孩k学 数字示波器的使用 实验报告 姓学 名号 座位号 指导教师 报告箱号 实验日期 年月日星期第节 复旦大学物理教学实验中心业∥ phvlab. fudan. edu.cn
复旦大学物理教学实验中心 http://phylab.fudan.edu.cn 数字示波器的使用 实验报告 姓 名： 学 号： 座 位 号： 指 导 教 师： 报 告 箱 号： 实 验 日 期： 年 月 日星期 第 节
数字示波器的使用 预习提示:完整地学习使用某一仪器的最好方法一般是对照着用户手册,按照提示一步一步地操作,并观 察记录实验现象和结果,思考自己所完成的仪器操作的作用。但初次接触像示波器这样的通用仪器, 方面,我们不可能在短时间内学会其所有的操作;另一方面,通用仪器的各种功能之间并不一定有 直接的相互关联,我们可以选择其中的部分功能进行学习,其他功能可以留到以后用到时再参考用户 手册来学习和实践。实验预习时,学生可以粗读用户手册中与实验内容相关的章节(第一章和第二章), 知道有关功能/操作大致是哪些步骤、可以得到哪些结果。千万不要尝试去“背诵”用户手册的某个章节 甚至整本用户手册 实验目的 预习作业: 1.示波器是一个什么样的仪器?它有哪些应用? 2.本实验所用数字示波器的电压显示范围VP是 若待测量信号的Vp小于此值,则可将信号 直接接到数字示波器的信号输入端(通道1或通道2);若待测量信号的Vp大于此值,则需用示波器 10:1衰减探头,且在探头线开关打开的情况下才能将信号接入示波器。 3.信号接入示波器之后,如果发现信号幅度纵向只占屏幕的很小部分或上下均超岀屏幕显示范围,应调 节相应通道的旋钮;若信号纵向偏离屏幕中心位置,则应调节相应通道的旋钮。若 屏幕上显示的信号周期数太少或太多,则应调节该通道的旋钮。 4.若屏幕上显示的信号一直在左右移动,很可能是因为 源/模式选择或 电平设置不当 5.(本题可在实验过程中完成)电压档位显示在液晶屏的 位置,时基档位显示在液晶屏的 位置,触发源和触发模式选择显示在液晶屏的 位置 6.(本题可在实验过程中完成)屏幕上,信号电压的零点由显示屏 位置的 符号来指示 信号以直流耦合方式输入时的指示符号是 信号以交流耦合方式输入时的指示符号是 复旦大学物理教学实验中心业∥ phvlab. fudan. edu.cn
复旦大学物理教学实验中心 http://phylab.fudan.edu.cn 数字示波器的使用 预习提示：完整地学习使用某一仪器的最好方法一般是对照着用户手册，按照提示一步一步地操作，并观 察记录实验现象和结果，思考自己所完成的仪器操作的作用。但初次接触像示波器这样的通用仪器， 一方面，我们不可能在短时间内学会其所有的操作；另一方面，通用仪器的各种功能之间并不一定有 直接的相互关联，我们可以选择其中的部分功能进行学习，其他功能可以留到以后用到时再参考用户 手册来学习和实践。实验预习时，学生可以粗读用户手册中与实验内容相关的章节（第一章和第二章）， 知道有关功能/操作大致是哪些步骤、可以得到哪些结果。千万不要尝试去“背诵”用户手册的某个章节 甚至整本用户手册。 实验目的： 预习作业： 1. 示波器是一个什么样的仪器？它有哪些应用？ 2. 本实验所用数字示波器的电压显示范围 Vpp 是_________；若待测量信号的 Vpp小于此值，则可将信号 直接接到数字示波器的信号输入端（通道 1 或通道 2）；若待测量信号的 Vpp 大于此值，则需用示波器 10:1 衰减探头，且在探头线___________开关打开的情况下才能将信号接入示波器。 3. 信号接入示波器之后，如果发现信号幅度纵向只占屏幕的很小部分或上下均超出屏幕显示范围，应调 节相应通道的________旋钮；若信号纵向偏离屏幕中心位置，则应调节相应通道的_________旋钮。若 屏幕上显示的信号周期数太少或太多，则应调节该通道的________旋钮。 4. 若屏幕上显示的信号一直在左右移动，很可能是因为_________源/模式选择或________电平设置不当。 5. （本题可在实验过程中完成）电压档位显示在液晶屏的_________位置，时基档位显示在液晶屏的 _________位置，触发源和触发模式选择显示在液晶屏的________位置。 6. （本题可在实验过程中完成）屏幕上，信号电压的零点由显示屏________位置的_______符号来指示。 信号以直流耦合方式输入时的指示符号是________；信号以交流耦合方式输入时的指示符号是 ________
实验内容: 提醒:实验开始前请按示波器面板上的【默认设置】健,使示波器恢复出厂设置。 第一部分:认识数字示波器的三个系统:垂直系统、水平系统、触发系统 用两端均为BNC端口的导线连接函数信号发生器的CH1(电压输出,默认输出信号为vpp=4V 户1000z)和数字示波器通道1,导线连接好后,执行【自动】测量。 (一)垂直系统:“伏/格”旋钮、“位置”旋钮的功能观测 1)调节电压档位调节旋钮“伏/佫格”(ⅴOLTS/V),观测并记录电压档位及波形的变化情况。 注意示波器操作面板中位置13所示电压档位的变化。 请回答下列问题: A)顺时针旋转“伏/格”旋钮,一个格子(DV)表示的电压是变大还是变小,变化间距有规 律吗?逆时针呢?“伏/格”旋钮的调节范围是多大? B)将“伏/格”旋钮按一下,再进行上述观测,是否有新的发现? C)当调节“伏/格”旋钮时,信号波峰到波谷在屏幕上所占格子数是否有变化?在调节过程中 信号的峰峰值有变化吗?如果有,请描述你所看到的现象,并思考原因。 2)调节垂直系统控制区通道1的“位置”旋钮,观测并记录波形的变化情况, 请回答下列问题: A)当旋转“位置”旋钮时,信号在水平轴上有变化吗? B)当旋转“位置”旋钮时,信号在竖直轴上有变化吗? )当调节“位置”旋钮时,信号的峰峰值会变吗?信号的平均值会变吗? D)当调节“位置”旋钮时,屏幕左侧通道标识“1→”在屏幕上的位置有变化吗?在波形上的相对位置有 变化吗? E)按一下该旋钮,有什么新的发现? 复旦大学物理教学实验中心业∥ phvlab. fudan. edu.cn
复旦大学物理教学实验中心 http://phylab.fudan.edu.cn 实验内容： 提醒：实验开始前请按示波器面板上的【默认设置】键，使示波器恢复出厂设置。 第一部分：认识数字示波器的三个系统：垂直系统、水平系统、触发系统 用两端均为 BNC 端口的导线连接函数信号发生器的 CH1（电压输出，默认输出信号为 Vpp=4V， f=1000Hz）和数字示波器通道 1，导线连接好后，执行【自动】测量。 （一） 垂直系统：“伏/格”旋钮、“位置”旋钮的功能观测。 1） 调节电压档位调节旋钮“伏/格”（VOLTS/DIV），观测并记录电压档位及波形的变化情况。 注意示波器操作面板中位置 13 所示电压档位的变化。 请回答下列问题： A）顺时针旋转“伏/格”旋钮，一个格子（DIV）表示的电压是变大还是变小，变化间距有规 律吗？逆时针呢？“伏/格”旋钮的调节范围是多大？ B） 将“伏/格”旋钮按一下，再进行上述观测，是否有新的发现？ C）当调节“伏/格”旋钮时，信号波峰到波谷在屏幕上所占格子数是否有变化？在调节过程中 信号的峰峰值有变化吗？如果有，请描述你所看到的现象，并思考原因。 2） 调节垂直系统控制区通道 1 的“位置”旋钮，观测并记录波形的变化情况。 请回答下列问题： A) 当旋转“位置”旋钮时，信号在水平轴上有变化吗？ B) 当旋转“位置”旋钮时，信号在竖直轴上有变化吗？ C) 当调节“位置”旋钮时，信号的峰峰值会变吗？信号的平均值会变吗？ D) 当调节“位置”旋钮时，屏幕左侧通道标识“1 ”在屏幕上的位置有变化吗？在波形上的相对位置有 变化吗？ E) 按一下该旋钮，有什么新的发现？
(二)水平系统“秒/格”旋钮、“位置”旋钮的功能观测 1)调节时基档位调节旋钮“秒格”( SEC/DIV),观测并记录时基档位及波形的变化情况。注意观测示波器 操作面板中位置11所示时基档位的变化 请回答下列问题 A)当顺时针旋转“秒/格”旋钮时,一个格子(DⅠV)表示的时间是变大,还是变小?变化间距有规律吗? 逆时针呢?“秒/格”旋钮的调节范围是多大 B)当调节“秒格”旋钮时,信号一个周期在屏幕上所占格子数是否有变化?在调节过程中信号的频率有 变化吗?如果有,请描述你所看到的现象,并思考其原因 C)按一下该旋钮,有什么新发现? D)若时间档位和信号频率已知,你能估算出屏幕上信号的周期数吗? 2)调节水平系统控制区的“位置”旋钮,观测并记录波形的变化情况。 请回答下列问题: A)当旋转“位置”旋钮时,信号在水平方向有变化吗? B)当旋转“位置”旋钮时,信号在竖直方向有变化吗? C)当调节“位置”旋钮时,信号的周期会变吗?信号的频率会变吗? D)当调节“位置”旋钮时,屏幕上方水平触发位置标志“T”在波形上的相对位置有变化吗? E)按一下该旋钮,有什么新发现? (三)触发系统:“触发电平”旋钮的功能观测 将信号发生器输出信号频率改为100,按下示波器【触发菜单】按钮,确认当前的触发设置是: 边沿触发、CH为触发源、上升沿触发。然后调节“触发电平”旋钮,观测并记录波形的变化情况。 请回答下列问题 1)当旋转“触发电平”旋钮时,信号在水平方向上有变化吗? 复旦大学物理教学实验中心业∥ phvlab. fudan. edu.cn
复旦大学物理教学实验中心 http://phylab.fudan.edu.cn （二） 水平系统“秒/格”旋钮、“位置”旋钮的功能观测 1） 调节时基档位调节旋钮“秒/格”（SEC/DIV），观测并记录时基档位及波形的变化情况。注意观测示波器 操作面板中位置 11 所示时基档位的变化。 请回答下列问题： A） 当顺时针旋转“秒/格”旋钮时，一个格子（DIV）表示的时间是变大，还是变小？变化间距有规律吗？ 逆时针呢？“秒/格”旋钮的调节范围是多大？ B）当调节“秒/格”旋钮时，信号一个周期在屏幕上所占格子数是否有变化？在调节过程中信号的频率有 变化吗？如果有，请描述你所看到的现象，并思考其原因。 C）按一下该旋钮，有什么新发现？ D） 若时间档位和信号频率已知，你能估算出屏幕上信号的周期数吗？ 2） 调节水平系统控制区的“位置”旋钮，观测并记录波形的变化情况。 请回答下列问题： A） 当旋转“位置”旋钮时，信号在水平方向有变化吗？ B）当旋转“位置”旋钮时，信号在竖直方向有变化吗？ C）当调节“位置”旋钮时，信号的周期会变吗？信号的频率会变吗？ D） 当调节“位置”旋钮时，屏幕上方水平触发位置标志“T”在波形上的相对位置有变化吗？ E）按一下该旋钮，有什么新发现？ （三） 触发系统：“触发电平”旋钮的功能观测 将信号发生器输出信号频率改为 100Hz，按下示波器 【触发菜单】按钮，确认当前的触发设置是： 边沿触发、CH1 为触发源、上升沿触发。然后调节“触发电平”旋钮，观测并记录波形的变化情况。 请回答下列问题： 1） 当旋转“触发电平”旋钮时，信号在水平方向上有变化吗？
2)当旋转“触发电平”旋钮时,信号在竖直方向上有变化吗? 3)示波器操作面板中位置9处所示触发电平如何变化? 4)屏幕左侧“T→”所示触发电平标志线(白色虚线)与信号交点的电压值有变化吗?当此虚线与信号无 交点时,你看到的波形还是稳定的吗?如果不是,请描述你看到的现象,并思考其原因。将信号换为“方 波”,你看到的信号与“正弦”波形有区别吗? 5)按一下该旋钮,有什么新的发现? 第二部分:学习数字示波器的四种测量方法 待测信号:示波器自带校正信号(方波、1k、3V) 将示波器探头上的衰减开关设定到1X并将探头与示波器的通道1连接(参阅附录[]和附录[2]所示面 板图示)。操作时,将探头连接器上的插槽对准通道1同轴电缆插接件(BNC)上的凸键,按下后向右旋转 以拧紧探头。探头的接地鳄鱼夹与“探头元件接地端“”相连,探头信号端连接校正信号“n”。 1.【自动】功能一利用【自动】按钮进行测量 按下【自动】按钮可得到如表1所列各量的自动测量结果,请记录结果。 1:自动测量所显示的各个量 参数名称 屏幕显示结果意义 峰峰值。峰位电压与谷位电压的差 平均值。整个记录内的测得电压的算术平均值。 Prd 周期 FI 频率 电压档位 垂直轴上每大格所代表的电压大小 时基档位M 水平轴上每大格所代表的时间长度。 2.屏幕估读利用屏幕刻度进行测量: 示波器屏幕读数要求:估读到最小分度格的下一位,采用五分之一估读,估读精度为0.04DⅠⅣV,读取的 格数应为0.04的整数倍 调节“伏/格”、“秒格”、水平和垂直两个方向的位置旋钮,使得一个周期的信号尽量占满屏幕。示意图 见图1。 周期 高电平段 峰峰值 图1:方波信号 复旦大学物理教学实验中心业∥ phvlab. fudan. edu.cn
复旦大学物理教学实验中心 http://phylab.fudan.edu.cn 2） 当旋转“触发电平”旋钮时，信号在竖直方向上有变化吗？ 3） 示波器操作面板中位置 9 处所示触发电平如何变化？ 4） 屏幕左侧“T ”所示触发电平标志线（白色虚线）与信号交点的电压值有变化吗？当此虚线与信号无 交点时，你看到的波形还是稳定的吗？如果不是，请描述你看到的现象，并思考其原因。将信号换为“方 波”，你看到的信号与“正弦”波形有区别吗？ 5） 按一下该旋钮，有什么新的发现？ 第二部分：学习数字示波器的四种测量方法 待测信号：示波器自带校正信号（方波、1kHz、3V） 将示波器探头上的衰减开关设定到 1X 并将探头与示波器的通道 1 连接（参阅附录[1]和附录[2]所示面 板图示）。操作时，将探头连接器上的插槽对准通道 1 同轴电缆插接件（BNC）上的凸键，按下后向右旋转 以拧紧探头。探头的接地鳄鱼夹与“探头元件”接地端“ ”相连，探头信号端连接校正信号“ ”。 1. 【自动】功能—利用【自动】按钮进行测量 按下【自动】按钮可得到如表 1 所列各量的自动测量结果，请记录结果。 表 1：自动测量所显示的各个量 参数名称 屏幕显示结果 意义 Vpp 峰峰值。峰位电压与谷位电压的差。 Mean 平均值。整个记录内的测得电压的算术平均值。 Prd 周期。 Freq 频率。 电压档位 垂直轴上每大格所代表的电压大小。 时基档位 M 水平轴上每大格所代表的时间长度。 2. 屏幕估读--利用屏幕刻度进行测量： 示波器屏幕读数要求：估读到最小分度格的下一位，采用五分之一估读，估读精度为 0.04DIV，读取的 格数应为 0.04 的整数倍。 调节“伏/格”、“秒/格”、水平和垂直两个方向的“位置”旋钮，使得一个周期的信号尽量占满屏幕。示意图 见图 1。 图 1：方波信号