示波器使用大学物理实验报告.doc
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1、示波器的调节与使用史波(楚雄师范学院物理与电子科学系 云南 )摘要:通过对示波器发展及应用的了解, 我获得了许多以前所不知道的知识。在最初接触示波器时,仅仅对李萨如图形测频率感兴趣,认为示波器可以得到许多波形。如今我了解到和模拟示波器相比,数字示波器不仅体积小、重量轻,便于携带,属于液晶显示器,而且可以长期贮存波形,并可以对存储的波形进行放 大等多种操作和分析;特别适合测量单次和低频信号,测量低频信号时没有模拟 示波器的闪烁现象;更多的触发方式,除了模拟示波器不具备的预触发,还有逻 辑触发、脉冲宽度触发等;可以通过 GPIB、RS232、USB 接口同计算机、打印机、 绘图仪连接,可以打印、存
2、档、分析文件;有强大的波形处理能力,能自动测量频率、上升时间、脉冲宽度等很多参数。关键词:示波器 波形 闪烁现象 参数中图分类号:0441 文献标识码:A 文章编号:Scope of adjustment and useShi Bo(Department Of Physics And Electronic Science ChuXiong Normal University )Abstract:Through the oscilloscope development and application of the understanding, I received many previously
3、 dont know knowledge. In the initial contact oscilloscope, only to lissajous figures measuring frequency interested, think oscilloscope can get many waveform. Now I know and analog oscilloscope, compared to digital oscilloscope is not only small volume, light weight, easy to carry, belongs to the li
4、quid crystal display, but also long-term storage waveform, and can store waveforms were put big and so on many kinds of operation and analysis; Especially suitable for measuring single and low frequency signal, measuring low frequency signal without analog oscilloscope flickering phenomenon; More tr
5、igger mode, in addition to analog oscilloscope dont have the preliminary trigger, and trigger logic album, pulse width trigger, etc.; Can through the GPIB, RS232, USB interface with meter Key words:The oscilloscopethe waveformflicker phenomenon parameters引言 示波器是一种图形显示设备,它描绘电信号的波形曲线。这一简单的波形能 够说明信号的许多
6、特性:信号的时间和电压值、振荡信号的频率、信号所代表电 路中“变化部分”信号的特定部分相对于其它部分的发生频率、 是否存在故障部件 使信号产生失真、信号的 DC 成份和 AC 成份、信号的噪声值和噪声随时间变化 的情况、比较多个波形信号等。示波器的发展初期主要为模拟示波器, 模拟示波器要提高带宽, 需要示波管、 垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的 A/D 转换器的性能,对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用 记忆、存储和处理,以及多种触发和预前触发能力。中期数字示波器首先在取样率上提高,从最初取样率等于两倍带宽,提高至五倍甚至十倍,相应对正弦波取
7、样引入的失真也从 100%降低至3%甚至1%。其次,提高数字示波器的更新率,达到模拟示波器相同水平,最高可达每秒 40 万 个波形,使观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲的能力大为增强。再次,采用多处理器 加快信号处理能力,从多重菜单的烦琐测量参数调节,改进为简单的旋钮调节, 甚至完全自动测量,使用上与模拟示波器同样方便。最后,数字示波器与模拟示 波器一样具有屏幕的余辉方式显示, 赋于波形的三维状态, 即显示出信号的幅值、 时间以及幅值在时间上的分布。 【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
8、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
9、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。
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