示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告4篇
我們眼下的社會(huì)，報(bào)告的使用成為日常生活的常態(tài)，不同的報(bào)告內(nèi)容同樣也是不同的。在寫(xiě)之前，可以先參考范文，下面是小編幫大家整理的示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告，僅供參考，歡迎大家閱讀。
示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告1
一、【實(shí)驗(yàn)名稱】
示波器的使用
二、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/strong>
1.了解示波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握示波器的調(diào)節(jié)和使用方法
2.掌握用示波器觀察電信號(hào)波形的方法
3.學(xué)會(huì)使用雙蹤示波器觀察李薩如圖形和控制示波管工作的電路
三、【實(shí)驗(yàn)原理】
雙蹤示波器包括兩部分，由示波管和控制示波管的控制電路構(gòu)成
1.示波管 示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，內(nèi)部裝有電子槍和兩隊(duì)相互垂直的偏轉(zhuǎn)板，喇叭口的球面壁上涂有熒光物質(zhì)，構(gòu)成熒光屏，高速電子撞擊在熒光屏上會(huì)使熒光物質(zhì)發(fā)光，在熒光屏上就能看到一個(gè)亮點(diǎn)。Y偏轉(zhuǎn)板是水平放置的兩塊電極。在Y偏轉(zhuǎn)板上和X偏轉(zhuǎn)板上分別加上電壓，可以在熒光屏上得到相應(yīng)的圖形。
2.雙蹤示波器的原理
雙蹤示波器控制電路主要包括：電子開(kāi)關(guān)，垂直放大電路，水平放大電路，掃描發(fā)生器，同步電路，電源等；
其中，電子開(kāi)關(guān)使兩個(gè)待測(cè)電壓信號(hào)YCH1和YCH2周期性的輪流作用在Y偏轉(zhuǎn)板，這樣在熒光屏上忽而顯示YCH1信號(hào)波形，忽而顯示YCH2信號(hào)波形，由于熒光屏熒光物質(zhì)的余暉及人眼視覺(jué)滯留效應(yīng)，熒光屏上看到的是兩個(gè)波形。
如果正弦波與鋸齒波電壓的周期稍不同，屏上呈現(xiàn)的是一移動(dòng)的不穩(wěn)定圖形，這是因?yàn)閽呙栊盘?hào)的周期與被測(cè)信號(hào)的周期不一致或不呈整數(shù)倍，以致每次掃描開(kāi)始時(shí)波形曲線上的起點(diǎn)均不一樣所造成的，為了獲得一定數(shù)量的完整周期波形，示波器上設(shè)有“Time/div”調(diào)節(jié)旋鈕，用來(lái)調(diào)節(jié)鋸齒波電壓的周期，使之與被測(cè)信號(hào)的周期呈合適的關(guān)系，從而顯示出完整周期的正弦波性。（看到穩(wěn)定波形的條件：只有一個(gè)信號(hào)同步）
當(dāng)掃描信號(hào)的周期與被測(cè)信號(hào)的周期一致或是整數(shù)倍，屏上一般會(huì)顯示出完整周期的正弦波形，但由于環(huán)境或其他因素的影響，波形會(huì)移動(dòng)，為此示波器內(nèi)裝有掃描同步電路，同步電路從垂直放大電路中取出部分待測(cè)信號(hào)，輸入到掃描發(fā)生器，迫使鋸齒波與待測(cè)信號(hào)同步，此稱為“內(nèi)同步”；反之則為“外同步”。操作時(shí)，使用“電平旋鈕”，改變觸發(fā)電勢(shì)高度，當(dāng)待測(cè)電壓達(dá)到觸發(fā)電平時(shí)，開(kāi)始掃描，直到一個(gè)掃描周期結(jié)束。但如果觸發(fā)電勢(shì)超出所顯示波形最高點(diǎn)或最低點(diǎn)的范圍，則掃描電壓消失，掃描停止。
3.示波器顯示波形原理
如果在示波器的YCH1或YCH2端口加上正弦波，在示波器的X偏轉(zhuǎn)板加上示波器內(nèi)部的鋸齒波，當(dāng)鋸齒波電壓的變化周期相等時(shí)，則在熒光屏上顯示出完整的正弦波形。
4.李薩如圖形的基本原理
如果在示波器的Y偏轉(zhuǎn)板上加上正弦波，在X偏轉(zhuǎn)板上加上另一正弦波，則當(dāng)兩正弦波信號(hào)的頻率比為簡(jiǎn)單整數(shù)比時(shí)，在熒光屏上將得到李薩如圖形。
四、【儀器用具】：
信號(hào)發(fā)生器、雙蹤示波頭、探頭
五、【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】
幾種李薩如圖形
nxny分別代表圖形在水平或垂直方向的切點(diǎn)數(shù)量
nx/ny=1/2 nx/ny=1/3 nx/ny=2/3 nx/ny=3/4
3.觀察李薩如圖形
a.開(kāi)通CH2及相應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器
b.調(diào)節(jié)該信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，直至觀察到第二條穩(wěn)定的正弦波
c.按下“HOR1 MENU”+F5（將CH2信號(hào)從γ輸入）
d.再次調(diào)節(jié)頻率，使得fx/fy分別等于1:1,1:2,1:3，畫(huà)下圖形
六、【數(shù)據(jù)處理】
七、【實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析小結(jié)】
示波器使顯示電壓隨時(shí)間變化的測(cè)試儀器，也就是電壓波形，是電子測(cè)試中最基礎(chǔ)也是最重要的儀器（以電子槍結(jié)構(gòu)和人臉滯留效應(yīng)為基礎(chǔ)）。利用示波器，可以觀測(cè)和比較單次過(guò)程和非周期現(xiàn)象、低頻和慢速信號(hào)，以及不同時(shí)間不同地點(diǎn)觀測(cè)到的信號(hào)。示波器的原理已應(yīng)用于生活中的各類(lèi)顯示屏上，極大地影響人類(lèi)的生活。
在醫(yī)學(xué)方面，示波器主要用于各類(lèi)影像圖形的呈現(xiàn)，如心電圖、CT、X光、核磁共振等。學(xué)習(xí)示波器的使用可以為以后的臨床工作增加經(jīng)驗(yàn)。
八、【誤差分析】
1.桌面振動(dòng)造成的影響。
2.示波器上顯示的熒光線較粗，取電壓值時(shí)的熒光線間寬度不準(zhǔn)，使電壓值不準(zhǔn)。
3.取正弦周期時(shí)肉眼調(diào)節(jié)兩熒光線間寬度不準(zhǔn)，導(dǎo)致周期測(cè)定不準(zhǔn)確。
4.在選確定fy的值時(shí)上下跳動(dòng)，可能造成取值不準(zhǔn)。
5.機(jī)器系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差。
九、【思考與討論】
1.簡(jiǎn)述示波器顯示u-t圖形（即電信號(hào)波形）的原理。
答：示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏幕上，就可以產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)直流電壓加到一對(duì)偏轉(zhuǎn)板上時(shí)，將使光點(diǎn)在熒光屏上產(chǎn)生一個(gè)固定位移，該位移的大小與所加直流電壓成正比。如果分別將兩個(gè)直流電壓同時(shí)加到垂直和水平兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板上時(shí)，則熒光屏上的光點(diǎn)位置就由兩個(gè)方向的位移所共同決定。在被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值的變化曲線,即u-t曲線。
2.怎樣用示波器定量地測(cè)量交流信號(hào)的電壓有效值和頻率？
答：用光標(biāo)法。
調(diào)節(jié)波形上下移動(dòng)鍵，使一條水平線對(duì)準(zhǔn)波谷或波峰，計(jì)算峰-峰值，除以二就是振幅，再除以√2（1.414）就是有效值。
3.觀察兩個(gè)信號(hào)的合成李薩如圖形時(shí)，應(yīng)如何操作示波器？
答：a.開(kāi)通CH2及相應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器fy
b.調(diào)節(jié)該信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，直至觀察到第二條穩(wěn)定的正弦波
c.按下“HOR1 MENU”+F5（將CH2信號(hào)從γ輸入）
4.為了使李薩如圖形穩(wěn)定下來(lái)，能否使用示波器上的同步旋鈕？為什么？
答：不能。因?yàn)槔钏_如圖形實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)在x軸、y軸上振動(dòng)形成的；同步旋鈕是使每次掃描都掃描在同一個(gè)起始相位，使一個(gè)示波器內(nèi)只有一個(gè)穩(wěn)定的圖形。（例：當(dāng)你測(cè)正弦波時(shí)示波器內(nèi)有多個(gè)波形，這時(shí)就可以調(diào)節(jié)同步旋鈕）但從李薩如圖形的形成原理來(lái)看，調(diào)節(jié)同步旋鈕不能使它穩(wěn)定下來(lái)。
5.用示波器觀測(cè)周期為0.2ms的正弦電壓，若在熒光屏上呈現(xiàn)了3個(gè)完整而穩(wěn)定的正弦波形，掃描電壓的周期等于多少毫秒？
答： 0.2×3=0.6ms，所以周期是0.06ms.
示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告2
示波器的使用
預(yù)習(xí)思考題
1.示波器的功能是什么?
2.掃描同步如何理解?
3.什么是李薩如圖?
1.電子示波器是用來(lái)直接顯示，觀察和測(cè)量電壓波形機(jī)器參數(shù)的電子儀器。
2.用每一個(gè)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生于同觸發(fā)電壓所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)的同相位點(diǎn)，故每次掃描起點(diǎn)會(huì)準(zhǔn)確地落在同相位點(diǎn)于是每次掃描的起始點(diǎn)會(huì)準(zhǔn)確地落在同相位點(diǎn)，于是每次掃描出的波形完全重復(fù)而穩(wěn)定地顯示被測(cè)波的波形。就是觸發(fā)掃描實(shí)現(xiàn)同步的原理。
3.當(dāng)示波器在Y軸與X軸同時(shí)輸入正弦信號(hào)電壓且他們的頻率式簡(jiǎn)單的整數(shù)比時(shí)熒光屏上出現(xiàn)各式各樣的圖形這類(lèi)圖形稱作“李薩如圖”
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄
實(shí)驗(yàn)儀器：
YB4320F雙追蹤示波器，SG1642函數(shù)信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)步驟：
1.用示波器觀察信號(hào)波形
(1)調(diào)節(jié)掃描旋鈕，使示波器的掃描線至長(zhǎng)短適當(dāng)?shù)姆�(wěn)定水平亮線
(2)將信號(hào)發(fā)生器接到ch1或ch2輸入上，頻率選用數(shù)百或數(shù)千赫茲方式開(kāi)關(guān)及觸發(fā)源開(kāi)關(guān)的位置與信號(hào)輸入通道一致的出穩(wěn)定的波形。
(3)改變輸入信號(hào)電壓的波形，如正弦波，三角波，方波調(diào)節(jié)掃描微調(diào)，以得到2個(gè)
(4)可以在調(diào)節(jié)其他該掃描熟悉示波器2.用李薩如圖測(cè)定頻率
(1)當(dāng)示波器在Y軸與X軸同時(shí)輸入正弦信號(hào)電壓，且他們的頻率式簡(jiǎn)單的整數(shù)比的的熒光屏上出現(xiàn)各種形式的圖形，這類(lèi)圖形稱作“李薩如圖”
(2)當(dāng)fg:fx=1:1時(shí)輸入fg=50hz.fx=50hz，繪出一種李薩如圖
(3)當(dāng)fg:fx=1:2時(shí)輸入fg=300hz.fx=200hz，繪出一種李薩如圖
數(shù)據(jù)處理如上
思考題
1.示波器為接通前，有那些注意事項(xiàng)?
2.波形不穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)那個(gè)旋鈕?
3.為了觀察李薩如圖，應(yīng)該怎樣設(shè)置按鈕?
4.欲關(guān)閉示波器，首先應(yīng)把那個(gè)旋鈕扭到最小?
1、確定是否接地
2、是否正確連接探頭
3、查看所有的終端額定值
4、在是使用一個(gè)通道的情況下觸發(fā)源選的通用一致
5、應(yīng)調(diào)節(jié)水平微調(diào)使之穩(wěn)定，再調(diào)節(jié)CH通道
6、首先示波器應(yīng)該在XY軸輸入正弦電壓，且加上fg與fx上的頻率成整數(shù)比
7、將示波器探頭脫開(kāi)測(cè)量電路，將輸入選擇開(kāi)關(guān)，達(dá)到接地位置，關(guān)機(jī)，如果是模擬示波器的話，需要將聚集旋鈕和亮度旋鈕調(diào)低，然后在關(guān)閉電源。
示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告
示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告3
一、 【實(shí)驗(yàn)名稱】
超聲波聲速的測(cè)量
二、 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/strong>
1、了解聲速的測(cè)量原理
2、學(xué)習(xí)示波器的原理與使用
3、學(xué)習(xí)用逐差法處理數(shù)據(jù)
三、 【儀器用具】
1、SV-DH-3型聲速測(cè)定儀段（資產(chǎn)編號(hào)）
2、雙蹤示波器（資產(chǎn)編號(hào)）
3、SVX-3型聲速測(cè)定信號(hào)源（資產(chǎn)編號(hào)）
四、 【儀器用具】
1.超聲波與壓電陶瓷換能器
頻率20Hz-20kHz的機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳播形成聲波，高于20kHz稱為超聲波，超聲波的傳播速度就是聲波的傳播速度，而超聲波具有波長(zhǎng)短，易于定向發(fā)射等優(yōu)點(diǎn)，聲速實(shí)驗(yàn)所采用的聲波頻率一般都在20～60kHz之間。在此頻率范圍內(nèi)，采用壓電陶瓷換能器作為聲波的發(fā)射器、接收器效果最佳。
圖1縱向換能器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
壓電陶瓷換能器根據(jù)它的工作方式，分為縱向（振動(dòng)）換能器、徑向（振動(dòng)）換能器及彎曲振動(dòng)換能器。聲速教學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用的大多數(shù)采用縱向換能器。圖1為縱向換能器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
2.共振干涉法（駐波法）測(cè)量聲速
假設(shè)在無(wú)限聲場(chǎng)中，僅有一個(gè)點(diǎn)聲源S1（發(fā)射換能器）和一個(gè)接收平面（接收換能器S2）。當(dāng)點(diǎn)聲源發(fā)出聲波后，在此聲場(chǎng)中只有一個(gè)反射面（即接收換能器平面），并且只產(chǎn)生一次反射。
在上述假設(shè)條件下，發(fā)射波ξ1=Acos（ωt+2πx /λ)。在S2處產(chǎn)生反射，反射波ξ2=A1cos（ωt+2πx /λ)，信號(hào)相位與ξ1相反，幅度A1＜A。ξ1與ξ2在反射平面相交疊加，3合成波束ξξ3=ξ1+ξ2=(A1+A2）cos（ωt-2πx /λ)+A1cos（ωt+2πx /λ) =A1cos(2πx /λ)cosωt+A2cos（ωt - 2πx /λ)
由此可見(jiàn)，合成后的波束ξ3在幅度上，具有隨cos(2πx /λ)呈周期變化的特性，在相位上，具有隨(2πx /λ)呈周期變化的特性。
圖4所示波形顯示了疊加后的聲波幅度，隨距離按cos(2πx /λ)變化的特征。
發(fā)射換能器與接收換能器之間的距離
圖2換能器間距與合成幅度
實(shí)驗(yàn)裝置按圖7所示，圖中S1和S2為壓電陶瓷換能器。S1作為聲波發(fā)射器，它由信號(hào)源供給頻率為數(shù)十千赫的交流電信號(hào)，由逆壓電效應(yīng)發(fā)出一平面超聲波；而S2則作為聲波的接收器，壓電效應(yīng)將接收到的聲壓轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。將它輸入示波器，我們就可看到一組由聲壓信號(hào)產(chǎn)生的正弦波形。由于S2在接收聲波的同時(shí)還能反射一部分超聲波，接收的聲波、發(fā)射的聲波振幅雖有差異，但二者周期相同且在同一線上沿相反方向傳播，二者在S1和S2區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了波的干涉，形成駐波。我們?cè)谑静ㄆ魃嫌^察到的實(shí)際上是這兩個(gè)相干波合成后在聲波接收器S2處的振動(dòng)情況。移動(dòng)S2位置（即改變S1和S2
之間的距離），你從示
波器顯示上會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)S2在某此位置時(shí)振幅有最小值。根據(jù)波的干涉理論可以知道：任何二相鄰的振幅最大值的位置之間（或二相鄰的振幅最小值的位置之間）的距離均為λ/ 2。為了測(cè)量聲波的波長(zhǎng)，可以在一邊觀察示波器上聲壓振幅值的同時(shí)，緩慢的改變S1和S2之間的距離。示波器上就可以看到聲振動(dòng)幅值不斷地由最大變到最小再變到最大，二相鄰的振幅最大之間的距離為λ/2；S2移動(dòng)過(guò)的距離亦為λ/2。超聲換能器S2至S1之間的距離的改變可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪
來(lái)實(shí)現(xiàn)，而超聲波的頻率又可由聲速測(cè)試儀信號(hào)源頻率顯示窗口直接讀出。
圖3用李薩如圖觀察相位變化
在連續(xù)多次測(cè)量相隔半波長(zhǎng)的S2的位置變化及聲波頻率f以后，我們可運(yùn)用測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出聲速，用逐差法處理測(cè)量的數(shù)據(jù)。
3.相位法測(cè)量原理
由前述可知入射波ξ1與反射波ξ2疊加，形成波束ξ3即ξ3 =A1cos(2πx /λ)cosωt+A2cos（ωt - 2πx /λ)即對(duì)于波束：ξ1 =Acos（ωt - 2πx /λ)
由此可見(jiàn)，在經(jīng)過(guò)△x距離后，接收到的余弦波與原來(lái)位置處的相位差（相移）為θ= 2π △x /λ。如圖5所示。因此能通過(guò)示波器，用李薩如圖法觀察測(cè)出聲波的波長(zhǎng)。
4.時(shí)差法測(cè)量原理
連續(xù)波經(jīng)脈沖調(diào)制后由發(fā)射換能器發(fā)射至被測(cè)介質(zhì)中，聲波在介質(zhì)中傳播，經(jīng)過(guò)t時(shí)
間后，到達(dá)L距離處的接收換能器。由運(yùn)動(dòng)定律可知，聲波在介質(zhì)中傳播的速度可由以下公式求出：
速度V=距離L/時(shí)間t
圖4發(fā)射波與接收波
通過(guò)測(cè)量二換能器發(fā)射接收平面之間距離L和時(shí)間t ,就可以計(jì)算出當(dāng)前介質(zhì)下的聲波傳播速度。五、【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】
1.儀器在使用之前，加電開(kāi)機(jī)預(yù)熱15min。在接通市電后，自動(dòng)工作在連續(xù)波方式，選擇的介質(zhì)為空氣的初始狀態(tài)。
2.駐波法測(cè)量聲速。 2.1測(cè)量裝置的連接：
圖5駐波法、相位法連線圖
如圖5所示，信號(hào)源面板上的發(fā)射端換能器接口（S1），用于輸出一定頻率的功率信號(hào)，請(qǐng)接至測(cè)試架的發(fā)射換能器（S1）；信號(hào)源面板上的發(fā)射端的發(fā)射波形Y1，請(qǐng)接至雙蹤示波器的CH1（Y1），用于觀察發(fā)射波形；接收換能器（S2）的輸出接至示波器的CH2（Y2）
2.2測(cè)定壓電陶瓷換能器的最佳工作點(diǎn)
只有當(dāng)換能器S1的發(fā)射面和S2的接收面保持平行時(shí)才有較好的接收效果；為了得到較清晰的接收波形，應(yīng)將外加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率調(diào)節(jié)到換能器S1、S2的諧振頻率點(diǎn)處時(shí)，才能較好的進(jìn)行聲能與電能的相互轉(zhuǎn)換（實(shí)際上有一個(gè)小的通頻帶），以得到較好的實(shí)驗(yàn)效果。按照調(diào)節(jié)到壓電陶瓷換能器諧振點(diǎn)處的信號(hào)頻率，估計(jì)一下示波器的掃描時(shí)基t/div，并進(jìn)行調(diào)節(jié)，使在示波器上獲得穩(wěn)定波形。
超聲換能器工作狀態(tài)的調(diào)節(jié)方法如下：各儀器都正常工作以后，首先調(diào)節(jié)發(fā)射強(qiáng)度旋鈕，使聲速測(cè)試儀信號(hào)源輸出合適的電壓（8～10VP-P之間），再調(diào)整信號(hào)頻率（在25～45kHz），選擇合適的示波器通道增益（一般0.2V～1V/div之間的位置），觀察頻率調(diào)整時(shí)接收波的電壓幅度變化，在某一頻率點(diǎn)處（34.5～37.5kHz之間）電壓幅度最大，此頻率即是壓電換能器S1、S2相匹配頻率點(diǎn)，記錄頻率FN，改變S1和S2間的距離，適當(dāng)選擇位置，重新調(diào)整，再次測(cè)定工作頻率，共測(cè)5次，取平均頻率f。
2.3測(cè)量步驟
將測(cè)試方法設(shè)置到連續(xù)波方式，合適選擇相應(yīng)得測(cè)試介質(zhì)。完成前述2.1、2.2步驟后，觀察示波器，找到接收波形的最大值。然后轉(zhuǎn)動(dòng)距離調(diào)節(jié)鼓輪，這時(shí)波形的幅度會(huì)發(fā)生變化，記錄下幅度為最大時(shí)的距離Li-1，距離由數(shù)顯尺（數(shù)顯尺原理說(shuō)明見(jiàn)附錄2）或在機(jī)械刻度上讀出，再向前或者向后（必須是一個(gè)方向）移動(dòng)距離，當(dāng)接收波經(jīng)變小后再到最大時(shí)，記錄下此時(shí)的距離Li。即有：波長(zhǎng)λi=2│Li -Li-1│，多次測(cè)定用逐差法處理數(shù)據(jù)。
3.相位法/李薩如圖法測(cè)量波長(zhǎng)的步驟
將測(cè)試方法設(shè)置到連續(xù)波方式，合適選擇相應(yīng)的測(cè)試介質(zhì)。完成前述2.1、2.2步驟后，將示波器打到“X-Y”方式，并選擇合適的通道增益。轉(zhuǎn)動(dòng)距離調(diào)節(jié)鼓輪，觀察波形為一定角度的斜線，記錄下此時(shí)的距離Li-1；距離由數(shù)顯尺（數(shù)顯尺原理說(shuō)明見(jiàn)附錄2）或機(jī)械刻度尺上讀出，再向前或者向后（必須是一個(gè)方向）移動(dòng)距離，使觀察到的波形又回到前面所說(shuō)的特定角度的斜線，記錄下此時(shí)的距離Li。即有：波長(zhǎng)λi=│Li -Li-1│
用共振干涉法測(cè)量聲波的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
圖中S1和S2為壓電超聲換能器。信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦交流信號(hào)加到S1上，由S1完成電聲轉(zhuǎn)換，作為聲源，發(fā)出波前近似為平面的聲波；S2作為超聲波接收換能器，將接收到的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后接入示波器觀察。S2在接收聲波的同時(shí)，其表面還反射一部分聲波。當(dāng)S1與S2的表面互相平行時(shí)，往返于S1與S2之間的聲波發(fā)生干涉而形成駐波。
依波動(dòng)理論，設(shè)沿X方向射出的入射波方程為
y1=Acos(ωt-2πλx)
反射波方程為
y2=Acos(ωt+2πλx)
式中，A為聲源振幅；ω為角頻率；2πxλ為由于波動(dòng)傳播到坐標(biāo)x處(t時(shí)刻)引起的位相變化。
在任意時(shí)刻t，空氣中某一位置處的合振動(dòng)方程為
y=y1+y2=(2Acos2πλx)cosωt
上式即為駐波方程。
當(dāng)cos2πλx=1，即2πλx=kπ時(shí)，在x=k·λ2 (k=0,1,2?)處，合成振動(dòng)振幅最大，稱為波腹或聲振幅的極大值。
當(dāng)cos2πλx=0，即2πλx=(2k+1)π2時(shí)，在x=(2k+1)·λ4 (k=0,1,2?)處，合成振動(dòng)振幅最小，稱為波節(jié)或聲振幅的極小值。
改變兩換能器之間的距離，當(dāng)二者之間的距離是半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，在發(fā)射換能器和接收換能器處，聲波的幅度（聲壓）都達(dá)到極大值，此時(shí)稱為“共振”。在相鄰極大值之間，兩換能器間的距離變化量為λ/2。由波腹(或波節(jié))條件可知，相鄰兩個(gè)波腹(或波節(jié))間的距離為λ2，當(dāng)S1和S2間的距離L恰好等于半波長(zhǎng)(5)
示波器實(shí)驗(yàn)報(bào)告4
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅?/strong>
（1）了解示波器的基本工作原理。
（2）學(xué)習(xí)示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用方法。
（3）學(xué)習(xí)用示波器觀察信號(hào)波形和利用示波器測(cè)量信號(hào)頻率的方法。
二、 實(shí)驗(yàn)原理：
1) 示波器的基本組成部分：示波管、豎直放大器、水平放大器、掃描發(fā)生器、觸發(fā)同步和直流電源等。
2) 示波管左端為一電子槍?zhuān)娮訕尲訜岷蟀l(fā)出一束電子，電子經(jīng)電場(chǎng)加速以高速打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物發(fā)光形成一亮點(diǎn)。亮點(diǎn)在偏轉(zhuǎn)板電壓的作用下，位置也隨之改變。在一定范圍內(nèi)，亮點(diǎn)的位移與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓成正比。
3) 示波器顯示波形的原理：如果在X軸偏轉(zhuǎn)板加上波形為鋸齒形的電壓，在熒光屏上看到的是一條水平線，如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，而X軸偏轉(zhuǎn)板不加任何電壓，則電子束的'亮點(diǎn)在縱方向隨時(shí)間作正弦式振蕩，在橫方向不動(dòng)。我們看到的將是一條垂直的亮線，如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，又在X軸偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒形電壓，則熒光屏上的亮點(diǎn)將同時(shí)進(jìn)行方向互相垂直的兩種位移，兩個(gè)方向的位移合成就描出了正弦圖形。如果正弦波與鋸齒波的周期（頻率）相同，這個(gè)正弦圖形將穩(wěn)定地停在熒光屏上。但如果正弦波與鋸齒波的周期稍有不同，則第二次所描出的曲線將和第一次的曲線位置稍微錯(cuò)開(kāi)，在熒光屏上將看到不穩(wěn)定的圖形或不斷地移動(dòng)的圖形，甚至很復(fù)雜的圖形。要使顯示的波形穩(wěn)定，掃描必須是線性的，即必須加鋸齒波；Y軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率與X軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率的比值必須是整數(shù)。示波器中的鋸齒掃描電壓的頻率雖然可調(diào)，但光靠人工調(diào)節(jié)還是不夠準(zhǔn)確，所以在示波器內(nèi)部加裝了自動(dòng)頻率跟蹤的裝置，稱為“同步”。在人工調(diào)節(jié)接近滿足式頻率整數(shù)倍時(shí)條件下，再加入“同步”的作用，掃描電壓的周期就能準(zhǔn)確等于待測(cè)電壓周期的整數(shù)倍，從而獲得穩(wěn)定的波形。
4) 李薩如圖形的基本原理：如果同時(shí)從示波器的x軸和y軸輸入頻率相同或成簡(jiǎn)單整數(shù)比的兩 個(gè)正弦電壓，則屏幕上將呈現(xiàn)出特殊形狀的、穩(wěn)定的光點(diǎn)軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。李薩如圖形的形成規(guī)律為：如果沿x，y分別作一條直線，水平方向的直線做多可得的交點(diǎn)數(shù)為N（x），豎直方向最多可得的交點(diǎn)數(shù)為N（y），則x和y方向輸入的兩正弦波的頻率之比為 f（x）：f（y）=N（y）：N（x）。
三、 實(shí)驗(yàn)儀器：
示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。
四、 實(shí)驗(yàn)操作的主要步驟：
(一) 示波器的使用與調(diào)節(jié)
1) 將各控制旋鈕置于相關(guān)位置。
2) 接通電源，按下面板左下角的“POWER”鈕，指示燈亮，稍待片刻，儀器進(jìn)入正常工作狀 態(tài)。
3) 經(jīng)示波管燈絲預(yù)熱后，屏上出現(xiàn)綠色亮點(diǎn)，調(diào)節(jié)INTEN、FOCUS、POSITION，使亮點(diǎn)清晰。
4) 將TIME/DIV逐漸旋到2ms或5ms，觀察光點(diǎn)由慢變快移動(dòng)，直至屏上顯示一條穩(wěn)定的水 平掃描線，按(3)使線清晰。
(二) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
1) 觀察正弦波波長(zhǎng)：
a)將AC GND DC轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于AC
b)講面板右上角的SOURCE置于CH2
c)將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的50Hz信號(hào)源直接輸入CH2-Y輸入端（紅插頭應(yīng)接函數(shù)發(fā)生器輸出的紅接線柱）
d)屏上顯示出正弦波（調(diào)V/DIV調(diào)節(jié)大小，TIME/DIV掃描開(kāi)關(guān)使之出現(xiàn)正弦波，IEVEL使波形穩(wěn)定）
e)改變掃描電壓的頻率(TIME/DIV)觀察正弦波得變化，使屏上出現(xiàn)多個(gè)完整的波形圖。
2) 觀察并描繪李薩如圖形，測(cè)量正弦信號(hào)頻率。
利用利薩如圖測(cè)正弦電壓的頻率基本原理
通過(guò)觀察熒光屏上利薩如圖形進(jìn)行頻率對(duì)比的方法稱之為利薩如圖形法。此法于1855年由利薩如所證明。將被測(cè)正弦信號(hào)fx加到y(tǒng)偏轉(zhuǎn)板，將參考正弦信號(hào)fx加到x偏轉(zhuǎn)板，當(dāng)兩者的頻率之比f(wàn)y/fx是整數(shù)時(shí)，在熒光屏上將出現(xiàn)利薩如圖。
不同頻率比的利薩如圖形。判斷兩個(gè)電壓信號(hào)頻率比的條件是屏上出現(xiàn)了利薩如圖形穩(wěn)定不動(dòng)，方法是對(duì)穩(wěn)定不動(dòng)的圖形分別做水平直線和豎直直線與圖形相切，設(shè)水平線上的切點(diǎn)數(shù)最多為Nx，豎直線上的切點(diǎn)數(shù)最多為Ny，則
fy/fx=Nx/Ny
圖1 李薩如圖與信號(hào)頻率的關(guān)系
圖2 fx/fy=1：1時(shí)李薩如圖與信號(hào)相位差的關(guān)系
五、數(shù)據(jù)記錄及處理：
用李薩如圖測(cè)量正弦信號(hào)頻率
六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) ：
1．信號(hào)發(fā)生器、示波器預(yù)熱3分鐘以后才能正常工作。
2．測(cè)信號(hào)電壓時(shí)，一定要將電壓衰減旋紐的微調(diào)順時(shí)針旋足（校正位置）；測(cè)信號(hào)周期時(shí)，一定要將掃描速率旋紐的微調(diào)順時(shí)針旋足（校正位置）；
3．不要頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)，示波器上光點(diǎn)的亮度不可調(diào)得太強(qiáng)，也不能讓亮點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間停在熒光屏的一點(diǎn)上，如果暫時(shí)不用，把輝度降到最低即可。
4．轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕和按鍵時(shí)必須有的放矢，不要將開(kāi)關(guān)和旋鈕強(qiáng)行旋轉(zhuǎn)、死拉硬擰，以免損壞按鍵、旋鈕和示波器，示波器探頭與插座的配合方式類(lèi)似于掛口燈泡與燈座的鎖扣配合方式，切忌生拉硬拽。
七、趣味物理實(shí)驗(yàn)心得：
一個(gè)學(xué)期就要過(guò)去了，在本學(xué)期里，老師又教了很多實(shí)驗(yàn)，我做了許多類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)，讓我受益匪淺，我又學(xué)會(huì)了很多東西，其中很多知識(shí)在平時(shí)的學(xué)習(xí)中都是無(wú)法學(xué)習(xí)到的，其中很多實(shí)驗(yàn)都開(kāi)闊了我們的視野，讓我們獲得了許多平時(shí)課堂上得不到的知識(shí)。
通過(guò)高中以及大學(xué)兩個(gè)學(xué)期的物理實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，我們學(xué)到的許多理論都來(lái)源于實(shí)驗(yàn)，也學(xué)到了許多物理課上沒(méi)有教到的理論。很多實(shí)驗(yàn)都是需要花費(fèi)許多心思去學(xué)習(xí)的，也是非常復(fù)雜的。經(jīng)過(guò)這一年的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，讓我收獲多多。想要做好物理實(shí)驗(yàn)容不得半點(diǎn)馬虎，她培養(yǎng)了我們耐心、信心和恒心。當(dāng)然，我也發(fā)現(xiàn)了我存在的很多不足。我的動(dòng)手能力還不夠強(qiáng)，當(dāng)有些實(shí)驗(yàn)需要比較強(qiáng)的動(dòng)手能力的時(shí)侯我還不能從容應(yīng)對(duì)，實(shí)驗(yàn)就是為了讓你動(dòng)手做，去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的東西。現(xiàn)在，大學(xué)生的動(dòng)手能力越來(lái)越被人們重視，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)正好為我們提供了這一平臺(tái)讓我們?nèi)ュ憻捵约旱膭?dòng)手能力。我的學(xué)習(xí)方式還有待改善，當(dāng)面對(duì)一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)時(shí)我還不能很快很好的完成。偉大的科學(xué)家之所以偉大就是他們利用實(shí)驗(yàn)證明了他們的偉大。唯有實(shí)驗(yàn)才是檢驗(yàn)理論正確與否的唯一方法。為了要使你的理論被人接受，你必須用事實(shí)來(lái)證明。
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