简单， 当输入的两个同频正弦信号相位差存在， 且大小在+π~ -π之 间时， 即可形成椭圆图形。圆可以认为是一种特殊条件下形成的椭圆图形。当输入的两个正弦信号频率相同， 信号振幅相同， 且两者的相位差为±π/2 时， 李萨如 图形为圆形。（3） 实验中 Y 轴信号为已知正弦信号， X 轴为未知信号， 经过实验， 发现 当 fy 比 fx 大很多时， 荧光屏上的线条之间不可分辨， 形成一个矩形块状图案； 当 fy 比 fx 小很多时，荧光屏上显示一条上下振荡的水平线。（4） 试解释全波整流图形存在水平片段的原因。认为， 由于示波器上没有精确地显示出波形所在的相对位置， 故对这一波形现象可以 有以下两种理解方式第一种理解方式：如上图， 左图为理论上的全波整流信号波形， 右图为实际中由示波器观察到的整流波形， 可 见实际波形下端未能达到 0， 即负载端电压值在外部加载电压换向时没有达到最小。原因可以认为， 二极管的单向导通作用不是绝对的， 在电压反向加载时， 仍有小部分的 反向“漏电流”通过二极管， 因此在桥式整流电路中， 电路电流完全等于零的时刻是不存 在的， 在正向电压下降到接近 0 的位置时， 由于有反向漏电流存在， 故负载两端的实际 电流不为零，故电压也不为零， 由示波器显示其电压变化状态， 变得到了右上图示的“削 尾”现象。另外， 也可以认为二极管有电流/电压残留现象等等。-5-第二种理解方式：如右图所示， 波形的形状与实际可见相同， 但与上一种理解方式不同的是， 此种情况可 以理解为， 负载两端的电压提前下降到零， 维持在零水平一段时间后， 重新上升。在这种情况下， 必须提到二极管单向导通性质的一个前提：当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微 弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门槛电压”，锗管约为 0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能直正导通。由此可以解释实验中观察到的现象当第一个半周期内末端， 电压下降到门槛电压以下时， 二极管实际已不能导通， 而另两 个反向的二极管此时也尚未导通， 此时负载两端的电压为零， 在示波器上表现为 X 轴上的 直线； 当电压进入第二个半周期时， 电压由零开始重新上升， 但尚未达到门槛电压时， 二极管 仍然处在不导通状态， 此时负载两端的电压仍为零； 直到电压上升到门槛电压以上， 二 极管才被导通， 此时负载两端才有电压， 并且随外源信号呈正弦规律上升。综合以上两个短暂过程来看， 可以发现负载两端电压有一段持续为零的“真空期” 表现 ， 为波形即为示波器上观察到的短直线片段。（5） 实验本次实验相比与其他实验， 更加接近于一种体验性的实验， 目的并不在于获得最终的实验 数据结果， 而在于让我们更好地理解实际生产生活中常用的示波器； 通过操作示波器， 一 方面我能够熟悉仪器的使用方法， 认识到书本理论和实际操作存在的差距， 一方面也体会 了示波器中所表现的将一些不可见的动态量转化为另一种量直观地表现出来的方法 （锯齿波 扫描电压与信号电压的组合是其表现的精髓） 。-6-另外， 本次实验中， 我也体会到了书本上的理论知识和实际应用的差异所在， 具体地说 即是全波整形电流波形理论值和实际图样的差别。通过实际的操作和观察， 我能够从差异 出发， 从一些错误出发， 通过比较以不同地角度更好的理解所学的知识， 这是单独阅读 书本所不能做到的。-7-
【示波器的使用实验报告】示波器的调节与使用 示波器的调节与使用 调节与【实验目的】 1．了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的 联系和配合； 2．熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率； 3．观察李萨如图形。【实验仪器】 1、双踪示波器 GOS-6021 型 1台 2、函数信号发生器 YB1602 型 1台 3、连接线 示波器专用 2根 实验原理】 【实验原理】 示波器由示波管、扫描同步系统、Y 轴和 X 轴放大系统和电源四部分组成，1、示波管 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 以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压 的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成 正比。示波管结构简图 示波管内的偏转板 2、扫描与同步的作用 如果在 X 轴偏转板加上波形为锯齿形的电压， 在荧光屏上看到的是一条水平 线，如图1图扫描的作用及其显示 如果在 Y 轴偏转板上加正弦电压，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。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将 和第一次的曲线位置稍微错开， 在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的 图形，甚至很复杂的图形。由此可见（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fy =n n=1,2,3, fx 示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工 调节还是不够的，待测电压的频率越高，越难满足上述条件。为此，在示波器内 为此， 为此 部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步” 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频率整 。数倍时的条件下，再加入“同步”的作用， 数倍时的条件下，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。（1）如果 Y 轴加正弦电压，X 轴也加正弦扫描电压，得出的图形将是李萨 如图形，如表所示。李萨如图形可以用来测量未知频率。令 fy、fx 分别代表 Y 轴 和 X 轴电压的频率，nx 代表 X 方向的切线和图形相切的切点数，ny 代表 Y 方向的 切线和图形相切的切点数，则有2fy fx=nx ny李萨如图形举例表如果已知 fx，则由李萨如图形可求出 fy。【实验内容】 1．示波器的调整 （1）不接外信号，进入非 X-Y 方式 （2）调整扫描信号的位置和清晰度 （3）设置示波器工作方式 2．正弦波形的显示 （1）熟读示波器的使用说明，掌握示波器的性能及使用方法。（2）把信号发生器输出接到示波器的 Y 轴输入上，接通电源开关，把示波 器和信号发生器的各旋钮调到正常使用位置， 使在荧光屏上显示便于观测的稳定 波形。3．示波器的定标和波形电压、周期的测量 （1）把 Y 轴偏转因数和扫描时间偏转因数旋钮都放在“校准”位置（指示 。灯“VAR”熄灭） （2）把校准信号输出端接到 Y 轴输入插座 （3）把信号发生器的正弦电压接到 Y 轴输入端，用示波器测量正弦电压的 幅值和周期，并和信号发生器上显示的频率值比较。（4）选择不同幅值和频率的 5 种正弦波，重复步骤（3） ，记下测量结果。4．李萨如图形的观测 (1) 把信号发生器后面 50Hz 输出信号接到 X 通道， Y 通道接入可调的 而 正弦信号 (2) 分别调节两个通道让他们能够正常显示波形 (3) 切换到 X-Y 模式，调整两个通道的偏转因子，使图形正常显示 (4) 调节 Y 信号的频率，观测不同频率比例下的李萨如图 【数据记录】 数据记录】 数据记录 1、频率测量 示波器频率计数器的测频精度30.01%示波器测频仪器误差 3% 函数信号发生器测频仪器误差 I 1 2示波器计数器频率 f0(KHz) 示波器测量频率 f1(KHz) 信号发生器频率 f2(KHz) 百分差 55.454 57.4 55.45 3.5% 21.210 22.3 21.21 5.1%1%+1 字 315.328 15.8 15.33 3.1%48. 8.17 0.2%54. 4.42 -0.8%2、电压测量 示波器测量电压仪器误差 3% 函数信号发生器仪器误差 15%+1 字 I 1 2示波器测量电压(V) 信号发生器显示电压(V) 百分差 5.68 5.3 7.2% 4.52 4.6 -1.7%33.64 3.6 1.1%42.96 3.0 -1.3%51.84 1.8 2.2%3、李萨如图形观察 fy fx 1：1 李萨如图形1：21：3nx 1 1 ny 1 2 50 50 fy(Hz) 50 100 fX(Hz) 4、不确定度的计算(以第一组数据为例) （1） 示波器测量频率 f＝57.4KHz1 3 50 150?f = f × E f = 57.4 × 3% = 1.72 ≈ 2 KHzf = 57.4 ± 1.8 KHz 或 f = 57 ± 2 KHz（2） 函数信号发生器测频 f=55.45 KH?f = f × E f + 0.01 = 55.45 × 1% + 0.01 = 0.56 KHz 或 0.6KHzf = 55.45 ± 0.56 KHz 或 f = 55.4 ± 0.6 KHz（3） 示波器测量电压V1＝5.68V?V1 = V1 × EV = 5.68 × 3% = 0.16V 或 0.2VV1 = 5.68 ± 0.16V 或 V1 = 5.7 ± 0.2V （4） 函数信号发生器测量电压V2＝5.3V?V2 = V2 × EV + 1字 = 5.3 × 15% + 0.1 = 0.81V 或 0.9V4V2 = 5.30 ± 0.81V 或 V2 = 5.3 ± 0.9V注意：一般可写为后面的形式更加科学，因为原始数据的有效数字只有 2 位，不可能经处理后提高精度变成 3 个有效数字。5、示波器操作表格要求 示波器输入接地 选择输入通道 选择信号输入方式 根据输入通道选择触发源 根据信号选择耦合方式 纵向调节 横向调节 调节图形稳定 测量物理量的选择 选择操作标尺 移动操作标尺 切换移动标尺的粗调细调 处于校准状态 调节按钮GND CH1 或 CH2 AC/DC SOURCE COUPLING VOLTS/DIV TIME/DIV LEVEL COURSORE TRK 旋 VARIABLE 按 VARIABLE 按 TIME/DIV VAR 红灯灭 TAG 亮 ΔT-ΔV-1/ΔT 变化 标尺上有 出现标记左下角有 相应指示灯亮 交流～直流 右下角有 CH1-CH2-。。变化 。右下角有 AC-HFR－。。变化现象中间水平一条直线图形纵向缩放 图形横向缩放 图形稳定 标尺变化 位置变化 标尺移动5
【示波器的使用实验报告】示波器的使用实验报告示波器的使用预习思考题 1.示波器的功能是什么？ 2.扫描同步如何理解？ 3.什么是李萨如图？ 1.电子示波器是用来直接显示，观察和测量电压波形机器参数的电子仪器。2.用每一个触发脉冲产生于同触发电压所对应的触发信号的同相位点，故每次扫描起点会准 确地落在同相位点于是每次扫描的起始点会准确地落在同相位点， 于是每次扫描出的波形完 全重复而稳定地显示被测波的波形。就是触发扫描实现同步的原理。3.当示波器在 Y 轴与 X 轴同时输入正弦信号电压且他们的频率式简单的整数比时荧光屏上 出现各式各样的图形这类图形称作“李萨如图”实验数据记录波形 U 三角波 正弦波 方波8V 2V 15V信号发生器读数 F1000hz 1500hz 2000hz示波器读数 5.0 格*0.2ms/格 3.25 格*0.2ms/格 2.5 格*0.1ms/格T0.001s5.0 格*1V/格 0. 格*2V 格 0. 格*2V 格波形 U 三角波 正弦波 方波 5V 7.6V 11V示波器读数 F 1000hz 1538hz 4000hz T 1ms 0.65ms 0.25ms实验仪器YB4320F 双追踪示波器，SG1642 函数信号发生器 实验步骤1.用示波器观察信号波形 （1）调节扫描旋钮，使示波器的扫描线至长短适当的稳定水平亮线 （2）将信号发生器接到 ch1 或 ch2 输入上，频率选用数百或数千赫兹方式开关及触发源开 关的位置与信号输入通道一致的出稳定的波形。（3）改变输入信号电压的波形，如正弦波，三角波，方波调节扫描微调，以得到 2 个 （4）可以在调节其他该扫描熟悉示波器 2.用李萨如图测定频率 （1）当示波器在 Y 轴与 X 轴同时输入正弦信号电压， 且他们的频率式简单的整数比的的荧 光屏上出现各种形式的图形，这类图形称作“李萨如图” （2）当 fg:fx=1:1 时输入 fg=50hz.fx=50hz ，绘出一种李萨如图 （3）当 fg:fx=1:2 时输入 fg=300hz.fx=200hz，绘出一种李萨如图数据处理如上 思考题 1.示波器为接通前，有那些注意事项？ 2.波形不稳定时，应调节那个旋钮？ 3.为了观察李萨如图，应该怎样设置按钮？ 4.欲关闭示波器，首先应把那个旋钮扭到最小？ 1，1。确定是否接地 2。是否正确连接探头 3。查看所有的终端额定值 4。在是使用一个通 道的情况下触发源选的通用一致 2.应调节水平微调使之稳定，再调节 CH 通道 3.首先示波器应该在 XY 轴输入正弦电压，且加上 fg 与 fx 上的频率成整数比 4.将示波器探头脱开测量电路，将输入选择开关，达到接地位置，关机，如果是模拟示波器 的话，需要将聚集旋钮和亮度旋钮调低，然后在关闭电源。
【示波器的使用实验报告】得分教师签名批改日期深圳大学实验报告课程名称课程名称：大学物理实验（一） 大学物理实验（实验名称示波器的使用 实验名称实验 21 示波器的使用学院学院：专业专业：课程编号课程编号：组号组号：指导教师指导教师：报告人报告人：学号学号：实验地点科 技 楼 901实验时间实验时间：年月日 星期实验报告提交时间实验报告提交时间提交时间1一、实验目的a．了解示波器的示波原理； b．学习用示波器观察电信号的波形，并了解信号发生器的使用方法； c．学习用示波器测定电信号的频率，通过对李萨如图形的观察，进一步加深对于相互垂 直、谐振合成理论的理解。二、实验原理：一、示波器 示波器是显示电压波形的电子仪器，它可以将电压随时间的变化规律通过图形显示出来。示波器中显示部件示波管的结构如图所示。当示波器接上电源时，示波管中的热阴极会因发热而产生电子，经过电子枪和偏转极形成的电 子流会击在荧光屏上，使得荧光屏某位置发光，即在该位置形成光点。若偏转极未加任何信号，光 点应该在荧光屏的几何中心 X 0 处，如下图所示。要想光点移动（实际上示电子束打在屏上的位置 的变化） ，就必须在 X 1 ? X 2 极板上加可变化的电压，这样，由于加在极板上的电压不同导致电子 束偏转角度不同，最终在屏上光点位置不同，给人的感觉就像是光点在移动。示波器内部会产生右 下图所示的锯齿电压，这也就是所说的扫描电压，该电压的特性是周期性的。在一个周期内电压满 足 V = Kt + C ，即电压与时间成线形关系，该电压是加在偏转极 X 1 ? X 2 上，它将控制电子束击 在屏上的位置，若以屏幕上过几何中心的横线为 X 轴，以几何中心为原点，那么可以看出在一个周 期内电压 V 和位置 X 的对应关系。由下图可以看出，在一个周期内，光点在屏幕上的位置与时间成一一对应关系。这样就达到了 用光点在横轴上位置的变化规律来代替时间的变化规律的目的。当扫描电压达到 Ymax 后会突然降到 - Vmax ,从而又开始新一轮的位置变化， 这就是我们在示波器上看到的扫描线。屏幕上显示的就是一 条扫描线。它反映了在一个周期内时间的变化规律，可以看作为时间轴。有了时间轴，再在 Y1 ? Y22的极板上加上待观察的信号，那么光点的位置不仅随时间在 X 轴上变化，同时还会在 Y 轴上随着时 间有幅度地变化，最后在屏幕上显示的就是如右上图所示的变化曲线。为了在荧光屏上得到稳定不动的信号波形，采用被测信号来控制扫描电压的产生时刻，成为触 发扫描。调节触发电平高低，使被测信号达到某一定值时，扫描电路才开始工作，产生一个锯齿波， 将被测信号显示出来。由于每次被测信号只有都达到这一定值时，扫描电路才工作，产生锯齿波， 所以每次扫面显示的波形相同。这样，在荧光屏上看到的波形就稳定不动。触发扫描的原理如下图所示：二、李萨如图 利用李萨如图的目的是通过已知 f x 的正弦波信号去测正弦波信号的未知频率 f y 。f x 本别输 将 入示波器 X 1 ? X 2 ， Y1 ? Y2 偏转极上，其实是 f x 代替了示波器内产生的扫描电压，这样实际上是 不同频率的正弦波信号在坐标中合成，其合成的图形取决于 f x 与 f y 的比值。下图就是不同比值的f x f y 对应的不同形式的图形。由下图可以看出，其比值实际上就是图形中分别在 Y,X 轴上最多交点数的比值，满足f x ny = （其中 n y n x 分别表示图形与 Y 轴、X 轴上最多交点数） ，因此，由 f y nxfy =nx f x ，即可求出 f y 的频率。ny3三、实验仪器：V252 双踪示波器、1693 型多波形信号发生器、XD2B 正弦信号发生器。4四、实验内容和步骤：.用示波器 V-252 观察 1693 型多波形信号发生器输出的 8 种波形 a．先将 1693 型发生器电源打开，将波素旋钮选择在 1 档，频率选择键“Ⅲ” ，将其输出信号 通过信号线连接到示波器种的 CH 1orX 或 CH 2 orY 的接口，对应选择通道选择开关种的 CH 1 或CH 2 ， 以及内部出发选择开关中的 CH 1 或 CH 2 ， 以上选择必须满足 CH 1 → CH 1 → CH 1 或 CH 2 → CH 2 → CH 2 ，否则图形不会显示或者不稳定。b． 分别调节 1693 型发生器中频率调节、 电平移动、 幅度旋钮以及示波器中扫描信号周期粗调、 微调以及通道灵感度粗调、细调旋钮，直至在示波器上显示出一个占满屏幕上 80％范围的完整图 形。通过 1693 型发生器中的波形选择开关分别调节出 8 种信号波形，要求将波形分别画在准备好 的坐标绘图纸上。2.调节并测出 1693 型正弦波频率 2. 将 1693 型信号发生器的波形选择键选择微正弦波形键，再将输出信号输入到示波器的信号接 口，将示波器的扫描信号周期选择在 0.1ms/div，将扫描微调顺时针锁死，再调节 1693 型发生器 种的频率调节按钮，直至示波器上显示一个稳定的波形，这样就确定出 1693 型发生器输出正弦波 的频率为 1 kHz。在确定出 1693 型正弦波输出频率为 1 kHz 的基础上，调节示波器的扫描信号周期，分别在示 波器上显示出 1，2，1/3 个正弦波形，且将图形描在预先准备好的坐标纸上，记下每次示波器上的 扫描信号周期所对应的时间。3．李萨如图形法 将 XD2B 输出的已知频率的信号输入到示波器“ CH 2 orY ”插座，看作 f y ，而将待测的 1693 型正弦波输出的信号输入到示波器“ CH 2 orY ”插座，看坐 f x ,将扫描信号周期置于“X-Y”位置。仔细调节 XD2B 的输出频率直至示波器上显示出 1：1 李萨如图形，这样就能确定.fx =ny nxfy比较上述两种方法测出 f x 的结果。在前面的基础上调节 XD2B 的输出信号频率调节按钮，分别调出 f y f x 为 2/3，3/2 的李萨如 图形。4．利用示波器的灵敏度调节按钮与扫描信号周期确认 1693 型输出正弦波的电压有效值为 1V。将待测信号输入后，将示波器面板上的 Y 轴灵敏度细调顺时针锁死，此时可根据屏幕上的 Y 轴 坐标刻度，利用示波器 Y 轴灵敏度选择开关的 V/div 档级标称值，直接读出信号波形的峰――峰值 为 D div(如下图所示)。5例如示波器“V/div”选择 5 V 档级，则被测信号峰值为：V p ? p = 5V / div × D div = 5 DVV有效 =1 2Vmax =1 2?Vp－p 2式中V p ? p 表示波峰到波谷之间的电压值；div 为对应一个厘米的长度。本实验要求调节 1693 型幅度调节旋钮，用示波器确定输出电压有效值为 1 V；要求记录出 D （div）值及通道灵敏度粗调标称值。6五、图形与数据记录图形与数据记录数据记录组号；姓名1、观察频率为 1KHz 的正弦波、方波、三角波，要求将一个周期的波形分别画在准备好的坐标绘 图纸上,对应记录示波器的扫描时间。扫描周期（正弦波） ，扫描周期（方波） ，扫描周期（三角波） ，2、将 1/2、2 和正弦波形画在坐标纸上，并记录示波器扫描时间扫描周期（1/2 个） ，扫描周期（2 个） ，3、画出频率比为 1：1、2：1 和 1：2 的李萨如图形并记录相应的信号频率（1：1） x= ：f ， （2：1）fx = ， （1：2 个）fx= fy= fy = , fy =， ,4、测量信号的有效电压灵敏度/div， 信号所占格数div，六、数据处理数据处理：DB ＝131.77mmhB ＝ 8.25mmm ＝ 896.2gDc ＝ 130.02mmC铜 = 0.377 J / gkhc ＝ 7.66mm7六、实验结论与讨论实验结论与讨论：七：问答题1、观察方波波形，如果扫描频率是方波的二倍看到什么图形？如果扫描频率是方波的 2/3 看 到什么图形？ 答：假设采用的是正电平触发扫描，那么，只有当被观查方波的上升沿到来时才开始扫描，扫 描频率是方波的二倍，那么就只能看到方波的半个周期。同理，如果扫描频率是方波的 2/3，就只能看到方波的周 2/3 期 2、用李萨如图形测频率实验时，屏幕上图形在时刻转动，为什么？ 答：应该是两路输入信号的相位差不恒定造成的，即两路输入信号不稳定。3、如果示波器的扫描频率远大于或小于 Y 轴正弦波信号的频率时，将会出现什么波形？（试 先从扫描频率等于正弦信号频率的 2（或 1/2） ，3（或 1/3）……倍考虑，然后推广到 n（或 1/n）倍 的情形） 答扫描频率远大于 Y 轴正弦波信号频率时， 屏幕上将显示被测信号一个周期波形中的局部图 像；反之将显示被测信号多个周期波形。若要波形稳定的显示，一般需要进行示波器上的“触发电 平”调整。4、如果示波器是好的，但当 Y 轴输入交变电压时，发现荧光屏上只出现一条垂直亮线，试问， 应调哪几个旋钮？ 答：这种现象是因为 X 轴（水平）扫描没有打开或者增益为 0。你可以观察扫描范围是不是误 打到“外 X”档了。如果该旋钮正确，那就调节“X 增益”。8}