示波器

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。传统模拟信号的示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

示波器

• 实验目的
  • 1. 熟悉示波器对电信号测量的原理
  • 2. 掌握示波器的校准、调节和测量方法
  • 3. 熟悉李萨如图的分析以及测量频率
• 实验原理
  • 基本原理
    • 电子枪发出的电子，经过聚焦系统和加速系统产生高速聚焦的电子束，再经过磁偏转系统到达荧光屏的特定位置，轰击荧光屏表面的荧光物质，在荧光屏上产生足够小的光点，光电称为像素（pixel），从而产生可见图形。
  • 基本结构
    • 电子枪
      • 电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流
    • 偏转系统
      • 由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为水平偏转板和垂直偏转板
      • 通过扫描电子在被测电场中的偏转轨迹图形来定量电场的电压和频率等参数，竖直方向（y轴）为被研究信号电压uy，水平方向（x轴）为扫描电压ux
        • • • 扫描，作为时间参考
  • 应用
    • 示波器是一种用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。
  • 李萨如图
    • x-y垂直方向上波的叠加
      • 1||| 频率比
        • 对应轴上的切点数与频率成反比
      • 2||| 相位差
        • 周期重复
• 实验内容
  • 1. 校准示波器
    • 开启示波器，预热
    • 调节辉度
    • 调节聚焦
    • 连接校准信号到CH1/CH2
      • 选择方式CH1/CH2
    • 调节电平，使波形稳定
    • 移动信号与显示屏参考线对齐
    • 调节时基和电压灵敏度，使显示包含完整可辨一个周期的波形
    • 微调时基，使信号频率测得为1000Hz
      • 即周期时间为1ms
    • 微调电压灵敏度，使信号峰值电压为2V
      • 峰谷之间电压为4V
  • 2. 测待源信号的频率
    • 连接待测源信号到CH1或CH2
      • 选择方式CH1或CH2
    • 调节时基和电压灵敏度，使显示包含完整可辨一个周期的波形
    • 移动信号与显示屏参考线对齐
    • 读一个周期信号在横坐标上占用的格数
    • 计算频率
  • 3. 测待源信号的电压
    • 读取信号在纵坐标方向上峰谷信号之间的格数
    • 峰值电压
    • 有效电压
  • 4. 研究李萨如图
    • CH2接入信号源信号
    • xy叠加
    • 调节信号源信号频率，使图形连续闭合稳定
    • 确定切点数比与频率比之间的关系
• 按键说明
• 数据记录
  • 不同时基下的频率测量
  • 不同灵敏度下的电压测量
• 误差分析
  • 什么时候示波器使用不需要校准？
• 问题思考
  • 为什么李萨如图的切点数比等于对应信号频率的反比？
  • 示波器还有哪些应用？
  • 还有哪些类型的示波器？