数字示波器在大学物理实验中的应用

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1、数字示波器在大学物理实验中的应用：本文分别阐述了模拟示波器和数字示波器结构的基本思路，通过比较两种仪器测量方法举例显示出数字示波器的便利及先进性。　　关键词：数字示波器模拟示波器采样率测量　　：TM935.3：A：1007-9416（2011）05-0110-02　　　　1、引言　　示波器是一种被广泛用在工厂、企业、教学、科研中的常用电子仪器，能直接用来观察电信号的波形，也能用来测量电信号的电压和频率等，因此，一切可能转化为电信号的电学量和非电学量都可用示波器来观测。因此示波器的使用在大学物理实验中占有举足轻重的地位。　　为适应现代技术发展的需求，我们用数字存储示波器（DSO）替代了早年的

2、模拟示波器。　　做为理工科学生的基础实验着眼点是要求学生认识、了解、初步学会使用示波器的诸如显示稳定波形、扫描、触发、信号合成等基本功能。这就要求学生了解示波器基本原理及其发展历程。　　2、模拟示波器、数字存储示波器原理　　上图为模拟示波器核心部件示波管的结构图，可围绕它向学生讲解示波器屏幕上光点、扫描线的产生机理，待观察信号是如何控制光点在竖直方向上的位置，和触发扫描等概念。　　数字示波器与模拟示波器在电路结构和原理上有许多不同之处，其中最为本质的区别就在于模拟示波器直接采集并显示被测信号而数字示波器则将输入模拟信号通过处理器转换为数字信号并进行处理后再将其还原成模拟信号显示。　　在数字

3、示波器输入端输入的模拟信号经放大器放大后通过A/D转换器转换为数字信号再存入采集存储器，然后由触发器给出触发信号将采集并存储的数字信号传输给显示处理器，在示波器屏幕上显示输入信号，另外同时将采集并存储的数字信号传输给示波器的测量与分析系统，它可以运用示波器内安装的各种应用软件对信号进行各种处理，包括存储、放大、自动测量、数学运算等等。同时还可以将信号从数字示波器输出，包括存储到软盘、硬盘、输出到打印机等。　　采样率是数字示波器的重要参数。采样的过程是通过A/D转换器来实现的，就是将进入示波器连续的信号进行离散化，数字化，以方便后面的存储、显示。采样率即是A/D转换器的转换速率。单位是：S/

4、s或Sa/s就是sample/second，每秒钟的采样数。　　由上可得出模拟示波器是实时显示，数字示波器实际上是在编辑输入的电压信号。　　3、模拟示波器与数字存储示波器在某些测量量的操作步骤举例　　3.1正弦电压有效值的测量　　模拟示波器测正弦信号电压有效值一般步骤是：　　(1)通过调节示波器相关旋钮，得到稳定的电压波形；　　(2)在Y轴方向上读出波峰—波谷即对应的格数n和对应的电压灵敏度；　　(3)据计算出。　　而数字示波器是按键即显示稳定的电压波形、键显示的菜单中选择电压测量子菜单中的均方根值后，可直接读出8.10（v）,图3示。　　3.2观察李萨如图形　　李萨如图形在模拟示波器中由

5、于参与合成的正弦信号的相位差处于变化状态，因而李萨如图形不可能静止，尤其类似如会给学生画李萨如图造成困惑，而数字存储示波器就显示出先天优势，通过电子技术让其静止下来。不过要注意的是得适当地降低采样率才能达到预期效果。如图4和图5示.　　4、结语　　不可否认电子集成技术的飞速发展改变了人类的工作生活方式，也引导了技术的发展方向。由于篇幅有限未能详尽叙述数字示波器的更多、更强功能。希望能在以后的时间里能结合数字示波器开发更多的适合大学物理实验的实验内容。