虚拟仿真示波器的调节与使用
一、 实验目的
1.学习虚拟双踪示波器的基本结构与工作原理,学习基本的操作使用方法。 2.学习虚拟函数信号发生器的操作使用方法。
3.利用虚拟双踪示波器观察虚拟函数信号发生器的各种周期性信号（正弦波、三角、方波、锯齿波）的波形图，测量电压信号的周期、峰值、有效值和峰峰值。
4.利用虚拟双踪示波器观察李萨如图形，测量未知正弦信号频率。
二、 实验原理
测量仪器按照应用领域的不同，其功能、形态是多种多样的。但是各种测量仪器都可以分成三大功能块，即数据的采集与控制、数据的分析与处理、结果的输出与显示。对于传统仪器而言，这三大功能块均以硬件形式存在，每种仪器的功能是设备制造厂家在设计生产时定义的，都对应着特定的应用场合，用户是不能改变仪器的特性或功能的。即便是后来出现的数字化仪器、智能仪器，使传统仪器的准确度提高、功能增强，仍未改变传统仪器那种使用、手动操作、任务单一的模式。
虚拟仪器最大的特点之一是可通过软件定义，用户可以根据应用需要进行调整，通过选择不同的应用软件编写适合自己需求的仪器形式，开发各种特殊功能。
三、 实验仪器：
虚拟双踪示波器，虚拟信号发生器
虚拟双踪示波器面板如下图所示：
打开电源开关后，通过点击“显示信号发生器”按钮可显示模拟信号发生器面板，如下图所示：
四、 实验内容及数据记录
1. 虚拟仪器的使用
1）启动计算机，打开虚拟示波器软件，阅读帮助文件，了解基本的软件使用方法。 2）点击电源开关按钮，打开模拟示波器电源以及模拟信号发生器电源，然后改变信号发生器的波形设置，分别输出正弦波、方波、三角波，并改变输出电压和频率，使用虚拟仪器测量电压，调整各种参数设置，掌握各参数的作用。
（1）将模拟信号器产生的正弦信号输入到示波器CH1（或CH2）输入端； （2）调节“垂直位移”及“水平位移”旋钮找到信号；
（3）调节CH1通道的“垂直偏转系数旋钮”和“扫描时基系数旋钮”，使一个周期以上的正弦波信号显示在荧光屏内；
（4）选择未知信号输入通道CH2（或CH1）,使波形稳定
用示波器测量电压时，一般是测量其峰峰值，即从波峰到波谷之间的值，如图所示。实验时利用荧光屏前的刻度标尺分别读出与电压峰峰值对应的垂直方向的距离及一个周期波形所对应的水平方向距离，则
（V/格） （秒/格）
2.数据记录，如表1所示
表1
频率 （Hz） 信号发生器 电压 输出衰减 （V） （dB） Y周灵敏度 mV/格 示波器 Y 扫描速度 格 格/秒 X 格 V UPP 测量结果 T F ms Hz 1000 500 2 2 3. 观察李萨如图
把两个正弦信号分别加到垂直与水平偏转板，则荧光屏上光点的运动轨迹是两个互相垂
直的谐振动的合成。当两个正弦信号频率之比为整数之比时，其轨迹是一个稳定的闭合曲线。例如，垂直方向信号的频率是水平方向信号频率的２倍时，合成结果得到如图3所示的闭合曲线。图是一组频率比为整数比时两信号合成的封闭曲线，这种曲线称为李萨如图。如果两个信号的频率比不是整数比，图形不稳定。当接近整数比时，可以观察到转动的图形。李萨如图的形状还随两个信号的幅值以及位相不同而变化。
由图可见，李萨如图在垂直方向振动频率的切点数目
与水平方向的切点数目
与水平方向振动频率之比同垂直方向
之比成反比关系：
利用这一关系可以测量正弦信号频率。如果其中一个信号的频率已知连续可调，则把两个正弦信号分别输入X轴与Y轴，调出稳定的李萨如图，从李萨如图上数出切点数
与
，记下已知信号的频率，即可由式（7-3）算出待测正弦信号的频率。实验步骤如下：
（1）按下“X-Y控制键”，此时CH1通道转变为水平输入端（X轴），CH2通道为垂直输入端（Y轴）。
（2）将信号发生器输出的正弦信号与被测正弦信号分别输入到CH1和CH2通道。
（3）调节虚拟信号发生器输出信号的频率，使李萨如图变化最缓慢为止，分别得到：
为1：1、1：2、2：3的李萨如图形，将图描绘到实验报告之中。记下相应的信号发生器输出的正弦信号的频率
、水平及垂直方向上的切点数
与
，计算被测正弦信号的频率。
4.数据记录 Nx Ny fx fy 五、思考题
1、示波器上观察到的波形不断的向左移动，如何使它稳定下来？
2、示波器上观察到的李萨如图形实际上是那两个波形的合成？
3、李萨如图一直在改变，说明什么问题？对测量结果有什么影响？