实验十示波器的使用.doc

实验六示波器的使用[实验目的]。。。(演示)测量电压、频率和相位(选做)等。[实验仪器]示波器一台、信号发生器一台(演示利萨如图形时需2台)[实验原理]阴极射线示波器简称为示波器,它可显示电信号变化过程的图形,以及两个相关量的函数图形。在现代科学技术领域中,各种电学量、磁学量和非电量转换来的电信号均可用示波器进行观察和测量。一、示波器的构造和工作原理(了解)通用示波器一般由示波管、扫描发生器、XY偏转系统、同步系统以及电源五个部分组成(如图1所示):图1示波器的组成下面分别简单说明之。1、示波管左端为一电子枪,右端为荧光屏。电子枪加热后发射电子束,电子在阳极电压的作用下经加速,聚焦后打在荧光屏上,屏上的荧光物即发光形成一亮点。在电子枪与荧光屏之间有两对相互垂直的平行极板,称为偏转板。横向一对称为C轴偏转板(又称水平偏转板或横偏),在示波器面板上对应时间灵敏度(TIME/DIV)。纵向一对称为U轴偏转板(又称垂直偏转板或纵偏),在示波器面板上对应电压灵敏度(V/DIV)。如果偏转板上加上电压,则平行板间建立起电场,当电子束通过偏转板间时,将受电场的作用而发生偏转,从而使电子束在荧光屏上的亮点位置也随着改变。二、扫描发生器(理解)扫描发生器就是锯齿形电压发生器,它能输出一个锯齿形的电压(如图3所示):VxEt0t1t2t3tt0→t1-ET(a)锯齿波电压(b)水平方向扫描图像图3扫描电压(a)和扫描(b)如果在Y偏转板上不加电压,把扫描发生器输出的锯齿电压加在水平偏转板两端,则平行板间产生一个随锯齿电压变化而变化的电场,此变化电场使电子束在荧光屏上的光点移动,在亮点移动的过程中,当扫描速度加快,超过人眼视觉惰性时,由于荧光屏上的余辉和视觉暂留作用,我们在荧光屏上看到的是一条水平亮线。如果在Y偏转板上加上正弦电压,而X偏转板上不加任何电压,则在纵偏板间产生一个随正弦电压变化而变化的电场,电子束在此电场的作用下在纵方向上下偏转,于是荧光屏上的亮点在纵方向随时间做正弦振荡,,同时在横偏转板上加上锯齿形电压,则电子束同时参与水平和竖直两个方向上的运动,故屏上亮点的位移将是方向相垂直的两种位移的合成位移,此时,我们看到屏上是与纵偏转信号一致的正弦图形(如图4所示):只在X偏转板上加上锯齿波电压时只在Y偏转板上加上正弦电压时图4亮点的合成位移图如果正弦波与锯齿波的周期相同(即频率相同),则屏上出现一个周期的完整稳定波形。当正弦波的频率为锯齿波的n倍时(n为整数),,屏上的图形将复杂、零乱而不稳定。三、同步触发系统(了解)要在屏上得到稳定的图形,必须保证信号频率是锯齿波频率的整数倍。这一点,光靠人工调节扫描电压的频率往往不能准确地满足,特别是信号频率较高时尤其困难,同步电路就是为解决这个问题而设置的。同步电路实际上就是自动频率跟踪电路,在人工调节到信号频率接近扫描电压频率整数倍(即图形接近稳定),加入“同步”信号,扫描电压的频率就会自动跟踪信号频率,而使信号频率准确地等于扫描电压的整数倍,从而获得稳定的波形。同步系统包括“整步选