用示波器测量相位差的方法
光速测量实验报告
光速测量实验报告实验目的：1. 了解和掌握光调制的基本原理和技术2. 学习和使用示波器测量同频正弦方波信号相位差的方法3. 测量光在空气中的速度实验仪器：激光器、信号发生器、光接收器、示波器、反射镜等实验原理相位φ=κ*d ，其中φ为相位差，κ为波数，d 为光程差。
实验采用平面镜改变光程差d,实验中可以通过测量平面镜之间的距离来确定光程差d 。
信号发生器为直流方波输出，则激光器发出激光脉冲。
激光接收器收到激光信号后输出基频信号，且输出的信号为一正弦波，前后移动平面反射镜的距离，并测出移动的距离进而测出光程差Δd,由于光程差的改变，则信号反射光的信号的相位发生变化，由示波器上可以确定时间t1和t2，计算出时间差Δt= ∣t1-t2∣，所以光速c=Δd/Δt 。
下面是测量图：实验内容1. 正确的连接线，把实验仪器连接摆放好;2. 调试实验仪器，由于如果反射镜离的太远，不利于实验中对实验仪器的调试，因此，在调试仪器阶段应当使反射镜离激光器近。
同时，反射镜，激光器，信号接收器应该保持示波器 信号发生器 激光接收器激光器 平面反射镜Δd在同一水平面上。
由信号发生器发出一矩形方波，作用在激光器上使激光器发出光脉冲，由反射镜反射的信号由接收器转换成正弦波，把正弦波与方波同时输入示波器，由于方波是很稳定的不随反射镜位置的变化，把触发信号选择成方波。
3.选择合适的反射镜位置作为基点，然后移动反射镜的位置，测量实验数据Δd和Δt，处理实验数据，可以用线性来求。
4.整理实验仪器实验数据绘图如上所示，则可得光速c=（3.17±0.048）*108m/s标志偏差为s=0.048*108m/s相对误差为d=(3.17*108−3.00∗108)/ 3.00*108=5.7%实验结论：（1）实验测出的实验室光速为c=3.17*108m/s，与光在真空中的速度的相对误差为5.7%。
大学物理实验-RLC 电路的稳态特性研究
RLC 电路的稳态特性研究【实验目的】1、了解RLC 串联电路的相频特性和幅频特性；2、观察和研究RLC 电路的串联谐振现象；3、进一步巩固示波器的使用；4、掌握两种示波器测量相位的方法。
【实验仪器】SS-7802A示波器，TFG1005型函数信号发生器，电路元件等。
【实验原理】一、电路基本知识回顾二、RLC 串联电路的相频特性和幅频特性RLC 串联电路如图1 所示，通过正弦稳态交流电流，运用复数运算法，其电路方程可写成：其中， f = f2-f1 .三、两种用示波器测量相位的方法示波器可以用来测量电压，周期，还可以测量相位差，有两种方法可以测量相位差：1．双踪法比较法双踪法是用双踪示波器在荧光屏上直接比较两个被测电压的波形来测量其相位关系。
测量时，由通道1 和2 分别输入两个频率相同而相位不同的正弦电压信号，波形显示如图3（a）所示。
相应的相位为：2．李萨如图形法测相位将示波器设为X-Y 工作方式，由CH1 和CH2 输入的正弦电压信号分别加在X 和Y 方向。
电子束光点同时在X 和Y 方向上做简谐振动，荧光屏上显示的图形为电子束光点的运动轨迹，该图称为李萨如图，原理如图3（b）所示。
【实验内容和要求】电路参数: L=10mH, C=0.1μF, R=51Ω，R L用万用表测量。
信号源输出电压满足：Upp<4V，按图4 连线，注意共地点。
图4 RLC 电路串连电路1．根据所选L和C 的数值，计算相应的谐振频率f0，并通过实验进行测量，计算相对误差。
2．观察谐振前后电流信号强度的变化，并记录现象。
3．利用比较法或李萨如图方法测量相频特性曲线:频率扫描范围：1500-15000Hz。
测量不少于25个点，在谐振频率附近应该多取几个点。
注意频率偏离谐振频率时相位的符号（大于－正号，小于－负号）；绘图时频率取对数坐标，对数轴取为f/ f0，并与理论曲线比较，分析误差产生的原因。
4．测量幅频特性:保持信号源电压U 不变（即CH1电压波的幅值不变，可取U PP=3V）, 频率扫描范围：200-5500Hz。
实验 三 示波器的双踪显示 李萨如图测频率和相位
一、实验目的 1. 熟悉示波器双踪显示的原理。 2. 熟悉用李沙育法测量频率和相位
二、实验设备 双踪示波器 YB4320G F05A型数字合成函数信号发生器2台
三、实验原理
示波器的双踪显示：
交替方式
断续方式
需要解决的问题：双通道如何触发，才能观测到 稳定的信号？
其中，x为椭圆于x轴交点到原点的距离， x0为最大的水平距离。
几种常用的李萨如图形
0°
fy 1 fx
fy 2 fx 1 fy 3 fx 1
fy 3 fx 2
45 °
90 °
13 5°
18 0°
四、实验任务
1、在双踪显示中，分别观察交替和断续工作状态下对 信号的显示。
2、在双踪显示中，两通道显示不同信号时（频率，幅 度，波形）实现稳定的波形显示。总结方法，分析无法 稳定显示的原因。 （做实验报告时回答）
李萨如（Lissajous）图形：示波器两个偏转 板上都加正弦信号电压时显示的图形。
U y
UyБайду номын сангаас
0,4
1
0 12 34 t
0,2 ,4
3 0 1 23 4 t
1
3
0
U
1
X
2
3 4
t
(a)
2
0
1
Ux
2
3 4
t
(b)
在测量频率和相位时常会用到，此时示波器变 为一个X—Y图示仪。
李萨如图形法测相位是利用示波器X和Y通道
分别输入被测信号fx和一个已知信号fy，调节已 知信号的频率使屏幕上出现稳定的图形，根据
实验十 示波器的使用
实验十 示波器的使用[实验目的]1.了解示波器的结构和原理。
2.掌握示波器各旋钮的作用和使用方法。
3.学会用示波器观察电信号波形和李萨如图形、测量电压、频率和相位等。
[仪器和用具]示波器一台、信号发生器一台、电阻箱一个、标准电感一台、标准电容器一台、导线若干。
[实验原理]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，以及两个相关量的函数图形。
在现代科学技术领域中，各种电学量、磁学量和非电量转换来的电信号均可用示波器进行观察和测量。
一、示波器的构造和工作原理通用示波器一般由示波管、扫描发生器、XY 偏转系统、同步系统以及电源五个部分组成（如图8-1所示）：Y Y Y轴输入图8-1示波器的组成下面分别简单说明之。
1、示波管图8-2示波管电极构造图左端为一电子枪，右端为荧光屏。
电子枪加热后发射电子束，电子在阳极电压的作用下经加速，聚焦后打在荧光屏上，屏上的荧光物即发光形成一亮点。
在电子枪与荧光屏之间有两对相互垂直的平行极板，称为偏转板。
横向一对称为X 轴偏转板（又称水平偏转板或横偏）。
纵向一对称为Y 轴偏转板（又称垂直偏转板或纵偏）。
如果偏转板上加上电压，则平行板间建立起电场，当电子束通过偏转板间时，将受电场的作用而发生偏转，从而使电子束在荧光屏上的亮点位置也随着改变。
2、扫描发生器扫描发生器就是锯齿形电压发生器，他能输出一个锯齿形的电压（如图8-3所示）：图8-3 锯齿波电压此电压在（-E ，+E ）范围内变化。
电压从-E 开始随时间线形地增加到+E ，然后突然返回到-E ，再从-E 开始随时间线性地增加，周而复始。
从-E 到+E 的过程叫正程，从+E 到-E 的过程叫逆程。
一个正程和一个逆程称为一个周期。
把扫描发生器输出的锯齿电压加在水平偏转板两端，则平行板间产生一个随锯齿电压变化而变化的电场，此变化电场使电子束在荧光屏上的光点移动，锯齿形的正程电压使光点从右向左匀速地移动（这个过程叫做扫描），而逆程电压则使光点迅-E+EV x速从右端返回左端（这个过程叫做回描）。
示波器的使用
示波器的使用示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器，主要用于观察电信号随时间变化的波形，定量测量波形的幅度、周期、频率、相位等参数。
一般的电学量（如电流、电功率、阻抗等）和可转化为电学量的非电学量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率）以及它们随时间变化的规律都可以用示波器来观测。
由于电子的惯性很小，电子射线示波器一般可在很高的频率范围内工作。
采用高增益放大器的示波器可以观察微弱的信号；具有多通道的示波器，则可以同时观察几个信号，并比较它们之间的相应关系（如时间差或相位差），是目前科学实验、科研生产常用的电子仪器。
一、教学目的1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉各个旋钮的作用和使用方法。
2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法；了解用示波器测量相位差的方法。
3、掌握观察李萨如图形的方法，并能用李萨如图形测量未知正弦信号的频率；能用示波器观察“拍”现象。
二、教学要求1、实验三小时完成。
2、了解通用双通道示波器的结构和工作原理；3、熟悉各个旋钮的作用和使用方法；4、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法；5、掌握观察李萨如图形的方法，能用李萨如图形测量未知正弦信号的频率；6、对实验结果进行评价，写出合格的实验报告。
三、教学重点和难点1、重点：通用双通道示波器的结构，面板旋钮的作用和使用方法；2、难点：通用双通道示波器的工作原理，李萨如图形测量未知正弦信号频率的原理，观察“拍”现象的原理。
四、讲授内容（约20分钟）1、仪器工作原理（1）通用双通道示波器的介绍主要结构：示波管、电子放大系统、扫描触发系统、电源工作原理：示波管、电子放大系统、扫描触发系统工作原理；波型显示原理；测量原理等，内容见教材(略)面板旋纽的作用：见双通道示波器使用说明书（略）（2）函数信号发生器简介输出信号的频率范围和电压范围：见函数信号发生器使用说明书（略） 面板旋纽的作用：见函数信号发生器说明书（略）2、测量原理（1）测量电压和频率测量电压：偏转因数⨯=Y U ppY 输入 X 输入 外触发示波器的原理框图pp eff U U 221=测量周期：T X =⨯时间因数（2）观察李萨如图形，测信号频率两个相互垂直的谐振动合成时，若其频率f x 与f y 成简单的整数比，合成的轨迹是封闭的稳定几何图形，称为李萨如图。
3db电桥的两个输出端相位差
3db电桥是一种常用的电子元件，它可以用来测量电容和电感的参数。
在使用3db电桥时，经常会遇到两个输出端相位差的问题，这会对测量结果产生影响。
下面就让我们来探讨一下3db电桥的两个输出端相位差的原因和影响。
一、3db电桥的基本原理1. 3db电桥是由4个电阻或电容组成的桥形电路，其基本原理是通过调节电桥中的元件使得电桥平衡，即桥中支路的阻抗之积等于另一支路的阻抗之积。
2. 当电桥处于平衡状态时，电桥的两个输出端电压为零，此时可以通过改变电桥中的测量元件（电容、电感等）来测量其参数值。
二、两个输出端相位差的原因1. 3db电桥中的元件对称性不好：当电桥中的元件缺乏对称性时，会导致电桥的两个输出端相位差。
2. 外界干扰：外界的电磁干扰、温度变化等因素都会对电桥的两个输出端产生相位差。
3. 测量仪器问题：使用的测量仪器本身可能存在相位差，从而影响了对电桥两个输出端相位差的观察。
三、两个输出端相位差的测量方法1. 使用示波器：示波器是一种常用的测量仪器，可以通过其观察波形来判断电桥两个输出端的相位差。
2. 直接测量电压：直接使用万用表等仪器测量电桥的两个输出端电压，通过观察两个电压波形的变化来判断相位差。
四、两个输出端相位差的影响1. 测量结果偏差：两个输出端相位差会导致测量结果产生偏差，尤其是对于电容和电感的测量参数。
2. 精度降低：相位差的存在会使得测量精度降低，影响测量结果的准确性。
五、改善方法1. 提高电桥中元件的对称性：合理设计和选择电桥中的测量元件，提高其对称性有助于减小输出端的相位差。
2. 屏蔽外界干扰：在实际测量中需尽量减小外界的干扰，使用屏蔽线、隔离器等手段降低外界干扰对电桥的影响。
3. 使用高精度测量仪器：选择合适的高精度测量仪器，采用多次测量取平均值的方法来减小测量结果的偏差。
六、结论3db电桥的两个输出端相位差是一个影响测量准确性的重要因素，要想获得准确的测量结果，就需要注意电桥中元件的对称性、外界干扰的屏蔽以及选择合适的高精度测量仪器。
大学物理实验示波器的使用
示波器的使用实验报告学院自动化班级自175 学号姓名一、实验目的与实验仪器【实验目的】(1)了解示波器的结构和工作原理。
(2)熟练掌握示波器的基本操作。
(3)学会用示波器测量电压、频率和相位差的方法。
(4)学会周期信号的频谱分析。
(5)观察李萨如图形、拍现象，加深对振动合成的理解。
【实验仪器】TBS1102B-EDU型数字存储示波器、TFG6920A型函数/任意波形发生器。
二、实验原理1.刻度法：2.相位差：3.方波信号：4.拍的周期：5，李萨如图形：测频率：测相位：三、实验步骤1.刻度法测量正弦信号的参数。
调节信号发生器，使A路输出50HZ 正弦信号，采用刻度法测量信号的峰一峰电压周期，数据记入表4.10-2 中，计算频率、有效值。
2.双踪示波法测量正弦信号的相位差。
接通信号发生器的B通道，使B路输出50HZ正弦信号，分别调节A路信号的输出相位为0°，B路信号的输出相位为45°，调节波形，从示波器屏幕上读出(T)和L (Δt) 的值，数据记人表4.10-3中，计算相位差。
3.方波信号的频谱观察与测量(1) 频谱观察调节信号发生器，使A 路输出10kHz 方波信号，按“Autoset ”键以显示YT波形，按下FFT键，观察稳定波形。
(2) 频谱测量采用光标法测量FFT谱线的幅度和频率。
使用“Cursor”功能，通过移动垂直光标1或光标2至谱线位置测量频率。
依次测量记录5 条谱线的幅度与频率，记录在表格4.10-5 中，用坐标纸画出频谱图并分析各谱线幅度、频率变化规律。
4.拍现象观察与测量将函数信号发生器A,B路同时接通，调节信号发生器使A、B路输出信号幅度相同的正弦信号，A路频率v =150Hz,B路频率=130Hz,按“Autoset”键，在示波器获得稳定的波形，用刻度法测量拍的周期，数据记人表4.10-8 中，计算频率。
5.李萨如图形观察与测量(1) 频率测量调节信号发生器使A路输出50H 正弦信号，B路分别输出25HZ、75H、100H、200H 正弦信号。
模拟电子实验示波器的使用
一、实验目的1.学习电子电路实验中常用的电子仪器—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。
二、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。
接线时应注意,为防止外界干扰,各仪器的公共接地端应连接在一起,称共地。
信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源的接线用普通导线。
1.双踪示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。
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用示波器测量相位差的方法
一、前言
在电子技术领域中，相位差是非常重要的一个参数。
它可以用来描述
两个信号之间的时间差，是许多电路和系统设计中必须考虑的因素。
而测量相位差的方法也是非常关键的，因为只有准确地测量了相位差，才能保证电路或系统的正常运行。
本文将介绍用示波器测量相位差的方法，包括仪器准备、接线方法、
操作步骤等方面。
二、仪器准备
1. 示波器：必须具有双通道功能，并且能够显示两个信号波形。
2. 信号源：提供两个相位不同但频率相同的信号。
信号源可以是任何
可以输出正弦波或方波的设备，如函数发生器、信号发生器等。
3. 接线：需要一些连接线和探头来连接示波器和信号源。
三、接线方法
1. 将示波器通道1和通道2分别与信号源输出端口连接。
通常情况下，通道1连接到主要信号源输出端口，而通道2连接到参考信号源输出
端口。
2. 如果使用探头，则将探头插入示波器输入端口，并将另一端连接到
信号源输出端口。
3. 确保连接正确无误，并且所有设备都已打开和调整好参数。
四、操作步骤
1. 打开示波器，并将它设置为双通道模式。
确保通道1和通道2均已
启用，并且它们的垂直灵敏度和时间基准已经调整好。
2. 设置示波器触发模式为“内部触发”，并选择一个适当的触发电平。
3. 调整信号源，使其产生两个相位不同但频率相同的信号。
可以使用
正弦波或方波信号，但必须确保两个信号具有相同的频率。
4. 将通道1和通道2分别与两个信号源连接。
如果使用探头，则将其
插入示波器输入端口，并将另一端连接到信号源输出端口。
5. 调整示波器水平扫描控制，使得两个信号在屏幕上能够清晰地显示出来，并且它们之间的时间差可以直观地看出来。
6. 测量相位差：在示波器屏幕上选择一个参考位置，如正弦波或方波的峰值位置。
然后测量第二个信号与参考位置之间的时间差。
这个时间差就是两个信号之间的相位差。
7. 重复以上步骤，直到得到准确的相位差测量结果。
五、注意事项
1. 在进行测量时，必须确保两个信号具有相同的频率。
否则，将无法正确地测量它们之间的相位差。
2. 在选择参考位置时，应该选择一个稳定的、容易识别的位置。
通常情况下，正弦波或方波的峰值位置是一个比较好的选择。
3. 在调整示波器水平扫描控制时，应该逐渐增加扫描速度，并观察两个信号是否在屏幕上清晰地显示出来。
如果出现模糊或失真现象，则需要调整示波器参数或重新连接设备。
4. 在进行测量时，应该避免使用过高或过低的灵敏度设置。
这样可以保证信号在示波器屏幕上显示得更加清晰和稳定。
六、总结
用示波器测量相位差是一种非常简单和有效的方法。
只需要准备好仪器，并按照上述步骤进行操作即可。
在实际应用中，我们可以根据需要选择不同类型和规格的示波器和信号源来满足不同的测量需求。
同时，在进行测量时，还需要注意一些细节和注意事项，以确保测量结果的准确性和可靠性。