23.乐音,示波器和波形图
知识点乐音、示波器与波形图
物理观念
物理学有无数概念，定律，公式等。概括而言可以划分为4类研究自然现象的方法。
俗称4观，“物质观”“运动观”“能量观”“相互作用观”。它们就是物理学的本质。
情境
先后在同一示波器输入了不同的声音，如图所示是它显示的两个波形图。
讨论
（1）为了很好地了解物体振动发声的情况，我们可以将声音的波形在示波器上展现出来。
【记忆-用途】将声音信号转化为电信号后，利用示波器能观察各种不同信号随时间变化的波形曲线，示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像。
（2）许多声音悠扬、悦耳，听到时感觉非常舒服，这类声音叫乐音，思考一下，图中哪个波形图表示的是乐音？
分析：左图中波形有规律，是乐音；右图中波形无规律，是噪音。
根据甲、乙、丙三个波形图可以得到什么信息？
分析：甲、乙两个波形图中质点离开平衡位置的最大距离一样大，而丙图中这个最大距离明显较小。
甲、丙两个波形图中质点完成一次全振动（物体的运动状态，从某一时刻起到再次恢复到与该时刻相同状态所经历的过程）所需的时间相同，而乙所需的时间明显较多。
【理解-响度大小】振幅是物体振动时离开平衡位置的最大距离，振幅越大，响度越大，所以根据波形图可以观察到声音响度的大小。
【理解-音调大小】周期是完成一次全振动所需的时间，周期相同，频率相同，音调相同，而周期越大，频率越小，音调越小，所以根据波形图可以观察到声音音调的大小。
实战演练
导学号 08330016）如图所示是敲击音叉时示波器在相同时间内截取的二列声（导学号
波图，下列说法正确的是（）
A.甲的音调比乙的音调低
B.甲的音量比乙的音量小
C.甲的音调比乙的音调高
D.甲的音量比乙的音量大
点拨：根据【理解-响度大小】结合【理解-音调大小】来分析。
声音信号的获取与处理
实验一声音信号的获取与处理 声音媒体是较早引入计算机系统的多媒体信息之一，从早期的利用PC机内置喇叭发声，发展到利用声卡在网上实现可视电话，声音一直是多媒体计算机中重要的媒体信息。在软件或多媒体作品中使用数字化声音是多媒体应用最基本、最常用的手段。通常所讲的数字化声音是数字化语音、声响和音乐的总称。在多媒体作品中可以通过声音直接表达信息、制造某种效果和气氛、演奏音乐等。逼真的数字声音和悦耳的音乐，拉近了计算机与人的距离，使计算机不仅能播放声音，而且能“听懂”人的声音是实现人机自然交流的重要方面之一。 采集(录音)、编辑、播放声音文件是声卡的基本功能,利用声卡及控制软件可实现对多种音源的采集工作。在本实验中，我们将利用声卡及几种声音处理软件，实现对声音信号的采集、编辑和处理。 实验所需软件： Windows录音机（Windows98内含） Creative WaveStudio(Creative Sound Blaster系列声卡自带) Syntrillium Cool Edit 2000(下载网址：https://www.360docs.net/doc/b65832819.html,) 进行实验的基本配置： Intel Pentium 120 CPU或同级100%的兼容处理器 大于16MB的内存 8位以上的DirectX兼容声卡 1.1 实验目的和要求 本实验通过麦克风录制一段语音信号作为解说词并保存，通过线性输入录制一段音乐信号作为背景音乐并保存。为录制的解说词配背景音乐并作相应处理，制作出一段完整的带背景音乐的解说词。 1.2 预备知识 1．数字音频和模拟音频 模拟音频和数字音频在声音的录制和播放方面有很大不同。模拟声音的录制是将代表声音波形的电信号转换到适当的媒体上，如磁带或唱片。播放时将纪录在媒体上的信号还原为波形。模拟音频技术应用广泛，使用方便。但模拟的声音信号在多次重复转录后，会使模拟信号衰弱，造成失真。 数字音频就是将模拟的(连续的)声音波形数字化(离散化)，以便利用数字计算机进行处理，主要包括采样和量化两个方面。 2．数字音频的质量 数字音频的质量取决于采样频率和量化位数这两个重要参数。采样频率是对声音波形每秒钟进行采样的次数。人耳听觉的频率上限在2OkHz左右，根据采样理论，为了保证声音
示波器原理及其应用分析解析
示波器原理及其应用 示波器介绍 示波器的作用 示波器属于通用的仪器，任一个硬件工程师都应该了解示波器的工作原理并能够熟练使用示波器，掌握示波器是对每个硬件工程师的基本要求。 示波器是用来显示波形的仪器，显示的是信号电压随时间的变化。因此，示波器可以用来测量信号的频率，周期，信号的上升沿/下降沿，信号的过冲，信号的噪声，信号间的时序关系等等。 在示波器显示屏上，横坐标（X）代表时间，纵坐标（Y）代表电压，（注，如果示波器有测量电流的功能，纵坐标还代表电流。）还有就是比较少被关注的-亮度（Z），在TEK的DPO示波器中，亮度还表示了出现概率（它用16阶灰度来表示出现概率）。 1．1．示波器的分类 示波器一般分为模拟示波器和数字示波器；在很多情况下，模拟示波器和数字示波器都可以用来测试，不过我们一般使用模拟示波器测试那些要求实时显示并且变化很快的信号，或者很复杂的信号。而使用数字示波器来显示周期性相对来说比较强的信号，另外由于是数字信号，数字示波器内置的CPU或者专门的数字信号处理器可以处理分析信号，并可以保存波形等，对分析处理有很大的方便。
1.2.1 模拟示波器 模拟示波器使用电子枪扫描示波器的屏幕，偏转电压使电子束从上到下均匀扫描，将波形显示到屏幕上，它的优点在于实时显示图像。 模拟示波器的原理框图如下： 见上图所示，被测试信号经过垂直系统处理（比如衰减或放大，即我们拧垂直按钮－volts/div），然后送到垂直偏转控制中去。而触发系统会根据触发设置情况，控制产生水平扫描电压（锯齿波），送到水平偏转控制中。 信号到达触发系统，开始或者触发“水平扫描”，水平扫描是一个是锯齿波，使亮点在水平方向扫描。触发水平系统产生一个水平时基，使亮点在一个精确的时间内从屏幕的左边扫描到右边。在快速扫描过程中，将会使亮点的运动看起来
示波器的使用实验报告 (3)
物理实验报告 一、【实验名称】 示波器的使用 二、【实验目的】 1.了解示波器的基本结构和工作原理，掌握示波器的调节和使用方法 2.掌握用示波器观察电信号波形的方法 3.学会使用双踪示波器观察李萨如图形和控制示波管工作的电路 三、【实验原理】 双踪示波器包括两部分，由示波管和控制示波管的控制电路构成 1.示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两队相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏，高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在荧光屏上就能看到一个亮点。Y偏转板是水平放置的两块电极。在Y偏转板上和X偏转板上分别加上电压，可以在荧光屏上得到相应的图形。 双踪示波器原理 2.双踪示波器的原理 双踪示波器控制电路主要包括：电子开关，垂直放大电路，水平放大电路，扫描发生器，同步电路，电源等； 其中，电子开关使两个待测电压信号Y CH1和Y CH2周期性的轮流作用在Y偏转板，这样在荧光屏上忽而显示Y CH1信号波形，忽而显示Y CH2信号波形，由于荧光屏荧光物质的余晖及人眼视觉滞留效应，荧光屏上看到的是两个波形。 如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同，屏上呈现的是一移动的不稳定图形，这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍，以致每次扫描开始时波形曲线上的
起点均不一样所造成的，为了获得一定数量的完整周期波形，示波器上设有“Time/div”调节旋钮，用来调节锯齿波电压的周期，使之与被测信号的周期呈合适的关系，从而显示出完整周期的正弦波性。（看到稳定波形的条件：只有一个信号同步） 当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍，屏上一般会显示出完整周期的正弦波形，但由于环境或其他因素的影响，波形会移动，为此示波器内装有扫描同步电路，同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号，输入到扫描发生器，迫使锯齿波与待测信号同步，此称为“内同步”；反之则为“外同步”。操作时，使用“电平旋钮”，改变触发电势高度，当待测电压达到触发电平时，开始扫描，直到一个扫描周期结束。但如果触发电势超出所显示波形最高点或最低点的范围，则扫描电压消失，扫描停止。 3.示波器显示波形原理 如果在示波器的Y CH1或Y 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相等时，则在荧光屏上显示出完整的正弦波形。 4.李萨如图形的基本原理 如果在示波器的Y偏转板上加上正弦波，在X偏转板上加上另一正弦波，则当两正弦波信号的频率比为简单整数比时，在荧光屏上将得到李萨如图形。 四、【仪器用具】： 信号发生器、双踪示波头、探头 五、【实验内容】 几种李萨如图形 n x n y分别代表图形在水平或垂直方向的切点数量 nx/n y=1/2 n x/n y=1/3 n x/n y=2/3 n x/n y=3/4 1．观察正弦波形 a.打开示波器 b.开通CH1及相应信号发生器fx=100Hz c.得到大小合适稳定的正弦波 2.测正弦波电压，测正弦波的周期 a.调节波形上下移动键，使得fx=100Hz，改变一次v/div,再记录dy b.调整波形左右移动键，使得改变一次t/div,再记录dx dv（V）垂直格数Vpp(V) dx(us) 水平格数fy(Hz) 1 3. 2 3.2 100 3.8 2631 实际示数12.2 2686
数字示波器及其简单原理图
数字示波器及其简单原理图 数字示波器可以分为数字存储示波器（DSOs）、数字荧光示波器（DPOs）、混合信号示波器（MSOs）和采样示波器。 数字式存储示波器与传统的模拟示波器相比，其利用数字电路和微处理器来增强对信号的处理能力、显示能力以及模拟示波器没有的存储能力。数字示波器的基本工作原理如上图所示当信号通过垂直输入衰减和放大器后，到达模-数转换器（ADC）。ADC 将模拟输入信号的电平转换成数字量，并将其放到存贮器中。存储该值得速度由触发电路和石英晶振时基信号来决定。数字处理器可以在固定的时间间隔内进行离散信号的幅值采样。接下来，数字示波器的微处理器将存储的信号读出并同时对其进行数字信号处理，并将处理过的信号送到数-模转换器（DAC），然后DAC的输出信号去驱动垂直偏转放大器。DAC也需要一个数字信号存储的时钟，并用此驱动水平偏转放大器。与模拟示波器类似的，在垂直放大器和水平放大器两个信号的共同驱动下，完成待测波形的测量结果显示。数字存储示波器显示的是上一次触发后采集的存储在示波器内存中的波形，这种示波器不能实时显示波形信息。其他几种数字示波器的特点，请参考相关书籍。
Agilent DSO-X 2002A 型数字示波器面板介绍
该示波器有两个输入通道CH1和CH2，可同时观测两路输入波形。选择通道1时，示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时，示波器仅显示通道2的信号。选择双通道时，示波器同时显示通道1信号和通道2信号。 荧光屏（液晶屏幕）是显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。 操作面板上的各个按钮按下后，相应参数设置会显示在荧光屏上。 开机后，荧光屏显示如下： 测试信号时，首先要将示波器的地（示波器探笔的黑夹子）与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择，将示波器探头接触被测点（信号端）。按下Auto Scale，示波器会自动将扫描到的信号显示在荧光屏上。 输入耦合方式：模拟示波器输入耦合方式有三种选择：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)；部分数字示波器则没有ＧＮＤ耦合这种方式，其通过在屏幕上直接标注零电平线的位置的方法来实现ＧＮＤ耦合（用来确定零电平线）的功能。当选择“地”时，扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观
示波器的使用实验报告
示波器的使用实验报告 示波器的使用实验报告1 在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。 1 示波器工作原理 示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。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。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。 1.1 示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。 1.荧光屏
现在的示波管屏面通常是矩形平面，内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜，撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用，有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。 当电子停止轰击后，亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉，10μs-1ms为短余辉，1ms-0.1s为中余辉，0.1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。 由于所用磷光材料不同，荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管，以保护人的眼睛。 2.电子枪及聚焦 电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒，套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低，对阴极发射的电子起控制作用，一般只有运动初速度大的少量电子，在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔，奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低，则全部电子返回阴极，即管子截止。调节电路中的W1电位器，可以改变栅极电位，控制射向荧光屏的电子流密度，从而达
声音识别模型的建立与评价
重庆理工大学第18届 数学建模竞赛论文 题目：声音识别模型的建立与评价（A题）混合队 2014年5月10日
大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了大学生数学建模竞赛的竞赛规则。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C中选择一项填写）：A 所属学校（请填写完整的全名）：重庆理工大学 参赛队员 (打印并签名) ： 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：无 日期：2014年5月10日
2014年重庆理工大学大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
声音识别模型的建立与评价 摘要 本文针对声音识别模型的建立与评价问题，采用matlab仿真、归一化、隐马可夫模型，回归模型、遗传算法等方法，对声音识别建立了相应的模型。 针对问题一，利用matlab中的sound函数播放出声音信号，利用plot函数绘制出具体的声音波形图，总结得出正常和非正常开门声音的差别。通过试听，可以得知，正常开门声音信号的比较缓和，响度较小；而非正常声音比较刺耳，音调较高，响度较大。通过plot函数绘制出具体的声音波形图，分析得知（1）相同时间内振动越快，频率越大。音调跟频率有关，频率越大，音调越高。（2）振幅是物体振动时偏离原位置的大小，偏离原位置越大，振幅越大。响度跟振幅有关，振幅越大，响度越大。所以通过声音波形图，也可以看出正常开门声音信号与非正常开门声音信号。 针对问题二，应用及线性预测倒谱参数（PLCC）完成声音信号的特征向量的建立及对特征向量的提取。尽管SVM分类器可以处理任意范围的特征数据，但归一化仍然有助干简化问题的的复杂性。一般情况下，可以利用特征x的均值和方差来解决这个问题。线性预侧(Line- Pra7iction. LP)分析是最有效的语音分折技术之一，求解线性预侧分析的基本思想是:语音信号样点之间存在相关性，可以用过去的若干个样点或它们的线性组合预测现在或将来的样点值。可以通过使实际语音抽样值和线性预测抽样值之间的均方误差最小，得到一组唯一的线性预测系数(LPC系数)。线性预测分析不仅能够提供语音信号的预测波形，而且能够提供一个好的声道摸型。 针对问题三，采用logistic回归模型，通过回归拟合解释变量与事件发生概率之间的非线性关系原理，区分正常和非正常声音，评价模型的好坏。由多元线性logistic回归模型直接计算。此外，模型中的系数，采用极大似然参数估计进行迭代计算方法得出。 针对问题四，经过特征子集的优选，模型参数的优化，运用遗传算法极大的提高模型的准确率。从一组数量为D的特征组中选择出一组数量为n(n 示波器的原理和使用 示波器是一种用途广泛的基本电子测量仪器，用它能观察电信号的波形、幅度和频率等电参数。用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差，一些性能较好的示波器甚至可以将输入的电信号存储起来以备分析和比较。在实际应用中凡是能转化为电压信号的电学量和非电学量都可以用示波器来观测。 【实验目的】 1．了解示波器的基本结构和工作原理，掌握使用示波器和信号发生器的基本方法。2．学会使用示波器观测电信号波形和电压幅值以及频率。 3．学会使用示波器观察李萨如图并测频率。 图1-1 示波器结构图 【实验原理】 不论何种型号和规格的示波器都包括了如图1-1所示的几个基本组成部分：示波管（又称阴极射线管，cathode ray tube，简称CRT）、垂直放大电路（Y放大）、水平放大电路（X放大）、扫描信号发生电路（锯齿波发生器）、自检标准信号发生电路（自检信号）、触发同步电路、电源等。 1．示波管的基本结构 示波管的基本结构如图1-2所示。主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，全都密封在玻璃壳体内，里面抽成高真空。 (1)电子枪：由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。它的电位比阴极低，对阴极发射出来的电子起控制作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“辉度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、第一阳极与第二阳极电位之间电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚集作用，所以， H-灯丝；K-阴极；G1，G2- 控制栅极；A1-第一阳极；A2-第二阳极；Y-竖直偏转板；X-水平偏转板 图1-2 示波管结构图 第一阳极也称聚集阳极。第二阳极电位更高，又称加速阳极。面板上的“聚集”调节，就是调第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还有“辅助聚集”，实际是调节第二阳极电位。 (2)偏转系统：它由两对互相垂直的偏转板组成，一对竖直偏转板，一对水平偏转板。在偏转板上加以适当电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从而使电子束在荧光屏上产生的光斑位置也发生改变。 (3)荧光屏：屏上涂有荧光粉，电子打上去它就发光，形成光斑。不同材料的荧光粉发光的颜色不同，发光过程的延续时间（一般称为余辉时间）也不同。荧光屏前有一块透明的、带刻度的坐标板，供测定光点的位置用。在性能较好的示波管中，将刻度线直接刻在荧光屏玻璃内表面上，使之与荧光粉紧贴在一起以消除视差，光点位置可测得更准。2．波形显示原理 大物实验示波器的使用实验报告 篇一：模拟示波器的使用实验报告 模拟示波器的使用 ·实验目的 1. 了解示波器的基本原理及基本使用方法； 2. 掌握用示波器观察一路不同型电压信号的方法； 3. 掌握观察利萨如图形的方法，了解利萨如图形测量未知正弦信号的频率的方法. ·实验原理 1. 示波器显示波形原理 若在示波器CH1或CH2端加上正弦波，在示波器的X偏转板加上锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与正弦波电压成整数倍时时，可以显示完整的周期的正弦波形； 若在示波器CH1和CH2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，即为双踪显示. 同理可得双踪显示的方波. 2. 利用利萨如图测正弦电压的频率基本原理 将被测正弦信号1加到y偏转板，将参考正弦信号2加到x偏转板，当两者的频率之比是整数时，在荧光屏上将出现利萨如图. 对稳定不动的图形分别做水平直线和竖直直线与图形 相切，设水平线上及竖直线上的切点数之比可得两信号的频率之比 ·实验内容及步骤 1. 连接实验仪器电路，设置好函数信号发生器、示波器. 2. 用示波器观察一路电压信号 (1) 在示波器CH1和YCH2分别加上500Hz和500Hz的正弦波，调节示波器至波形稳定，记录在坐标纸上. (2) 在示波器CH1和YCH2分别加上500Hz和500Hz的方波，调节示波器至波形稳定，记录在坐标纸上. (3) 分别计算两者的相对误差 3. 用示波器观察李萨如图形 若在示波器CH1和CH2同时加上正弦波，开至X-Y档，调节两输入端的频率比值分别为1:3，1:2，2:3，1:1，3:2，2:1，微调输入信号的频率至图象稳定，记录在坐标纸上. ·实验记录 （见坐标纸） ·误差分析 观察电压信号时 正弦波1：频率相对误差?f?fA?f’A测 fA A?V’A测 示波器的使用实验报告 一、实验目的 二、1. 了解示波器的基本结构和工作原理，掌握示波器的调节和使用方法； 三、2. 学会利用双踪示波器观测电信号波形； 四、3. 学会利用双踪示波器观察李萨如图形，并利用其测量正弦信号的频率。 五、二、实验仪器 六、EE1642B型函数信号发生器、GDS-2062型双踪示波器、导线。 七、三、实验原理 双踪示波器包括两部分：示波管和控制示波管工作的电路。 1. 示波管 如下图所示，示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏。高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在荧光屏上就能看到一个亮点。Y偏转板是水平放置的两块电极。X偏转板是垂直放置的两块电极。在Y 偏转板和X偏转板上分别加电压，可以在荧光屏上得到相应的图形。 2. 双踪示波器的原理 双踪示波器控制电路主要包括：电子开关、垂直放大电路、水平放大电路、扫描发生器、同步电路、电源等。 电子开关将两个待测的电压信号Y CH1和Y CH2周期性的轮流作用在Y偏转板上。由于视觉滞留效应，能在荧光屏上看到两个波形。 由示波器的原理功能方框图可见，被测信号电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时），但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、相位差等时），因此在水平放大电路输入端有一个水平信号选择开关，以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。 此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB10型等示波器）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波，进行一次扫描）功能的示波器（如国产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等而言，需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合。为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号，此信号称为“外同步”（或“外触发”） 如为三种声音的波形图，观察波形比较声音的特性，A和B的音调不同；A和C的响度不同． A、 B、 C、 考点：频率及音调的关系；响度． 专题：应用题． 分析：（1）频率是1s物体振动的次数，相同时间内振动越快，频率越大．音调跟频率有关，频率越大，音调越高． （2）振幅是物体振动时偏离原位置的大小，偏离原位置越大，振幅越大．响度跟振幅有关，振幅越大，响度越大． 解答：解：如图，（1）相同时间内，B比A振动的快，B的音调高． （2）A比C偏离原位置大，A的振幅大，A的响度大． 故答案为：音调；响度． 点评：掌握声音的三个特征：音调、响度、音色．音调跟频率有关；响度跟振幅有关；音色跟材料和结构有关． 提问:1.丫蛋为什么唱不上去了?2.小沈阳为什么能模仿刀郎的声音? 演示实验：用电子琴弹奏音阶。音调：乐音的高低 1感受音调：在键盘乐器中，越是右边的音，音调越高；越是左边的音，音调越低。女生的音调高，男生的音调低。小孩的音调高，大人的音调低。瓶中水多时音调高，水少时音调低。 总结：音调由声源振动的频率决定. 频率越大，音调越高音；频率越小，音调越低.... .3. 阅读课本P43《一些声音的频率表》,思考讨论: 为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声?( 蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次，蚊子的翅膀一秒钟振动500—600次.) 练习1：有经验的蜂农能评声音区分采蜜去和回来的蜜蜂，你知道如何区分吗？ 知识点（二）响度 2思考:电器上音量旋钮的作用是什么？（改变声音的大小。） 响度（音量）：人耳感觉到的声音的大小。 3探究：响度与什么因素有关 响度跟声源振动的幅度有关；振动的幅度大，响度就大。振动的幅度小，响度就小。 振幅是确定响度的唯一因素吗？ 实验：教师对前面学生轻声说话，前面同学能听见，后面同学听不见。 总结：响度还跟人与声源的距离距离距离距离有关。距离越远，听到的声音越小，响度越小 实验示波器的使用（4#206） 一、实验目的 1、了解示波器的原理与基本结构，能理解信号的走向； 2、掌握开机的调节步骤。 3、用示波器测量交流信号的电压、频率及位相差。 二、实验仪器：YB4325二踪示波器(见附录)、信号发生器、移相器 图移相器的电路及矢量图 三、实验内容及操作提示 1.了解示波器的原理与基本结构，掌握示波器主要旋钮的功能及开机步骤。掌握信号源的调节方法（正弦波U=5.00V、f =3000Hz）。 2.测量交流信号的电压Vpp并计算其电压有效值； 3.测量交流信号的频率，为减少测量误差每次可选择6-8个波长进行测量 4.用利萨如图形法和双踪法测量两相同频率信号的位相差。 操作提示： 1．示波器的调整 对照附录熟悉示波器面板上各旋钮的功能，按以下步骤开机： 1）按下示波器电源开关，预热20秒左右； 2）开大辉度； 3）面板水平部分“X-Y”按钮弹出，调扫描旋钮“TIME/DIV”至毫秒（μs）档； 4）面板垂直部分方式开关打到“CH1”或“CH2”，调节对应的“位移”旋钮，直至扫描时基线出现。 5）聚焦并适当调整位移使得在显示屏中央得到清晰、明亮的扫迹。 2、电压测量 被测量波形的峰-峰值电压可按下述方法进行： ①将波形移至示波管屏幕中心位置，并按座标刻度片的分度读取整个波形所占Y轴方向的格数（波峰到波谷）。 ②读取被测波形所占的度数时，“V/div”开关应将被测波形控制在屏幕有效工作面积的范围内，并将“微调”旋钮按顺时针转至满度的“校准”位置上（这样可以按“V/div”的指示值直接计算被测信号的电压数值）。 ③如果使用探头衰减（×10）测量时，那么，应把探头的衰减量计算在内。 例：如图4-14-5，示波器的Y轴灵敏度开关“V/div”位于“0.2”档级，其“微调”位于“校 实验二、示波器的调整与使用 【实验目的】 （1）了解示波器的结构和工作原理。 （2）熟悉示波器各旋钮功能。 （3）掌握示波器的基本调整方法。 （4）掌握用示波器观测信号的波形，学会用示波器测量电压、周期和频率。 【示波器的原理】（注意:有下划线的） 示波器显示随时间变化的电压，将它加在电极板上，极板间形成相应的变化电场，使进入这个变化电场的电子运动情况随时间作相应地变化，从而通过电子在荧光屏上运动的轨迹反映出随时间变化的电压。 1. 示波器的结构 示波器由示波管、衰减放大输入系统、扫描信号发生器、触发同步系统和电源供给系统五个基本部分组成。 （1）示波管。示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成。示波管是一个全密封度真空的玻璃壳管，其结构如图3.9.1所示。（要作图） ① 电子枪。电子枪由灯丝F 、阴极K 、栅极G 、 第一阳极A 1和第二阳极A 2组成。 阴极K 是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被点 燃灯丝F 加热后向外发射电子，产生电子流。 栅极G 是一个顶端有一小孔的金属圆筒，套在阴 极外面，它的电位比阴极低，对阴极射来的电子起控 制作用，只有速度较大的电子才能穿过栅极小孔。因 此，通过调节栅极电位，可以改变通过栅极的电子数目，即控制电子到达荧光屏上的数目，而打在荧光屏的电子数目越多，则荧光屏上的光迹越亮。示波器面板上的“辉度”调节旋钮就是起这—作用的。 阳极A 1与A 2由开有小孔的圆筒组成。阳极电位比阴极电位高得多，电子流通过该区域可获得很高的速度，同时阳极区的不均匀电场还能将由栅极过来散开的电子流聚焦成一窄细的电子束，因此改变阳极电压可以调节电子束的聚焦程度。示波器面板上的“聚焦”旋钮起这一作用。 ② 偏转系统。偏转系统由两对相互垂直的可加电压的金属平板组成，即X 偏转板和Y 偏转板。 在两对偏转板上加上电压，当电子束通过偏转板时，在电场力的作用下发生偏转，即改变光点在荧光屏上的位置。 设计时保证了荧光屏上X 方向和Y 方向光点的位移正比于两对偏转板上所加的电压。 垂直偏转板电路有两条支路：一条用于输入机外电压信号，加在Y 偏转板上；另一条用于校准仪器或观察机内方波信号，机内方波信号直接输入“Y 放大器”，经放大后加到Y 偏转板上。 水平偏转板的电路同样有两条支路：一条用于输入外界电压信号或同步信号，加在X 偏转板上；另一条用来将机内扫描信号经放大后加在X 偏转板上。 ③ 荧光屏。荧光屏位于阴极射线管前端的玻璃屏内表面，涂有发光物质。当高速运动的电子打在上面，其动能被发光物质吸收而发光，在电子轰击停止后， 发光仍维持一段时间，称为余 示波管的结构 图3.9.1 F —灯丝；K —阴极；G —控制栅极；A 1—第一阳极； A 2—第二阳极；Y —竖直偏转板；X —水平偏转板 3.1 波形显示原理 示波器是电子示波器的简称，是一种用途极为广泛的电子测量仪器。它的基本原理是利用电子束轰击阴极射线管（CRT），并使它发光来产生肉眼可见的光点。我们知道，电子学中的信号大都是时间的变量，信号随时间的变化可用函数f(t)来描述。在示波器上，如果用X轴代表时间，用Y轴代表f(t)，来描绘出被测信号随时间的变化规律，就把我们肉眼看不见的，非常抽象的电信号变化过程，转换为肉眼可以直接观看的波形，在荧光屏上显示出来，从而可以对电信号进行分析并测量其参数。示波器可以测量很多电参数，如电压、电流、功率、频率、周期、相位、脉冲宽度、脉冲上升及下降时间等。如果配上相应的传感器，还可以用来测量温度、压力、振动、密度、声、光、热、磁效应等非电量。因而示波器在各个领域中得到了越来越多的应用。 示波器对电信号的分析是按时域法进行的，研究信号的瞬间幅度与时间的函数关系，因此有捕获、显示及分析时域波形的功能。作为实验室常用的电子测量仪器，它具有下述特点： ①具有良好的直观性，能显示波形，能测信号瞬时值。 ②灵敏度高，显示速度快，工作频带宽，可方便观察瞬变信号细节。 ③输入阻抗高（MΩ级），对被测电路影响小，这对测量精度是很重要的。 ④是一种信号比较器，可显示、分析任意两个量之间的函数关系。 无论现在和将来，电子示波器都是一种不可缺少的电子测量仪器，它正向自动化、智能化方向发展。 3．1．1 波形显示原理 1．示波管工作原理： 电子示波器的心脏是示波管，又称阴极射线管（CRT），它是一种特殊的电子管，是能够把电信号转换为光信号的显示器件，因此是示波器能观测电信号波形的关键器件。示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，它的基本结构如图2－1所示。 图3-1：示波管的基本原理图 电子枪的作用是产生极细的高速电子束，轰击荧光屏产生光点。目前绝大多数示波管采用无阳极电流型电子枪，它由灯丝（F）、阴极（K）、控制栅极（G）、第一阳极（A1）和第二阳极（A2）组成。除灯丝电极外，其余电极的结构均为金属圆筒形，且所有电极的轴心都保持在同一条轴线上。从电子枪射出的电子束，若不受电场的作用，则将沿直线前进在荧光屏上显示出静止光点；如果电子束受到垂直方向的电场作用，则其运动方向就会在垂直方向偏离中心轴线，即光屏上的光点位置就会在垂直方向产生位移。如电子束受到水平方向的电场作用，则其运动方向就会在水平方向偏离中心轴线，即荧光屏上的光点位置就会在水平方向产生位移。示波管第二阳极和荧光屏之间由两对互相垂直的偏转板X和Y组成静电偏转系统，分别称为水平偏转板和垂直偏转板；在每对偏转板上加上适当电压，分别控制电子束在水平方向和垂直方向的位移，根据运动的合成法则，两对偏转板共同配合，就决定了任一 ×××××实验报告 实验名称：示波器的使用 姓名___________学号_______班级_________实验日期____________ 温度___________压力___________ 同组者___________ 一、实验预习部分 (一)实验目的要求： 1.了解示波器的工作原理 2.学习掌握示波器和低频信号发生器的使用方法 3.观察正弦波波形和李萨如图形 (二)实验理论原理： 一．示波器原理 在垂直偏转板上加一交变的正弦电压，中子束将垂直方向来回摆。当所加频率很高时，看到一条垂直的亮线，同时在水平方向加一锯齿波扫描电压，电子束即被水平展开，显示出正弦图形。 二．波形同步调节 当正弦波与锯齿波电压的周期稍有不同时，出现移动的不稳定图形，通过调节“扫描时间”和“扫描微调”使锯齿波电压周期Tx与正弦波周期Ty成合适的关系，出现同步稳定正弦波。 三．李萨如原理 当X轴Y轴均为正弦波时，频率之间存在一定比例关系，可观察到的李萨如图形。 (三)实验操作及测定内容 Ⅰ。正弦波的调节 ⑴调节观察正弦波形，绘出所调单个波形的草图，定量测量这一正弦信号的峰峰值Vp-p 和频率Fx，求出该电信号电压的有效值V=Vp-p / 2√2 ①打开电源，随即将“Y轴位移”“X轴位移”“辉度”“聚焦”旋钮调至中央；“自动/常规”开关置于AUTO；触发源开关置于“内触发”。 ②按下示波器面板上的电源开关，将会看到一条亮线或一个亮点，可通过调节时间旋钮得到一条亮线。 ③调节“Y轴位移”和“X轴位移”旋钮，使扫迹移至屏中央。 ④调节“辉度”和“聚焦”旋钮使扫迹亮度和粗细适中。 ⑤从SP1631A型功率函数信号发生器输出一正弦电压，电压值与频率值不要太大，并输出到一个通道上。 ⑥调节“幅度”和“时间”旋钮适中，不要太小，将屏幕上得到的完整的正弦波形。 ⑦调节“触发电平”调节旋钮，使波形稳定。 ⑵正弦波的测量 ①测正弦波形的幅度及周期。 电子测量实验 --示波器的原理和应用 学生姓名： 学号： 院（系）： 专业： 示波器的原理和应用 【目的】 1. 了解示波器的主要组成部分，扫描和同步的作用原理，加深对信号合成的理解。 2. 熟练使用示波器观察信号特征（正弦波、三角波、方波），利用李萨如图形测量信号频率。 【重点】 了解示波器的基本结构、工作原理及使用方法。 【难点】 1.熟练掌握示波器各主要旋钮的作用和用法。 2.能使用示波器观察信号特征（正弦波、三角波、方波），且会利用李萨如图形测量信号频率。【预习问题】 1. 示波器的工作原理以及主要组成部分是什么？其主要用途有哪些？ 2. 如何使用示波器观察各种信号特征以及测量信号频率？ 一、实验原理 示波器动态显示随时间变化的电压信号思路是将电压加在电极板上，极板间形成相应的变化电场，使进入这变化电场的电子运动情况相应地随时间变化，最后把电子运动的轨迹用荧光屏显示出来。示波器主要由示波管（见图1））和复杂的电子线路构成。示波器的基本结构见图2。 图1 示波管示意图 1.偏转电场控制电子束在视屏上的轨迹 偏转电压U 与偏转位移Y （或X ）成正比关系。如图3所示：y U Y 。 图3偏转电压U 与偏转位移Y 如果只在竖直偏转板（Y 轴）上加一正弦电压，则电子只在竖直方向随电压变化而往复运动，见图4a 。要能够显示波形，必须在水平偏转板（X 轴）上加一扫描电压，见图4b 。 图4a 信号随时间变化的规律 （加在Y 偏转板） 图4b 锯齿波电压（加在X 偏转板） 示波器显示波形实质：见图5，沿Y 轴方向的简谐运动与沿X 轴方向的匀速运动合成的一种合运动。显示稳定波形的条件：扫描电压周期应为被测信号周期的整数倍，即T x =nT y （ n=1，2，3…）（见图6） 2.同步扫描（其目的是保证扫描周期是信号周期的整数倍） （1）同步的概念：为了显示如图5所示的稳定图形，只有保证正弦波到I y 点时，锯齿波正好到i 点，从而亮点扫完了一个周期的正弦曲线。由于锯齿波这时马上复原，所以亮点又回到A 点，再次重复这一过程。光点所画的轨迹和第一周期的完全重合，所以在荧光屏上显示出一个稳定的波形，这就是所谓的同步。 由此可知同步的一般条件为： T x = nT y ，n = 1，2，3… 图2 示波器的基本结构简图 一、实验目的 1. 学习电子电路实验中常用的电子仪器一示波器、函数信号发生器、交流数字毫伏表等主要技术指标、性能及正确使用方法。 2. 初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 、实验设备 三、注意事项 1. 使用前对电源、各旋钮位置进行检查。 2. 使用时要避免碰撞，接入探头的电压不应超过说明书中所规定的最大的输入电压值（注意的是：一般说明书中给出的这一电压值往往是指峰峰值），以免损坏示波器。 3. 若测试点的电压较高，应在断电的情况下，将探头的探针和鳄鱼夹事先与被测试的两个点连接好，再通过电测试，选择可避免在测试中万一因不慎而发生意外事故的可能。 4. 开启示波器后，应注意使辉度和聚集适中（不宜过亮），且波形也不应长时间地停留在一个区域中，以免灼伤荧光屏。 5. 在使用中出现在下列情况之一，即应停机，侍修复后再使用：①开机后保险线即烧断； ②电子官式示波器内的电风扇不转；③示波器内冒烟；④无光点显示或无扫描线；⑤波形跳动不止，或图形失真。 6. 示波器关闭后再用，应至少待了3-5分钟后再开启--以免损害示波管。 7. 使用后应即时关闭其电源和被测电路的电源；然后拔下示波器的电源插头，拆除测试用临时线，全地搬走开妥善地放置好示波器--以免偶然事故的发生. 四、实验原理及计算 在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手观察与读 数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如下图所示。接线时应注 如为三种声音地波形图，观察波形比较声音地特性，和地音调不同；和地响度不同． 、、、 考点：频率及音调地关系；响度． 专题：应用题． 分析：（）频率是物体振动地次数，相同时间内振动越快，频率越大．音调跟频率有关，频率越大，音调越高． （）振幅是物体振动时偏离原位置地大小，偏离原位置越大，振幅越大．响度跟振幅有关，振幅越大，响度越大．b5E2R。 解答：解：如图，（）相同时间内，比振动地快，地音调高． （）比偏离原位置大，地振幅大，地响度大． 故答案为：音调；响度．p1Ean。 点评：掌握声音地三个特征：音调、响度、音色．音调跟频率有关；响度跟振幅有关；音色跟材料和结构有关． 提问.丫蛋为什么唱不上去了.小沈阳为什么能模仿刀郎地声音? 演示实验：用电子琴弹奏音阶.音调：乐音地高低 1感受音调：在键盘乐器中，越是右边地音，音调越高；越是左边地音，音调越低.女生地音调高，男生地音调低. 小孩地音调高，大人地音调低. 瓶中水多时音调高，水少时音调低.DXDiT。 总结：音调由声源振动地频率决定. 频率越大，音调越高音；频率越小，音调越低.... . 阅读课本《一些声音地频率表》,思考讨论: 为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出地声音，却能听到讨厌地蚊子声?( 蝴蝶地翅膀一秒钟振动不超过次，蚊子地翅膀一秒钟振动—次.) 练习：有经验地蜂农能评声音区分采蜜去和回来地蜜蜂，你知道如何区分吗？RTCrp。 知识点（二）响度 2思考:电器上音量旋钮地作用是什么？（改变声音地大小.） 响度（音量）：人耳感觉到地声音地大小. 3探究：响度与什么因素有关 响度跟声源振动地幅度有关；振动地幅度大，响度就大.振动地幅度小，响度就小. 振幅是确定响度地唯一因素吗？ 实验：教师对前面学生轻声说话，前面同学能听见，后面同学听不见. 总结：响度还跟人与声源地距离距离距离距离有关.距离越远，听到地声音越小，响度越小 实验九示波器的原理与使用 电学量测量是现代生产和科学研究中应用很广泛的一种实验方法和技术。除用一些常用仪器测量电学量外，对非电学量的测量也是很重要的实用技术。本实验学习使用的阴极射线（电子射线）示波器，简称示波器，不但可以直接观察电学量—电压的波形，并测定电压信号的幅度和频率等，而且可以对一切可以转化为电压的电学量（如电流、电功率、阻抗等）、非电学量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率等）以及它们随时间的变化过程进行观测，是一用途广泛的现代观测工具。 实验目的 1．了解通用示波器的结构和工作原理． 2．初步掌握通用示波器各个旋钮的作用和使用方法． 3．学习利用示波器观察电信号的波形，测量电压、频率和相位。 实验仪器 通用示波器、音频信号发生器、数字频率计，晶体管毫伏计。 实验原理 电子示波器(阴极射线示波器)简称为示波器，它可显示电信号变化过程的图形(又称波形)，又可显示两个相关量的函数图形。由于电学量、磁学量和各种非电量转换来的电信号均可利用示波器进行观察和测量，所以示波器是现代科学技术各领域中应用非常广泛的测量工具。 —、示波器的构造和工作原理 最简单的示波器应包括以下五个部分(如图1所示)：①示波管，②扫描发生器，③同步电路，④水平轴和垂直轴放大器，⑤电源供给。下面分别加以简单说明： 图1 示波器方框图 1．示波管 示波管是示波器进行图形显示的核心部分，在一个抽成高真空的玻璃泡中，装有各种电极（图2)，按其功能可分为三部分． ①电子枪用以产生定向运动的高速电子，电子枪包括三个电极： 热阴极——这是一个罩在灯丝外面的小金属圆筒，其前端涂有氧化物，当灯丝中通入电流时，阴极受热而发射电子并形成电子流。 控制栅极——这是前瑞开有小孔的金属圆筒，套在阴极外侧，电子可以从小孔中通过．在工作时栅极电势低于阴极，即调节栅极电势的高低可以控制到达荧光屏的电子流强度，使屏上光点的亮度(辉度)发生变化，此即“辉度调节”． 阳极——这也是由开有小孔的圆筒组成，阳极电压(对阴极)约1000V，可使电子流获得很高的速度，而且阳极区的不均匀电场还能将由栅极过来的散开的电子流聚焦成一窄细的电子束，改变阳极电压可以调节电子束的聚焦程度，即荧光屏上光点的大小，称为“聚焦调节”． 图2 示波管结构图 ②偏转极示波器的基础学习知识原理和使用
大物实验示波器的使用实验报告
示波器的使用实验报告
如为三种声音的波形图
示波器的使用实验要求
实验示波器的调节与使用
示波器 波形显示原理 示波器使用
示波器的使用 实验报告
实验一、示波器的原理及使用
模拟电子实验示波器的使用
如为三种声音的波形图
实验九 示波器的原理与使用