示波器和信号发生器的使用

2022-09-29 20:00:19   文档大全网     [ 字体: ] [ 阅读: ]

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实验七 示波器和信号发生器的使用

一、 实验目的

1 了解示波器的工作原理。

2 掌握示波器和信号发生器的使用方法。 二、 实验仪器

双踪示波器 信号发生器 若干电阻、电容 三、 预习要求

1 了解示波器的原理,预习示波器的使用方法。 2 预习信号发生器的使用方法。 四、 实验原理 1 示波器。

示波器是一种综合的电信号特性测量仪器,它可以直接显示出电信号的波形,测量出信号的幅度、频率、脉宽、相位、同频率信号的相位差等参数。

2 信号发生器是用来产生不同形状、不同频率波形的仪器,实验中常用作信号源。信号的波形、周期

(或频率)和幅值可以通过开关和旋钮加以调节。 五、 实验内容

1.寻找扫描光迹。

接通示波器电源(220V),预热1-2分钟。如果仍找不到光点,可调节亮度旋钮,适当调节垂直和水平位移旋钮,将光点移至屏幕的中心位置。调节扫描灵敏度旋钮可使扫描光迹成为一条扫描线。调节辉度(亮度)、聚焦、标尺亮度旋钮,使扫描线成为一条亮度适中、清晰纤细的直线。 2.熟悉双踪示波器面板主要旋钮(或开关)作用。

为了显示稳定的波形,需要注意几个主要旋钮或开关的位置。 “触发源方式”开关(SOURCE MODE):通常为内触发。

“内触发源方式”开关(INT TRIG):通常置于所用通道位置。当用于双路显示时,为比较两个波形

的相对位置,可将其置于交替(VERT MODE)位置。 (扫描)触发方式:通常置于自动位置。

显示方式:根据需要可置于CH1CH2ALT(交替显示两路高频信号)、 CHOP(断续显示两路低频

信号)、 ADD(显示两路信号之和)。

扫描灵敏度开关:表示横轴方向一个大格的时间。根据被测信号周期确定。 幅度灵敏度开关:表示纵轴方向一个大格的电压。根据被测信号幅度确定。

在测量波形的周期和幅值时,应注意将扫描微调旋钮和垂直(Y轴)微调旋钮置于校准位置。 当输入波形左右移动、不稳定时,可调节触发电平旋钮使波形稳定。 3 示波器内校准信号的自检

1 调出校准信号:将示波器内的方波校准信号,通过专用电缆线接入通道1(或通道2),调节示

波器各有关旋钮和开关,在屏幕上可以显示出方波。

2 测量校准信号幅值和频率:将水平和垂直灵敏度开关打到校准位置,读取幅值和周期,并计算频

,记入表格1-17。如果与标称值相比误差较大,请指导教师给予校准。

3 测量校准信号的上升时间:调节Y轴灵敏度开关,并移动波形,使方波在垂直方向上正好占据中

心轴上,且上下对称,便于阅读;提高X轴(扫描)灵敏度,使波形在X轴方向扩展(必要时可利用“扫描扩展”开关将X轴灵敏度扩展10倍),读取上升时间,记入表格1-17

表格1-17 校准信号的测量



标准值 测量值


幅度(UP-P/V 频率 f /Hz 上升时间t /μS





4.正弦波的测量。

1)将示波器的幅度和扫描微调旋钮打到校准位置。

2)将函数信号发生器的波形选择开关置于“正弦”位置,通过示波器的探头将信号引入Y1通道(或Y2同道)。

3)幅值和频率的测量:调节信号发生器分别输出500Hz1KHz(频率计读数)正弦信号,用万用表测量并调节信号电压为2V。在示波器上读出信号的周期和幅值,记入表格1-18,并与已知值(频率计读数)相比较。

表格 1-18 正弦波参数的测量

正弦信号参数 频率/Hz 500 1000

电压有效值/V

2 2

示波器测量值 周期/S

峰峰值/V

频率/Hz

计算值

电压有效值/V



4)相位差的测量:

按照图1-41连接实验线路,将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHz,幅值为2V的正弦波,

RC移相网络,获得频率相同但相位不同的两路信号uiuR ,分别加到双踪示波器的Y1Y2输入端。

1-41 正弦波相位差测量电路

把显示方式开关置于“交替”档位,将Y1Y2输入耦合方式开关置于“GND”档位,调节Y1Y2

垂直位移旋钮,使两条扫描基线重合,再将两路的输入耦合方式开关置于“AC”档位,调节扫描开关Y1Y2灵敏度开关,此时在荧光屏上将显示出uiuR两个相位不同的正弦波,如图1-42所示。

1-42 相位差测量原理

两波形的相位差为:x2。式中:x为两波形X轴方向差距格数,X为波形一周期所占的格

X

数。将两波形及其有关测量和计算数据记入表格1-19

表格1-19 相位差的测量

X

测量值 X

计算值

ΔX

φ

理论 φ

X

5.方波脉冲信号的测量。

1 调节信号发生器,将其波形选择开关置于“方波”位置。

2 调节信号源的输出幅度为3.0V(用示波器测定),分别观测100Hz1KHz10KHz方波信号的波

形参数。

3 使信号频率保持在1KHz,调节幅度(和脉宽)旋钮,观测波形参数的变化,并记录之。 六、 实验注意事项

1 示波器的辉度不要太亮,光点不要长时间停留在一点上,以免损伤荧光屏。

2 调节示波器器旋钮时,动作不要过猛。示波器暂时不用时可将亮度调暗,不必关断电源。 3 调节示波器时,要注意触发方式开关和触发电平旋钮的配合使用,以使显示的波形稳定。 4 用示波器作定量测量时,横轴和纵轴灵敏度的微调旋钮应置于“校准”位置。 5 信号发生器输出端严禁短路。

6 为防止外界干扰,函数信号发生器与示波器的接地端应连接在一起(共地)。 七、 实验报告要求


1 整理实验数据,绘制有关波形,并进行分析。

2 总结示波器各主要开关或旋钮的作用,以及用示波器观测电信号的主要方法。 3 回答思考题。 八、 思考题

1 用示波器观察正弦波时,如果荧光屏上出现下列情况,试说明测试系统中哪些开关或旋钮的位置不

对?应该如何调节? a 无图形 b 一条直线

c 幅值超出了屏幕 d 一组不断移动的波形

2 用双踪示波器比较相位时,应怎样选择下列开关的位置? a 显示方式(Y1Y2ADD;交替;断续) b 触发方式(常态;自动) c 触发源方式(内;外)

d 内触发源方式(CH1CH2VERT

3 在测定相位差电路中,已知电路参数,预先计算两路输出电压的相位差。 4 如果用示波器观测两通道波形的相减运算,需要调节哪几个旋钮?


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