示波器应用中的原理和公式
示波器的使用实验报告
示波器的使用实验报告篇一：大学物理实验报告(示波器)??00A9示波器的使用【实验简介】示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器，与其他测量仪器相比，示波器具有以下优点：能够显示出被测信号的波形；对被测系统的影响小；具有较高的灵敏度；动态范围大，过载能力强；容易组成综合测试仪器，从而扩大使用范围；可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。
从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。
在电子测量与测试仪器中，示波器的使用范围非常广泛，它可以表征的所有参数，如电压、电流、时间、频率和相位差等。
若配以适当的传感器，还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。
正确使用示波器是进行电子测量的前提。
第一台示波器由一只示波管，一个电源和一个简单的扫描电路组成。
发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列，示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。
Karl Ferdinand Braun生平简介1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun于1897年发明世界上第一台阴极射线管示波器，至今许多德国人仍称CRT为布朗管(Braun Tube)。
【实验目的】2、学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。
3、通过观察李沙如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法。
图8-1 Karl Ferdinand Braun1、了解示波器的结构和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。
【实验仪器】VD4322B型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等?1051、电源开关2、电源指示灯3、聚焦旋钮4、亮度调节旋钮5、Y1(X)信号输入口6、Y2信号输入口7、8、9 86图8-2 VD4322型双踪示波器板面图入耦合开关（AC-GND-DC）9、10、垂直偏转因数选择开关（V/格）11、Y1位移旋钮12、Y2位移旋钮13、工作方式选择开关（Y1、Y2、交替、断续）14、扫描速度（时间/格）选择开关15、扫描微调控制旋钮16、水平位移旋钮17、电平调节旋钮【实验原理】一、示波器的结构及简单工作原理示波器一般由5个部分组成，如图8-3所示：（1）示波管；(2)信号放大器和衰减器（3）扫描发生器；（4）触发同步电路；（5）电源。
示波器均方根值计算公式
示波器均方根值计算公式
示波器均方根值计算公式是示波器在进行电压测量时的计算方法
之一。
它是指通过测量电压波形的均方根值（简称“有效值”），来
表征该波形的幅度大小。
示波器均方根值计算公式：
RMS = 1 / T ∫_(T1)^(T2) U(t)^2 dt
其中，RMS为电压波形的均方根值，T为测量时间，T1和T2为测
量时间的起始和结束点，U(t)则是在任意时间点t处测量到的电压值。
该公式的实际意义是，将测量时间T内的电压波形从起始点T1到
结束点T2分成无数个微小时间段（dt），计算每个时间段内的电压值
的平方，然后将它们的平均值再开根号。
这个平均值就是幅度大小的
均方根值。
示波器均方根值计算公式是电路工程中常用的测量方法，它能够
准确地反映出电压波形的真实幅度，对于分析和设计电路具有重要的
意义。
实验15：练习使用示波器
实验十五：练习使用示波器【实验播放】1、实验目的：(1)了解示波器面板上各个旋钮和开关的名称、作用，练习使用示波器；(2)了解示波器的工作原理，利用示波器观察波形；(3)加深对带电粒子在电场中运动的理解。
2、实验原理：示波器是一种常用的观察波形的电子仪器，利用它能直接观察电讯号随时间变化情况，对一些能够转化为电压变化的非电学量的波形如速度、压力等物理量也可以在示波器的荧光屏上进行观察．示波器的核心结构是示波管原理。
图1 为示波管的构造图，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．当偏转电极XX′和YY′不加电压时，电子枪发射出的电子打在荧光屏上，会在那里产生一个亮点．若在偏转电极YY′上加电压，电子将在竖直方向上发生偏转，若在XX′上加电压，电子将在水平方向上发生偏转，从而使亮斑的位置发生改变，当所加电压恒定时，亮斑的位置是固定的．当所加电压变化时，亮斑的位置是移动的，如果所加电压变化很快，那么亮斑的位置变化就会很快，于是我们会看到—条亮线．如果所加电压是周期性变化的，则荧光屏上显示的亮线也将随周期发生变化.图2为J2459型示波器的面板，荧光屏右边最上端的是辉度调节旋钮，标以“¤”符号，用来调节光点和图像的亮度．顺时针旋转旋钮时，亮度增加．接下来两个是聚焦调节旋钮“⊙”和辅助聚焦调节旋钮“○”，这两个旋钮配合着使用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清晰的图像．往下是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以使用了．荧光屏下边第一行左、右两端的旋钮是竖直位移旋钮“↑↓”和水平位移旋钮“→”，分别用来调整图像在竖直方向和水平方←向的位置．它们中间的两个旋钮是“Y增益”和“X增益”，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度继续增大．中间一行左边的大旋钮是衰减调节旋钮，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别可使输人的电压衰减为原来的101、1001、10001．因此图像在竖直方向的幅度都减小为前一挡的101．最右边的正弦符号“ ”挡不是衰减，而是由示波器内部提供竖直方向的交流试验信号电压，可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作．中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮，可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10Hz ，向右旋转每升高一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X ”挡，使用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入．中间的小旋钮是扫描微调旋钮，用来调整水平方向的扫描频率，顺时针转动时频率连续增加．底下一行中间的旋钮“Y 输入”、“X 输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．左边的“DC 、AC'’是竖直方向输入信号的直流、交流选择开关，置于“DC'’位置时，所加的信号电压是直接输入的；置于“AC'’位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让交流信号通过而隔断直流成分．右边的“同步”也是一个选择开关，置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“-”位置时，扫描由负半周起同步．这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“-”，都能很好地同步，对测量没有影响．3、实验器材示波器、信号源、电源、滑动变阻器、电键、导线若干。
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。
9示波器的原理和使用
实验9 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．学会使用示波器展示电信号波形，测量信号电压幅值以及频率。
3．学会使用示波器观察李萨如图并测频率。
【实验原理】不论何种型号和规格的示波器都包括了如图2-28所示的几个基本组成部分：示波器（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）、触发同步电路、电源等。
图2-28 示波器的基本结构框图1．示波管的基本结构示波管是示波器的核心部分，其功能就是将电信号转化成光信号。
示波管的基本结构如图2-29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。
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2-29 示波管结构图（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，第一阳极也称聚焦阳极。
示波器原理与使用、声速测量
f = 5kHz，C = 11.07 10−9 F
所得数据为 R = 0, = 173 R = , = 0
理论值：
R = 2690, = 90
R = 0, = 180 R = , = 0 R = 1 = 2678, = 90
2 fC
与理论值贴近。实验效果良好。
【实验总结】
（1）在是用示波器测量波形的幅度和周期的时候，可以使用示波器的自动测量，但一般误
差较大，所以我们选用手动的光标法进行测量，可以减小一定的误差，但是在测量周期的时
候，比较难定位出 x 轴正好在幅度为 0 的位置，测量周期会有一定的操作难度。
（2）无论是测来波形的幅度周期还是观察利萨如图，选择合适的分度值和扫描频率，可以
v = (346.3 2.5)m / s
【理论值】
开始时室温 t1=21.6°C，湿度 r1=20.4%，结束时室温 t2=21.6℃，湿度 r2=20.4%
取平均值 t=21.6℃，湿度 r=20.4%，查询到 ps=0.0258×105Pa。
根据公式������ = 331.5√(1 + ������ ) (1 + 0.31 ������������������) = 344.6349396(m/s)
得到图像。
10k
20k
30k
40k
50k
增大电阻，三角波转换更明显，同时波峰越来越小。
分析：从 uc
=
−t
E 1− e RC
可以得到
U
' C
=
1
t
当电阻增大时，且 T
e RC RC
RC ，则此时还
示波器的使用实验报告思考题
示波器的使用实验报告思考题（文章一）：示波器使用思考题答案《示波器的使用》的评分标准和参考答案注：思考题参考答案见附件思考题参考答案（1）、观察方波波形，如果扫描频率是方波的二倍看到什么图形？如果扫描频率是方波的2/3看到什么图形？答：如果扫描频率是方波的二倍，那么看到的时半个方波，如果扫描频率是方波的2/3则看到3/2个方波。
（2）、用李萨如图形测频率实验时，屏幕上图形在时刻转动，为什么？答：是x和y轴的信号不同步造成的，也就是两个信号的初相位不一致导致的。
（3）、如果示波器的扫描频率远大于或小于Y么波形？（试先从扫描频率等于正弦信号频率的2（或1/23（或1/3）……倍考虑，然后推广到n（或1/n 答：如果示波器的扫描频率远大于Y2个、3个、4个．．．nY轴正弦波信号的频率时，将看到1/（2）、1/（3）、1/4（4）、如果示波器是好的，但当Y直亮线，试问，应调哪几个旋钮？答：证明xx输入信号，或者是否将扫描置于x-y档。
（文章二）：大学物理实验示波器实验报告示波器的使用【实验简介】示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器，与其他测量仪器相比，示波器具有以下优点：能够显示出被测信号的波形；对被测系统的影响小；具有较高的灵敏度；动态范围大，过载能力强；容易组成综合测试仪器，从而扩大使用范围；可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。
从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。
在电子测量与测试仪器中，示波器的使用范围非常广泛，它可以表征的所有参数，如电压、电流、时间、频率和相位差等。
若配以适当的传感器，还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。
正确使用示波器是进行电子测量的前提。
第一台示波器由一只示波管，一个电源和一个简单的扫描电路组成。
发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列，示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。
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示例波器应用中的原理和公式
1. 前言
示波器是一种广泛应用于电子测量和调试中的仪器。
它能够显示电压随时间的
变化情况，帮助工程师在电路故障诊断和信号分析中起到关键的作用。
本文将介绍示波器的原理和一些常用的公式，以帮助读者更好地理解和应用示波器。
2. 示波器的原理
示波器通过采集电压信号并将其显示在屏幕上，以便分析和测量。
其原理主要
包括以下几个方面：
2.1 示波器的输入电路
示波器的输入电路通常由探头和电压衰减器组成。
探头将被测信号引入示波器
的输入端，并将高电阻的示波器输入与被测电路分离，从而确保测量精度和安全性。
电压衰减器用于调整被测信号的幅度，以适应示波器的输入范围。
2.2 示波器的水平和垂直扫描
示波器的水平扫描控制水平轴上的时间基准，用于设定观测信号的时间范围。
垂直扫描则控制垂直轴上的电压基准，用于设定观测信号的幅度范围。
通过水平和垂直扫描，示波器可以绘制出与被测信号相关的时间域波形。
2.3 示波器的触发电路
示波器的触发电路用于控制示波器在特定信号条件下的启动和停止。
触发电路
可以帮助示波器捕捉和显示重复性事件的波形，确保观测信号的一致性和稳定性。
3. 示波器常用公式
在使用示波器进行电压测量和信号分析时，一些常用的公式可以帮助工程师更
准确地计算和解读测量结果。
3.1 峰峰值
峰峰值是指电压信号波形中最高点与最低点之间的差值。
示波器可以直接测量
出峰峰值，并用以下公式表示：
Vpp = Vmax - Vmin
其中，Vpp表示峰峰值，Vmax表示最高点的电压，Vmin表示最低点的电压。
3.2 平均值
平均值表示电压信号波形在一个周期内各点的平均值。
示波器可以通过采样和
计算得到平均值，并用以下公式表示：
Vavg = (V1 + V2 + ... + Vn) / n
其中，Vavg表示平均值，V1至Vn表示一个周期内的各点电压，n表示采样
点数。
3.3 周期
周期表示电压信号波形完成一个完整循环所需的时间。
示波器可以通过水平扫
描得到周期，并用以下公式表示：
T = Dt * N
其中，T表示周期，Dt表示水平扫描的时间分辨率，N表示水平扫描的周期数。
3.4 频率
频率表示电压信号波形中的周期数单位时间内重复的次数。
示波器可以通过周
期计算频率，并用以下公式表示：
f = 1 / T
其中，f表示频率，T表示周期。
4. 总结
示波器是一种重要的电子测量和调试工具，它通过采集和显示电压信号的变化
情况，帮助工程师进行故障诊断和信号分析。
本文介绍了示波器的原理和常用的公式，包括峰峰值、平均值、周期和频率。
熟练掌握这些原理和公式，将有助于读者更好地理解和应用示波器。