1樓:匿名使用者
簡單說,三個要點:
1 阻抗匹配
2 峰峰值還是有效值
3 頻率高低
阻抗一致,幅值相同。
正弦波 峰峰值為有效值的二倍根號二 ,毫伏表 萬用表 測量結果為有效值。
萬用表能測量的頻率比較低。
2樓:
afg3101是50歐姆輸出~,用示波器的高阻測試,幅度就會翻倍,如果把示波器設為50歐姆檔,幅度就ok了~
3樓:覃慧慄葉豐
有可能訊號發生器設為低阻輸出了。
現實中的電壓源一般可等效為理想電壓源串聯內阻(阻值很小)的方式。
函式訊號發生器高阻輸出時,發生器的設定值即為模型中理想電壓源的真實值2v。低阻輸出時,應接入與發生器輸出阻抗匹配的負載網路,達到分壓一半的目的。此時,儘管函式訊號發生器的輸出電壓和高阻輸出時並無不同(還是2v),但函式訊號發生器顯示的設定幅值是匹配狀態下的輸出值(即1v)。
低阻輸出狀態下,你用1m歐輸入阻抗(相當於接入高阻負載)的示波器進行觀察,函式訊號發生器內阻就起不到分壓作用了,測到的值自然就是2v了。
4樓:安泰測試
這個原因的確是阻抗不匹配造成的,問題就在於你選擇的輸出阻抗是高阻/50ω。
為什麼呢?你可以想訊號發生器輸出電壓,肯定是讓它在一塊輸出電阻上產生壓降,那當選擇50歐時,這個輸出壓降是在1v;當你選擇1m歐時,這個輸出壓降是2v;
然後你用50歐/1m歐阻抗對應了,那並聯的壓降和輸出電阻上的分壓一致,都是1v;
一旦選擇不匹配,則會出現串聯分壓的問題,原本輸出的1vpp,到示波器就會變成2vpp
5樓:匿名使用者
電子示波器的原理與使用
電學量測量是現代生產和科學研究中應用很廣泛的一種實驗方法和技術。除用一些常用儀器測量電學量外,對非電學量的測量也是很重要的實用技術。本實驗學習使用的陰極射線(電子射線)示波器,簡稱示波器,不但可以直接觀察電學量—電壓的波形,並測定電壓訊號的幅度和頻率等,而且可以對一切可以轉化為電壓的電學量(如電流、電功率、阻抗等)、非電學量(如溫度、位移、速度、壓力、光強、磁場、頻率等)以及它們隨時間的變化過程進行觀測,是一用途廣泛的現代觀測工具。
實驗目的
1.瞭解通用示波器的結構和工作原理.
2.初步掌握通用示波器各個旋鈕的作用和使用方法.
3.學習利用示波器觀察電訊號的波形,測量電壓、頻率和相位。
實驗儀器
通用示波器、音訊訊號發生器、數字頻率計,電晶體毫伏計。
實驗原理
電子示波器(陰極射線示波器)簡稱為示波器,它可顯示電訊號變化過程的圖形(又稱波形),又可顯示兩個相關量的函式圖形。由於電學量、磁學量和各種非電量轉換來的電訊號均可利用示波器進行觀察和測量,所以示波器是現代科學技術各領域中應用非常廣泛的測量工具。
—、示波器的構造和工作原理
最簡單的示波器應包括以下五個部分(如圖1所示):①示波管,②掃描發生器,③同步電路, ④水平軸和垂直軸放大器,⑤電源供給。下面分別加以簡單說明:
圖1 示波器方框圖
1.示波管
示波管是示波器進行圖形顯示的核心部分,在一個抽成高真空的玻璃泡中,裝有各種電極(圖2),按其功能可分為三部分.
①電子槍 用以產生定向運動的高速電子,電子槍包括三個電極:
熱陰極——這是一個罩在燈絲外面的小金屬圓筒,其前端塗有氧化物,當燈絲中通入電流時,陰極受熱而發射電子並形成電子流。
控制柵極——這是前瑞開有小孔的金屬圓筒,套在陰極外側,電子可以從小孔中通過.在工作時柵極電勢低於陰極,即調節柵極電勢的高低可以控制到達熒光屏的電子流強度,使屏上光點的亮度(輝度)發生變化,此即「輝度調節」.
陽極——這也是由開有小孔的圓筒組成,陽極電壓(對陰極)約1000v,可使電子流獲得很高的速度,而且陽極區的不均勻電場還能將由柵極過來的散開的電子流聚焦成一窄細的電子束,改變陽極電壓可以調節電子束的聚焦程度,即熒光屏上光點的大小,稱為「聚焦調節」.
圖2 示波管結構圖
②偏轉極
圖20—2中的x1x2、y1y2為兩對互相垂直的極板,x1x2為水平偏轉板、y1y2為垂直偏轉板。偏轉板不加電壓時,光點在熒光屏**,如果x1x2 加直流電壓(設x2電勢高於x1),則電子束穿過x1x2間時向右偏轉,屏上光點向右移動,當y1y2 加直流電壓(設y2電勢高於y1),電了束穿過時向上偏轉,屏上光點向上移動,光點移動的距離和所加電壓的高低成正比(圖3)。當偏轉板上加交變電壓時,電子束穿過時將上下(或左右)擺動,屏上光點則出現振動.由於屏上熒光餘輝和人眼的視覺殘留,當振動較快時我們看到屏上出現一亮線,亮線的長度則和交變電壓的峰—峰值成正比.
圖3光點的偏移
③熒光屏
陰極射線管的前端的內表面塗有發光物質,高速運動的電子打在其上,其動能被髮光物質吸收而發光,在電子轟擊停止後,發光仍維持—段時間,稱為餘輝,餘輝時間的長短和發光物質的成分有關。
2.掃描發生器
圖4 波形的掃描和形成
在示波器的x偏轉板上,加上和時間成正比變化的鋸齒形電壓訊號(圖4).開始x1x2間電壓為-e,屏上光點被推到最左側、 以後x1,x2間的電壓勻速增加,屏上光點沿y軸振動的同時,勻速向右移動,留下了亮的圖線—一亮點的徑跡。當x1x2間的電壓達最大值十e時,亮點移到最右側,與此同時x1x2間電壓迅速降到—e,又將亮點移到最左側,再重複上述過程.
將加到y偏轉板上的電壓訊號,在屏上成為函式曲線圖形的過程稱為掃描,所加的鋸齒形電壓稱為掃描電壓,示波器由掃描發生器提供掃描電壓.
3.同步電路
為了觀察到穩定的波形,要求每次掃描起點的相位應等於前次掃描終點的相位,或簡單講,要求掃描電壓週期tx為被測電壓週期ty的n倍(n=1、2、3、…),同步電路就是為了實現以上目的而設計的.
4.水平軸與垂直軸放大器
為了觀察電壓幅度不同的電訊號波形,示波器內設有衰減器和放大器,對觀察的小訊號放大,大訊號衰減。
5.電源供給保障了示波器各部件的正常工作。
二、示被器的應用
示波器能夠正確地顯示各種波形的特性,因而可用來監視各種訊號及跟蹤其變化規律.利用示波器還可將待測的波形與己知的波形進行比較,粗略地測量波形的幅度、頻率和相位等各種參量.
1.觀察波形
示被器的種類很多,效能上差異也較大,以下的討論均以通用示波器sb—10為準進行,在操作上和實驗室提供的儀器可能不同,但基本思想是相同的.
使用示波器前將各旋鈕放在左右可調的中間位置,然後接通電源,預熱一分鐘;將待測訊號接到「y輸入」,「x軸衰減」接「掃描」,「整步選擇」接『內十」或「內一」,即內部同步.這樣,在熒光屏上就能出現無規則的不穩定的波形:
調節「y軸增幅」和「y軸衰減」以及「y軸移位」;調節「x軸移位」和「掃描範圍」,使得波形大小和位置適中,並出現2至3個完整波形,如圖5所示.此時,波形可能「走動」,調節「整步調節」和「掃描微調」就能使波形穩定下來.
以上是粗調示波器的幾個重要步驟.為了使顯示的波形清晰、穩定和幅度適中,再重新仔細調節示波器各旋鈕,邊調邊觀察.反覆練習後就能比較熟練地掌握用示波器觀察待測訊號波形的方法.
圖5 用sb-10型示波器觀察波形
2.電壓測量
用示波器不僅能較準確地測量直流電壓,還能測量交流電壓和非正弦波的電壓.它採用比較測量的方法,即用己知電壓幅度波形將示波器的垂直方向分度,然後將訊號電壓輸入,進行比較,如圖6所示.圖中的方波幅度假定為10 v,佔據了四個分度,因此每分度表示2.5v即2.5v·div-1.如果待測的正弦波其峰—峰值(up-p)為2.0div,則峰—峰電壓up-p=5.0v,所以其有效值按公式
( )就可計算出來.如果將待測訊號衰減至1/10,顯然up-p值只有0.5v,測量精度
降低了,如果放大至10倍就不可能量到它的蜂—峰值.如果待側訊號較大,衰減至1/10後,顯示的波形還佔了三個分度,則待測訊號的峰-峰值
注意:在測量電壓幅度時不能調節「增益」旋鈕.因為用已知電壓分度時,通過「增益」調節y軸的放大倍數已經確定,即靈敏度已定,若再調節「增益」錠鈕時,靈敏度就會發生變化,以致計算出來的幅度不正確,因此測量時只能改變衰減的倍數,不能
調節「增益」旋鈕。通常示波器的最高靈敏度為10mv.div-1.
3.測量頻率或週期
圖6 幅度比較
用示波器測量頻率或週期必須知道x抽的掃描速率,即x方向每分度相當於多少秒或者微秒.假定圖6所示的x掃描速率為10ms.div-1,則方波的週期2.0div相當於20ms,而正弦波的週期為
因此頻率f=1/40ms=25hz就可計算出來.注意:當顯示波形的個數較多時,週期可很據測量幾個週期的時間除以n來計算,保證週期有較高的精度。
因為穩定的標準頻率容易得到,示波器判別合成的波形(利薩如圖形)非常直觀、靈敏和準確,所以測頻率時都要用到它,在複雜訊號的頻譜分析中也要用到它.測量線路如圖7,圖中待測頻率fy接在y輸入端,已知頻率fx的訊號作為標準正弦訊號接在x輸入端,「x軸衰減」可撥在「1」或「10」或「100」位置,如果出現如圖8所示的波形.則fy=nfx,從利薩如圖形在x軸和y軸上的切點數,可知比值fy/fx,一般的計算公式為
(1)圖7 利薩如圖形的觀察
圖8 幾種相位和頻比的利薩如圖形
注意:由於兩種訊號的頻率不會非常穩定和嚴格相等,因此得到的利薩如圖形不很穩定,經常會出現上下左右來回地或定向地滾動現象.
4 .測量兩個正弦訊號的相位差
圖9 相位差的計算
根據利薩如圖形可以計算出相位差,見圖9所示的圖形
令 (2)
) (3)
則y與x的相位差為 。假定波形在x軸線上的截距為2x0,則對x軸上的p點
因而 ,所以
則 (4)
實驗內容
1.觀察波形.調節音訊訊號發生器的輸出幅度,用(電晶體)毫伏表測量它的幅度有效值,使它等於1.00v,然後用示波器觀察它的波形.
2.用「比較訊號」對y軸分度,記下示波器使用的靈敏度s(v.div-1),然後測量上述波形的蜂—峰值,將其換算到有效值,與1.00v比較是否符合.
3.用「掃描速率」測量上述波形的週期,然後換算到頻率,試與頻率計的讀數進行比較.
4.用利薩如圖形測量上述波形的頻率.
5 用利薩如圖形測量移相器的相位差.
圖10 移相器的線路和向量圖
移相器的構造如圖10所示,調節可變電阻r2可改變uoa與uod的相位差 值,但是不改變uoa與uod的幅度大小,當r2=0時,uoa與uod相差1800,當r2足夠大,uoa =uod,即d點順時針轉到a點,uoa與uod相位相同,因此 值可取自0到近1800範圍.
將示波器接地端鈕與移相器0點相連;y和x輸入端分別與a和d點相連,適當調節y和x的增益和衰減旋鈕,就可看到穩定的利薩如圖形.根據(4)式計算三種不同的相位差.
如何用示波器檢驗脈衝訊號發生器
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