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实验七常用电子仪器的使用
一、   实验目的
(一)   通过试验初步掌握用示波器观察正弦波形;
(二)   学会使用示波器观察李萨如图形。
二、   实验器材
    信号发生器(SG1020S型)、示波器(V-252型)。
三、    实验原理
本实验使用的两种常用电子仪器,它们之间的连接方式如图7-1所示。
图中信号发生器用来给示波器输送正弦信号,示波器用来观察各种周期电压(或电流)的波形。 
 
 
 
 
                          图7-1
 李萨如图形:
        相互垂直、不同频率的简谐运动的合成(我们在实验中使用的正弦交流电是简谐信号),会显示出相当复杂的图形(轨迹)。在一般情况下,图形是不稳定的。但在两个正弦运动的频率成整数比时,它们就合成为一些稳定的图形,即李萨如图形。
    有两个简谐运动,x方向频率为fx,y 方向频率为fy
当  fx/fy=1时,
信号:      x=A1cos(2pf1t+j1)                                              
            y=A2cos(2pf2t+j2)
把相互垂直的两个简谐运动进行合成,
当j1=j2,则,图形为过原点的直线;
当j1=j2+p,则,图形为过原点的直线;
当,则,图形为以X,Y轴为对称轴的椭圆;
当j1-j2为其它任意值时,图形是形状、对称轴各异的椭圆。
 李萨如图形的原理可以直观地同图解法来说明。下面图示表示了作图法的过程。由该图可以看出:当时,显示器上的图形是一个长轴在I、III象限的斜椭圆,当j由0变到时,图形则由一根斜直线经斜椭圆变为正椭圆(长短轴与X,Y重合)。当j继续增加,则又变为长轴在II,IV象限的斜椭圆,当j增至π时,图形又变为斜直线。
                                                                 图7-2
当  fx/fy¹1时,合成图形(轨迹)不再是椭圆,而是更为复杂的图形。但只要fx/fy是一个有理数,总能形成一个稳定的图形。例如,fx/fy=2时,图形为“8”形,这表明,当Y轴变化了一个正峰和一个负峰,则X轴变化了两个正峰和两个负峰。 fx/fy=1/2时,图形为“∞”形,这表明,当Y轴变化了两个正峰和两个负峰,则X变化了一个正峰和一个负峰。
当李萨如图形是一条闭合曲线时,可以用下式计算其 y 轴和 x 轴的输入电压的频率之比:
 下面是几种情况,注意初相差不同,图形不同
                            图7-3
 四、仪器描述
(一)SG1020S型信号发生器
   仪器的基本使用通过下面例子说明
例子:产生一个20MHz、峰值5V、直流偏置0V的正弦波
步骤:从通道1输出信号
1、确保仪器正确连接后,加电,等欢迎界面并且仪器自检通过后会直接跳到主菜单,如图7-4:
 
 
 
         图7-4                                  图7-5
2、按下“主波”菜单下对应按键,进入“主波输出”二级子菜单,并且“波形”菜单被激活,如图:7-