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电力与电子 · 交流电流与功率

示波器与波形测量

示波器显示电压随时间的变化。 刻度设置会改变显示的波形的大小,但不会改变信号的实际频率。

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意义与机制

水平的尺度代表一个时间单位,垂直的尺度代表一个电压单位。需要将波形重复的间隔和波形的高度,从尺度单位转换为实际单位。

当触发器在预定的电压和指定方向通过时,它会调整屏幕的参考点。它不产生信号的物理循环,而是帮助实现稳定的显示。

关系与条件

两个等效状态在周期内的差异时间被表示为 T,并计算出 f=1/T。峰峰电压是指最大值与最小值之间的差异。

实际仪器受到带宽、采样、探针和噪声的影响。如果触发阈值位于信号的范围之外,则所需的跨越可能不存在,并且显示可能会不稳定。

观察实验中需要注意的事物

水平轴表示单位时间,垂直轴表示电压单位。改变刻度不会改变信号频率。

信号理想,没有噪声或带宽限制。触发器使用上升沿。超出振幅的信号不触发。光标调整为等分。请使用此模拟,不要使用实际电源或墙式插座进行复制。

关键关系与符号

T = Δt · f = 1/T · Vpp = Vmax − Vmin

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
T一个周期的时间s
Vpp最大电压 − 最小电压V
f频率Hz

工作实例

使用间隔为 4 div 的示波器,在 1 V/div 时,测量到的峰峰电压是多少?

4 V

常见误解

  • 改变时间轴的尺度会导致波形变窄,但信号的实际周期没有改变。

通过实验探索这个概念

参考文献

OpenStax · 物理学:大学教材,第二卷 (英文版)