实验题目: 用示波器测量时间实验目的: 1. 了解示波器的基本原理和结构;2. 学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数。实验原理1. 示波器的基本结构示波器由示波管、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成。示波管是示波器的基本构件, 它由电子枪、 偏转板和荧光屏三部分组成,被封装在高真空的玻璃管内。电子枪是示波管的核心部分。(1)阴极:实现电子发射。(2)栅极:由第一栅极和第二栅极构成,只有少量电子通过第一栅极,第二栅极对阴极发射的电子奔向荧光屏起加速作用。(3)第一阳极:第一阳极上加有几百伏的电压,形成一个聚焦的电场,当电子束通过此聚焦电场时,调节加在上的电压可以达到聚焦的目的。(4)第二阳极:第二阳极上加有1000V 以上的电压。聚焦后的电子经过这个高压电场的加速获得足够的动能,使其成为一束高速的电子流。这些能量很大的电子打在荧光屏上可引起荧光物质发光。(5)偏转板:由两对相互垂直的金属板构成,在两对金属板上分别加以直流电压,以控制电子束的位置,适当调节这个电压值可以把光点或波形移到荧光屏的中间部位。(6)荧光屏: 荧光屏能在高能电子的轰击下发光。辉光的强度取决于电子的能量和数量。在电子射线停止作用之后,余辉使我们能在屏上观察到光点的连续轨迹。垂直偏转板( y 轴)及水平偏转板(x 轴)所形成的二维电场,使电子束发生位移:yyyyDVVSyxxxxDVVSx(1)其中, S和 D 分别为偏转板的偏转灵敏度和偏转因数示波器显示波形的原理在 x 轴偏转板上加一个随时间t 按一定比例增加的电压Vx,Vx周期性变化, 并且由于发光物质的特殊性使光迹有一定保留时间,于是就得到一条“扫描线”,称为时间基线。如果在 x 轴上加有电压的同时,在 y 轴上加电压, 则电子束受到水平电场和垂直电场的共同作用而呈现二维图形。为了得到可观测的图形,必须使电子束的偏转多次重叠出现,即重复扫描。很显然,为了得到清晰稳定的波形,上述扫描电压的周期Tx(或频率 fx)与被测信号的周期 Ty(或 f y)必须满足nTTxy,xxnff,n=1,2,⋯(2)以保证 Tx轴的起点始终与y 轴周期信号固定一点相对应(同步),波形才稳定。否则,波形就不稳定而无法观测。2. 用 x 轴时基测时间参数x 轴扫描信号的周期,是以时基单位(ms/cm )来标示的,示波管荧光屏直径为10cm,则式( 2)的 Tx,由时基( ms/cm )乘上 10cm ,在实际测量中,将式(2)有式(...