大学物理仿真实验示波器 (2).docx

【实验详解】 示波器是一种重要的电子测试仪器，它能够显示电压信号随时间变化的图形，广泛应用于物理学、工程学以及电子技术等领域。本实验主要围绕双踪示波器进行，旨在让学生熟悉其操作和应用。 双踪示波器的核心组成部分包括示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统以及电源。示波管是示波器的心脏，其中的电子枪发射电子束，经过加速后打在荧光屏上形成亮点。通过改变偏转板上的电压，可以控制亮点在屏幕上的位置，从而显示电压信号的波形。 实验目的主要分为四点： 1. 理解双踪示波器显示波形的工作原理，即如何通过Y轴和X轴的偏转电压来形成波形图像。 2. 掌握使用双踪示波器观测电压信号的方法，包括调整和设定以获得清晰的波形显示。 3. 学习利用双踪示波器观察李萨如图形，这是一种当两个正弦波频率比为简单整数比时形成的稳定干涉图案，可用于测量频率。 4. 熟悉示波器的基本操作，包括调整波形的电压幅度和频率测量。 实验原理中提到，示波器显示波形的关键在于X轴的锯齿波电压与Y轴的信号电压之间的同步。当两者周期相等时，荧光屏上将显示完整的正弦波形。而在李萨如图形的观测中，X轴和Y轴分别加上不同频率的正弦波，根据图形切点的数目可以推算出频率的比例。 实验内容包括： 1. 示例波器的调整，包括设置工作模式、调整扫描信号和清晰度。 2. 显示正弦波形，需要正确连接信号发生器，调整仪器参数，确保显示稳定的波形。 3. 定标和测量，通过校准信号确定电压和周期的标准，比较测量值与信号发生器的显示值。 4. 观测李萨如图形，需要分别调整X通道和Y通道的信号，切换到X-Y模式，通过调整偏转因子观察不同频率比例下的图形。 实验数据处理和结论涉及对实验结果的分析和总结，强调了保护示波器和荧光屏的重要性，以及操作时注意避免短路和过度调整。 这个实验提供了实践经验，帮助学生理解示波器的运作机制，增强他们处理实际信号的能力，并通过李萨如图形的观测，深化对频率和波形关系的理解。通过这样的实践，学生能够更好地运用理论知识解决实际问题，提高他们的动手能力和问题解决技巧。