【示波器的原理与使用】 示波器是一种用于观测电信号波形的电子设备,对于理解和分析电路行为至关重要。其基本工作原理是利用阴极射线管(CRT)来显示信号的变化。当在竖直偏转板上施加一个随时间变化的电压时,电子束在垂直方向上移动,而在水平偏转板上加入扫描电压(通常是锯齿波形式),使得电子束在水平方向上按照一定的速度扫过屏幕。当这两个电压的周期匹配时,就能在屏幕上看到完整且稳定的波形。 同步,也称为整步,是指示波器的扫描电压(锯齿波)与被测信号之间的协调。如果锯齿波的周期小于被测信号的周期,屏幕上的波形看起来会向右移动,因为每次扫描开始时起点不同。通过调节“TIME/DIV”旋钮,可以调整锯齿波的周期以匹配被测信号,使波形稳定显示。而“TRIG LEVER”或触发电平旋钮用于设定触发条件,确保波形稳定重现。 SS-7802A型示波器是一种双踪示波器,能同时显示两个通道(Y1和Y2)的信号,这对于比较或分析两个不同信号非常有用。该型号示波器还配备了功能键,如FUNCTION键用于选择不同的显示模式,ΔV-Δt-OFF键可以进行光标测量以获取幅值和周期信息。 在实验中,示波器被用来观测自制信号发生器(DB-87型)产生的正弦波、方波、三角波和尖脉冲波的特性,例如正弦波的幅度、方波的峰峰值、三角波的周期以及尖脉冲的频率。此外,李萨如图形的观测是通过将两个频率相同或成简单整数比的正弦电压输入到示波器的两个通道,形成的轨迹可以帮助确定频率比例。 【声速测量】 声速的测量涉及空气中的声波传播与气体状态参数的关系。声速v与气体的比热容比γ、摩尔质量M以及绝对温度T有关,即v = γMRT。实际应用中,考虑到空气的湿度和温度,声速可以通过修正后的公式计算。 实验中,超声波传感器用于产生和接收声波。通过调整外加电信号频率至与传感器共振,可以确定声波频率。而波长λ则通过相位法测量,结合频率f,可以计算出声速v = λf。超声波传感器的固有频率通常很高,例如40kHz,对应的波长很短,适合精确测量。 示波器是电子工程中不可或缺的工具,用于显示和分析各种电信号。声速的测量则涉及到物理学中的声波传播和气体动力学,是理解和研究声现象的重要实验。通过实际操作和理论计算,我们可以深入理解这些基本概念并应用于实际问题中。
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