示波器利用电场对电子运动轨迹的影响来反映电压的瞬变过程。由于电子惯性小，荷质比大，因此示波器具有较宽的频率响应，可用以观察变化极快的电压瞬变过程。用它可以直接测定电信号的电压、相位、周期和频率等参数。

实验目的

(1) 了解示波器的工作原理

(2) 掌握示波器的基本调整方法和工作模式。

(3) 掌握用示波器观测信号的方法。

实验仪器

双踪示波器1台，函数信号发生器1台及同轴电缆。

示波器原理

示波器是利用电场改变电子运动轨迹来反映电压的瞬变过程，是显示二维图像的仪器。二维图像在数学上要两个坐标Y和X来描述。示波器上的二维图像要两个电场即Y电场(Y偏转)和X电场(X偏转)共同影响电子轨迹来形成。

对于一个电压信号V=F(t)的二维函数，需要两个坐标即V和t来描述。数学上的绘图是简单的，示波器显示二维图形是把电压V=F(t)“加在”Y偏转上形成Y电场，影响电子Y向上的运动轨迹或位移。这就反映出V值。(如果V=F(t)是非常缓慢地变化，Y向上电子的运动轨迹如何?)。但是这没有描绘出V=F(t)的二维图形，t没有表达出来，如何表达t呢？时间是不能“加在”X偏转上的，只能把时间概念“转到”电压概念上才行。若V=Kt线性关系成立，就把时间“转到”电压了，但随t的增加电压会很大，同时会超出显示屏幕，不可实现。最后选择锯齿波来兼顾而实现。当把V=Kt “加在”X偏转上形成X电场，与Y电场共同影响电子轨迹(正交迭加)来描述V=F(t)。

V=F(t)和V=Kt实际上是两个完全不相干电压信号，它们的时间t也是不相干的，为了建立联系，示波器为此设置了辅助功能触发同步系统。

总之，围绕二维图形的建立，示波器面板设置了垂直Y向调整功能，水平X向(扫描)调整功能，辅助功能触发同步系统三大区域。按三大功能区域熟悉各按钮功能，就显得简单易懂易记。

1 示波器的结构

示波器它由示波管、衰减放大输入系统、扫描信号发生器、触发同步系统和电源供给系统组成。

2 示波器显示波形的原理

X偏转板的作用是使光点水平运行，而Y偏转板的作用是使光点垂直运动。因此在X偏转板上不加电压，而只有一个正弦信号加到Y偏转板上时，在屏幕上我们只能看到一条竖直的亮线，当信号的频率足够小时，我们就能清晰地看到光点的运动过程——正弦振动。

当X偏转板上的扫描信号完成m个周期时，Y偏转板上的正弦信号也刚好完成n个周期，那么接下去屏幕上的光点就会重复以前的轨迹运动，我们就能看到稳定的图形。

3 同步和触发扫描

示波器可采用“触发扫描”的办法使波形稳定。它是使用被测信号来控制扫描电压的产生时刻。调节触发电平的高低，使被测信号达到一定位相时，扫描电路才开始工作，产生一个锯齿波，将被测信号显示出来。由于每次都是当被测信号达到一定位相时，扫描电路才工作，所以每次扫描显示的波形相同，这样，在荧光屏上看到的波形就稳定不动了。

4 李萨如图形

当X轴输入扫描锯齿波电压信号时，锯齿波电压信号“模拟”了时间这个概念，示波器显示Y轴输入信号的瞬变过程。当X轴输入正弦信号时，Y轴输入另一正弦信号，两者信号频率成简单整数倍时，观察到的是电子束受两个互相垂直的谐振运动的合成图形，这种图形称李萨如图形。

实验内容

1 示波器的调整

按示波器面板设置，垂直Y向调整功能，水平X向(扫描)调整功能，辅助功能三大区域，熟悉各区按钮功能，设置好各开关或旋钮的状态。

2 调节、观察测量待测信号

信号源的两个输出分别接到CH1和CH2。两个通道的AC⊥DC按钮开关都处于AC。

(1) 观察CH1的波形，(2) 观察CH2的波形，(3) 观察CH1和CH2的同时显示(双踪显示)，(4) 观察CH1和CH2的相加波形，(5) 测量信号的电压，周期(频率)，用示波器测量信号的电压过程可分为两部：①定标  ②测量。

3 观察李萨如图，测量待测信号的频率

两个相互垂直、频率比为整数比的简谐振动的合成图形称为李萨如图，图形的形状与两个振动的频率及其相位差有关。

来源：教务处