示波器和信号发生器的使用

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。 ① “触发源方式”开关（SOURCE MODE）：通常为内触发。

② “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。 ③ （扫描）触发方式：通常置于自动位置。

④ 显示方式：根据需要可置于CH1、CH2、ALT（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）。

⑤ 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。 ⑥ 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。 ⑦ 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。

⑧ 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。

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（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，并计算频率,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

幅度（UP-P）/V 频率 f /Hz 上升时间t /μS 标准值 测量值

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500Hz和1KHz（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 电压有效值/V 500 2 1000 2 示波器测量值 周期/S 峰峰值/V 计算值 频率/Hz 电压有效值/V （4）相位差的测量：

① 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，经RC移相网络，获得频率相同但相位不同的两路信号ui和uR ，分别加到双踪示波器的Y1和Y2输入端。 uiY1

C=0.01uF信 Y2示号uR 发波生R=10K 器器

图1-41 正弦波相位差测量电路

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② 把显示方式开关置于“交替”档位，将Y1和Y2输入耦合方式开关置于

“GND”档位，调节Y1和Y2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，调节扫描开关及Y1、Y2灵敏度开关，此时在荧光屏上将显示出ui和uR两个相位不同的正弦波，如图1-42所示。 X X

图1-42 相位差测量原理

两波形的相位差为：???x?2?。式中：?x为两波形X轴方向差距格数，X

X为波形一周期所占的格数。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

测量值 X

ΔX 计算值 φ 理论值 φ 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100Hz，

1KHz，10KHz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）。

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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（Y1；Y2；ADD；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（CH1；CH2；VERT）

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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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/40dd.html