通用示波器的使用物理实验教学示范中心 一、实验简介 示波器是一种用途广泛的测量工具。它可以直接显示各种电压波形，并可以测定其幅
值大小及频率。原则上讲，一切可以转换成电压的电学量(如电流、阻抗等)和非电学量(如温度、位移、压力、光强、磁场强度等)以及它们随时
间的变化过程，都可以用示波器来观测。1. 了解示波器的原理和使用方法。2. 学习用示波器观察波形，测量信号的电压和频率。3. 学
习用李萨如图形测量频率的方法。二、实验目的三、实验仪器1. MOS-6021型通用双踪示波器； 2. 整流滤波仪；3. MFG-3
021型信号发生器；四、实验原理1. 示波管 灯丝f 接通电源后发热，来加热阴极 K ，阴极 K 被加热后发射出大量
的电子。圆板型栅极 G 中央开有小孔，电子通过小孔射出。栅极 G 的电势对阴极为负，则电子将受到静电场的斥力，当栅极所加负压越大时
，斥力也越大，单位时间内到达荧光屏的电子数就越少，屏上发光便越暗。因此，改变栅极 G 电势大小可控制荧光屏上的亮度。
A1 、A2 、 A3 分别为第一、第二、第三阳极，都呈圆筒形且A1 和 A3内部联系在一起。调节 A1 的电势可改变电子束
的粗细，故A1又称聚焦阳极。两对偏转板 Y1 、Y2 和 X1 、X2 互相垂直，当 Y1 、 Y1 间加电压时，其间电场将使电子
束在垂直方向上偏转；当 X1 、X2 间加上电压时，其间电场将使电子在水平方向上偏转。四、实验原理2. 示波器显示波形的原理
把待测信号 (正弦交流电压) 加到示波器垂直偏转板 Y1 、 Y2 上，使电子束上下移动，看到一条垂直亮线。当水平偏转板
X1 、 X2 上加上扫描发生器输出的锯齿波电压时，电子束便在水平方向上迅速移动，看到一条水平亮线。由于电子束水平移动的位移与时
间成正比，为示波器扫描出待测电压的波形图提供一个“时间轴”。将待测电压和扫描电压同时分别加于垂直偏转板和水平偏转板，垂直偏转板上的
待测电压要使亮点在垂直方向上按待测电压规律移动，水平偏转板上的扫描电压又要使亮点在水平方向上移动。最终亮点的运动是这两种运动的合运
动。当调节扫描电压的频率和待测电压频率相等时，在荧光屏上将显示出待测电压的波形图。若使待测电压的频率与扫描电压的频率比为2∶1，则
在荧光屏上将显示两个完整的波形图。 四、实验原理3. 李萨如图形 当 X 偏转板上加正弦电压， Y 偏
转板上也加正弦电压， X 方向振动频率 fx 与 Y 方向振动频率 fy 相同时，合成运动的轨迹一般是一个椭圆，若频率比值 fx
：fy 为整数比，合成运动轨迹是一个封闭的图形，称为李萨如图形。五、实验步骤1. 熟悉示波器控制面板上各旋钮和开关的功能2. 测量
前调节 接通电源开关（POWER）。15s后，转动辉度（INTEN）旋钮，出现一条亮线，调节聚焦（FOCUS）旋钮，
使亮线清晰。3. 校准 将CH1探头接至校准信号“CAL 2V”，则屏幕上显示2V的方波信号，记下图形及旋钮的位置。
五、实验步骤4. 观察并测量正弦交流电及其整流滤波后的电压波形及幅度 (1) 通过示波器CH1输入端，红接“a”，黑
接“c”，K1、K2、K3断开，观察交流电电压波形。 (2) 红接“a”，黑接“b”，K1、K2、K3断开，观察半波
整流波形。 (3) 红接“a”，黑接“b”，K1闭合，K2、K3断开，观察全波整流波形。 (4) 红接
“a”，黑接“b”，K1、K2闭合，K3断开，观察一次滤波电压波形。 (5) 红接“a”，黑接“b”，K1、K2、K
3闭合，观察二次滤波电压波形。五、实验步骤5. 观察不同频率比下的李萨如图形，并利用李萨如图形测量未知电压信号的频率
(1) 打开信号发生器电源，调整有关旋钮开关，使显示屏上呈现CH2通道输入的交变电压波形。 (2) 将TIME/D
IV 开关置于“X-Y”模式。 (3) 调节信号发生器的频率，使屏上出现不同频率比下的李萨如图形，记录信号发生器频
率读数，测量记录图形与X轴和Y轴的切点数nx、ny。 (4) 以CH1通道信号频率fx为标准，求各李萨如图形出现时与
之对应的fx，并求出信号源频率的示值误差。六、注意事项1. 为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光亮度不能太强，且不能让光点长时
间停留在荧光屏的一点上。2. 在实验过程中如果有段时间不用示波器，可将“辉度”旋钮反时针旋转至尽头，光亮点消失，不要经常通断电源，以免缩短示波器的使用寿命。 |
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