《示波器的的原理和使用》物理实验报告
一、实验目的及要求：
（1）掌握数字示波器的基本工作基本原理。
（2）学习培训数字示波器、函数公式频率计的使用方法。
（3）学习用数字示波器观查数据信号波型和运用数字示波器精确测量信号频率的方式。
二、 实验原理：
1) 数字示波器的基本上构成部分：示波管、垂直放大仪、水准放大仪、扫描仪产生器、开启同歩和直流稳压电源等。
2) 示波管左边为一射线管，射线管加温后传出一束电子器件，电子器件经静电场加快以快速打在右端显示屏上，屏上的莹光物发亮产生一闪光点。闪光点在偏转板工作电压的功效下，部位也随着更改。在一定范围之内，闪光点的移动与偏转板上所施加工作电压正相关。
3) 数字示波器表明波型的基本原理：假如在X轴偏转板再加上波型为锯齿状的工作电压，在荧屏上见到是指一条直线，假如在Y轴偏转板上添正弦电压，而X轴偏转板不用一切工作电压，则离子束的新亮点在纵方位随时随地间种正弦函数式震荡，在横方位没动。我们看到的将是一条竖直的亮线，假如在Y轴偏转板上添正弦电压，又在X轴偏转板上添锯齿状工作电压，则显示屏里的闪光点将同时进行方位互相垂直的二种偏移，2个方位的偏移生成就描出了正弦函数图型。假如正弦波形与锯齿波的周期时间（工作频率）同样，这一正弦函数图型将平稳地停在荧屏上。但如果正弦波形与锯齿波的周期时间稍有不一样，则第二次所描出的曲线图将与第一次的曲线图部位略微分开，在显示屏上把见到不稳定的图型或不断运动的图型，乃至很复杂的图型。使得表明的波型平稳，扫描仪必须是线形的，即务必加锯齿波；Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比率必须是整数金额。数字示波器里的锯齿状扫描仪工作电压的工作频率尽管可调式，但只靠人力调整或是不足精确，因此在数字示波器内部结构改装了全自动工作频率追踪的设备，称之为“同歩”。在人为调整贴近达到式工作频率非负整数时标准下，再添加“同歩”的功效，扫描仪工作电压的时间就可精确相当于待测电压周期时间的非负整数，进而得到平稳的波型。
4) 李萨如图形的基本概念：假如与此同时从数字示波器的x轴和y轴键入频率相同或成简易整数比的两 个正弦电压，则显示屏上把展现出独特外形的、平稳的光斑运动轨迹，这类轨迹图称之为李萨如图形。李萨如图形的产生规律性为：假如沿x，y各自作一条直线，水平方向的垂直做多可得的相交点数为N（x），竖直方向最多可得的相交点数为N（y），则x和y方位键入的两正弦函数波的频率之之比 f（x）：f（y）=N（y）：N（x）。
三、 实验设备：
数字示波器、函数公式频率计。
四、 实验过程的关键流程：
(一) 示波器的使用与调整
1) 将各操纵旋纽放置有关部位。
2) 接通电源，按下面板左下方的“POWER”钮，指示灯亮了，稍待一会儿，仪器设备进到正常工作状 态。
3) 经示波管钨丝加热后，屏上发生翠绿色闪光点，调整INTEN、FOCUS、POSITION，使闪光点清楚。
4) 将TIME/DIV慢慢旋到2ms或5ms，观查光斑由慢变快挪动，直到屏上表明一条平稳的水 平扫描线，按(3)使线清楚。
(二) 实验内容：
1) 观查正弦波形光波长：
a)将AC GND DC切换开关放置AC
b)讲控制面板右上方的SOURCE放置CH2
c)将函数公式频率计的50Hz视频信号立即键入CH2-Y键入端（红电源插头该接信号发生器导出的红接线头）
d)屏上表明出正弦波形（调V/DIV调整尺寸，TIME/DIV扫描仪电源开关使之发生正弦波形，IEVEL使波型平稳）
e)更改扫描仪工作电压的工作频率(TIME/DIV)观查正弦波形得转变，使屏上发生好几个详细的波形。
2) 观查并勾勒李萨如图形，精确测量正弦信号工作频率。
运用利萨如图测正弦电压的工作频率基本概念
仔细观察显示屏上利萨如图型开展工作频率比照的方式称作利萨如图形法。此法于1855年由利萨如行证实。将待测正弦信号fx加到y偏转板，将参照正弦信号fx加到x偏转板，当二者的工作频率比例fy/fx是整数金额时，在显示屏上把发生利萨如下图。
不一样工作频率比的利萨如图型。分辨2个电压信号工作频率比的标准是屏上出现利萨如图型平稳没动，方法是什么对平稳没动的图型各自做水准平行线和垂直平行线与图型相交，设水平线的相切最多为Nx，竖平行线里的相切最多为Ny，则
fy/fx=Nx/Ny
图1 李萨如下图与信号频率的关联
图2 fx/fy=1：1时李萨如下图与数据信号相位角的关联
五、数据记录及解决：
用李萨如下图精确测量正弦信号工作频率
六、实验注意事项 ：
1.频率计、数字示波器加热3min之后才可以正常工作。
2.测信号电压时，一定要将工作电压损耗旋纽的调整顺时针方向旋足（校准部位）；测信号周期时间时，一定要将扫描仪速度旋纽的调整顺时针方向旋足（校准部位）；
3.不能经常自动开关机，数字示波器上光斑的色度不能调节过强，也不要让闪光点长期停在显示屏的一点上，假如暂时不用，把辉度降至最少就可以。
4.旋转旋纽和功能键时务必以问题为导向，不必将电源开关和旋纽强制转动、死拉硬拧，以防毁坏功能键、旋纽和数字示波器，示波器探头与电源插座的相互配合方法类似挂口电灯泡与灯头的卡扣相互配合方法，切勿另当别论。
七、趣味物理实验体会心得：
一个学期就需要过去，在新学期里，教师又教了许多试验，我做过很多种类的试验，要我获益菲浅，我又懂得了很多东西，在其中很多知识在日常的学习中全是没法学习培训到的，在其中许多研究都宽阔了他们的视线，使我们赢得了很多平常课堂上得不到的专业知识。
根据普通高中及其高校2个学年的物理小实验，我发现了试验是物理学的基本，咱们学习到的很多基础理论都来自试验，也学到了很多物理教学上并没有教到的基础理论。许多试验全是必须花销很多精力去了解的，都是非常复杂的。通过这一年的高校物理实验课的学习培训，要我获得多多的。要想搞好物理小实验不能容忍一点儿粗心大意，她塑造了大家细心、自信心和毅力。自然，我就发现了我存在的许多不够。我自己的操作能力还不够强，当有一些试验必须比较强的自学能力的时间段我还不能坦然面对，试验就是为了使你亲手做，去探寻一些你不确定的或者你尚并不是深刻领会的物品。如今，大学生的操作能力愈来愈被我们关注，大学物理实验恰好为大家给予了这一平台让我们去锻炼自己的操作能力。在学习上方法也有待改进，当面临一些繁杂的试验时我还不能迅速非常好的进行。伟大的科学家往往杰出便是她们运用试验证明了他的杰出。只有试验才算是检测基础理论正确与否的唯一办法。为了能使得你基础理论被别人接纳，你一定用真相来证实。
