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实验一 示波器实验

实验目的

  1. 学习并熟悉示波器的使用方法

  2. 学习如何使用内置信号发生器生成特定频率、特定种类的波形

  3. 学习如何使用示波器光标进行信号参数的测量

实验内容

请使用内置信号发生器或者时钟模块生成如下波形 / 接入对应波形,并使用示波器光标测量高低电平的电压以及频率,并将波形保存在 U 盘当中:

  1. 使用内置信号发生器生成 100kHz 正弦波,占空比为 50%,直流电平为零,峰峰值 4V

  2. 使用内置信号发生器生成 1MHz TTL 方波,占空比为 50%

  3. 使用内置信号发生器生成 100Hz,0-5V 的三角波,占空比为 50%

  4. 使用时钟模块生成测量实验模块 1MHz 输出

实验步骤

  1. 探头校准

    • 打开示波器电源,将示波器探头连接到 Demo 2 端子上,并将探头的黑色夹子与示波器中间的接地端子连接,完成校准电路的搭建

    • 按下 Auto Scale 键查看产生的波形,按下探头所连接的通道键12,然后按下屏幕下方探头下方的软键,查看屏幕下方探头处标识的衰减倍率是否与实际探头的衰减倍率一致;或者Auto Scale 后直接查看屏幕右侧的通道栏中的两个通道的倍率是否与实际探头的衰减倍率一致。

    • 在通道探头菜单中,按下 无源探头检查 下方的软键后选择 OK 进行检查。若为欠补偿 / 过补偿,请首先检查倍率是否匹配以及电路连接是否稳定,并重新进行探头检查。若仍无法通过测试,举手向在场助教或老师反馈情况,并使用专用工具调整探头上的微调电容进行探头校准。
  2. 生成对应波形

    • 使用探头 1 或 2 连接信号发生器的输出或者时钟模块的 1M 输出

    Tips

    为了让模块与示波器共地,可以增加一个带有 GND 插线孔的 IC14 模块,将探头的黑色夹子连接到这个插线孔,探头钩子连接到时钟模块的 1M 插线孔。

    • 使用示波器内置信号发生器时,按下示波器的 Wave Gen 按键,根据屏幕下面的软键进行设置生成需要的波形

    Tips

    TTL方波默认就是指0-5V的方波,可以通过设置 幅度 偏移 来控制,还可以通过以下方式设置。

    按下示波器的 Wave Gen 按键,选择 设置

    选择 逻辑预设值

    选择 TTL

    这时信号发生器产生的信号就时0-5V的方波了。

    • 按下示波器的 Auto Scale 按键自动调整显示,就可以看到稳定的输出信号波形。
  3. 测量波形的相关参数

    推荐使用这个方式进行测量。

    按下示波器上的 Cursors 按钮,使用 X1 X2 Y1 Y2四条光标进行测量,在屏幕右侧的 光标 栏中就可以看到数据结果。

    Tips

    按下 Cursors 旋钮就可以快速切换光标。

    按下示波器上的 Meas 按钮,选择测量参数,在屏幕右侧的 测量 栏中就可以看到数据结果。

    注意

    如果波形信号不是很规整,自动测量的数据就会不准确,比如测量时钟模块的 1M 时钟的幅度时,由于波形的尖峰信号造成测量数据不正确。

  4. 保存波形

    • 将 U 盘插入示波器

    • 按下 Save/Recall 按钮,根据屏幕下方的 保存菜单 下的软键可以设置保存的文件的格式、位置等,然后使用 按下保存 下方的软键将波形保存至 U 盘中。

    Tips

    示波器可能只支持 8G 及以下的 U 盘,如果 U 盘无法识别,可以使用手机拍照。

实验报告要求

  1. 4 个被测波形的波形图。

  2. 这 4 个波形的测量频率,低电平,高电平值。


最后更新: 2023年3月17日
作者:cuibst (33.06%), 李山山 (60.48%), Jiajie Chen (6.45%)