认识实习——常用电子仪器使用

        专业：电子信息工程

        班级：   1320601   

        姓名：   谢冬辉    

        学号： 201320060127

                                   完成时间：20##年6月

实验： 示波器和信号发生器的使用

 一、实验目的

 1、学习示波器的基本使用方法；

 2、学习信号发生器的基本使用方法。

二、实验仪器  1、模拟示波器一台； 2、模拟电路实验箱一台。  三、实验要求  1、小心操作、爱护仪器；  2、仔细体会各项操作，理解各项操作的作用。

三、实验原理：

 1.函数信号发生器的原理

该仪器采用直接数字合成技术，可以输出函数信号、调频、调幅、FSK、PSK、猝发、频率扫描等信号，还具有测频、计数、任意波形发生器功能。

 2.示波器显示波形原理 

如果在示波器CH1或CH2端口加上正弦波，在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与正弦波电压相等时，则显示完整的周期的正弦波形，若在示波器CH1和YCH2同时加上正弦波，在示波器的X偏转板上加上示波器的锯齿波，则在荧光屏上将的到两个正弦波（双踪显示）。

四、实验内容  

 图5-1  示波器面板图 

1、示波器使用练习（测量校准信号的波形、周期、峰峰值电压）。

 1) 按下电源开关（POWER键），示波器上电。等待几秒钟，使示波器完成初始化。

 2) 按自动手动切换键，使“ATO”灯亮。

3) 按通道1选择键（CH1键），使“CH1”灯亮。

 4) 按通道2选择键（CH2键），使“CH2”灯灭。

 5) 调节亮度旋钮（INTEN旋钮），使扫描线的亮度适当。

 6) 调节聚焦旋钮（FOCUS旋钮），使扫描线成清晰的细实线。

 7) 调节水平位置旋钮（HORIZONTAL区的POSITION旋钮），使扫描线左右居中。

 8) 按通道1的输入接地键（VERTICAL区CH1的GND键），使屏幕左下角显示接地符号“”。 9) 调节通道1垂直位置旋钮（VERTICAL区CH1的POSITION旋钮），使扫描线上下居中。

10) 再按通道1的输入接地键（VERTICAL区CH1的GND键），使屏幕左下角的接地符号“ ”消失。

 11) 按通道1的交/直流耦合选择键（VERTICAL区CH1的AC/DC键），使屏幕左下角显示直流耦合符号“ ”。

 12) 按触发源选择键（TRIGGER区的SOURCE键），使屏幕右下角显示通道1符号“CH1”。 13) 按触发耦合选择键（TRIGGER区的COUPLING键）, 使屏幕右下角显示交流耦合符号“AC”。 14) 将输入信号线插如通道1插座。

 15) 将探头勾在CAL（校准信号）端子上。

 16) 调节通道1的垂直灵敏度旋钮（VOLTS/DIV旋钮），使显示信号的峰与峰之间为一格（1cm）。

17) 调节触发电平旋钮（TRIGGER区的LEVEL旋钮），使波形显示稳定（TRG灯亮）。

 18) 调节时基旋钮（HORIZONTAL区的TIME/DIV旋钮），使屏幕显示波形的2～3个周期。  19) 调节水平位置旋钮（HORIZONTAL区的POSITION旋钮），使波形中一个周期的上升沿对齐屏幕上的 一条垂直刻线。

  20) 读取波形一个周期占据的水平格数（如3.2格），再用格数乘以每格的时间值（在屏幕右下角， 如“.2mS”为0.2mS），即得到信号的周期值。

 21) 读取波形在垂直方向占据的格数（如1.1格），在用格数乘以每格的电压值（在屏幕左下角，如 “.5V”为0.5V），即得到信号的峰峰值电压。

 2、信号发生器使用练习（产生正弦信号，频率为2000Hz、峰峰值电压为2Vp-p）

 一、正弦波波形观测

 1) 打开电源。

 2) 将波形选择开关置于“正弦波”，设置为产生正弦信号。（波形选择完毕）

3) 频率选择开关设在900Hz～10kHz。

 4) 将频率调节旋钮“粗调”、“细调”顺时针旋到底。

 5) 将幅值调节旋钮也顺时针调到底，如果出现切顶或削底失真，则将该旋钮适当回调，使正弦波不 失真。

 6) 将信号发生器输出的信号连接到示波器，用示波器实际测量信号的波形、周期、峰峰值电压。

 7） 描绘观测到的波形，标示出该波形的周期、峰峰值电压。

二、方波波形观测

 1）将波形选择开关置于“方波”，设置为产生方波信号。其余操作步骤参照上述步骤。

 2）描绘观测到的波形，标示出该波形的周期、峰峰值电压。

3、观察一阶电路中电压和电流的波形，并了解电路参数对波形的影响。

（1）信号幅值的测量  将“VOLTS/DIV”开关的微调装置以顺时针方向旋至满度的校准位置，读取被测信号所占纵坐标格数，再乘以“VOLTS/DIV”开关的指示值，即可求得被测信号的峰－峰值（Up-p）。若使用的探头置×10的位置，应将该值乘以10 。

（2）信号周期（频率）的测量  将“TIME/DIV”开关的微调装置以顺时针方向旋至满度的校准位置，读取被测信号一周期所占横坐标格数，再乘以“TIME/DIV”开关的指示值，即可求得被测信号的周期时间T。若“TIME/DIV”开关的扩展旋钮已被拉出，则该值应除以5才是实际的周期时间。 周期T的倒数即为信号的频率。

（3）两正弦波相位差的测量  将频率相同的两个正弦信号分别由CH1和CH2通道送入示波器，读取两波 形到达最大值的时间差Td以及两波形的周期T，即可求得两波形的相位差 

 4．一阶电路

 图1为一RC串联的一阶电路，图中us为方波信号源，其波形为图2所示。在us一个周期时间内，电容进行着充电、放电、反向充电和反向放电。电路的时间常数为RC，设us的周期为T，若T25，则电容电压uc、电流ic的波形如图2所示。改变电路元件参数，使电路时间常数变化，则uc、ic波形的上升或下降速度亦将随之改变。将图1电路中的电容换成电感，则为一阶RL电路，一阶RL电路的时间常数为RL，电感电流iL的波形与RC电路中uc波形类似。

三．实验过程：  1.  一阶RC电路 按图接线。将方波信号源的频率调到500Hz，峰－峰值调到2V。电容C为1μF，电阻R为R×100电阻箱。将R从100Ω－900Ω之间变化，观察uc波形的变化。 2、分别记录R＝100Ω、200Ω、900Ω时的uc波形（画uc波形时，可将us用虚线画在同一坐标平面上，以便对照。） 3、因电阻电压与其电流波形相同，故可通过观察电阻电压来看电路中电流的波形。按图5接线，方波信号源、电容C及电阻R均与步2－1相同。将R从100Ω－900Ω之间变化，观察uR波形的变化。 4、分别记录R＝100Ω、200Ω、900Ω时的uR波形（画uR波形时，可将us用虚线画在同一坐标平面上，以便对照。）

五、实验数据分析：

      

六．实验结论：   

通过此次实验，我了解到示波器可以用来观察电压信号的波形，测量电压信号的幅值、周期、频率及两个电压信号的相位差等。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。因此它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。但我们一般在使用前，应该先校准后才使用。在实验过程中，我也发现示波器有一定的弊端，它在电路连接时，采用的是金属线相触，这给我的实验操作带来了很大的不便。因为我们小组的示波器金属线总是接触不良，从而导致了我们实验中的成像模糊且不准确，在矫正上我们是花了大半时间。因此我觉得示波器与电路相连应该改为插孔方式才妥当。

 

第二篇：示波器实验报告

示波器的使用（预习）

一仪器的原理及结构

1．示波器

示波器是一种用途广泛的电子测量仪器。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压（或电流）的幅度、周期（或频率）、相位等，数字示波器还可以测量信号的频谱特性。实验室拥有的主要是模拟示波器，数字示波器虽有自动测试功能，给操作带来方便，但显示的波形是量化的不够细腻，观察波形没有模拟示波器清晰，特别是观察含有干扰信号的波形时有一定的困难。模拟示波器的组成包括示波管、水平/垂直部分、触发部分及电源等组成。

（1）电子示波管

如图1所示，主要由电子枪、偏转系统、荧光屏三部分组成。电子枪包括灯丝、阴极、栅极和阳极。偏转系统包括Y轴偏转板和X轴偏转板两部分，偏转板上电压形成的电场力将电子枪图1 示波管结构图

发射出来的电子束，按照偏转板上电压的大小作出相应的偏移。荧光屏是位于示波管顶端涂有荧光物质的透明玻璃屏，当电子枪发射出来的电子束轰击到屏时，荧光屏被击中的点上会发光，显示出曲线或波形。

（2）水平/垂直部分

示波器的水平部分产生扫描电压，使电子在水平方向上偏转，形成时间轴；垂直部分处理被测信号，在荧光屏上还原出被测信号的电压波形。

（3）示波器的使用

①寻找扫描光迹，将示波器Y轴显示方式置“Y₁”或“Y₂”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度旋钮；触发方式开关置“自动”；适当调节垂直（  ）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。

②双踪示波器一般有五种工作方式，即“Y₁”、“Y₂”、“Y₁＋Y₂”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。

③为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。

④触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。

⑤适当调节“扫描速率”及“Y轴灵敏度”旋钮使屏幕上显示一～二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底。在测量周期时，应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底。还要注意“扩展”旋钮的位置。

根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div或cm）与“Y轴灵敏度”旋钮指示值（v/div）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。

根据被测信号波形一个周期在屏幕水平方向所占的格数（div或cm）与“扫速”旋钮指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。

2. 函数信号发生器

函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形，输出电压最大可达20V_P－P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏特级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

注意：函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。

二 实验内容及步骤

1．用校正信号对示波器进行自检

    （1) 扫描基线调节

将示波器的工作方式开关置于“单踪CH1”（触发CH1或CH2），触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”（）和“Y轴位移”(  )旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。

（2）测试“校正信号”波形的幅度、频率

将示波器的“校正信号”通过探头引入选定的Y通道（CH1或CH2），将Y轴输入耦合方式开关置于“AC(交流)”或“DC(直流)”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“CH1”或“CH2”。调节X轴“扫描速率”旋钮（t/div）和Y轴“输入灵敏度”旋钮（V/div），使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。

　　a. 校准“校正信号”幅度

将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“y轴灵敏度”旋钮置适当位置，读取校正信号幅度，记入表1。

       表1 校准信号测量数据

    b. 校准“校正信号”频率

    将“扫速微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”旋钮置适当位置，读取校正信号周期，记入表1。

2．用示波器测量信号电压和周期

    调节信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为1KHz、10KHz，有效值均为1V的正弦波信号。改变示波器“t/div”及“V/div”等旋钮，测量信号源输出电压峰峰值及信号周期，记入表2。

3. 用利萨如图形法测量信号频率

    调节a信号发生器的频率为1KHz、电压为1V的正弦波输入示波器的Y2作为标准信号；调节b信号发生器的电压为1V（假定1KHz）的正弦波输入示波器的Y1为待测信号。调节示波器的时基旋钮（TIME/DIV）顺时针调到底，即X-Y位置，适当调节垂直/水平位移旋钮和Y1、Y2灵敏度旋钮，屏幕上得到一合成图形，适当调节标准信号源的频率，使屏幕上得到稳定的利萨如图形。若合成图形为园或椭圆，则被测信号的频率与标准信号的频率相同。

表2 测量信号参数

若合成图形为其它利萨如图形，根据合成图形的形状计算出待测信号频率：

                                    f_y=f_x*Nx/Ny

式中，Nx为水平线与利萨如图形的交点数，Ny为垂直线与利萨如图形的交点数，f_x为标准信号的频率。

三 实验报告要求

　　1. 认真记录数据，并绘出有关波形；

2. 根据测量数据和波形，分析测试结果，总结相关内容；

3．简述用示波器观察波形时，怎样操作才能最快？哪些是关键步骤。

VD4322B示波器面板结构及操作

 

(一)屏幕部分

厘米刻度：每一方格即1平方厘米，又称DIV，在进行电压、周期读数时，需要根据厘米刻度进行读数。

聚焦旋钮：调节波形的清晰度，当辉度调到适当的亮度后，调节聚焦旋钮控制扫描线最佳。

辉度旋钮：调节波形亮度，顺时针方向旋转，亮度增加；反之，亮度减小。

(二)垂直部分（Y轴）

输入：被测信号输入端。被测信号从Y1输入，处理后加到垂直偏转板，控制电子枪发射的电子在垂直方向偏转。

输入：同Y1通道。但当示波器工作于X-Y方式时，输入到此端的信号变为X轴信号，处理后加到水平偏转板，控制电子在水平方向上偏转。

输入耦合开关（AC-CND-DC）：此开关用于选择输入信号送至放大电路的耦合方式。

垂直偏转因数选择开关（V/DIV）：用于选择垂直偏转因数使显示的波形置于易于观察的幅度范围，并用于测量被测信号电压的大小。

位移旋钮：此旋钮用于信号在垂直方向的位移。

位移旋钮：功能同位移。

工作方式选择开关（、、交替、断续）：－只有加到通道的信号能显示；

－只有加到通道的信号能显示；交替－加到、通道的信号能交替显示在荧光屏上，适用观察高频信号；断续－加到、通道的信号同时显示在荧光屏上，适用观察低频信号。

（三）水平部分（X轴）

扫描速度TIME/DIV选择开关：范围从0.2Μs/DIV到0.2S/DIV，按1-2-5进制共分19档和X-Y方式。用于测量被测信号的周期。

水平位移：此旋钮用于扫描线在水平方向的移动。

扫描微调控制：连续改变水平偏转因数，顺时针到底为校准位置。

（四）触发部分

触发方式：自动、常态、TV-V、TV-H，常用自动和常态，自动：无论什么状态，电平是否合适，总有波形显示，当电平合适时才有稳定波形显示；常态：若电平不合适，屏幕没有波形显示，只有当电平合适时才有波形显示，且是稳定的波形。

触发源：内、电源、外，常用内触发方式。

内触发选择：Y1、Y2、组合，根据被测信号接入情况选择，若被测信号接入Y1输入端，应选择Y1，若观测双路信号，需要选择组合方式。

电平：无论在哪种触发方式下，都需要调节电平旋钮，获得合适的触发电平，使显示的波形稳定。

EM1643信号发生器的操作：

（1）电源开关(POWER)，按入开。

（2）功能开关(FUNCTION):波形选择：

 

正弦波              方波和脉冲波              三角波和锯齿波

（3）频率微调FREQVAR:频率复盖范围10倍。

（4）分档开关(RANGE-HZ):10HZ-2MHZ(分六档选择)。

（5）衰减器(ATT)：开关按入时衰减低30db。

（6）幅度(AMPLITUDE)；幅度可调。

（7）直流偏移调节(DC OFF SET)：

当开关拉出时:直流电平为-10~+10V连续可调，当开关按入时:直流电平为零。

（8）占空比调节(PAMP/PULSE)：

当开关按如时:占空比为本50%~50%；

当开关拉出时:占空比为10%~90%内连续可调；

频率为指示值÷10。

（9）输出(OUTPUT)：波形输出端。

（10）TTL OUT：TTL电平输出端。

（11）VCF：控制电压输入端。

（12）IN PUT：外测频率输入端。

（13）OUT SIDE：测频方式(内/外)。

（14）SPSS：单次脉冲开关。

（15）OUT SPSS：单次脉冲输出。