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北京科技大学 物理实验报告
示波器的使用
学院
一、实验目的与实验仪器
1)了解示波器的结构和工作原理。 2)熟练掌握示波器的基本操作。
3)学会用示波器测量电压、频率和相位差的方法。 4)学会周期信号的频谱分析。
5)观察李萨如图形、拍现象,加深对振动合成的理解
TBS1102-EDU 型数字存储示波器,TFG6920A型函数/任意波形发生器 二、实验原理
三、实验步骤
1,使用"自动设置"观察信号波形
将CHA接 输入通道CH1,选择1X的衰减系数,改变输出波形,分别在示波器上观察稳压的正弦,方波,三角形信号波形。 2. 刻度法测量正弦信号的参数
调节信号发生器,使A路输出50Hz正弦信号,采用刻度法测量信号的峰峰电压、周期,记录数据,计算频率、有效值。 3.方波信号的频谱观察与测量 1)频谱观察 A路输出10KHz方波信号,旋转标度旋钮至正确显示整个信号,开启CH1 平顶窗功能,记录频谱图
2)频谱测量 将幅度最高谱线右移至显示屏中心刻度处,缩放系数X2放大,采用光标法测量FFT谱线的幅度和频率。依次测量记录5条谱线的幅度与频率,记录到相应的表格,画图并分析
实验报告
自动化 班级 智能1602 学号 41623458 姓名 梁荣敏
北京科技大学 物理实验报告
4. 拍现象观察与测量 将输出端CHA、CHB接输入通道CH1、CH2,调节信号发生器输出幅度相同的正弦信号,v1=150Hz,v2=130Hz,按Autoset键获得稳定的波形。选择叠加测量,调节水平标度旋钮,观察叠加形成的拍现象。测量拍的周期,并记录数据到表中,计算频率。 5.李萨如图形观察与测量 1)频率测量 CHA、CHB分别接CH1、CH2,A路输出50Hz,B路分别输出25Hz、75Hz、100Hz、200Hz正弦信号,选择XY模式,观察李萨如图形,调节各个相关旋钮至图形在屏上显示适当,记录数据入表。
2)相位差测量 CHA、CHB分别接CH1、CH2,A、B路输出50Hz正弦信号,A路输出相位0,B路输出相位45°,读取A B值,计算相位差 四、数据处理
五、分析讨论
观察李萨如合成波形时,由于波形是两个垂直的正弦波叠加的,波频率变化时,图形也会发生变化,某一方向的波频率越大,合成后的图形相较来说在这一方向上就越短,反之就会越长,当两波的频率接近时构成的图形最复杂。
实验中,使用信号发生器调节想要的波时,电压峰值,有效值,峰—峰值要注意,Upp=2*Um,非常容易混淆,稍有大意就会得到错误的输出波形。
波的叠加时,|ν1-ν2|与ν1+ν2相比很小时才能看到明显的拍现象。原因是合振动的振动方程式Y=2Acos(π(ν1-ν2)t)cos(π(ν1+ν2)t+φ)只有在|ν1-ν2|与ν1+ν2相比很小时整个方程的y才会相对而言比较大,才能观察到明显的拍现象。 除此之外,要想得到准确的数据,合理调整波形在屏上的位置以及不同的分度值也尤其重要。合理地刻度更容易得到真实的数据,也更容易得到正确的结论。
六、实验结论
数字示波器丰富的功能为观察和测量各种波形提供了极大便利,不仅能读取还能存储。具有
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两个输入通道,可以输入两个波形,进行比较和合成。
1. 信号发生器可同时输出两个通道的波,波的波形,幅值、频率等性质皆可设置。
2. 示波器可以有效直观地将信号发生器输入的波形显示在屏幕上,并表示出波的峰值、频率、幅值等特性。
3. 此次实验中通过刻度法、光标法,自动测量法可以得到目标电压峰值、频率以及相位差的数据,其中自动测量法最省事,方便。最终计算的结果和原始给定的数值误差不大。 4. 可以通过两个输入的李萨如图形与X,Y轴交点数的比值可以得出两个信号的频率比,借此可以计算部分信号的相关频率。
七、原始数据
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