示波器的使用探究
摘要：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；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；观察李萨如图形。
关键词： 示波器 电压 波形 李萨茹图形
中图分号：O351 文献标识码：B
引言：示波器是一种应用极广泛的电子测量仪器，主要用它观察随时间变化的电压函数图像。示波器能把抽象的看不见的周期性信号或瞬变过程，在荧光屏上描绘成具体的图像波形。
[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：
（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：
n=1,2,3,
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。
（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
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．李莎如图形的观测
（1）把信号发生器后面50Hz输出信号接到X通道，而Y通道接入可调的正弦信号
（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
1、频率测量
示波器频率计数器的测频精度 0.01%
示波器测频仪器误差 3%
函数信号发生器测频仪器误差 1%+1字
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
3、李莎如图形观察
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＝57.4KHz 
或
（2） 函数信号发生器测频
f=55.45 KH 
或
或
（3） 示波器测量电压
V1＝5.68V 
或
或
（4） 函数信号发生器测量电压
V2＝5.3V 
或
或
5、示波器操作总结表格
参考文献
【1】 沙育年 大学物理实验（电磁学部分）
【2】 杨述武 普通物理实验（电磁学部分） 高等教育出版社
第二篇：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
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。