實驗示波器和萬用電表的使用

1、實驗3 示波器和萬用電表的使用【實驗?zāi)康摹? 了解示波器顯示波形的原理（電偏轉(zhuǎn)、掃描、同步、整步）；2 了解雙蹤示波器和萬用電表的使用方法；3 學(xué)習(xí)用示波器測交流信號電壓、頻率和相位差?！緝x器用具】SS7802雙蹤示波器、YB1610型功率函數(shù)信號發(fā)生器、MY61萬用電表?！驹砀攀觥侩娮邮静ㄆ魇怯脕碇苯语@示、觀察和測量電壓波形及其參數(shù)的電子儀器。一切可轉(zhuǎn)化為電壓的電學(xué)量（如電流、電阻等）和非電學(xué)量（如溫度、壓力、磁場、光強等）以及它們的動態(tài)過程均可由示波器來觀察和測量?，F(xiàn)代示波器的頻率響應(yīng)可從直流至Hz；它可觀察連續(xù)信號，也可捕捉到單個的快速脈沖信號并將它貯存起來，定格在屏幕上供仔細分析研究

2、；它還能在屏幕上測量電壓、時間、頻率等各種參數(shù)。示波器是用途極為廣泛的一種通用現(xiàn)代測量工具。（一） 示波器的結(jié)構(gòu)電子示波器主要由四大部分組成：陰極射線示波器系統(tǒng)；掃描、觸發(fā)系統(tǒng)；放大系統(tǒng)；電源系統(tǒng)。下面主要介紹與示波器顯示波形原理相關(guān)的幾個部分。1. 示波管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示波管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。陰極被加熱發(fā)射出大量電子，聚焦、加速后高速轟擊熒光屏，發(fā)生熒光。在靠近陰極處設(shè)置控制柵極，調(diào)節(jié)其電位（相對陰極為負電位）來控制電子束流的強度，使熒光“輝度”改變。圖1在電子束路徑兩旁設(shè)置兩對平行板電極，改變加在其上的電壓，可控制電子束的運動。 2. 電偏轉(zhuǎn)在示波管內(nèi)，有兩對平行板電極，垂直方向的一對平行板電

3、極稱為水平（或）偏轉(zhuǎn)板，簡稱為橫偏板。水平方向的一對平行板電極稱為垂直（或）偏轉(zhuǎn)板，簡稱為縱偏板。在偏轉(zhuǎn)板上加電壓時，其電場致使飛速運動的電子束（及其在屏上的光點）沿水平、垂直方向發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為電偏移。若幅度為(V)的電壓使電子束沿縱向（或橫向）偏轉(zhuǎn)(cm)，則定義為偏轉(zhuǎn)電壓靈敏度，簡稱為靈敏度，記作，即 （V/cm，讀作：伏每厘米） （1）偏轉(zhuǎn)電壓靈敏度（也稱伏/格值）表示：使電子束沿縱向（或橫向）偏轉(zhuǎn)1cm（即一格）的電壓幅度。顯然，偏轉(zhuǎn)電壓靈敏度為(V/cm)時，使電子束偏轉(zhuǎn)(cm)的電壓幅度為： （） （2）用（2）式，從電子束的偏轉(zhuǎn)厘米數(shù)，可測出被測電壓值。3. 掃描若僅在橫

4、偏板上加周期性變化的電壓，則電子束（或光點）沿水平方向作周而復(fù)始的往返運動，其位移隨電壓增大而增大（電壓達到最大值時它也達到最大），隨電壓減小而減小。而當電壓恢復(fù)到起始值時，電子束（或光點）便回到起始位置。電子束（或光點）的這種周而復(fù)始的往返運動稱為掃描。此時稱為掃描電壓。當掃描較快（頻率較高）時，熒光屏上僅顯示一條水平亮線成為掃描線。若是如圖2中所示的周期為的線性鋸齒波電壓，則電子束的水平位移，即位移與時間成線性關(guān)系。若在橫偏板上加的掃描電壓，使電子束在（S：秒）內(nèi)沿水平方向位移(cm)，則為每厘米掃描時間，簡稱為厘米掃描時間。記作，即 （S/cm，讀作：秒每厘米） （3）厘米掃描時間（也稱

5、時間/格值）表示：電子束沿水平方向掃描1cm（即1格）的時間。顯然。厘米掃描時間為( S/cm)時，電子束沿水平方向掃描（cm）所用的時間為： （S） （4）用（4）式，從電子束橫向掃描距離，可測定時間間隔。4. 示波器顯示波形原理在縱偏板上加周期為的被觀測的信號（如正弦波），而在橫偏板上加周期為的線性鋸齒波掃描電壓時，后者使方向振動沿方向展開，呈現(xiàn)二維平面圖形。當，（如圖2所示）時，每次鋸齒波的掃描起始點會準確落到被觀測信號的同相位點上，于是周而復(fù)始掃出完全相同的波形，從而穩(wěn)定地顯示，即掃描電壓和被觀測的信號達到同步，成為掃描同步。但若（如圖3所示）時，則每次掃描起始點會落在非 圖 2 圖

6、3同相位點上，于是每次掃出的波形不重復(fù)，其結(jié)果屏上波形在不斷地在移動（或向右、或向左），無法觀測到穩(wěn)定的波形，即掃描不同步。由此可見，掃描顯示穩(wěn)定波形的條件（即掃描同步條件）是：掃描電壓周期為被觀測信號周期的整數(shù)倍，即 ，或 （5）實際中，由于被觀測信號和鋸齒波的周期很難嚴格地滿足（5）式的要求，所以僅通過用手調(diào)節(jié)示波器的“掃描時間”（即調(diào)整鋸齒波周期）旋鈕的方法是無法實現(xiàn)掃描同步的。5. 整步 示波器實現(xiàn)掃描同步的過程稱為整步。常用示波器實現(xiàn)掃描同步可有兩種方式：觸發(fā)掃描和連續(xù)掃描，這里只介紹觸發(fā)掃描。SS7802示波器通過其觸發(fā)系統(tǒng)實施觸發(fā)掃描來實現(xiàn)掃描同步。觸發(fā)掃描同步原理：由輸入的被觀

7、測信號提供觸發(fā)信號，送至觸發(fā)電路，當其電平達到某一選擇的觸發(fā)電平（如圖4中的A點電平）時，觸發(fā)電路便輸出觸發(fā)脈沖，用它去啟動掃描電路進行掃描（即光點啟動，由A點自左至右移動，直至A點）。當掃描電壓由最大值迅速恢復(fù)到啟動電壓值時，光點從A點迅速返回到A點。其中，鋸齒波在該周期內(nèi)的掃描期間，掃描電路不再受期間到來的觸發(fā)脈沖（如圖4中虛線所示脈沖）的任何影響，直至本次掃描結(jié)束。之后等到下一個觸發(fā)脈沖到來時，它又重新啟動掃描電路進行下一次掃描。因每一個觸發(fā)脈沖產(chǎn)生于同觸發(fā)電平所對應(yīng)的觸發(fā)信號的同相位（）點，故每次掃描的起始點會準確地落在同相位點上，于是每次掃出的波形完全重復(fù)而穩(wěn)定地顯示被觀測信號的波形

8、。這就是觸發(fā)掃描實現(xiàn)同步的原理。圖4為了在各種不同情況下確保獲得觸發(fā)掃描來實現(xiàn)同步，在示波器面板上設(shè)置：“觸發(fā)信號源”（SOURCE）、“觸發(fā)耦合方式”（COUPL）、“掃描模式”（SWEEP MODE）、“觸發(fā)電平/觸發(fā)極性”（TRIG LEVEL/SLOPE）等開關(guān)和旋鈕，供觀測者選擇與調(diào)控。 （1）“觸發(fā)信號源”（SOURCE）按鍵：當它選擇“CH”或“CH”時為內(nèi)觸發(fā)，這時系統(tǒng)從經(jīng)過前置放大后的通道1、通道2信號中取出部分信號作為觸發(fā)信號；當它選擇“LINE”時，是以電源頻率作為觸發(fā)信號，適合觀察以電源頻率觸發(fā)的信號；當它選擇 “EXT”時，是以從外接接口輸入的外信號作為觸發(fā)信號源；當

9、它選擇“VERT”時，是以疊加的一小部分信號作為觸發(fā)信號。（2）“觸發(fā)耦合方式”（COUPL）按鍵：用來選擇觸發(fā)信號與觸發(fā)電路間耦合方式。當它選擇“AC”時，對內(nèi)觸發(fā)為交流耦合，隔離觸發(fā)信號中的直流成分；當它選擇“DC”時，通過觸發(fā)信號的所有成分；當它選擇“HF REJ”時，將觸發(fā)信號中10KHz以上的成分衰減掉；當它選擇“LF REJ”時，將觸發(fā)信號中10Hz以下的成分衰減掉。（3）“掃描方式”（SWEEP MODE）按鍵：設(shè)有“自動”（AUTO）、“常態(tài)”（NORM）、“單次掃描”（SGL/RST）三種方式。這三種方式，都可以在一定范圍內(nèi)的觸發(fā)電平（其范圍依觸發(fā)信號幅度而不同）作用下獲得觸

10、發(fā)掃描。其中“常態(tài)”方式：只有在觸發(fā)信號（可以是直流或各種頻率信號）作用且觸發(fā)電平在合適范圍內(nèi)，才能獲得觸發(fā)掃描。但，若無觸發(fā)信號或觸發(fā)電平不合適時，就得不到觸發(fā)而停止掃描（此時，屏上無光跡）。另一種，“自動”方式：當系統(tǒng)不能實施觸發(fā)的情況（即無觸發(fā)信號輸入；雖有50Hz以上的觸發(fā)信號輸入，但觸發(fā)電平不在合適范圍內(nèi)）時，就自動轉(zhuǎn)換為自激掃描狀態(tài)，輸出連續(xù)不斷的鋸齒波去掃描，因此，熒光屏上仍能出現(xiàn)掃跡（或水平亮線，或不穩(wěn)定波形）。第三種“單次掃描”方式：等待觸發(fā)信號到來時才進行一次掃描，再次按下此按鍵，再等待進行下一次掃描。（4）“觸發(fā)電平”（TRIG LEVEL）旋鈕和“觸發(fā)極性”（SLOPE

11、）按鍵，它們是用來調(diào)節(jié)觸發(fā)電平和轉(zhuǎn)換觸發(fā)極性。調(diào)節(jié)觸發(fā)電平是用來確定掃描起始點所對應(yīng)的觸發(fā)電平。當“觸發(fā)電平”旋鈕由0+時，掃描從觸發(fā)信號的正半周開始；當旋鈕從0時，掃描從觸發(fā)信號的負半周開始。當“觸發(fā)極性”按鍵按下時，觸發(fā)點位于觸發(fā)信號的上升沿，稱為正極性（或正向斜率）觸發(fā)；當該按鍵彈出時，觸發(fā)點位于觸發(fā)信號的下降沿，稱為負極性（或負向斜率觸發(fā)）。所以，用這兩個旋鈕和按鍵，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平并改換其“觸發(fā)極性”狀態(tài)，不僅能獲得觸發(fā)掃描同步而觀測到穩(wěn)定的波形，還可任意選擇（或移位）掃描起始點，使它處在一個信號周期中的任何相位點上。為了觀測到穩(wěn)定的波形（即為實現(xiàn)掃描同步），在SS7802示波器的使用操

12、作時，要求：“觸發(fā)信號源”的選擇，必須保證由被觀測信號提供觸發(fā)信號，以確保獲得觸發(fā)掃描同步（在“雙蹤”顯示時，內(nèi)觸發(fā)源應(yīng)選擇頻率較低的通道，而在雙蹤顯示法測相位差時，內(nèi)觸發(fā)源應(yīng)選擇相位超前的通道）。必須調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕，使觸發(fā)電平選在合適的范圍內(nèi)，否則無法獲得觸發(fā)掃描，也就無法實現(xiàn)掃描同步（至于“觸發(fā)極性”的“推拉”狀態(tài)，可按觀測之需要來選擇）。在用內(nèi)觸發(fā)觀測低于50Hz信號時，“掃描”方式應(yīng)選擇“常態(tài)”。在觀測緩慢變化（<20Hz）的信號或非周期信號波形時，“觸發(fā)信號源”應(yīng)選“DC”，“掃描方式”應(yīng)選“常態(tài)”。本實驗著重學(xué)習(xí)用內(nèi)觸發(fā)觀測周期信號。（二） SS7802示波器使用介紹S

13、S7802是比較高級的雙蹤示波器，本段內(nèi)容著重介紹SS7802示波器面板圖（圖5）中9個主要部分作用功能及使用步驟，其他型號的示波器，可以通過類比理解使用。1. SS-7802示波器面板圖主要部分介紹（1） 電源及屏幕調(diào)整部分圖5POWER （電源開關(guān)）：按下此按鈕，儀器接通220V市電。INTEN （亮度） ：旋轉(zhuǎn)此旋鈕，屏幕掃跡亮度發(fā)生改變。READOUT （文字顯示）：旋轉(zhuǎn)此旋鈕，調(diào)整屏幕上顯示的文字亮度。FOCUS （聚焦） ：旋轉(zhuǎn)此旋鈕，調(diào)整掃跡及文字的清晰程度。TRACE ROTATETION（掃跡旋轉(zhuǎn)）：當掃跡不水平時，可用改錐旋轉(zhuǎn)使掃跡水平。（2） 校準電壓及接地端CAL （校

14、準信號接口）：輸出1KHz、0.6V方波校準信號。 （地線接口） ：信器接地點。（3） 垂直軸部分CH/ CH （輸入接口）：Y/Y輸入接口，接輸入信號。POSITION （位 置）：用此旋鈕調(diào)整信號波形垂直位置。CH/ CH （通道1，2）：單獨按下，或同時按下任一按鍵，相應(yīng)通道工作，屏幕下一行顯示該通道數(shù)1：或2：（參看圖6屏幕顯示的數(shù)字意義說明）。VOLTS/DIV（y軸靈敏度調(diào)節(jié)及微調(diào)）：旋轉(zhuǎn)此旋鈕，可以調(diào)節(jié)y軸電壓靈敏度。（VARLABLE） 調(diào)節(jié)時，屏幕左下通道數(shù)電壓/分度因子值相應(yīng)改變。按下此旋鈕再旋轉(zhuǎn)，可作電壓靈敏度微調(diào)，此時不能進行y軸信號幅度測量。DC/AC （直流/交流）

15、：直流時，信號直接輸入，屏幕上電壓/分度因子值后電壓電位為V；交流時，信號通過電容輸入，分度因子的電壓單位為。GND （接 地）：按下此按鈕后，相應(yīng)輸入端接地，輸入信號與y軸放大器斷開，屏幕左下分度因子后顯示符號。ADD （相 加）：按下此按鈕后，屏幕顯示波形，同時屏幕下方通道數(shù)2前面顯示+號即顯示+2：。INV （反 相）：按下此按鈕后，波形反相，同時屏幕左下方顯示+2：，若此時ADD按鈕也按下，則屏幕顯示波形。（4） 外觸發(fā)輸入EXT （外觸發(fā)輸入接口）：外觸發(fā)信號由此接口輸入。（5） 水平部分POSITION （位 置）：旋轉(zhuǎn)此旋鈕，對波形水平位置進行調(diào)整。F INE （位置微調(diào)） ：按

16、下此按鈕，“FINE”指示燈亮?xí)r，旋轉(zhuǎn)“POSITION” 旋鈕，可作水平位置微調(diào)，再按一次此按鈕，“FINE”指示燈熄滅。TIME/DIV （時間分度）：旋轉(zhuǎn)此按鈕，調(diào)整掃描速度。按下此按鈕再旋轉(zhuǎn)，可做掃描速度微調(diào)。掃描時間因子值顯示在屏幕左上角，單位是或,作微調(diào)調(diào)節(jié)時，數(shù)值前為“>”號，不微調(diào)時是“=”號。MAG10 （掃速放大）：按下此按鈕，掃描速度放大10倍，屏幕中心波形向左右展開，屏幕右下角顯示“MAG”字母。ALT CHOP（交替斷續(xù)模式）：按下此按鈕，只有一個通道作掃描；再按下，各通道同時作掃描。（6） 觸發(fā)部分TRIG LEVEL （觸發(fā)電平）：旋轉(zhuǎn)此按鈕，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，

17、使圖形穩(wěn)定。SLOPE （觸發(fā)沿選擇）：選擇觸發(fā)沿，上升沿+，下降沿。SOURCE （觸發(fā)源選擇）：每按一次此按鈕，可以改變選擇觸發(fā)信號來源（CH、 CH、LINE、VERT或EXT）?！癓INE”是以電源頻率作為觸發(fā)源，“EXT”為外輸入信號觸發(fā)，觸發(fā)源符號顯示在屏幕左上方掃描因子值后面。COUPL （觸發(fā)耦合方式）：按下可選擇觸發(fā)耦合模式（AC、DC、HF-R、LF-R）。TV （視頻觸發(fā)模式選擇）：每按一次此按鈕，可以選擇視頻觸發(fā)的各種模式（BOTH、ODD、EVEN或TV-H）。READY（單次觸發(fā)狀態(tài)指示）：指示燈亮?xí)r，處于單次觸發(fā)準備狀態(tài)，觸發(fā)后指示燈變暗。TRIGD （觸發(fā)指示）

18、：觸發(fā)脈沖來時，燈亮，此時所示圖形才穩(wěn)定。（7） 水平顯示部分A （掃描顯示）：按下此按鈕后，顯示或波形。 （顯示）：按下此按鈕，CH信號加到軸（水平軸），CH、 CH或ADD信號加到軸（垂直軸）。用于觀察李薩如圖形或磁滯回線等。（8） 掃描模式 AUTO或NORM（自動/正常）：任一按鈕按下均為連續(xù)掃描狀態(tài)，相應(yīng)指示燈亮?！癆UTO”適用于50Hz以上信號，“NORM”適用于低頻信號。 SGL/RST （單次掃描）：按下此按鈕，選擇單次掃描，且處于等待狀態(tài)，“READY”燈亮，單掃之后指示燈熄滅。（9） 功能選擇FUNCTION （功能選擇鍵）：用于光標測量調(diào)節(jié)使用，具體使用說明如下：按下按

19、鈕以選擇（時間間隔測量）、（電壓差測量）或OFF（關(guān)閉測量），當選擇時，屏幕顯示兩條豎直的可水平移動的測量光標、；當選擇時，屏幕顯示兩條水平的可垂直移動的測量光標、。轉(zhuǎn)動“FUNCTION”旋鈕，可調(diào)整光標位置。每按一次“FUNCTION”測量光標按原轉(zhuǎn)動方向移動一步，持續(xù)按下“FUNCTION”，光標快速移動。測量：按下按鈕，以選擇測量方式，此時屏幕下方倒數(shù)第二行顯示=V，=V，按下TCK/C2按鈕，以選擇“V-TRACK”（光標跟蹤方式），屏幕右上角顯示“f:V-TRACK”，此時轉(zhuǎn)動“FUNCTION”旋鈕，使兩條水平的測量光標、同時沿垂直方向移動，將移至某一個測量點之后，再按TCK/C

20、2按鈕，選擇“V-C2”（只移動光標），屏幕右上角顯示“f:V-C2”，轉(zhuǎn)動“FUNCTION”旋鈕，移動光標至另一個測量點，被觀測信號波形兩個測量點之間的電壓差即顯示在屏幕的下方，為CH信號的測量值，為CH信號的測量值。圖6屏幕顯示的數(shù)字意義 測量：按下按鈕，以選擇測量方式，此時屏幕下方倒數(shù)第三行顯示=mS（S），=KHz。按下TCK/C2按鈕以選擇“H-TRACK”（光標跟蹤方式），屏幕右上角顯示“f:H-TRACK”，轉(zhuǎn)動“FUNCTION”旋鈕，使兩條豎直光標、一起沿水平方向移動，將移至某一個測量點之后，再按下TCK/C2按鈕，以選擇“H-C2”方式，屏幕右上角顯示“f:H-C2”，轉(zhuǎn)

21、動“FUNCTION”旋鈕，只移動光標，將移動至另一個測量點，則兩點之間的時間差即測量出來。測量結(jié)果顯示于屏幕下方倒數(shù)第三行（S,mS或S），為其倒數(shù)（Hz）。若為信號周期，則是信號的頻率。的測量用于測量某一個信號的周期、頻率和兩個信號的位相差。頻率測量：屏幕下方倒數(shù)第三行右側(cè)顯示的f=Hz為CH或CH輸入信號的頻率。2. SS7802示波器的使用步驟（1） 開機前預(yù)置：“亮度”（INTEN）旋鈕順時針旋至較大位置；“垂直位置”、“水平位置”（POSITION）旋至中間位置；垂直通道選擇“CH”或“CH”；“掃描顯示方式選擇“A”；“掃描方式”選擇“AUTO”。（2） 按下電源開關(guān)（POWER

22、），約經(jīng)十幾秒鐘后，屏幕上會出現(xiàn)掃描線。若無掃描線，則將CH、 CH兩個通道的“GND”按鈕按下（接地，排除外界干擾），在“掃描方式”為“AUTO”（自動）狀態(tài)下，仔細調(diào)節(jié)“垂直位置”、“水平位置”（POSITION）、“亮度”（INTEN）旋鈕找出掃描線并調(diào)至中間位置，再調(diào)節(jié)“聚焦”（FOCUS）和亮度（INTEN），使掃描線細而清晰。（3） 將兩個通道的“GND”彈出?！坝|發(fā)源”（SOURCE）選擇“CH”或“CH”；“觸發(fā)耦合方式”（COUPL）選擇“AC”；選擇兩個通道的“DC/AC”為“AC“（或“DC”）。由“輸入端接口”（CH/CH）輸入被觀測的信號（注意：輸入線與函數(shù)發(fā)生器輸出

23、線連接時，地端線接地端線即“黑夾子”接“黑夾子”，非地端線接非地端線即“紅夾子”接“紅夾子”，以防通過供電系統(tǒng)地線造成短路），選擇示波器合適的“電壓靈敏度”（VOLTS/DIV），同時配合調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器的輸出幅度，使屏幕上的波形幅度高低適中。（4） 調(diào)節(jié)水平“時間分度”（TIME/DIV）旋鈕，使波形簡單且相對穩(wěn)定。（5） 調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”（TRIG LEVEL）旋鈕，使波形完全穩(wěn)定（再按需要選擇“觸發(fā)極性”“SLOPE”的極性，取得所需要的極性。（三） 用示波器測量電學(xué)量用示波器可以測定電壓、電流、時間間隔、頻率、相位差、電阻、阻抗、電抗、電容、電感、互感等許多電學(xué)量。因示波器是一種對電壓敏

24、感的電子儀器，故這些量的示波測量，都可歸結(jié)為對電壓的測量。1 測電壓示波器測電壓的原理，是基于電子束的偏轉(zhuǎn)大小正比于被測電壓值。在測量直流電壓值或正負對稱的簡諧波電壓幅度時，在x偏轉(zhuǎn)板上可以不加掃描電壓。當電壓靈敏度為K（V/cm）時，被測直流電壓使電子束偏轉(zhuǎn)y(cm)，則： (V) （6）若被測電壓為簡諧波，則其有效值為： （7）其中，為電壓的峰峰值，為峰峰間隔。如果被測交變電壓還不能肯定是正負對稱的波形，或是隨時間變化復(fù)雜的脈沖波形時，則必須在x偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波掃描電壓予以顯示其波形的情況下，才可測定電壓幅度或任意時刻的電壓瞬時值。在這一點上，示波器具有一般電測儀表無法比擬的獨特優(yōu)點。在用

25、示波器測電壓時，若想直接用標定的電壓靈敏度值，則在測量操作時，必須先用已知的標準電壓，用（1）式，校正該狀態(tài)下的電壓靈敏度，并“微調(diào)”保持該狀態(tài)不變的條件下，測量電壓才有意義。示波器測電壓的誤差：在忽略示波器放大系統(tǒng)產(chǎn)生的信號畸變、示波器輸入阻抗對被測電路電壓分布的影響，以及電子束偏轉(zhuǎn)的非線性誤差等因素的情況下，示波器測電壓的誤差取決于電壓靈敏度的誤差和偏轉(zhuǎn)值的測量誤差。2 測頻率用示波器測頻率有許多種方法，這里介紹其中兩種方法：（1） 測周期法：當厘米掃描時間為（S/cm）時，n個周期為(S)的被測信號所對應(yīng)水平距離為L(cm)，則，n=1，2，3，于是： ， （8）若取n=1，則，。（2）

26、 李薩如圖形法：參閱下面（四）部分的內(nèi)容。3 測相位差用示波器測兩個信號的相位差有多種方法，下面介紹圖7其中兩種。 （1） 雙蹤顯示法：在雙蹤顯示方式下，把兩個同頻率的信號和，通過示波器的兩個輸入接口CH、CH加到示波器的y偏轉(zhuǎn)板上，屏幕上出現(xiàn)的圖形如圖7所示。 和之間的相位差，可用下式計算 （9）其中，L為信號一個周期所對應(yīng)的水平距離，為兩個信號之間的水平距離。由的定義可知，若，則的相位超前于，在示波器屏幕上觀察到的波形位于的左側(cè)，則取正值；若，則的相位落后于，在示波器屏幕上觀察到的波形位于的右側(cè)，則取負值。（2） 李薩如圖形法：在函數(shù)顯示方式下，把同頻率信號、通過示波器的CH、CH接口加到

27、示波器的y偏轉(zhuǎn)板上，屏幕上出現(xiàn)的圖形如圖8所示的橢圓。和之間的相位差可用下式計算： （10）圖8其中，為橢圓與x軸交點到原點的距離，為最大的水平距離。當、同相位時，即李薩如圖形成為一條斜線。圖9所示為李薩如圖形與相位差角的關(guān)系。圖形角圖9（四） 用示波器觀察李薩如圖形在偏轉(zhuǎn)板上分別加上頻率為的兩個簡諧波信號時，則電子束受合成場控制，沿其合成振動軌跡運動，熒光屏上描畫出兩個正交諧振的合成振動圖形，這種圖形稱為李薩如圖形，其形狀隨兩個信號的頻率和相位差的不同而不同（圖10所示）。如果兩個諧振動的頻率比為簡單的整數(shù)比m/n（m=1，2，3；n=1，2，3），且兩信號間相位差恒定不變時，屏上會顯示穩(wěn)定

28、的李薩如圖形。根據(jù)李薩如圖形的形狀可以確定兩個信號的頻率比為： （11）其中，m為水平線與圖形相交點數(shù)，n為垂直線與圖形相交點數(shù)（注意：水平線與垂直線都不通過李薩如圖形中的任何一個交點，也不與圖形相切）。若其中一個頻率（如）為已知，則用（11）式可確定未知頻率（），因此用李薩如圖形可以測定未知信號的頻率。圖形圖10【實驗內(nèi)容】實驗前，要求了解并掌握好SS-7802示波器的使用方法，同時還要掌握數(shù)字萬用表、GFG-8219函數(shù)發(fā)生器的使用方法（參閱“電磁學(xué)實驗基本知識”有關(guān)部分內(nèi)容）。1 按上述示波器的使用步驟（1），將示波器有關(guān)的開關(guān)、旋鈕調(diào)至預(yù)置狀態(tài)，再按步驟（2），反復(fù)練習(xí)迅速尋找出掃描線并調(diào)到清晰。2 練習(xí)迅速調(diào)出穩(wěn)定的波形調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器的正弦波信號頻率為100Hz、1KHz、30KHz，分別輸給示波器，按上述示波器的使用步驟（3）、（4）、（5），調(diào)整出穩(wěn)定的波形。固定1KHz，調(diào)出穩(wěn)定的波形后，分別：（a）改變“觸發(fā)源”（SOURCE）的各種選擇狀態(tài)；（b）調(diào)節(jié)觸發(fā)電平（TRIG LEVEL），改換“觸發(fā)沿極性”（SLOPE）按鈕的推拉狀態(tài)；（c）“掃描模式”分別選擇“自動”和“常態(tài)”（AUTO或NORM）；（d）“掃描時間分度”（TIME/DIV）選擇不同位置；（e）“電壓靈敏度”（VOLTS/DIV）選擇不同位置