示波器实验报告（85-90分）

一、实验目的

 [由学生写，线上学习不用写]

1、了解示波器的构造和工作原理。

2、利用示波器观察波形，掌握测量电压、周期和频率的方法。

3、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量位置信号的频率。

二、实验仪器

示波器，信号发生器，未知信号源。

三、实验原理

1.示波器的基本结构 
[由学生写，线上学习不用写]

示波器由示波管(又称阴极射线管)、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成。其中示波管是示波器的基本构件，它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成，被封装在高真空的玻璃管内，电子枪是示波管的核心部分，由阴极、栅极和阳极组成。

2.用x轴时基测时间参数
[由学生写，线上学习不用写]

设待测信号接y轴输入端，则Ty是待测信号的周期，Tx是x轴扫描信号的。周期，N是一个扫描周期内所显示的待测信号的波形周期个数。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，在实际测量中，  采用      T=时基单位x波形厘米数。 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
[由学生写，线上学习不用写]

如果将不同的信号分别输入y轴和x轴的输入端，当两个信号的频率满足一定关系时，荧光屏上会显示出李萨如图形。将被测正弦信号加到y偏转板，将参考正弦信号加到x偏转板，当两者的频率之比是整数时，在荧光屏上将出现李萨如图。对稳定不动的图形分别做水平直线和竖直直线与图形相切，设水平线上及竖直线上的切点数之比可得两信号的频率之比。

四、实验内容

1.用X轴的时基测量信号的时间和幅值参数
[由学生写，线上学习不用写]

1、测量示波器自带方波输出信号的周期(时基分别为0.1 ms/cm，0.2 ms/cm，0.5ms/cm)：测示波器校准信号周期连接示波器CH1和示波器校准信号。校准信号为周期1KHz,峰峰值为4V的对称方波信号。调节电平旋钮，使信号稳定。调节示波器聚焦旋钮和辉度旋钮使示波器显示屏中的信号清晰。调节CH1幅度调节旋钮和CH1幅度微调旋钮，校准信号显现为峰峰值为4V。调节示波器时间灵敏度旋钮和扫描微调旋钮，校准信号周期显示为1KHz。

2、选择信号发生器的对称方波接y输入(幅度和y轴量程任选)，信号频率为200Hz～2kHz(每隔200Hz测一次)，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。打开信号发生开关，打开信号发生器，信号频率为200Hz～2kHz(每隔200Hz测一次)，调节信号频率，波形选择对称方波，选择示波器合适的时基，调节时间灵敏度旋钮，使信号满屏，测量对应频率的厘米数、周期和频率。同时把示波器中的方式拨动开关调到CH2档上。

3、选择信号发生器的非对称方波接Y轴，频率分别为200，500，1K，2K，5K，10K，20K，（Hz），测量各频率时的周期和方波的宽度。

4、改变信号发生器输出波形为三角波，频率为500Hz、1kHz、1.5kHz，测量各个频率时的上升时间。下降时间和周期。

2.观察李萨如图形并测量频率

[由学生写，线上学习不用写]

用信号发生器和未知信号源分别接y轴和x轴，信号发生器输出为正弦波，调节信号发生器的频率，示波器中的“x-y”按钮按下，方式调节到CH1（或CH2），触发源选择CH2（或CH1）,观察李萨如图像。

五、数据处理

[学生写]
★ 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）： 

时基ms/cm

0.1

0.2

0.5

格数

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： 

时基ms/cm

1

0.5

0.2

0.2

0.2

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

信号发生器频率/Hz

200.0

400.0

600.0

800.0

1000.0

1200.0

1400.0

1600.0

1800.0

2000.0

厘米数

5

5

8

6

5

8

7

6

5.5

5

周期/ms

5

2.5

1.6

1.2

1

0.8

0.7

0.6

0.55

0.5

频率/Hz

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

根据相关的参数，获得图型信息

(3)选择方波接Y轴，测量各频率的周期的占空比，作 信号频率~测量频率 曲线： 

时基ms/cm

1

0.5

0.2

0.1

0.05

0.02

0.01

信号发生器频率/Hz

200.0

500.0

1000.0

2000.0

5000.0

10000.0

20000.0

厘米数

5

4

5

5

4

5

5

周期/ms

5

2

1

0.5

0.2

0.1

0.05

频率/Hz

200

500

1000

2000

5000

10000

20000

占空比

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

(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

2.5

1

0.5

下降时间/ms

2.5

1

0.5

周期/ms

2

1

0.7

 2. 观察李萨如图形并测量频率(注：由于实验室里面采用数字信号发生器，在此实验中只需设定好X，Y的信号频率，观察图像即可)

计算公式：

【1】若Fy/Fx=2/1,令Fx=  600     Hz     则 Fy=1200Hz

【2】若Fy/Fx=3/2,令Fx=  1000     Hz   则Fy=1500Hz

【3】若Fy/Fx=3/4,令Fx=  1600     Hz   则Fy=1200Hz

六、思考题

1.用示波器测频率几种方法，各有什么有何有优缺点？

[学生写]

周期法：

优点：周期法适用于任何频率的信号，并且过程比较简单。

缺点：误差较大，因为示波器显示的是波形,只能读出波的周期,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。

李萨如图形法：

优点：可以直观的观察出波形。测量相对准确。

缺点：操作比较费时，同时，它只是适合测量频率较低的信号。

2. 假定在示波器的y轴输入一个正弦电压，所用的水平扫描频率为120Hz，在荧光屏上出现三个稳定完整的正弦波形，那么输入信号的频率是多少？这是否是测量信号频率的好方法？为什么？

[学生写]

输入信号频率是360Hz，是比较好的方法，比较直观。但是只能看到信号的综合叠加后的情况，只反映出了交流电的波形，而电压值还要测算。

九、实验总结       

[学生写]

本次实验利用示波器测量了示波器自带方波输出信号的周期，并且用时基为0.1ms/cm测出的数据更准确，因为此时基下只显示了一个周期，在屏幕一定的情况下相当于放大了周期长度，缩小了误差，置信度较大。

减小误差注意事项：（1）在读取数据时一定要认真，尽量减小因人为因素导致的误差，并且在使用示波器测量信号前，先把聚焦调整好，以免造成读数误差。

（2）观察李萨如图形时，通过自用信号发生器的频率微调旋钮，使李萨如图形尽可能稳定时，再测量y轴和x轴的切点数。

心得体会：此次实验是更加接近于一种体验性的实验，通过这次试验，我熟悉了示波器的使用方法，并且体会到了示波器中所表现的将一些不可见的动态量转化为另一种量直观的表现出来的方法。

十、原始数据：

[由学生写，线上学习不用写]