电子测量实训报告

广州航海高等专科学校

电子测量实训报告

所在院系信息与通信工程学院专业名称通信技术

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实训一：示波器原理及使用实训

一、实验目的：

了解通用电子示波工器工作原理的基础上，学会正确使用示波器测量各种电参数的方法。二、实验原理：

在时域信号测量中，电子示波器无疑是最具代表性的典型测量仪器。它可以精确复现作为时间函数的电压波形（横轴为时间轴，纵轴为幅度轴），不仅可以观察相对于时间的连续信号，也可以观察某一时刻的瞬间信号，这是电压表所做不到的。我们不仅可以从示波器上观察电压的波形，也可以读出电压信号的幅度、频率及相位等参数。

电子示波器是利用随电信号的变化而偏转的电子束不断轰击荧光屏而显示波形的，如果在示波管的X偏转板（水平偏转板）上加一随时间作线性变化的时基信号，在Y偏转板（垂直偏转板）加上要观测的电信号，示波器的荧光屏上便能显示出所要观测的电信号的时间波形。

若水平偏转板上无扫描信号，则从荧光屏上什么也看不见或只能看到一条垂直的直线。因此，只有当X偏转板加上锯齿电压后才有可能将波形展开，看到信号的时间波形。

一般说来，Y偏转板上所加的待观测信号的周期与X偏转板上所加的扫描锯齿电压的周期是不相同的，也不一定是整数倍，因而每次扫描的起点对待观测信号来说将不固定，则显示波形便会不断向左或向右移动，波形将一片模糊。这就有一个同步问题，即怎样使每次扫描都在待观测信号不同周期的相同相位点开始。近代电子示波器通常是采用等待触发扫描的工作方式来实现同步的。只要选择不同的触发电平和极性，扫描便可稳定在待观测信号的某一相应相位点开始，从而使显示波形稳定、清晰。

在现代电子示波器中，为了便于同时观测两个信号（如比较两个信号的相位关系），采用了双踪显示的办法，即在荧光屏上可以同时有两条光迹出现，这样，两个待测的信号便可同时显示在荧光屏上，双踪显示时，有交替、断续两种工作方式。交替、断续工作时，扫描电压均为一种，只是把显示时间进行了相应的划分而已。

由于双踪显示时两个通道都有信号输入，因此还可以工作于叠加方式，这时是将两个信号逐点相加起来后送到Y偏转板的。这种工作方式可模拟谐波叠加，波形失真等问题。同时，如果改变其中一个的极性，也可以实现相减的显示功能。这相当于两个函数的相加减。

示波器除了用于观测信号的时间波形外，还可将两个相同或不同的信号分别加于垂直和水平系x 平面上正交叠加所组成的图形，如李沙育图形。它可用于观测两个信号统，以观测两信号在y

之间的幅度、相位和频率关系。

三、实验设备：

1、函数信号发生器，型号YB1602，指标：0.2Hz-2MHz，数量2台；

2、双踪示波器，型号YB4320A，指标：20MHz，数量1台。

四、实验预习要求：

1、复习好《电子测量与仪器》中示波测量的有关章节。

2、参照仪器使用说明书，了解函数信号发生器、双踪示波器的各旋钮、开关的作用。

3、详细阅读实验指导书，作好绘制波形和测试记录的准备。

五、实验步骤：

1、做好使用示波器前的调亮、聚焦、校正等准备工作。

①将两个通道的耦合方式置为地

②调节“聚焦”旋钮

③调节CH2的“位移”旋钮将通道2的扫描线调至中心位置 ④调节“扫描微调”旋钮至校准位 ⑤调节“触发电平”旋钮至锁定位置

⑥将校准信号接入通道1，观测显示是否正确

2、测量如下的各种波形参数。

（1）方波： 测量上升时间r t

信号源输出方波信号， 调节示波器时基旋钮将波形展开，调节CH1的“位移”旋钮将通道1的扫描线调至中心位置

按下扫描因数×5扩展键， 调节水平位移旋钮便于读数

上升时间r t = 上升沿格数×扫描时基刻度÷5

测量下降时间

f

t

调节水平位移旋钮并读取下降时间 下降时间f

t = 下降沿格数×扫描时基刻度÷5

测量直流偏置电压

0V

按下信号源的直流偏置按钮，并CH1置为直流耦合读波形峰值的格数1g 将CH1置为交流耦合并读波形峰值的格数2g

直流偏置电压

0V = (1g -2g )×垂直幅度刻度

（2）正弦波：

测量重复周期0T 及电压峰—峰值P P U -。

信号源输出正弦信号 ，调节CH1的垂直幅度旋钮并读数

电压峰—峰值P P U -= 波峰到波谷的格数×垂直幅度刻度

重复周期0T = 单周期的格数×扫描时基刻度

（3）三角波：

测量波形对称度b

a

T

T

信号源输出三角信号并读数

上升时间a

T=上升沿格数×扫描时基刻度

下降时间b

T=下降沿格数×扫描时基刻度

3、显示波形的观测：

（

1）选择不同的触发极性

按下“极性”按钮并观察波形显示

（2）选择不同的扫描速度

切换信号源的频率档位

（3）观察交替扫描方式

两个信号源分别输出不同频率、不同波形的信号，按下CH1和CH2按钮同时显示这两个信号，按下“交替触发”和“断续”按钮并观察波形显示

（4）观察波形叠加

两个信号源分别输出相同频率、不同波形的信号，按下CH2按钮同时显示这两个信号，按下“叠加”按钮并观察波形显示

（5）观察任意两种波形的y

x 合成图形

调节扫描时基选钮并观察不同扫描速

度下的波形显示

观察方波和正弦波的y x -合成图形 观察两个同频正弦波的y x -合成图形

调节其中一个正弦波的幅度并观察

六、思考题：

1．能否用一个带宽为20MHz 的示波器观测频率为15MHz 的正弦波和方波？为什么？ 2．利用示波器测量各种波形参数时，如何减小其测量误差？ 3．当利用示波器观测某一直流信号时，示波器的输入耦合方式，触发耦合方式和扫描方式应如何选择？

4．测量方波的上升和下降时间可以有哪些方法？

5．什么是李沙育图形？用李沙育图形测频率是基于替代法、比较法还是微差法？ 当x 偏转板上无扫描信号时，你能在荧光屏上看见什么？

将两个正弦波的频率比调整为1 : 3并观察