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電力與電子 · 交流電流與功率

示波器與波形測量

示波器顯示電壓隨時間的變化。 刻度設定會改變顯示的波形的大小,但不會改變訊號的實際頻率。

相關實驗:示波器測量 →
示波器測量
示波器測量實驗場景 →

意義與機制

水平的尺度代表一個時間單位,垂直的尺度代表一個電壓單位。需要將波形重複的間隔和波形的高度,從尺度單位轉換為實際單位。

當觸發器在預定的電壓和指定方向透過時,它會調整螢幕的參考點。它不產生訊號的物理迴圈,而是幫助實現穩定的顯示。

關係與條件

兩個等效狀態在週期內的差異時間被表示為 T,並計算出 f=1/T。峰峰電壓是指最大值與最小值之間的差異。

實際儀器受到頻寬、取樣、探針和噪聲的影響。如果觸發臨界位於訊號的範圍之外,則所需的跨越可能不存在,並且顯示可能會不穩定。

觀察實驗中需要注意的事物

水平軸表示單位時間,垂直軸表示電壓單位。改變刻度不會改變訊號頻率。

訊號理想,沒有噪聲或頻寬限制。觸發器使用上升沿。超出振幅的訊號不觸發。游標調整為等分。請使用此模擬,不要使用實際電源或牆式插座進行復制。

關鍵關係與符號

T = Δt · f = 1/T · Vpp = Vmax − Vmin

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
T一個週期的時間s
Vpp最大電壓 − 最小電壓V
f頻率Hz

透過範例確認

使用間隔為 4 div 的示波器,在 1 V/div 時,測量到的峰峰電壓是多少?

4 V

常見誤解

  • 改變時間軸的尺度會導致波形變窄,但訊號的實際週期沒有改變。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

OpenStax · 物理學:大學教材,第二卷 (英文版)