2020422115728示波器实验

示波器实验报告 一、实验目的 1.了解示波器的基本原理和结构；

2.学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数。

二、实验仪器 示波器，信号发生器。

三、实验原理 1.示波器的基本结构：
示波管、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统、电源等。

图1.示波器的结构示意图 为了适用于多种量程，对于不同大小的信号，经衰减器分压后，得到大小相同的信号，经放大器放大后产生最大约20V左右的电压送至示波管的偏转板。

2.用x轴时基测时间参数 x轴扫描信号的周期，实际上是以时基单位（时间/cm或时间/度）来标示的。测量中，测量信号周期 式中的波形厘米数，可以是信号一个周期的读数（可测待测信号的周期）、正脉冲（或负脉冲）的信号宽度的读数或待测信号波形的其他参数。

3.用李萨如图形测信号的频率 将不同的信号分别输入到y轴和x轴的输入端，当两个信号的频率满足一定的关系时，在荧光屏上将显示出李萨如图形，可用测量李萨如图形的相位参数或波形的切点数来测量时间参数。

二个互相垂直的振动（有相同的自变量）的合成李萨如图形。

频率相同而振幅和相位不同时，设两个正交正弦电压分别为：
消去自变时t，得到的轨迹方程为：
两正交正弦电压的相位差一定，频率比为一个有理数时，合成的圆形是一条稳定的闭合曲线。下图是几种频率比时的图形，频率比与图形的切点数之间有下列关系：
图2.不同频率比的李萨如图形 四、实验内容 1.用X轴的时基测量信号的时间参数 (1)测量示波器自备方波输出信号的周期；

(2)选择信号发生器的对称方波接Y输入，信号频率为200Hz-2kHz（每隔200Hz测量一次），选择示波器合适的时基，测量对应频率的厘米数、周期和频率（注明X轴的时基）；

(3)选择信号发生器的方波接Y轴，选择不同的频率，测量各频率的周期的占空比；

(4)选择信号发生器的输出为三角波，测量各个频率时的上升，下降时间以及周期。

2.观察李萨如图形并测量频率。

五、数据处理 实验内容：用示波器测量时间 1.用X轴的时基测量信号的时间参数 计算公式：
(1)测量示波器自备方波输出信号的周期（时基分别为0.1ms/cm, 0.2ms/cm, 0.5ms/cm）：
表1. 测量示波器自备方波数据表格 时基ms/cm 0.1 0.2 0.5 厘米数/cm 10 5 2 周期/ms 1 1 1 (2)选择对称方波接Y输入，测量对应频率，作信号频率---测量频率曲线：
表2. 测量输入信号频率数据表格 已知频率/Hz 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 1800.0 2000.0 时基ms/cm 1 1 0.5 0.5 0.5 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 厘米数 5 2.5 3.4 2.5 2 4.3 3.5 6.3 5.5 5 周期/ms 5 2.5 1.7 1.25 1 0.86 7 0.63 0.55 0.5 测量频率/Hz 200 400 588 800 1000 1167 1429 1587 1818 2000 根据相关的参数，获得图形信息（信号发生器频率为x轴，示波器测量的频率为y轴，插入画出的图形）
由作图法可得图形斜率为：
1.0053 (3)选择方波接Y轴，测量各频率的周期的占空比：
表3. 测量各频率占空比数据表格 已知频率/Hz 200.0 500.0 1000.0 2000.0 10000.0 20000.0 时基ms/cm 1 0.5 0.2 0.1 0.02 0.01 厘米数/cm 5 5 5 5 5 5 信号周期/ms 5 2 1 0.5 0.01 0.05 正波厘米数/cm 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 占空比（正波宽度）
0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 请在此插入你所测量的信号的截图：
(4)选择信号发生器的输出为三角波，测量各个频率时的上升，下降时间以及周期：
频率/Hz 500 1000 1500 上升时间/ms 1.00 0.50 0.33 下降时间/ms 1.00 0.50 0.33 周期/ms 2.00 1.00 0.66 2.观察李萨如图形并测量频率 计算公式：
序号 李萨如图形（截图）
1 1:1 944 944 2 2:1 1886 943 3 1:2 472 844 六、思考题 1.用示波器测频率有何有优缺点？ 优点：可以直观的观察出波形 缺点：主要是误差大,因为示波器显示的是波形,我们只能读出波的周期(时间),通常是毫秒级甚至更小的数量级的,而频率是周期的倒数,这样读出的周期有一点误差计算出频率的误差就会被放大 2.在本实验中，观察李萨如图形时，为什么得不到稳定的图形？ 因为输入的电压信号是交流电压，不是恒定电压，也就是说输入信号其实是个变化值 七、实验总结：
通过各位老师的努力下，我认真地完成了此次实验，并了解示波器原理相关知识，同时还具体示波器运用及其意义。