实验二十三 示波器的使用

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【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公司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。

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，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。

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大学物理实验报告

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  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。

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《示波器的使用》实验报告

【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；

【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]

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

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：

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 20##年12月

示波器的原理及应用

摘要:本实验主要目的是了解阴极射线示波器的工作原理，用函数信号发生器产生不同频率比的电压，通过数字示波器观察李萨如图形。同时以示波器和低频信号发生器为工具，分别运用共振干涉（驻波）法和相位比较（行波）法，利用示波器将抽象的较难测量的声速转换成容易测量的物理量，然后计算得出声速，实现对示波器的灵活应用。

关键词:阴极射线示波器、数字示波器、李萨如图形、干涉、相位比较、声速测量

引言:示波器是显示被测量的瞬时值轨迹变化情况的仪器，它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器初期主要为模拟示波器，发展到一定阶段，人们发现模拟示波器有很多缺陷，而且已经到了发展的瓶颈，这些缺陷都很难得到改善，例如，模拟示波器观察低频、慢速信号存在缺陷，单次、瞬变等信号根本无法观测等等。这时数字示波器正在兴起，数字示波器可以弥补模拟示波器的很多缺陷，数字示波器可以存储波形和数据，而且测量方便，并且大大增加了可测量信号的范围，对于探测未知信号非常有用，基于以上情况，便产生了模数组合示波器。现在示波器已成为电子测量实验中不可缺少的仪器。广泛应用于科学研究、实验教学、医药卫生、电工电子和仪器仪表等各个研究领域和行业。

一、示波器的基本组成和原理：

    示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。

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大学物理实验预习报告

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实验报告

          班级：                  姓名：                 学号：        

一、实验名称

电子示波器的使用

二、实验目的

1、学会用示波器测量各种波形的电压幅度和周期；

2、能够调节稳定的李萨茹图形，并测量被测信号的频率。

三、实验仪器

OS-5020型示波器、EE1641B型函数信号发生器/计数器、GFG-8015G型函数信号发生器

四、实验原理

利用示波器所做的任何测量，都是归结为对电压的测量。测试电压时，一般测量其峰-峰值，即从峰波到峰谷之间的电压值。将被测波形移至示波管屏幕的中心位置，用灵敏度开关将被测波形控制在屏幕有效工作面积的范围内，一般把Y轴灵敏度开关的微调旋钮顺时针旋转到底。用刻度标尺分别读出与电压峰-峰值对应的垂直距离y，如图所示，这样被测的电压的峰-峰值等于灵敏度开关指示值和被测信号所占的纵轴坐标值y的乘积：

测量波形的周期时，先讲扫描速度微调开关顺时针旋转至底，调节扫描速度选择开关，使荧光屏上显示出2~3个周期的波形，那么一个周期波形所对应的水平距离x与扫描速度选择开关指示值的乘积为该波的周期：

如果两个相互垂直的简谐振动的频率不相同，但它们之间有简单的整数比关系，则合振动的轨迹为有一定规则的稳定的闭合曲线，这样的图形称为李萨如图形。当n=1，2，3，3/2时，各图形如图2所示。

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