Bzulrzj示波器物理实验报告
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物理实验报告
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实验八 示波器的原理和使用
［实验目的］
1、 了解示波器的工作原理；
2、 学会示波器的基本使用方法，为以后的实验打下基础。 ［实验原理］
1、 示波器的基本组成部分：示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和
直流电源等。
2、 示波管左端为一电子枪，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。 3、 示波器显示波形的原理：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，两个方向的位移合成就描出了正弦图形。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。要使显示的波形稳定，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波；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。示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但光靠人工调节还是不够准确，所以在示波器内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，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。
4、 李萨如图形的基本原理：如果同时从示波器的x轴和y轴输入频率相同或成简单整数比
的两个正弦电压，则屏幕上将呈现出特殊形状的、稳定的光点轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。李萨如图形的形成规律为：如果沿x，y分别作一条直线，水平方向的直线做多可得的交点数为N（x），竖直方向最多可得的交点数为N（y），则x和y方向输入的两正弦波的频率之比为 f（x）：f（y）=N（y）：N（x）。 ［实验仪器与用具］
SS-5702A双踪示波器、XD1信号发生器、XD2信号发生器。 ［数据记录与处理］
1、观察未加信号的光点，练习辉度、聚焦、X轴位置、Y轴位置的调节，体会相应旋钮的
作用，然后加上X轴扫描信号，从大到小逐步改变扫描时间，观察和体会光点的扫描动作。 2、和练习测量示波器内部产生的校准信号。 ① 固定Y轴分度值为0.1V/DIV，分别换用不同的扫描时间（0.2ms/DIV，0.5ms/DIV）
测量示波器校准信号的周期和频率列表（固定Y分度值）
3用示波器测量正弦信号的有效值
将示波器的Y轴分度值微调钮置于校准位置，区分度值2V/DIV，将XD2A信号接入示波器，依次取XD2A交流电压表的示值为1.00V、2.00V、3.00V、4.00V、5.00V。读出相应的峰峰值的格数，计算相应的峰峰值U(PP)，再由公式U(eff)=U(PP)/22计算出电压有效值U(eff)，将其与示值U比较，计算出△U，在坐标纸上作出校准曲线。 有效值并作校准曲线（Y分度值=2 V/DIV）
校准曲线：
4、观察李萨如图形，测量未知信号的频率
将两台信号发生器的信号分别从示波器的X、Y端口接入，为避免外界影响，将负极接地。将Y端口输入的信号固定作为待测信号，取其值为120Hz，调节X端口的输入信号，使 f(y)：f(x)的值分别为1：1，2：1，3：1，3：2，5：2。微调X信号尽可能使示波器上出现稳定的波形，记录X信号的频率。画出相应的李萨如图形，根据所得数据算出待测频率的
［思考题］
1、 如果打开示波器的电源开关后，在屏幕上既看不到扫面线又看不到光点，可能有哪些原
因？因分别做怎么样的调节？ 答：
2、 如果图形不稳定，总是向左或向右移动，该如何调节？ 答：图形不稳定的原因是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曲线上的起点均不一样，屏幕上显示的波形每次都不重叠，好像波形在向左或向右移动。为获得稳定的波形，可以调节示波器上的“扫描时间”和“扫描微调”旋钮，使扫描锯齿波电压的周期与被测信号的周期成合适关系，从而得到所需数目的、完整的、稳定的被测波形。另外，还可打开示波器的“扫描同步”装置，让锯齿波的扫描起点自动跟着被测信号改变，消除外界因素对其造成的影响。
3、 如果Y轴信号的频率f（y）比X轴扫描信号的频率f（x）大很多，示波器上将看到什
么情行？相反若f（y）比f（x）小很多，又看到什么情形？
答：如果f（y）比f（x）大很多，示波器上显示的波形将会是纵向很密集的波形，和横轴的交点很少；反之，则会看到横向很密集的波形，和纵轴的交点很少。