l/Up-p/VT/msf/Hz512.513162.53132.26实际电压〔最大值/V31.25信号频率/Hz32.26正弦信号、半波整流信号、全波整流信号的图形完整的正弦信号波形半波整流图形全波整流图形李萨如图形测量正弦信号的频率nx:ny1:11:22：33:22:1图形形状fx/Hz160.5160.4160.5160.4160.1fy/Hz160.580.2107.0240.6320.2讨论、建议与质疑：在示波器显示扫描波形图和李萨如图形的原理中,不同之处在与它们所使用的扫描电压〔即水平方向的输入电压不同。显示扫描波形时,水平方向加载的是锯齿波的扫描电压,它能够使电子束从左向右地单方向扫描,当扫描频率和输入信号的频率相配合时,就能够显示输入信号的波形；显示李萨如图形时,水平方向接入的是未知的正弦信号,它使电子束在水平方向上做简谐往复运动,与竖直方向的另一简谐运动相叠加后,在荧光屏上形成李萨如图形。形成椭圆的条件较为简单,当输入的两个同频正弦信号相位差存在,且大小在+π~-π之间时,即可形成椭圆图形。圆可以认为是一种特殊条件下形成的椭圆图形。当输入的两个正弦信号频率相同,信号振幅相同,且两者的相位差为±π/2时,李萨如图形为圆形。实验中Y轴信号为已知正弦信号,X轴为未知信号,经过实验,发现当fy比fx大很多时,荧光屏上的线条之间不可分辨,形成一个矩形块状图案；当fy比fx小很多时,荧光屏上显示一条上下振荡的水平线段。试解释全波整流图形存在水平片段的原因。个人认为,由于示波器上没有精确地显示出波形所在的相对位置,故对这一波形现象可以有以下两种理解方式：第一种理解方式：如上图,左图为理论上的全波整流信号波形,右图为实际中由示波器观察到的整流波形,可见实际波形下端未能达到0,即负载端电压值在外部加载电压换向时没有达到最小。原因可以认为,二极管的单向导通作用不是绝对的,在电压反向加载时,仍有小部分的反向"漏电流"通过二极管,因此在桥式整流电路中,电路电流完全等于零的时刻是不存在的,在正向电压下降到接近0的位置时,由于有反向漏电流存在,故负载两端的实际电流不为零,故电压也不为零,由示波器显示其电压变化状态,变得到了右上图示的"削尾"现象。另外,也可以认为二极管有电流/电压残留现象等等。第二种理解方式：如右图所示,波形的形状与实际可见相同,但与上一种理解方式不同的是,此种情况可以理解为,负载两端的电压提前下降到零,维持在零水平一段时间后,重新上升。在这种情况下,必须提到二极管单向导通性质的一个前提：当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值〔这一数值称为"门槛电压",锗管约为0.2V,硅管约为0.6V以后,二极管才能直正导通。由此可以解释实验中观察到的现象：当第一个半周期内末端,电压下降到门槛电压以下时,二极管实际已不能导通,而另两个反向的二极管此时也尚未导通,此时负载两端的电压为零,在示波器上表现为X轴上的直线；当电压进入第二个半周期时,电压由零开始重新上升,但尚未达到门槛电压时,二极管仍然处在不导通状态,此时负载两端的电压仍为零；直到电压上升到门槛电压以上,二极管才被导通,此时负载两端才有电压,并且随外源信号呈正弦规律上升。综合以上两个短暂过程来看,可以发现负载两端电压有一段持续为零的"真空期",表现为波形即为示波器上观察到的短直线片段。实验体会：本次实验相比与其他实验,更加接近于一种体验性的实验,目的并不在于获得最终的实验数据结果,而在于让我们更好地理解实际生产生活中常用的示波器；通过操作示波器,一方面我能够熟悉仪器的使用方法,认识到书本理论和实际操作存在的差距,一方面也体会了示波器中所表现的将一些不可见的动态量转化为另一种量直观地表现出来的方法〔锯齿波扫描电压与信号电压的组合是其表现思想的精髓。另外,本次实验中,我也体会到了书本上的理论知识和实际应用的差异所在,具体地说即是全波整形电流波形理论值和实际图样的差别。通过实际的操作和观察,我能够从差异出发,从一些错误出发,通过比较以不同地角度更好的理解所学的知识,这是单独阅读书本所不能做到的。
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