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实验十九 电子示波器的使用

实验十九 电子示波器的使用. 主讲教师：. 大连大学基础物理实验中心. 一、实验目的. 1 、了解通用双通道示波器的结构和工作原理. 2 、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法. 3 、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知信号的频率；. 二、实验仪器. 信号发生器 (YB3003 型 ). 通用双通道示波器 （ YB43020B 20MHz ）. 同轴电缆. 示波管. X 轴系统. Y 轴系统. Y 轴偏转. AC. 加速聚焦. 荧 光 屏. 电子枪. Ｙ. DC. GND. X 轴偏转. Y 轴放大器. MODE.

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Presentation Transcript

  1. 实验十九电子示波器的使用 主讲教师： 大连大学基础物理实验中心

  2. 一、实验目的 1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理 2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法 3、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知信号的频率；

  3. 二、实验仪器 信号发生器 (YB3003型) 通用双通道示波器 （YB43020B 20MHz） 同轴电缆

  4. 示波管 X轴系统 Y轴系统 Y轴偏转 AC 加速聚焦 荧 光 屏 电子枪 Ｙ DC GND X轴偏转 Y轴放大器 MODE source 同步触发电路 锯齿波发生器 X轴放大器 INT Z轴电路 EXT 扫描 Ｘ X-Y 三、实验原理 1 示波器原理框图

  5. 示波管 + + + + 2 电子束在电场中的偏转原理 偏转原理 Y轴偏转 荧 光 屏 加速聚焦 电子枪 偏转板上无电压时 偏转板上有电压时

  6. 只在竖直偏转板上加正弦电压的情形 只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形 示波器显示正弦波原理图 • 扫描原理

  7. 3 示波器的显示原理(波形图） 示波管 U y t Y轴偏转 U x 加速聚焦 荧 光 屏 电子枪 X轴偏转 t 示波原理 X轴上加扫描信号（锯齿波电压） 时，显示Y轴上输入信号的波形。

  8. 同步（整步）原理 扫描时由于锯齿波周期性复原，要求光点所画的轨迹和第一周期的完全重合，再由视觉残留，观察到一个稳定的波形 。 Tx=nTy , fy=nfx 紊乱的波形 • 触发同步电路，它从垂直放大电路中取出部分待测信号，输入到扫描发生器，迫使锯齿波与待测信号同步，此称为“内同步”.操作时使用“电平”（LEVEL）旋钮 。

  9. 示波管 f f 1 1 : = : y U x y Y轴偏转 U x 加速聚焦 荧 光 屏 电子枪 X轴偏转 3、示波器的显示原理（利萨如图形） 李萨如原理 Ｘ轴、Ｙ轴都加正弦信号时， 显示利萨如图形。

  10. 示波管 U y f f 2 1 : = : y x Y轴偏转 U x 加速聚焦 荧 光 屏 电子枪 X轴偏转 示波器的显示原理（利萨茹图形） 李萨如续 Ｘ轴、Ｙ轴都加正弦信号时， 显示利萨如图形。

  11. 利用利萨如图形测量频率 • 利萨如图形实质：沿Y轴方向的简谐运动与沿X 轴方向的简谐运动合成的一种合运动。 • 利萨如图形测定未知信号的频率

  12. 四、实验仪器的使用 数字输入 频率调节 幅度调节 AB路切换 数值调节 1 YB32005型信号发生器 移动光标 波形、频率、幅度、相位 显示 信号输出 波形选择 输出开关

  13. 四、实验仪器的使用 聚焦：图像清晰度调节 亮度：图像亮度调节 2 YB43020B型双踪示波器 电源开关 (1) 初始化调节 电源指示灯

  14. CH1或CH2：1或2单独显示 垂直位移 CH1或CH2：被测信号输入端口 水平位移 (2) 显示待测信号波形 GND： 输入零信号 被测信号耦合方式AC：交流输入 DC： 直流输入 被测信号输入

  15. SEC/DIV：调节扫描速度，指示水平方向每格的扫描时间SEC/DIV：调节扫描速度，指示水平方向每格的扫描时间 (2) 显示待测信号波形 VOLTS/DIV：调节垂直灵敏度，指示垂直方向每格的电压值 微调：连续调节扫描速率 校准时使用 微调：连续调节垂直灵敏度 校准时使用 X-Y工作方式：CH1输入X轴信号，CH2输入Y轴信号，合成李萨如图形 校准信号

  16. CH1或CH2输入 (2) 显示待测信号波形 自动（AUTO)：扫描发生器自动工作 电平（LEVEL）：调节被测信号在某一电平触发扫描 选择触发源信号 内：CH1 CH2 常态

  17. (3) 测量信号电压与周期 T=0.1mS/div×5.0格 =0.5mS f=1/T=2000Hz 5.0格 5.0格 VPP=0.2V/div×5.0格 =1V

  18. 适当调整CH1、CH2 垂直灵敏度 垂直、水平位移 (4) 观测李萨如图形 AB路切换 频率调节 X-Y工作方式：CH1输入X轴信号，CH2输入Y轴信号，合成李萨如图形 A、B同时输出 相位调节

  19. 五、实验内容 1、观察波形（正弦波、三角波任选） 2、测量信号电压与周期 数据处理： 1.计算信号的电压峰峰值；比较峰峰值的计算值和输出值，计算百分误差。 2.计算信号的周期和频率；比较频率的计算值和输出值，计算百分误差。 周期=扫描速度×周期格数 频率=1/周期

  20. 3、测绘李萨如图形 不限于下述比例，可任选三种其他比例

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