一、實驗目的
1.了解雙蹤示波器顯示波形的工作原理;2.學會利用雙蹤示波器觀測電壓訊號;
3.學會利用雙蹤示波器觀察李薩如圖形,並利用其測量正弦訊號的頻率。
二、實驗儀器
訊號發生器、雙蹤示波器、探頭。
三、實驗原理
1.示波器
2.雙蹤示波器的原理3.示波器顯示波形原理
如果在ych1或ch2埠加上正弦波,在示波器的x偏轉板加上示波器內部的鋸齒波,當鋸齒波電壓的變化週期與正弦電壓的週期相等時,則顯示完整週期的正弦波形,如圖3,若在ych1和ych2同時加上正弦波,在示波器的x偏轉板加上示波器內部的鋸齒波,則在螢光屏上將得到兩個正弦波。
4.李薩如圖形的基本原理
在示波器的y偏轉板和x偏轉板上分別加上正弦波,當訊號的頻率比值為簡單整數比時,得到李薩如圖形。fx、fy為x,y偏轉板上訊號頻率,nx、ny為李薩如圖形與假想水平線、垂直線的切點數目。
四、實驗內容與步驟
1.檢查示波器是否有兩條掃瞄線
a.開啟電源開關,指示應亮,預熱三分鐘,將面板上的旋鈕置於下列位置:「⊥」;
「交替」;「自激」;「+」;「電視」或「內」;掃瞄開關放在快掃瞄的位置。b.觀察光跡偏離位置,根據箭頭所指的方向調節y1,y2,x位移旋鈕。
c.為了使掃瞄線清晰,刻調節輝度、聚焦、輔助聚焦等旋鈕。
2.觀察波形,並測量波形的週期、頻率和幅度。
a.用示波器觀察em1635函式發生器的輸出波形,選頻率為1khz的正弦訊號,用gb-9b交流毫伏表或da-16交流毫伏表測量函式發生器的輸出,調節「輸出旋鈕」(amplitude),使交流毫伏表指示為3v,將函式發生器的輸出與示波器y1,y2通道輸入相連線,調節「電平」旋鈕,改變掃瞄時間,調出4~5個穩定的波形。再將方式選擇開關置「交替」、「y1」、「y1,+y2」、「y2」、「斷續」,並記錄旋鈕再以上五種位置的波形。(注意:
將y2極性開關放在使y1+y2
=2y2的位置)
b.用em1635函式發生器輸出頻率為2khz、幅度為6vp-p的正弦波,用示波器測量它的週期、頻率和幅度值。並用交流毫伏表監視em1635函式發生器
的輸出,結果填表2-1-1。
表2-1-13.直流電壓測量。測量jw-221雙路直流穩壓電源的6v、12v、18v三種情況下的電壓。計算相對誤差,列表表示。(測試方法見第一部分第一節,三、使
用方法四)4.電子管交流毫伏表的使用。該儀表是一種專測正弦電壓有效值的議器,它有
高的輸入及低的輸動阻抗,因此對被測量的量影響很小。
為降低測量誤差和干擾,當和電路連線時應使是伏表的「地線「接線柱與被測電路的低電位點相連.電路的高電位點與毫伏表的「紅」(接線柱相連。拆線時,則
相反,這樣可以避免打環表針。
先將「量程」開關轉置300v檔。然後接通電源預熱3miin以上。將電子管毫伏表的「輸人」端用導線短接,接著將「量程」開關轉至所需要測量的範圍欄上。
調節「零點調整」電位器使表針指示為零。緊接著將「量程」轉換開關轉置300v檔,才能拆除輸入短路線。觀察50hz交流于擾電壓對毫儀表的影響;當毫伏表的輸入端開路時,將量程開關由300檔慢慢的轉向低檔時,觀察表針的變化;用手靠近輸入端時;再觀察指標的變化。
觀察完後,將「轉換開關」立即轉回300v
檔」。怎樣讀數,「量程開關」指到「l」打頭的檔上。讀表盤上面刻度值。「量程開關」指到
「3」打頭的檔上,讀表盤下面刻度值。
五、資料處理與分析
1.測正弦波的電壓峰值次數vp-p測量值
(v)1234
3.688.5613.318.8
vp-p真實值(v)
4101520
誤差(v)
0.321.441.71.2
2.測正弦波的週期、頻率次數
t真實值f真實值(s)(hz)
100104
106107
f測量值f誤差(hz)(hz)
1000100101010609.963×1063.7×104
11×10-2
21×10-431×10-641×10-7
3.利用李薩如圖形測頻率李薩如fx(圖形hz)y90
9090
9090
nx11232
nfy= nx*fx/ ny(hz)1902123
1804560135
實際測量值
(hz)
89.9
180.145.260.7135.5
六、思考題
1.簡述示波器顯示電壓——時間圖形(即電訊號波形)的原理。答:
高速電子撞擊在螢光屏上會使螢光物質發光,在螢光屏上就能看到乙個亮點,y偏轉板是水平放置的兩塊電極,x偏轉板是垂直放置的兩塊電極,在y偏轉板和x偏轉板上分別加電壓,可在螢光屏上得到相應的圖形。當然電壓不同,週期不同,所得到的圖形會不一樣。
七、注意事項
1.螢光屏上光點(掃瞄線)亮度不可調得過亮,並且不可將光點(或亮線)固定在螢光屏上某一點時間過久,以免損壞螢光屏。
2.示波器和函式訊號發生器上所有開關及旋鈕都有一定的調節限度,調節時不能用力太猛。
3.雙蹤示波器的兩路輸入端ch1,ch2有一公共接地端,同時使用ch1和ch2時,接線時應防止將外電路短路。
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