示波器實(shí)驗(yàn)報告匯總【4篇】

　　在日常生活和工作中，報告十分的重要，其在寫作上有一定的技巧。相信許多人會覺得報告很難寫吧，以下是小編精心整理的示波器實(shí)驗(yàn)報告，歡迎大家借鑒與參考，希望對大家有所幫助。

示波器實(shí)驗(yàn)報告1

　　1、實(shí)驗(yàn)要求：

　　應(yīng)用全站儀對科技樓樓頂避雷針進(jìn)行變形觀測

　　2．實(shí)驗(yàn)過程：

　　首先認(rèn)真理解前方交會原理，然后利用GPS做靜態(tài)控制得出控制點(diǎn)坐標(biāo)，將全站儀架在其中一個控制點(diǎn)A上，另一個控制點(diǎn)B架上反射棱鏡，將全站儀望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)反射棱鏡定向，然后置零，轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部對準(zhǔn)避雷針頂端C，記錄角度，然后盤右觀測，一站觀測兩個測回，得出夾角α將全站儀與反射棱鏡互換位置，同樣方法測得夾角β，根據(jù)已知A,B兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得避雷針頂端的平面坐標(biāo)，然后在另一已知點(diǎn)D上架全站儀，A點(diǎn)架上反射棱鏡，以A點(diǎn)做后視定向，觀測A,D兩點(diǎn)間夾角，盤左盤右觀測兩個測回γ，同時觀測豎角β，量取儀器高，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)計算進(jìn)行比較檢核。

　　3.實(shí)驗(yàn)已知數(shù)據(jù)：

　　A點(diǎn)坐標(biāo) X 3525052.175

　　Y 527483.758

　　B點(diǎn)坐標(biāo) X 3525047.348

　　Y 527412.793

　　D點(diǎn)坐標(biāo) X 3524903.239

　　Y 527259.558

　　4.實(shí)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)：

　　α=76°22′05″，β=80°37′19″，γ=88°39′44″（檢核角）

　　豎角θ=37°24′03″

　　5

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

　　C點(diǎn)坐標(biāo)：X 3524875.2304

　　Y 527453.3827

　　Z 75.066

　　檢校誤差3″

　　6.實(shí)驗(yàn)心得：

　　通過本次實(shí)驗(yàn)鞏固了在變形監(jiān)測課堂上所學(xué)的理論知識，極大的提高了我的動手操作能力，儀器操作還不是很熟練，以后應(yīng)該多加練習(xí)，理論和實(shí)際還是有一定的差距。要有耐心，要學(xué)會等待，忍耐，有時候儀器不穩(wěn)定，必須得等。

　　會計實(shí)驗(yàn)報告7篇

　　一份簡單的報告該怎么去寫？不管是上學(xué)還是工作的時候，報告十分的重要。報告能夠明確下一步工作的.方向，希望您能夠喜歡這篇講述“會計實(shí)驗(yàn)報告”的文章，我們感謝您的支持和喜愛也希望您能將這篇文章分享給您的朋友們！

示波器實(shí)驗(yàn)報告2

　　【實(shí)驗(yàn)題目】 示波器的原理和使用

　　【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

　　1.了解示波器的基本機(jī)構(gòu)和工作原理，掌握使用示波器和信號發(fā)生器的基本方法。

　　2.學(xué)會使用示波器觀測電信號波形和電壓副值以及頻率。

　　3.學(xué)會使用示波器觀察李薩如圖并測頻率。

　　【實(shí)驗(yàn)原理】

　　1.示波器都包括幾個基本組成部分：

　　示波管(陰極射線管)、垂直放大電路(Y放大)、水平放大電路(X放大)、掃描信號電路(鋸齒波發(fā)生器)、同步電路、電源等。

　　2.李薩如圖形的原理：

　　如果示波器的X和Y輸入時頻率相同或成簡單整數(shù)比的兩個正弦電壓，則熒光屏上將呈現(xiàn)特殊的光點(diǎn)軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。

　　如果作一個限制光點(diǎn)x、y方向變化范圍的假想方框，則圖形與此框相切時，橫邊上的切點(diǎn)數(shù)nx與豎邊上的切點(diǎn)數(shù)ny之比恰好等于Y與X輸入的兩正弦信號的頻率之比，即fy:fx=nx:ny。

　　【實(shí)驗(yàn)儀器】

　　示波器×1，信號發(fā)生器×2，信號線×2。

　　【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

　　1.基礎(chǔ)操作：

　　了解示波器工作原理的基礎(chǔ)上閱讀所用機(jī)器的說明書，了解每個旋鈕的作用。其中最主要也是經(jīng)常使用的旋鈕為橫向和縱向兩個。橫向旋鈕是控制掃描時間的旋鈕，調(diào)節(jié)時表現(xiàn)為熒光屏上顯示波形發(fā)生橫向的壓縮或展開;縱向旋鈕是調(diào)節(jié)垂直放大電路的旋鈕，調(diào)節(jié)時表現(xiàn)為熒光屏上顯示波形發(fā)生縱向的展開或壓縮，次旋鈕為兩個，分別控制示波器的兩個輸入信號。

　　明確操作步驟及注意事項(xiàng)后，接通示波器電源開關(guān)。先找到掃描線并調(diào)至清晰。

　　2.觀測李薩如圖形：

　　向CH1、CH2分別輸入兩個信號源的正弦波，“掃描時間”的“粗調(diào)”旋鈕置于“X-Y”方式(即使兩路信號進(jìn)行合成)。調(diào)出不同比值的李薩如圖形來，畫出草圖，并分析圖形的特點(diǎn)與兩個信號頻率之間的關(guān)系。繪出所觀察到的各種頻率比的李薩如圖形。

　　設(shè)fx=1000Hz為約定真值，依次求出另一信號發(fā)生器的輸出頻率fy，并與該信號發(fā)生器讀數(shù)值f′y進(jìn)行比較，一一求出它們的相對誤差。

　　【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】

　　【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】

　　【誤差分析】

　　1.兩臺信號發(fā)生器不協(xié)調(diào)。

　　2.桌面振動造成的影響。

　　3.示波器上顯示的熒光線較粗，取電壓值時的熒光線間寬度不準(zhǔn)，使電壓值不準(zhǔn)。

　　4.取正弦周期時肉眼調(diào)節(jié)兩熒光線間寬度不準(zhǔn)，導(dǎo)致周期不準(zhǔn)。

　　5.機(jī)器系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差。

　　6.fy選取時上下跳動，可能取值不準(zhǔn)。

　　1 示波器工作原理

　　示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問題、測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號源組成。

　　1.1 示波管

　　陰極射線管(CRT)簡稱示波管，是示波器的核心。它將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。正如圖1所示，電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分密封在一個真空玻璃殼內(nèi)，構(gòu)成了一個完整的示波管。

　　1.熒光屏

　　現(xiàn)在的示波管屏面通常是矩形平面，內(nèi)表面沉積一層磷光材料構(gòu)成熒光膜。在熒光膜上常又增加一層蒸發(fā)鋁膜。高速電子穿過鋁膜，撞擊熒光粉而發(fā)光形成亮點(diǎn)。鋁膜具有內(nèi)反射作用，有利于提高亮點(diǎn)的輝度。鋁膜還有散熱等其他作用。

　　當(dāng)電子停止轟擊后，亮點(diǎn)不能立即消失而要保留一段時間。亮點(diǎn)輝度下降到原始值的10%所經(jīng)過的時間叫做“余輝時間”。余輝時間短于10μs為極短余輝，10μs—1ms為短余輝，1ms—0.1s為中余輝，0.1s-1s為長余輝，大于1s為極長余輝。一般的示波器配備中余輝示波管，高頻示波器選用短余輝，低頻示波器選用長余輝。

　　由于所用磷光材料不同，熒光屏上能發(fā)出不同顏色的光。一般示波器多采用發(fā)綠光的示波管，以保護(hù)人的眼睛。

　　2.電子槍及聚焦

　　電子槍由燈絲(F)、陰極(K)、柵極(G1)、前加速極(G2)(或稱第二柵極)、第一陽極(A1)和第二陽極(A2)組成。它的作用是發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。燈絲通電加熱陰極，陰極受熱發(fā)射電子。柵極是一個頂部有小孔的金屬園筒，套在陰極外面。由于柵極電位比陰極低，對陰極發(fā)射的電子起控制作用，一般只有運(yùn)動初速度大的少量電子，在陽極電壓的作用下能穿過柵極小孔，奔向熒光屏。初速度小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過低，則全部電子返回陰極，即管子截止。調(diào)節(jié)電路中的W1電位器，可以改變柵極電位，控制射向熒光屏的電子流密度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)亮點(diǎn)的輝度。第一陽極、第二陽極和前加速極都是與陰極在同一條軸線上的三個金屬圓筒。前加速極G2與A2相連，所加電位比A1高。G2的正電位對陰極電子奔向熒光屏起加速作用。

　　電子束從陰極奔向熒光屏的過程中，經(jīng)過兩次聚焦過程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一電子透鏡。第二次聚焦發(fā)生在G2、A1、A2區(qū)域，調(diào)節(jié)第二陽極A2的電位，能使電子束正好會聚于熒光屏上的一點(diǎn)，這是第二次聚焦。A1上的電壓叫做聚焦電壓，A1又被叫做聚焦極。有時調(diào)節(jié)A1電壓仍不能滿足良好聚焦，需微調(diào)第二陽極A2的電壓，A2又叫做輔助聚焦極。

　　3.偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

　　偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制電子射線方向，使熒光屏上的光點(diǎn)隨外加信號的變化描繪出被測信號的波形。圖8.1中，Y1、Y2和Xl、X2兩對互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。Y軸偏轉(zhuǎn)板在前，X軸偏轉(zhuǎn)板在后，因此Y軸靈敏度高(被測信號經(jīng)處理后加到Y(jié)軸)。兩對偏轉(zhuǎn)板分別加上電壓，使兩對偏轉(zhuǎn)板間各自形成電場，分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉(zhuǎn)。

　　4.示波管的電源

　　為使示波管正常工作，對電源供給有一定要求。規(guī)定第二陽極與偏轉(zhuǎn)板之間電位相近，偏轉(zhuǎn)板的平均電位為零或接近為零。陰極必須工作在負(fù)電位上。柵極G1相對陰極為負(fù)電位(—30V~—100V)，而且可調(diào)，以實(shí)現(xiàn)輝度調(diào)節(jié)。第一陽極為正電位(約+100V~+600V)，也應(yīng)可調(diào)，用作聚焦調(diào)節(jié)。第二陽極與前加速極相連，對陰極為正高壓(約+1000V)，相對于地電位的可調(diào)范圍為±50V。由于示波管各電極電流很小，可以用公共高壓經(jīng)電阻分壓器供電。

　　1.2 示波器的基本組成

　　從上一小節(jié)可以看出，只要控制X軸偏轉(zhuǎn)板和Y軸偏轉(zhuǎn)板上的電壓，就能控制示波管顯示的圖形形狀。我們知道，一個電子信號是時間的函數(shù)f(t)，它隨時間的變化而變化。因此，只要在示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上加一個與時間變量成正比的電壓，在y軸加上被測信號(經(jīng)過比例放大或者縮小)，示波管屏幕上就會顯示出被測信號隨時間變化的圖形。電信號中，在一段時間內(nèi)與時間變量成正比的信號是鋸齒波。

　　示波器的基本組成框圖如圖2所示。它由示波管、Y軸系統(tǒng)、X軸系統(tǒng)、Z軸系統(tǒng)和電源等五部分組成。

　　被測信號①接到“Y"輸入端，經(jīng)Y軸衰減器適當(dāng)衰減后送至Y1放大器(前置放大)，推挽輸出信號②和③。經(jīng)延遲級延遲Г1時間，到Y(jié)2放大器。放大后產(chǎn)生足夠大的信號④和⑤，加到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板上。為了在屏幕上顯示出完整的穩(wěn)定波形，將Y軸的被測信號③引入X軸系統(tǒng)的觸發(fā)電路，在引入信號的正(或者負(fù))極性的某一電平值產(chǎn)生觸發(fā)脈沖⑥，啟動鋸齒波掃描電路(時基發(fā)生器)，產(chǎn)生掃描電壓⑦。由于從觸發(fā)到啟動掃描有一時間延遲Г2，為保證Y軸信號到達(dá)熒光屏之前X軸開始掃描，Y軸的延遲時間Г1應(yīng)稍大于X軸的延遲時間Г2。掃描電壓⑦經(jīng)X軸放大器放大，產(chǎn)生推挽輸出⑨和⑩，加到示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上。z軸系統(tǒng)用于放大掃描電壓正程，并且變成正向矩形波，送到示波管柵極。這使得在掃描正程顯示的波形有某一固定輝度，而在掃描回程進(jìn)行抹跡。

　　以上是示波器的基本工作原理。雙蹤顯示則是利用電子開關(guān)將Y軸輸入的兩個不同的被測信號分別

　　顯示在熒光屏上。由于人眼的視覺暫留作用，當(dāng)轉(zhuǎn)換頻率高到一定程度后，看到的`是兩個穩(wěn)定的、清晰的信號波形。

　　示波器中往往有一個精確穩(wěn)定的方波信號發(fā)生器，供校驗(yàn)示波器用。

　　2 示波器使用

　　本節(jié)介紹示波器的使用方法。示波器種類、型號很多，功能也不同。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中使用較多的是20MHz或者40MHz的雙蹤示波器。這些示波器用法大同小異。本節(jié)不針對某一型號的示波器，只是從概念上介紹示波器在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中的常用功能。

　　2.1 熒光屏

　　熒光屏是示波管的顯示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多條刻度線，指示出信號波形的電壓和時間之間的關(guān)系。水平方向指示時間，垂直方向指示電壓。水平方向分為10格，垂直方向分為8格，每格又分為5份。垂直方向標(biāo)有0%，10%，90%，100%等標(biāo)志，水平方向標(biāo)有10%，90%標(biāo)志，供測直流電平、交流信號幅度、延遲時間等參數(shù)使用。根據(jù)被測信號在屏幕上占的格數(shù)乘以適當(dāng)?shù)谋壤�常�?shù)(V/DIV，TIME/DIV)能得出電壓值與時間值。

　　2.2 示波管和電源系統(tǒng)

　　1.電源(Power)

　　示波器主電源開關(guān)。當(dāng)此開關(guān)按下時，電源指示燈亮，表示電源接通。

　　2.輝度(Intensity)

　　旋轉(zhuǎn)此旋鈕能改變光點(diǎn)和掃描線的亮度。觀察低頻信號時可小些，高頻信號時大些。

　　一般不應(yīng)太亮，以保護(hù)熒光屏。

　　3.聚焦(Focus)

　　聚焦旋鈕調(diào)節(jié)電子束截面大小，將掃描線聚焦成最清晰狀態(tài)。

　　4.標(biāo)尺亮度(Illuminance)

　　此旋鈕調(diào)節(jié)熒光屏后面的照明燈亮度。正常室內(nèi)光線下，照明燈暗一些好。室內(nèi)光線不足的環(huán)境中，可適當(dāng)調(diào)亮照明燈。

　　2.3 垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)和水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)

　　1.垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇(VOLTS/DIV)和微調(diào)

　　在單位輸入信號作用下，光點(diǎn)在屏幕上偏移的距離稱為偏移靈敏度，這一定義對X軸和Y軸都適用。靈敏度的倒數(shù)稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直靈敏度的單位是為cm/V，cm/mV或者DIV/mV，DIV/V，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)的單位是V/cm，mV/cm或者V/DIV，mV/DIV。實(shí)際上因習(xí)慣用法和測量電壓讀數(shù)的方便，有時也把偏轉(zhuǎn)因數(shù)當(dāng)靈敏度。

　　蹤示波器中每個通道各有一個垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇波段開關(guān)。一般按1，2，5方式從 5mV/DIV到5V/DIV分為10檔。波段開關(guān)指示的值代表熒光屏上垂直方向一格的電壓值。例如波段開關(guān)置于1V/DIV檔時，如果屏幕上信號光點(diǎn)移動一格，則代表輸入信號電壓變化1V。

　　每個波段開關(guān)上往往還有一個小旋鈕，微調(diào)每檔垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。將它沿順時針方向旋到底，處于“校準(zhǔn)”位置，此時垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)值與波段開關(guān)所指示的值一致。逆時針旋轉(zhuǎn)此旋鈕，能夠微調(diào)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)微調(diào)后，會造成與波段開關(guān)的指示值不一致，這點(diǎn)應(yīng)引起注意。許多示波器具有垂直擴(kuò)展功能，當(dāng)微調(diào)旋鈕被拉出時，垂直靈敏度擴(kuò)大若干倍(偏轉(zhuǎn)因數(shù)縮小若干倍)。例如，如果波段開關(guān)指示的偏轉(zhuǎn)因數(shù)是1V/DIV，采用×5擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)時，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)是0.2V/DIV。

　　在做數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)時，在屏幕上被測信號的垂直移動距離與+5V信號的垂直移動距離之比常被用于判斷被測信號的電壓值。

　　2.時基選擇(TIME/DIV)和微調(diào)

　　時基選擇和微調(diào)的使用方法與垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇和微調(diào)類似。時基選擇也通過一個波段開關(guān)實(shí)現(xiàn)，按1、2、5方式把時基分為若干檔。波段開關(guān)的指示值代表光點(diǎn)在水平方向移動一個格的時間值。例如在1μS/DIV檔，光點(diǎn)在屏上移動一格代表時間值1μS。

　　“微調(diào)”旋鈕用于時基校準(zhǔn)和微調(diào)。沿順時針方向旋到底處于校準(zhǔn)位置時，屏幕上顯示的時基值與波段開關(guān)所示的標(biāo)稱值一致。逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，則對時基微調(diào)。旋鈕拔出后處于掃描擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。通常為×10擴(kuò)展，即水平靈敏度擴(kuò)大10倍，時基縮小到1/10。例如在2μS/DIV檔，掃描擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)下熒光屏上水平一格代表的時間值等于2μS×(1/10)=0.2μS

　　示波器的標(biāo)準(zhǔn)信號源CAL，專門用于校準(zhǔn)示波器的時基和垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。例如COS5041型示波器標(biāo)準(zhǔn)信號源提供一個VP-P=2V,f=1kHz的方波信號。

　　示波器前面板上的位移(Position)旋鈕調(diào)節(jié)信號波形在熒光屏上的位置。旋轉(zhuǎn)水平位移旋鈕(標(biāo)有水平雙向箭頭)左右移動信號波形，旋轉(zhuǎn)垂直位移旋鈕(標(biāo)有垂直雙向箭頭)上下移動信號波形。

　　2.4 輸入通道和輸入耦合選擇

　　1.輸入通道選擇

　　輸入通道至少有三種選擇方式：通道1(CH1)、通道2(CH2)、雙通道(DUAL)。選擇通道1時，示波器僅顯示通道1的信號。選擇通道2時，示波器僅顯示通道2的信號。選擇雙通道時，示波器同時顯示通道1信號和通道2信號。測試信號時，首先要將示波器的地與被測電路的地連接在一起。根據(jù)輸入通道的選擇，將示波器探頭插到相應(yīng)通道插座上，示波器探頭上的地與被測電路的地連接在一起，示波器探頭接觸被測點(diǎn)。示波器探頭上有一雙位開關(guān)。此開關(guān)撥到“×1”位置時，被測信號無衰減送到示波器，從熒光屏上讀出的電壓值是信號的實(shí)際電壓值。此開關(guān)撥到“×10"位置時，被測信號衰減為1/10，然后送往示波器，從熒光屏上讀出的電壓值乘以10才是信號的實(shí)際電壓值。

　　2.輸入耦合方式

　　輸入耦合方式有三種選擇：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。當(dāng)選擇“地”時，掃描線顯示出“示波器地”在熒光屏上的位置。直流耦合用于測定信號直流絕對值和觀測極低頻信號。交流耦合用于觀測交流和含有直流成分的交流信號。在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，一般選擇“直流”方式，以便觀測信號的絕對電壓值。

　　2.5 觸發(fā)

　　第一節(jié)指出，被測信號從Y軸輸入后，一部分送到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板上，驅(qū)動光點(diǎn)在熒光屏上按比例沿垂直方向移動;另一部分分流到x軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)掃描發(fā)生器，產(chǎn)生重復(fù)的鋸齒波電壓加到示波管的X偏轉(zhuǎn)板上，使光點(diǎn)沿水平方向移動，兩者合一，光點(diǎn)在熒光屏上描繪出的圖形就是被測信號圖形。由此可知，正確的觸發(fā)方式直接影響到示波器的有效操作。為了在熒光屏上得到穩(wěn)定的、清晰的信號波形，掌握基本的觸發(fā)功能及其操作方法是十分重要的。

　　1.觸發(fā)源(Source)選擇

　　要使屏幕上顯示穩(wěn)定的波形，則需將被測信號本身或者與被測信號有一定時間關(guān)系的觸發(fā)信號加到觸發(fā)電路。觸發(fā)源選擇確定觸發(fā)信號由何處供給。通常有三種觸發(fā)源：內(nèi)觸發(fā)(INT)、電源觸發(fā)內(nèi)觸發(fā)使用被測信號作為觸發(fā)信號，是經(jīng)常使用的一種觸發(fā)方式。由于觸發(fā)信號本身是被測信號的一部分，在屏幕上可以顯示出非常穩(wěn)定的波形。雙蹤示波器中通道1或者通道2都可以選作觸發(fā)信號。

　　電源觸發(fā)使用交流電源頻率信號作為觸發(fā)信號。這種方法在測量與交流電源頻率有關(guān)的信號時是有效的。特別在測量音頻電路、閘流管的低電平交流噪音時更為有效。

　　外觸發(fā)使用外加信號作為觸發(fā)信號，外加信號從外觸發(fā)輸入端輸入。外觸發(fā)信號與被測信號間應(yīng)具有周期性的關(guān)系。由于被測信號沒有用作觸發(fā)信號，所以何時開始掃描與被測信號無關(guān)。

　　正確選擇觸發(fā)信號對波形顯示的穩(wěn)定、清晰有很大關(guān)系。例如在數(shù)字電路的測量中，對一個簡單的周期信號而言，選擇內(nèi)觸發(fā)可能好一些，而對于一個具有復(fù)雜周期的信號，且存在一個與它有周期關(guān)系的信號時，選用外觸發(fā)可能更好。

　　2.觸發(fā)耦合(Coupling)方式選擇

　　觸發(fā)信號到觸發(fā)電路的耦合方式有多種，目的是為了觸發(fā)信號的穩(wěn)定、可靠。這里介紹常用的幾種。

　　AC耦合又稱電容耦合。它只允許用觸發(fā)信號的交流分量觸發(fā)，觸發(fā)信號的直流分量被隔斷。通常在不考慮DC分量時使用這種耦合方式，以形成穩(wěn)定觸發(fā)。但是如果觸發(fā)信號的頻率小于10Hz，會造成觸發(fā)困難。

　　直流耦合(DC)不隔斷觸發(fā)信號的直流分量。當(dāng)觸發(fā)信號的頻率較低或者觸發(fā)信號的占空比很大時，使用直流耦合較好。

　　低頻抑制(LFR)觸發(fā)時觸發(fā)信號經(jīng)過高通濾波器加到觸發(fā)電路，觸發(fā)信號的低頻成分被抑制;高頻抑制(HFR)觸發(fā)時，觸發(fā)信號通過低通濾波器加到觸發(fā)電路，觸發(fā)信號的高頻成分被抑制。此外還有用于電視維修的電視同步(TV)觸發(fā)。這些觸發(fā)耦合方式各有自己的適用范圍，需在使用中去體會。

　　3.觸發(fā)電平(Level)和觸發(fā)極性(Slope)

　　觸發(fā)電平調(diào)節(jié)又叫同步調(diào)節(jié)，它使得掃描與被測信號同步。電平調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)觸發(fā)信號的觸發(fā)電平。一旦觸發(fā)信號超過由旋鈕設(shè)定的觸發(fā)電平時，掃描即被觸發(fā)。順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平上升;逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平下降。當(dāng)電平旋鈕調(diào)到電平鎖定位置時，觸發(fā)電平自動保持在觸發(fā)信號的幅度之內(nèi)，不需要電平調(diào)節(jié)就能產(chǎn)生一個穩(wěn)定的觸發(fā)。當(dāng)信號波形復(fù)雜，用電平旋鈕不能穩(wěn)定觸發(fā)時，用釋抑(Hold Off)旋鈕調(diào)節(jié)波形的釋抑時間(掃描暫停時間)，能使掃描與波形穩(wěn)定同步。

　　極性開關(guān)用來選擇觸發(fā)信號的極性。撥在“+”位置上時，在信號增加的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號超過觸發(fā)電平時就產(chǎn)生觸發(fā)。撥在“-”位置上時，在信號減少的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號超過觸發(fā)電平時就產(chǎn)生觸發(fā)。觸發(fā)極性和觸發(fā)電平共同決定觸發(fā)信號的觸發(fā)點(diǎn)。

　　2.6 掃描方式(SweepMode)

　　掃描有自動(Auto)、常態(tài)(Norm)和單次(Single)三種掃描方式。

　　自動：當(dāng)無觸發(fā)信號輸入，或者觸發(fā)信號頻率低于50Hz時，掃描為自激方式。

　　常態(tài)：當(dāng)無觸發(fā)信號輸入時，掃描處于準(zhǔn)備狀態(tài)，沒有掃描線。觸發(fā)信號到來后，觸發(fā)掃描。

　　單次：單次按鈕類似復(fù)位開關(guān)。單次掃描方式下，按單次按鈕時掃描電路復(fù)位，此時準(zhǔn)備好(Ready)燈亮。觸發(fā)信號到來后產(chǎn)生一次掃描。單次掃描結(jié)束后，準(zhǔn)備燈滅。單次掃描用于觀測非周期信號或者單次瞬變信號，往往需要對波形拍照。

　　上面扼要介紹了示波器的基本功能及操作。示波器還有一些更復(fù)雜的功能，如延遲掃描、觸發(fā)延遲、X-Y工作方式等，這里就不介紹了。示波器入門操作是容易的，真正熟練則要在應(yīng)用中掌握。值得指出的是，示波器雖然功能較多，但許多情況下用其他儀器、儀表更好。例如，在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，判斷一個脈寬較窄的單脈沖是否發(fā)生時，用邏輯筆就簡單的多;測量單脈沖脈寬時，用邏輯分析儀更好一些。

示波器實(shí)驗(yàn)報告3

　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

　　1、了解抽樣定理在通信系統(tǒng)中的重要性

　　2、掌握自然抽樣及平頂抽樣的實(shí)現(xiàn)方法。

　　3、理解低通采樣定理的原理。

　　4、理解實(shí)際的抽樣系統(tǒng)。

　　5、理解低通濾波器的幅頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。

　　6、理解低通濾波器的相頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。

　　7、理解帶通采樣定理的原理。

　　二、實(shí)驗(yàn)器材

　　1、主控&信號源、3號模塊各一塊

　　2、雙蹤示波器一臺

　　3、連接線若干

　　三、實(shí)驗(yàn)原理

　　1、實(shí)驗(yàn)原理框圖

　　保持電路平頂抽樣S1自然抽樣A-out抽樣脈沖抽樣輸出LPF-InLPFLPF-oUTmusic信號源被抽樣信號抗混疊濾波器抽樣電路編碼輸入譯碼輸出FIR/IIR3#信源編譯碼模塊FPGA數(shù)字濾波

　　圖1-1抽樣定理實(shí)驗(yàn)框圖

　　2、實(shí)驗(yàn)框圖說明

　　抽樣信號由抽樣電路產(chǎn)生。將輸入的被抽樣信號與抽樣脈沖相乘就可以得到自然抽樣信號，自然抽樣的信號經(jīng)過保持電路得到平頂抽樣信號。平頂抽樣和自然抽樣信號是通過開關(guān)S1切換輸出的。

　　抽樣信號的恢復(fù)是將抽樣信號經(jīng)過低通濾波器，即可得到恢復(fù)的信號。這里濾波器可以選用抗混疊濾波器（8階3.4kHz的巴特沃斯低通濾波器）或FPGA數(shù)字濾波器（有FIR、IIR兩種）。反sinc濾波器不是用來恢復(fù)抽樣信號的，而是用來應(yīng)對孔徑失真現(xiàn)象。

　　要注意，這里的數(shù)字濾波器是借用的信源編譯碼部分的端口。在做本實(shí)驗(yàn)時與信源編譯碼的內(nèi)容沒有聯(lián)系。

　　四、實(shí)驗(yàn)步驟

　　實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一抽樣信號觀測及抽樣定理驗(yàn)證

　　概述：通過不同頻率的抽樣時鐘，從時域和頻域兩方面觀測自然抽樣和平頂抽樣的輸出波形，以及信號恢復(fù)的混疊情況，從而了解不同抽樣方式的輸出差異和聯(lián)系，驗(yàn)證抽樣定理。

　　1、關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。

　　源端口信號源：MUSIc

　　信號源：A-oUT目標(biāo)端口連線說明

　　模塊3：TH1(被抽樣信號)將被抽樣信號送入抽樣單元

　　模塊3：TH2(抽樣脈沖) 提供抽樣時鐘送入模擬低通濾波器

　　模塊3：TH3(抽樣輸出)模塊3：TH5(LPF-In) 2、開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】。調(diào)節(jié)主控模塊的W1使A-out輸出峰峰值為3V。

　　3、此時實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：被抽樣信號MUSIc為幅度4V、頻率3K+1K正弦合成波。抽樣脈沖A-oUT為幅度3V、頻率9KHz、占空比20%的方波。

　　4、實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測。

　�。�1）觀測并記錄自然抽樣前后的信號波形：設(shè)置開關(guān)S13#為“自然抽樣”檔位，用示波器分別觀測MUSIc

　　主控&信號源

　　和抽樣輸出3#。

　�。�2）觀測并記錄平頂抽樣前后的信號波形：設(shè)置開關(guān)S13#為“平頂抽樣”檔位，用示波器分別觀測MUSIc

　　主控&信號源

　　和抽樣輸出3#。

　�。�3）觀測并對比抽樣恢復(fù)后信號與被抽樣信號的波形：設(shè)置開關(guān)S13#為“自然抽樣”檔位，用示波器觀測MUSIc

　　主控&信號源

　　和LPF-oUT3#，以100Hz的步進(jìn)減小A-oUT

　　主控&信號源

　　的頻率，比較觀測并思考在抽樣脈沖頻率多小的情況下恢復(fù)信號有失真。

　�。�4）用頻譜的角度驗(yàn)證抽樣定理（選做）：用示波器頻譜功能觀測并記錄被抽樣信號MUSIc和抽樣輸出頻譜。以100Hz的步進(jìn)減小抽樣脈沖的頻率，觀測抽樣輸出以及恢復(fù)信號的頻譜。（注意：示波器需要用250kSa/s采樣率（即每秒采樣點(diǎn)為250K），F(xiàn)FT縮放調(diào)節(jié)為×10）。

　　注：通過觀測頻譜可以看到當(dāng)抽樣脈沖小于2倍被抽樣信號頻率時，信號會產(chǎn)生混疊。

　　實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二濾波器幅頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響

　　概述：該項(xiàng)目是通過改變不同抽樣時鐘頻率，分別觀測和繪制抗混疊低通濾波和fir數(shù)字濾波的幅頻特性曲線，并比較抽樣信號經(jīng)這兩種濾波器后的恢復(fù)效果，從而了解和探討不同濾波器幅頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。

　　1、測試抗混疊低通濾波器的幅頻特性曲線。

　　（1）關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。

　　源端口目標(biāo)端口連線說明信號源：A-oUT模塊3：TH5(LPF-In)將信號送入模擬濾波器

　�。�2）開電，設(shè)置主控模塊，選擇【信號源】→【輸出波形】和【輸出頻率】，通過調(diào)節(jié)相應(yīng)旋鈕，使A-oUT

　　主控&信號源

　　輸出頻率5KHz、峰峰值為3V的正弦波。

　�。�3）此時實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：抗混疊低通濾波器的輸入信號為頻率5KHz、幅度3V的正弦波。

　�。�4）實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測。

　　用示波器觀測LPF-oUT3#。以100Hz步進(jìn)減小A-oUTLPF-oUT3#的頻譜。記入如下表格：

　　A-oUT頻率/Hz 5K … 4.5K … 3.4K … 3.0K … 2、測試fir數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線。

　　（1）關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。

　　源端口目標(biāo)端口連線說明基頻幅度/V主控&信號源

　　輸出頻率，觀測并記錄

　　信號源：A-oUT模塊3：TH13(編碼輸入)將信號送入數(shù)字濾波器

　�。�2）開電，設(shè)置主控菜單：選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】→【FIR濾波器】。調(diào)節(jié)【信號源】，使A-out輸出頻率5KHz、峰峰值為3V的正弦波。

　�。�3）此時實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：fir濾波器的輸入信號為頻率5KHz、幅度3V的正弦波。

　�。�4）實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測。

　　用示波器觀測譯碼輸出3#，以100Hz的步進(jìn)減小A-oUT碼輸出3#的頻譜。記入如下表格：

　　A_out的頻率/Hz 5K … 4K … 3K … 2K ...基頻幅度/V主控&信號源

　　的頻率。觀測并記錄譯

　　由上述表格數(shù)據(jù)，畫出fir低通濾波器幅頻特性曲線。

　　思考：對于3KHz低通濾波器，為了更好的畫出幅頻特性曲線，我們可以如何調(diào)整信號源輸入頻率的步進(jìn)值大�。�

　　3、分別利用上述兩個濾波器對被抽樣信號進(jìn)行恢復(fù)，比較被抽樣信號恢復(fù)效果。

　�。�1）關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線：

　　源端口信號源：MUSIc信號源：A-oUT目標(biāo)端口連線說明模塊3：TH1(被抽樣信號) 提供被抽樣信號

　　模塊3：TH2(抽樣脈沖) 提供抽樣時鐘送入模擬低通濾波器送入FIR數(shù)字低通濾波器模塊3：TH3(抽樣輸出)

　　模塊3：TH5(LPF-In)模塊3：TH3(抽樣輸出)

　　模塊3：TH13(編碼輸入)

　�。�2）開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】→【FIR濾波器】。調(diào)節(jié)W1

　　主控&信號源

　　使信號A-oUT輸出峰峰值為3V左右。

　�。�3）此時實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：待抽樣信號MUSIc為3K+1K正弦合成波，抽樣時鐘信號A-oUT為頻率9KHz、占空比20%的方波。

　　（4）實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測。對比觀測不同濾波器的信號恢復(fù)效果：用示波器分別觀測

　　LPF-oUT3#和譯碼輸出3#，以100Hz步進(jìn)減小抽樣時鐘A-oUT的輸出頻率，對比觀測模擬濾波器和FIR數(shù)字濾波器在不同抽樣頻率下信號恢復(fù)的效果。（頻率步進(jìn)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求自行設(shè)置。）思考：不同濾波器的幅頻特性對抽樣恢復(fù)有何影響？實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三濾波器相頻特性對抽樣信號恢復(fù)的.影響。

　　概述：該項(xiàng)目是通過改變不同抽樣時鐘頻率，從時域和頻域兩方面分別觀測抽樣信號經(jīng)fir濾波和iir濾波后的恢復(fù)失真情況，從而了解和探討不同濾波器相頻特性對抽樣信號恢復(fù)的影響。

　　1、觀察被抽樣信號經(jīng)過fir低通濾波器與iir低通濾波器后，所恢復(fù)信號的頻譜。

　　（1）關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。

　　源端口信號源：MUSIc信號源：A-oUT目標(biāo)端口連線說明模塊3：TH1(被抽樣信號) 提供被抽樣信號模塊3：TH2(抽樣脈沖) 提供抽樣時鐘將信號送入數(shù)字濾波器模塊3：TH3(抽樣輸出)模塊3：TH13(編碼輸入)

　�。�2）開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】。調(diào)節(jié)W1

　　主控&信號源

　　使信號A-oUT輸出峰峰值為3V左右。

　　（3）此時實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)初始狀態(tài)為：待抽樣信號MUSIc為3K+1K正弦合成波，抽樣時鐘信號A-oUT為頻率9KHz、占空比20%的方波。

　　（4）實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測。

　　a、觀測信號經(jīng)fir濾波后波形恢復(fù)效果：設(shè)置主控模塊菜單，選擇【抽樣定理】→【FIR濾波器】；設(shè)置【信號源】使A-oUT輸出的抽樣時鐘頻率為7.5KHz；用示波器觀測恢復(fù)信號譯碼輸出3#的波形和頻譜。

　　b、觀測信號經(jīng)iir濾波后波形恢復(fù)效果：設(shè)置主控模塊菜單，選擇【抽樣定理】→【IIR濾波器】；設(shè)置【信號源】使A-oUT輸出的抽樣時鐘頻率為7.5KHz；用示波器觀測恢復(fù)信號譯碼輸出3#的波形和頻譜。

　　c、探討被抽樣信號經(jīng)不同濾波器恢復(fù)的頻譜和時域波形：

　　被抽樣信號與經(jīng)過濾波器后恢復(fù)的信號之間的頻譜是否一致？如果一致，是否就是說原始信號能夠不失真的恢復(fù)出來？用示波器分別觀測fir濾波恢復(fù)和iir濾波恢復(fù)情況下，譯碼輸出3#的時域波形是否完全一致，如果波形不一致，是失真呢？還是有相位的平移呢？如果相位有平移，觀測并計算相位移動時間。

　　2、觀測相頻特性

　�。�1）關(guān)電，按表格所示進(jìn)行連線。

　　源端口目標(biāo)端口連線說明信號源：A-oUT模塊3：TH13(編碼輸入)使源信號進(jìn)入數(shù)字濾波器

　　（2）開電，設(shè)置主控菜單，選擇【主菜單】→【通信原理】→【抽樣定理】→【FIR濾波器】。

　�。�3）此時系統(tǒng)初始實(shí)驗(yàn)狀態(tài)為：A-oUT為頻率9KHz、占空比20%的方波。

　�。�4）實(shí)驗(yàn)操作及波形觀測。

　　對比觀測信號經(jīng)fir濾波后的相頻特性：設(shè)置【信號源】使A-oUT輸出頻率為5KHz、峰峰值為3V的正弦波；以100Hz步進(jìn)減小A-oUT輸出頻率，用示波器對比觀測A-oUT控&信號源主和譯碼輸出3#的時域波形。相頻特性測量就是改變信號的頻率，測輸出信號的延時（時域上觀測）。記入如下表格：

　　A-oUT的頻率/Hz被抽樣信號與恢復(fù)信號的相位延時/ms 3.5K 3.4K 3.3K ...

　　五、實(shí)驗(yàn)報告

　　1、分析電路的工作原理，敘述其工作過程。

　　2、繪出所做實(shí)驗(yàn)的電路、儀表連接調(diào)測圖。并列出所測各點(diǎn)的波形、頻率、電壓等有關(guān)數(shù)據(jù)，對所測數(shù)據(jù)做簡要分析說明。必要時借助于計算公式及推導(dǎo)。

　　3、分析以下問題：濾波器的幅頻特性是如何影響抽樣恢復(fù)信號的？簡述平頂抽樣和自然抽樣的原理及實(shí)現(xiàn)方法。

　　答：濾波器的截止頻率等于源信號譜中最高頻率fn的低通濾波器，濾除高頻分量，經(jīng)濾波后得到的信號包含了原信號頻譜的全部內(nèi)容，故在低通濾波器輸出端可以得到恢復(fù)后的原新號。當(dāng)抽樣頻率小于2倍的原新號的最高頻率即濾波器的截止頻率時，抽樣信號的頻譜會發(fā)生混疊現(xiàn)象，從發(fā)生混疊后的頻譜中無法用低通濾波器獲得信號頻譜的全部內(nèi)容，從而導(dǎo)致失真。

　　平頂抽樣原理：抽樣脈沖具有一定持續(xù)時間，在脈寬期間其幅度不變，每個抽樣脈沖頂

　　部不隨信號變化。實(shí)際應(yīng)用中是采用抽樣保持電路來實(shí)現(xiàn)的。

　　自然抽樣原理：抽樣脈沖具有一定持續(xù)時間，在脈寬期間其幅度不變，每個抽樣脈沖頂部隨信號幅度變化。用周期性脈沖序列與信號相乘就可以實(shí)現(xiàn)。

　　4、思考一下，實(shí)驗(yàn)步驟中采用3K+1K正弦合成波作為被抽樣信號，而不是單一頻率的正弦波，在實(shí)驗(yàn)過程中波形變化的觀測上有什么區(qū)別？對抽樣定理理論和實(shí)際的研究有什么意義？

　　答：觀測波形變化時更穩(wěn)定。使抽樣定理理論的驗(yàn)證結(jié)果更可靠。

　　實(shí)驗(yàn)步驟：

　�。�1）觀測并記錄自然抽樣前后的信號波形：設(shè)置開關(guān)K1為“自然抽樣”檔位，用示波器觀測。

　　（2）觀測并記錄平頂抽樣前后的信號波形：設(shè)置開關(guān)K1為“平頂抽樣”檔位，用示波器觀測。

　　（3）觀測并對比抽樣恢復(fù)后信號與被抽樣信號的波形：設(shè)置開關(guān)K1為“自然抽樣”

　　檔位，用示波器觀測頻率，比較觀測并思考在抽樣脈沖頻率多小的情況下恢復(fù)信號有失真。

示波器實(shí)驗(yàn)報告4