
实验10示波器的使用1实验仪器示波器(ST16B)、低频信号发生器(DF1027B)、未知电信号源。2教学内容及教学要求2.1教学内容2.1.1观察和描绘“未知信号源”波形1将实验桌上仪器“信号源”的“OUT”端口与“ST16B示波器”左下角的“Y输入”端口用仪器连接线接连起来。2)#打开“信号源”的电源开关(红色按钮往“ON”端按一下);再打开“ST16B示波器”电源开关。(以下内容“ST16B示波器”简称“示波器”)3)在“示波器”的底部“Y输入”与“X输入”中间有四个选项档,分别①“Y耦合方式”选择“AC”;②“触发极性”选择“+”;③“触发源”选择“内”;④“触发方式”选择“自动”。4)调节“示波器”面板功能区,并初步熟悉“示波器”的使用方法:①调节“示波器”屏幕右侧的“辉度”和“聚焦”旋钮,使波形明亮清晰;②在“聚焦”旋钮下方,按下“锁定”键,使得波形稳定;如果波形还是会跑位,可松开“锁定”键,然后调节“电平”旋钮直至波形稳定;③在屏幕左下方,分别调节一下旋钮“Y移位”、“微调”以及“Y轴衰减档”(也就是标示“VOLT/DIV”下方的旋钮),使得波形垂直方向的大小总共在屏幕上占据6大格(以Y轴方向上下各3大格,共6大格较为适宜);④分别调节一下旋钮“X移位”、“微调X增益”以及“X轴扫描时间档”(即标示“TIME/DIV”下方的旋钮),使得屏幕上水平方向都有波形,而且屏幕上波形周期数刚好为3个周期:
实验 10 示波器的使用 1 实验仪器 示波器(ST16B)、低频信号发生器(DF1027B)、未知电信号源。 2 教学内容及教学要求 2.1 教学内容 2.1.1 观察和描绘“未知信号源”波形 1) 将实验桌上仪器“信号源”的“OUT”端口与“ST16B 示波器”左下角的“Y 输入”端口用 仪器连接线接连起来。 2) 打开“信号源”的电源开关(红色按钮往“ON”端按一下);再打开“ST16B 示波器”电 源开关。(以下内容“ST16B 示波器”简称“示波器”) 3) 在“示波器”的底部“Y 输入”与“X 输入”中间有四个选项档,分别 ①“Y 耦合方式”选择“AC”; ②“触发极性”选择“+”; ③“触发源”选择“内”; ④“触发方式”选择“自动”。 4) 调节“示波器”面板功能区,并初步熟悉“示波器”的使用方法: ①调节“示波器”屏幕右侧的“辉度”和“聚焦”旋钮,使波形明亮清晰; ②在“聚焦”旋钮下方,按下“锁定”键,使得波形稳定;如果波形还是会跑位,可松开 “锁定”键,然后调节“电平”旋钮直至波形稳定; ③在屏幕左下方,分别调节一下旋钮“Y 移位”、“微调”以及“Y 轴衰减档”(也就是 标示“VOLT/DIV”下方的旋钮),使得波形垂直方向的大小总共在屏幕上占据 6 大格(以 Y 轴方向上下各 3 大格,共 6 大格较为适宜); ④分别调节一下旋钮“X 移位”、“微调 X 增益”以及“X 轴扫描时间档”(即标示“TIME/DIV” 下方的旋钮),使得屏幕上水平方向都有波形,而且屏幕上波形周期数刚好为 3 个周期;

③记录波形形状、“X轴扫描时间档TIME/DIV”对应的档位数值(对准方法为:在“X轴扫描时间档”旋钮上其中一凸起位置有标刻一条线,此条线对准的数值为“X轴扫描时间档”对应的档位数值,其中“.5”表示“0.5”、“.2”表示“0.2”,注意要加上单位,单位不要搞错)。最后记录波形周期数,表1观察未知信号源的波形波形图扫描时间档(TIME/DIV)波形数2.1.2观察“DF1027B低频信号发生器”输出波形1)将“低频信号发生器”右下角“电压输出50Q”端口用仪器连接线连接到“示波器”的“Y输入”端口;2)“DF1027B低频信号发生器”仪器介绍①在“低频信号发生器”的面板中间“波形选择”选择“”(正弦波);右侧“衰减(dB)”选择按键“20”;在“衰减(dB)”上方的小窗口是“电压显示窗口”(注意:此实验在使用“低频信号发生器”期间,此窗口的数值“不要小于4.0Vrms”);在“衰减(dB)”右侧有个“幅度”旋钮,此旋钮可以改变输出电压值。②在“电压显示窗口”的左侧是“频率值显示窗口”,窗口右侧对应频率值单位。如果要改变“输出频率”,则首先确定“频率范围(Hz)”,然后调节“频率调节”旋钮,使得频率值接近于目标值,在通过调节“频率微调”旋钮,使得频率值刚好等于目标值(注意:“频率微调”旋钮不能使得频率值无限变化,调节频率要“频率调节”与“频率微调”旋钮配合调节)。选择一个频率等于“360Hz”的数值先练练手;3)通过“幅度”旋钮调节“低频信号发生器”电压值,使得电压值等于“5.OVrms”;4)调节“低频信号发生器”频率值等于“60Hz”;5)配合调节“Y轴衰减档”(也就是标示“VOLT/DIV”下方的旋钮)和“微调”旋钮,使得“示波器”屏幕显示波形垂直方向的大小总共在屏幕上占据6大格(以Y轴方向上下各3大格,共6大格较为适宜);然后,配合调节“X轴扫描时间档”(即标示“TIME/DIV”下方
⑤记录波形形状、“X 轴扫描时间档 TIME/DIV”对应的档位数值(对准方法为:在“X 轴 扫描时间档”旋钮上其中一凸起位置有标刻一条线,此条线对准的数值为“X 轴扫描时间档” 对应的档位数值,其中“ .5”表示“0.5”、“ .2”表示“0.2”,注意要加上单位,单 位不要搞错)。最后记录波形周期数。 2.1.2 观察“DF1027B 低频信号发生器”输出波形 1) 将“低频信号发生器”右下角“电压输出 50Ω”端口用仪器连接线连接到“示波器”的 “Y 输入”端口; 2) “DF1027B 低频信号发生器”仪器介绍 ① 在“低频信号发生器”的面板中间“波形选择”选择“ ”(正弦波);右侧“衰减(dB)” 选择按键“20”;在“衰减(dB)”上方的小窗口是“电压显示窗口”(注意:此实验在 使用“低频信号发生器”期间,此窗口的数值“不要小于 4.0 Vrms”);在“衰减(dB)” 右侧有个“幅度”旋钮,此旋钮可以改变输出电压值。 ② 在“电压显示窗口”的左侧是“频率值显示窗口”,窗口右侧对应频率值单位。如果要 改变“输出频率”,则首先确定“频率范围(Hz)”,然后调节“频率调节”旋钮,使得 频率值接近于目标值,在通过调节“频率微调”旋钮,使得频率值刚好等于目标值(注意: “频率微调”旋钮不能使得频率值无限变化,调节频率要“频率调节”与“频率微调”旋 钮配合调节)。 选择一个频率等于“360Hz”的数值先练练手; 3) 通过“幅度”旋钮调节“低频信号发生器”电压值,使得电压值等于“5.0Vrms”; 4) 调节“低频信号发生器”频率值等于“60Hz”; 5) 配合调节“Y 轴衰减档”(也就是标示“VOLT/DIV”下方的旋钮)和“微调”旋钮,使得 “示波器”屏幕显示波形垂直方向的大小总共在屏幕上占据 6 大格(以 Y 轴方向上下各 3 大 格,共 6 大格较为适宜);然后,配合调节“X 轴扫描时间档”(即标示“TIME/DIV”下方

的旋钮)和“微调X增益”,使得屏幕上水平方向都有波形,而且屏幕上波形周期数刚好为3个周期;6)记录波形形状、“X轴扫描时间档TIME/DIV”对应的档位数值以及波形周期数;7)调节“低频信号发生器”频率值等于“600Hz”,重复步骤5)、6);8)调节“低频信号发生器”频率值等于“6.0KHz”,重复步骤5)、6)。表2观察低频信号发生器的电压波形低频信号频率(Hz)波形图扫描时间档(TIME/DIV)波形数6002.1.3测定“未知信号源”输出波形的“电压峰峰值”和“周期”1)示波器测量功能的“校准”:(注意:“校准”是将“示波器”的测量功能调试到最准确的状态,所以“校准”是为了测量做准备,并不是此部分操作的全部①在“示波器”屏幕右下角标示着“校准信号.5V1KHz”,它表示“示波器”自带的“校准信号”的“电压峰峰值”等于“0.5V”、“频率”等于“1000Hz”(换算成“周期”等于“1.0ms”);②在实验桌面上有一条红色夹子的“信号连接线”,把“红色夹子”轻轻夹住“校准信号”露出来的那一点点金属部分,“黑色夹子”轻轻夹住“示波器”右下角“×输入”端口外面那一圈金属部分的任何一个位置,“信号连接线”的另一端“连接头”与“示波器”的“Y输入”端口连接;③此时看到的是“没有垂直线的方波”,如果看不到波形,“Y轴衰减档”旋钮与“X轴扫描时间档”旋钮配合调节一下,就可以看到清晰稳定的波形;④当我们“Y衰减”旋钮对准的档位值为“0.1V/DIV”(即屏幕上垂直方向一大格等于0.1V)时,此时波形垂直方向应该在屏幕上总共占据“5大格”,如若没有“5大格”,可通过调节“Y微调,校准”旋钮来校正到“5大格”。注意,此时垂直方向校准完毕,“Y微调,校准”旋钮不可再旋动,直至“2.1.3测定信号电压的峰峰值”操作完毕;③当我们“X轴扫描时间档”旋钮对准的档位值为“0.5ms/DIV”(即屏幕上水平方向一大格等于0.5mS)时,此时一个周期的波形在屏幕上应该占据“2大格”,如若没有“2大格”,可通过调节“微调X增益”旋钮来校正到一个周期在屏幕上占据“2大格”。注意,此时水平方向校准完毕,“微调X增益”旋钮不可再旋动,直至“2.1.3测定信号电压的峰峰值”操作完毕;2)拆掉校准信号连接线,把仪器“信号源”与“示波器”的“Y输入”连接起来,测量“信号源”波形的“电压峰峰值”与“周期”的数值。(注意:测量过程,“Y微调”与“X微调”旋钮不可再旋动3)记录实验数据
的旋钮)和“微调 X 增益”,使得屏幕上水平方向都有波形,而且屏幕上波形周期数刚好为 3 个周期; 6) 记录波形形状、“X 轴扫描时间档 TIME/DIV”对应的档位数值以及波形周期数; 7) 调节“低频信号发生器”频率值等于“600Hz”,重复步骤 5)、6); 8) 调节“低频信号发生器”频率值等于“6.0 KHz”,重复步骤 5)、6)。 2.1.3 测定“未知信号源”输出波形的“电压峰峰值”和“周期” 1)示波器测量功能的“校准”:(注意:“校准”是将“示波器”的测量功能调试到最准确的 状态,所以“校准”是为了测量做准备,并不是此部分操作的全部) ① 在“示波器”屏幕右下角标示着“校准信号 .5V 1KHz”,它表示“示波器”自带的“校 准信号”的“电压峰峰值”等于“0.5V”、“频率”等于“1000Hz”(换算成“周期”等于 “1.0 ms”); ② 在实验桌面上有一条红色夹子的“信号连接线”,把“红色夹子”轻轻夹住“校准信号” 露出来的那一点点金属部分,“黑色夹子”轻轻夹住“示波器”右下角“X 输入”端口外面 那一圈金属部分的任何一个位置,“信号连接线”的另一端“连接头”与“示波器”的“Y 输入”端口连接; ③ 此时看到的是“没有垂直线的方波”,如果看不到波形,“Y 轴衰减档”旋钮与“X 轴扫描 时间档”旋钮配合调节一下,就可以看到清晰稳定的波形; ④ 当我们“Y 衰减”旋钮对准的档位值为“0.1V/DIV”(即屏幕上垂直方向一大格等于 0.1V) 时,此时波形垂直方向应该在屏幕上总共占据“5 大格”,如若没有“5 大格”,可通过调节 “Y 微调,校准”旋钮来校正到“5 大格”。注意,此时垂直方向校准完毕,“Y 微调,校 准”旋钮不可再旋动,直至“2.1.3 测定信号电压的峰峰值”操作完毕; ⑤ 当我们“X 轴扫描时间档”旋钮对准的档位值为“0.5 ms/DIV”(即屏幕上水平方向一大 格等于 0.5 ms)时,此时一个周期的波形在屏幕上应该占据“2 大格”,如若没有“2 大格”, 可通过调节“微调 X 增益”旋钮来校正到一个周期在屏幕上占据“2 大格”。注意,此时水 平方向校准完毕,“微调 X 增益”旋钮不可再旋动,直至“2.1.3 测定信号电压的峰峰值” 操作完毕; 2)拆掉校准信号连接线,把仪器“信号源”与“示波器”的“Y 输入”连接起来,测量“信号 源”波形的“电压峰峰值”与“周期”的数值。(注意:测量过程,“Y 微调”与“X 微调”旋钮 不可再旋动) 3)记录实验数据

表3信号电压峰峰值和周期的测量Y衰减档电压峰峰值A电压峰峰值VX时间档周期B周期T频率(V)(V/格)(格数)(s/格)(格数)(s)(Hz)注意:由于屏幕明确刻画出的是:“1小格==0.2大格”,所以我们在读“电压峰峰值格数A(div)”和“一个周期格数B(div)”时需要估读到下一位,也就是要估读到“0.02大格”的整数倍。2.1.4观察“李萨如图形”测量“未知信号源”的“频率”1)“示波器”的“Y输入”端口连接“未知电信号源”的“OUT”端口,打开“未知电信号源”的电源;“示波器”的“X输入”端口连接“低频信号发生器”的“电压输出”端口,打开仪器电源;2)“低频信号发生器”的“衰减(dB)”选择按键“20”;面板中间“波形选择”选择“S”(正弦波);“电压显示窗口”的电压在“5.0~6.0Vrms”左右;3)在“示波器”的“X输入”端口左边的选项档位是“触发方式”选项,将“触发方式”由“自动”调整为“外接”。(注意:不可以将“触发源”选项当成“触发方式”)4)由于要出现“李萨如图形”的条件是输入给“示波器”的两列波形的“频率比值”为整数比,所以“李萨如图形”是一类图形,有无穷多个。今天我们选择观察的“李萨如图形”对应的频率比值分别为:(1:1)、(1:2)和(2:1)。用“于,”表示“未知信号源”的“频率”,=t用“J”表示“低频信号发生器”的“频率”,于是得到公式(“”表示“频率比值”)。5)建议先做出一个频率比值为:(1:1)的“李萨如图形”。我们可追溯到操作“2.1.3测定“未知信号源”输出波形的“电压峰峰值”和“周期””内容,将此步骤测出来的“周期”数据先在草稿纸上算出来,然后换算成“频率值”,将草稿纸上算得的“频率值”输入到“低频信号发生器”的“频率值”上(由于测量方法的误差原因,此“频率值”不会与“未知信号源”的“频率”相等,但是会很接近),以输入的频率值为基点,在它的左右两边调
注意:由于屏幕明确刻画出的是:“1 小格==0.2 大格”,所以我们在读“电压峰峰值格数 A(div)” 和“一个周期格数 B(div)”时需要估读到下一位,也就是要估读到“0.02 大格”的整数倍。 2.1.4 观察“李萨如图形”测量“未知信号源”的“频率” 1)“示波器”的“Y 输入”端口连接“未知电信号源”的“OUT”端口,打开“未知电信 号源”的电源;“示波器”的“X 输入”端口连接“低频信号发生器”的“电压输出”端口, 打开仪器电源; 2)“低频信号发生器”的“衰减(dB)”选择按键“20”; 面板中间“波形选择”选择“ ” (正弦波);“电压显示窗口”的电压在“5.0~6.0Vrms”左右; 3) 在“示波器”的“X 输入”端口左边的选项档位是“触发方式”选项,将“触发方式”由 “自动”调整为“外接”。(注意:不可以将“触发源”选项当成“触发方式”) 4) 由于要出现“李萨如图形”的条件是输入给“示波器”的两列波形的“频率比值”为整数 比,所以“李萨如图形”是一类图形,有无穷多个。今天我们选择观察的“李萨如图形”对 应的频率比值分别为:(1:1)、(1:2)和(2:1)。用“ ”表示“未知信号源”的“频率”, 用“ ”表示“低频信号发生器”的“频率”,于是得到公式 (“ ”表示“频率比 值”)。 5) 建议先做出一个频率比值为:(1:1)的“李萨如图形”。我们可追溯到操作“2.1.3 测 定‘未知信号源’输出波形的‘电压峰峰值’和‘周期’”内容,将此步骤测出来的“周 期”数据先在草稿纸上算出来,然后换算成“频率值”,将草稿纸上算得的“频率值”输入 到“低频信号发生器”的“频率值”上(由于测量方法的误差原因,此“频率值”不会与“未 知信号源”的“频率”相等,但是会很接近),以输入的频率值为基点,在它的左右两边调

整下频率值(一般变化范围在“几十Hz”),很快就能看到(1:1)的“李萨如图形”看到图形后,将“低频信号发生器”的“频率值”记录下来。(1:1)的“李萨如图形”O6)基于(1:1)“李萨如图形”的数据,根据“比值”关系,很快就能把(1:2)和(2:1)的“李萨如图形”做出来。参考:(2:1)的“李萨如图形”MnXU参考:(1:2)的“李萨如图形”表4观察李萨如图形及信号频率的测量(测×100档)李萨如图形m/nfe (Hz)f(Hz)1: 11: 22:1
整一下频率值(一般变化范围在“几十 Hz”),很快就能看到(1:1)的“李萨如图形”。 看到图形后,将“低频信号发生器”的“频率值”记录下来。 (1:1)的“李萨如图形” 6) 基于(1:1)“李萨如图形”的数据,根据“比值”关系,很快就能把(1:2)和(2:1) 的“李萨如图形”做出来。 参考:(2:1)的“李萨如图形” 参考:(1:2)的“李萨如图形

2.2教学要求1)了解示波器的结构和工作原理,初步掌握示波器的使用方法。2)学会用示波器测量电信号电压峰峰值。3)学会观察正弦波和李萨如图形,并能利用李萨如图形测量电信号频率值。3重点及难点重点:示波器的结构和工作原理及使用方法。难点:在示波器屏上调出较稳定的李萨如图形及测量电信号频率值。4注意事项1)荧光屏的亮点不可太强,而且不能固定在某一处过久,以免烧坏荧光屏。2)实验仪器上所有开关及旋钮都有一定的旋转角度,不能用力过猛。3)实验完毕,整理仪器时示波器上的辉度旋钮调到较暗时才关闭。附:实验报告的书写纲要一、实验目的二、实验原理及实验方法实验原理(理论依据)实验方法实验内容(实验的主要步骤以及涉及到的仪器,注意事项等。)三、实验数据及处理1、实验数据表(统一要用三线式表格)2、实验数据处理(要求:公式、代入数据、结果及单位;同时注意有效数字的保留和有适当的文字说明。)四、实验结果写出规范的测量结果表达式,保证有效数字正确,并有适当的文字进行说明。五、讨论对实验过程中出现的问题,或者对实验的结果进行简要的说明与讨论
2.2 教学要求 1)了解示波器的结构和工作原理,初步掌握示波器的使用方法。 2)学会用示波器测量电信号电压峰峰值。 3)学会观察正弦波和李萨如图形,并能利用李萨如图形测量电信号频率值。 3 重点及难点 重点:示波器的结构和工作原理及使用方法。 难点:在示波器屏上调出较稳定的李萨如图形及测量电信号频率值。 4 注意事项 1)荧光屏的亮点不可太强,而且不能固定在某一处过久,以免烧坏荧光屏。 2)实验仪器上所有开关及旋钮都有一定的旋转角度,不能用力过猛。 3)实验完毕,整理仪器时示波器上的辉度旋钮调到较暗时才关闭。 附: 实验报告的书写纲要 一、实验目的 二、实验原理及实验方法 实验原理(理论依据) 实验方法 实验内容(实验的主要步骤以及涉及到的仪器,注意事项等。) 三、实验数据及处理 1、实验数据表(统一要用三线式表格) 2、实验数据处理(要求:公式、代入数据、结果及单位;同时注意有效数字的保留和有适当的 文字说明。) 四、实验结果 写出规范的测量结果表达式,保证有效数字正确,并有适当的文字进行说明。 五、讨论 对实验过程中出现的问题,或者对实验的结果进行简要的说明与讨论