8.示波器的使用.ppt

实验八示波器的使用 大学物理实验 简 介 示波器是一种用途广泛的电子测量仪器，它利用示波管内电子束在电场中的偏转，显示随时间变化的电信号波形， 并能测量其瞬时值。用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差，一些性能较好的示波器如数字存储示波器，可以将输入的电信号存储起来以备分析和比较。 在实际应用中，只要能通过适当的传感器把其它的电学量（如电流、电功率、阻抗等）和非电学量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率等）以及它们随时间变化过程转化为电压的变化，示波器就能用来观察和研究这些量的变化规律。由于电子射线的惯性小，又能在荧屏上显示出可见的图像，所以示波器特别适用于观测瞬时变化过程。 主要内容 实验原理 实验内容 注意事项 实验目的 实验仪器 数据处理 实验目的 1．了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理。 2．学习和掌握用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率的方法。 3．学习用李萨如图形测量频率的方法。 返回 实验原理 1. 示波器结构示意图 2. 示波器显示波形的原理 （1） 扫描作用 （2）触发扫描（同步） 扫描电路在被测脉冲信号或与之有一定关系的外来脉冲信号的触发下，产生扫描电压，经过一定时间后又自动恢复到起始状态，完成一次扫描，然后等待下一个脉冲的到来，再重新进行一次扫描。 由于扫描的起点由触发信号控制，每次显示的波形必定重合，图象必然稳定，现代通用示波器一般都有触发扫描功能。 （3）同步条件 返回 数字信号发生器 示 波 器 模拟信号发生器 实验仪器 返回 习题解答实验八　示波器的使用 【预习思考题】 1．荧光屏上无光点出现，有哪些可能的原因？怎样调节才能使光点出现？ 　　可能的原因有：电源没有打开、亮度太小或没有、光点的位置偏离了显示屏。首先检查电源开关是否打开，（看电源指示灯是否亮）然后将亮度旋钮调至较大，（顺时针方向调节）将Ｘ轴、Ｙ轴输入端接地，调节水平位移和竖直位移，直至亮点出现在显示屏上。 2．如果被观测的图形不稳定，出现向左移或向右移的原因是什么？如何使之稳定？ 　　由波形显示原理知：原因是其扫描电压的周期与被测信号的周期不相等或不成整数倍，以致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的。要想使显示屏上的图形稳定，必须使扫描电压的周期与被测信号的周期之间满足Tx/Ty=n（n＝1，2，3，…），n是屏上显示完整波形的个数。 3．什么是同步？实现同步有几种调整方法？如何操作？ 　　用?Y轴信号频率去控制扫描发生器的频率，使信号频率准确地等于扫描频率或成整数倍，该电路的控制作用，称为同步。这样，屏上将稳定地出现?n?个周期的?函数波形。 实现同步可用手动调节的方法和自动调节的方法。 　　手动调节：示波器上设有“扫描时间”（或“扫描范围”）、“扫描微调”旋钮，用来调节锯齿波电压的周期Tx（或频率fx），使之与被测信号的周期Ty（或频率fy）成合适的关系，从而在示波器屏上得到稳定被测波形。但输入Y轴的被测信号与示波器内部的锯齿波电压是互相独立的。由于环境或其它因素的影响，它们的周期（或频率）可能发生微小的改变。这时，虽然可通过调节扫描旋钮将周期调到整数倍的关系，但过一会儿又变了，波形又移动起来。故常用自动调节的方法。 　　自动调节：让锯齿波电压的扫描起点自动跟着被测信号改变，就能保证图形稳定。示波器内装有扫描同步装置，将扫描同步选择开关调至AUTO挡，扫描电路处于自动状态，调节电平触发旋钮，使被测信号稳定地显示在示波管屏幕上。 【分析讨论题】 1．若被测信号幅度太大（在不引起仪器损坏的前提下），则在示波器上看到什么图形?要想完整地显示图形，应如何调节？ 　　若被测信号幅度太大时看到的是不完整的波形。要想完整地显示图形，应将示波器的VOlTS/DIV垂直输入灵敏度选择开关根据被测信号的电压幅度，选择适当的档级以利观察， 2．观察李萨如图形时，能否用示波器的“同步”把图形稳定下来？ 　　不能。因为示波器的同步装置控制的是扫描发生器的频率，即所谓内触发。而观察李萨如图形时，用的是外触发信号，故调节同步不起作用。 3．示波器能否用来测量直流电压？如果能测，应如何进行？ 　　能。要测量直流电压，所用示波器的Y通道应采用直流耦合方式（如果示波器的下限频率不是0，则不能用于测量直流电压）。进行测量前，必须校准示波器的Y轴灵敏度，并将其微调旋钮旋至“校准”位置。 测量方法：将垂直输入耦合选择开关置于“⊥”，采用自动触发扫描，使荧光屏上显示一条扫描基线，然后根据被测电压极性，调节垂直位移旋钮，使扫描基线处于某特定基准位置（作０V电压线）；将输入耦合选择开关置于“DC”位置；将被测信号经衰减探头（或直接）接入示波器Y轴输入端，然后再调节Y轴灵敏度（V/cm）