實驗廿二 基本電學儀器的使用（三）

實驗廿二 基本電學儀器的使用（三）

學 習 目 標 ：

學 習 基 本 儀 器 ：

1 . 訊 號 產 生 器 的 使 用 ； 2 . 示 波 器 的 使 用 。

實 驗 目 的 ：

完 成 各 實 習 項 目 ， 熟 悉 儀 器 之 基 本 操 作 ， 。

實 驗 說 明 ：

實 驗 廿 一 、 廿 二 不 同 於 其 它 實 驗 ， 主 要 為 熟 悉 儀 器 的 使 用 ， 故 請 同 學 事 前 預 習 各 儀 器 的 使 用 方 法 ， 以 免 造 成 意 外 ， 危 及 自 身 及 他 人 之 安 全 ， 並 造 成 儀 器 損 壞 ． 實 驗 中 ， 逐 一 實 習 ， 並 利 用 儀 器 使 用 說 明 （ 附 錄 2 1 - 2 儀 器 說 明 書 ） 及 自 己 的 觀 察 ， 完 成 實 習 工 作 單 。

在 本 實 驗 中 ， 首 先 學 習 示 波 器 開 機 的 初 步 動 作 ， 使 同 學 們 瞭 解 在 示 波 器 開 機 之 後 ， 如 何 看 到 訊 號 ， 如 何 去 做 校 正 ， 如 何 讀 出 訊 號 的 大 小 。 接 下 來 學 習 訊 號 產 生 器 的 使 用 以 便 配 合 示 波 器 的 學 習 。

實 習 項 目 ：

( 說 明 ： [ ] 中 的 數 字 係 H A M E G 示 波 器 H M 2 0 3 - 6 或 H M 2 0 3 - 7 之 面 板 編 號 ， 請 對 照 儀 器 使 用 說 明 書 使 用 。 )

CH2 CH1 FG-1617

AG-203

圖 2 2 - 1 所 有 電 路 中 元 件 的 接 地 端 應 接 在 一 起

一 ． 示 波 器 初 步 使 用 ：

1 . 示 波 器 開 機 調 整 ：

將 示 波 器 電 源 鈕 按 下 ， 開 機 後 一 段 時 間 ， 會 有 一 條 綠 色 的 軌 跡 出 現 。 如 果 看 不 到 軌 跡 ， 請 核 對 下 列 按 鈕 位 置 或 狀 態 ：

( a ) 請 讓 觸 發 狀 態 按 鈕 [ 1 6 ] ： A T ／ N O R M 凸 出 ， 使 示 波 器 在 自 動 掃 瞄 狀 態 。

( b ) 並 讓 C H 1 輸 入 訊 號 藕 合 選 鈕 [ 2 5 ] 及 C H 2 輸 入 訊

號 藕 合 選 鈕 [ 3 3 ] 在 G D 的 位 置 ． 此 時 應 有 一 水 平 掃 描 線 出 現 ；

( c ) 調 整 亮 度 旋 鈕 [ 2 ] ， 以 及 聚 焦 旋 鈕 [ 3 ] ， 使 軌 跡 容 易 觀 察 。 注 意 ： 軌 跡 亮 度 不 要 太 亮 以 免 損 傷 眼 睛 視 力 及 螢 幕 。

( d ) 經 過 這 些 步 驟 若 還 看 不 到 訊 號 ， 檢 查 垂 直 位 置 旋 鈕 [ 2 1 ] 以 及 [ 3 6 ] ， 當 這 兩 個 旋 鈕 白 色 短 線 指 向 正 上 方 時 ， 軌 跡 會 回 到 螢 幕 中 央 。

2 . 示 波 器 的 校 正 方 波 ：

V

T

將 探 針 與 C H 1 之 輸 入 孔 相 接 ， 並 使 螢 幕 上 只 出 現 C H 1 之 掃 描 線 （ 怎 麼 做 呢 ？

問 答 題 1

如 果 沒 有 方 波 出 現 ， 檢 查 C H 1 輸 入 訊 號 藕 合 選 鈕

[ 2 5 ] 是 否 在 選 在 A C ； 螢 幕 上 之 掃 描 線 ， 若 不 穩 定 ， 出 現 波 形 向 右 或 向 左 移 動 的 情 形 ， 很 可 能 是 觸 發 不 良 ， 請 調 整 、 檢 查 觸 發 相 關 按 鈕 ： 將 觸 發 藕 合 鈕 [ 1 0 ] 撥 至 最 上 面 A C 的 選 項 ， 電 視 同 步 訊 號 鈕 [ 9 ] 也 在 最 上 面 ( T V : o f f ) 的 位 置 ， 外 部 觸 發 按 鈕 [ 1 4 ] 保 持 凸 起 。

方 波 週 期 測 量 ： 測 出 此 方 波 之 單 一 波 橫 向 格 數 = ( 1 ) ； 讀 出 此 時 T I M E / D I V 鈕 [ 1 2 ] 之 值 為 = ( 2 ) ； 由 ( 1 ) × ( 2 ) ＝ 方 波 週 期 ＝ ( 3 ) m S 即 此 方 波 的 週 期 ；

方 波 電 壓 測 量 ： 請 測 出 此 方 波 之 縱 向 格 數 ＝ ( 4 ) ； 讀 出 此 時 V O L T S / D I V 鈕 [ 2 6 ] 之 值 = ( 5 ) ； 由 ( 4 ) × ( 5 ) ＝ 方 波 電 壓 波 峰 到 波 谷 間 之 電 壓 值 ＝ ( 6 ) V 。

3 . 雜 訊 週 期 的 測 量 ：

以 手 觸 碰 探 針 尖 端 不 放 ， 螢 幕 會 出 現 一 個 波 形 不 是 很 規 則 的 週 期 訊 號 ， 調 整 T I M E / D I V 鈕 [ 1 2 ] ， 以 及 V O L T S / D I V 鈕 [ 2 6 ] ， 使 波 形 容 易 觀 察 。 此 雜 訊 之 單 一 波 橫 向 格 數 = ( 7 ) ； 讀 出 此 時 T I M E / D I V 鈕 [ 1 2 ] 之 值 為 = ( 8 ) ； 由 ( 7 ) × ( 8 ) ＝ 雜 訊 週 期 ＝ ( 9 ) m S 即 此 雜 訊 的 週 期 ；

計 算 雜 訊 頻 率 ： 頻 率 ＝ 週 期 的 倒 數 ， 所 以 雜 訊 頻 率 ＝ 雜 訊 週 期 的 倒 數 = ( 1 0 ) ， 並 由 此 頻 率 猜 測 此 雜 訊 從 何 而 來 ？ ( 問 答 題 2 ) 。 ( 提 示 ： 試 著 轉 動 身 體 ， 拉 他 人 之 手 ， 看 此 雜 訊 電 壓 大 小 與 週 期 有 無 變 化 )

二 ． 訊 號 產 生 器 的 使 用 ：

4 . 音 頻 訊 號 產 生 器 A G 2 0 3 基 本 操 作 ：

將 音 頻 訊 號 產 生 器 A G 2 0 3 開 機 ， 利 用 連 接 線 將 訊 號 輸 入 示 波 器 之 C H 1 輸 入 端 ， 確 定 示 波 器 可 以 觀 察 由 音 頻 訊 號 產 生 器 產 生 的 訊 號 。 接 下 來 ， 讓 A G - 2 0 3 逐 一 輸 出 工 作 單 上 面 指 定 的 頻 率 ， 並 完 成 工 作 單 上 表 格 中 的 各 項 ， 並 利 用 示 波 器 之 C H 1 一 一 觀 察 。

5 . 音 頻 訊 號 產 生 器 A G 2 0 3 的 基 本 特 性 測 量 ：

( a ) 最 大 輸 出 電 壓 ： 將 A G 2 0 3 音 頻 訊 號 產 生 器 衰 減 鈕 撥 至 0 ， 輸 出 頻 率 設 為 1 0 K H z ， 慢 慢 將 輸 出 振 幅 調 到 最 大 ， 利 用 示 波 器 測 量 在 在 此 頻 率 的 最 大 輸 出 峰 值 電 壓 ＝ ( 1 1 ) ， 變 換 頻 率 範 圍 鈕 ， 改 變 輸 出 頻 率 ， 觀 察 峰 值 電 壓 和 輸 出 的 頻 率 有 關 嗎 ？ 問 答 題 ( 3 )

( b ) 衰 減 鈕 衰 減 倍 率 ： 承 上 ， 其 他 條 件 不 變 時 將 衰 減 鈕 撥 至 － 2 0 ｄ Ｂ ， 此 時 利 用 示 波 器 測 量 最 大 輸 出 峰 值 電 壓 ＝ ( 1 2 ) ． 並 計 算 輸 出 電 壓 衰 減 了 ( 1 3 ) 倍 。

6 .

訊 號 產 生 器 F G 1 6 1 7 基 本 操 作 ：

將 訊 號 產 生 器 F G 1 6 1 7 開 機 ， 利 用 連 接 線 將 訊 號 輸 入 示 波 器 之 C H 2 輸 入 端 ， 利 用 顯 示 觸 發 選 擇 鈕 [ 2 8 ] 切 換 示 波 器 的 顯 示 狀 態 至 C H 2 ， 確 定 示 波 器 可 以 觀 察 由 音 頻 訊 號 產 生 器 產 生 的 訊 號 。 接 下 來 ， 讓 訊 號 產 生 器 F G 1 6 1 7 逐 一 輸 出 工 作 單 上 面 指 定 的 頻 率 ， 並 利 用 示 波 器 之 C H 2 一 一 觀 察 ， 並 完 成 工 作 單 上 表 格 中 的 各 項 ， 。

三 ． 示 波 器 的 雙 訊 號 顯 示 ：

7 . 交 替 模 式 ： 按 下 顯 示 方 式 選 擇 按 鈕 [ 2 9 ] ， 但 [ 3 0 ] 鈕 要 凸 起 ， 就 可 以 交 替 模 式 同 時 觀 察 A G - 2 0 3 ( 用 C H 1 ) 和 F G 1 6 1 7 ( 用 C H 2 ) 兩 者 的 輸 出 。 為 了 要 瞭 解 交 替 顯 示 模 式 ， 請 將 兩 台 訊 號 產 生 器 的 頻 率 輸 出 調 整 為 2 0 H z , 調 整 T I M E / D I V 鈕 [ 1 2 ] 至 適 宜 觀 察 ， 即 可 見 到 兩 訊 號 交 替 顯 示 。 利 用 顯 示 觸 發 選 擇 鈕 [ 2 8 ] ， 可 分 別 選 取 讓 C H 1 或 C H 2 穩 定 .

8 . 斬 波 模 式 ： 同 時 按 下 顯 示 方 式 選 擇 按 鈕 [ 2 9 ] [ 3 0 ] ， 就 可 以 斬 波 模 式 同 時 觀 察 A G - 2 0 3 ( 用 C H 1 ) 和 F G 1 6 1 7 ( 用 C H 2 ) 兩 者 的 輸 出 。 為 了 要 瞭 解 斬 波 顯 示 模 式 ， 請 將 兩 台 訊 號 產 生 器 的 頻 率 輸 出 調 整 為 2 0 H z , 調 整 T I M E / D I V 鈕 [ 1 2 ] 至 適 宜 觀 察 ， 即 可 見 到 兩 訊 號 同 時 出 現 ， 然 而 將 兩 台 訊 號 產 生 器 的 頻 率 輸 出 調 整 為 2 0 0 H z , 調 整 T I M E / D I V 鈕 [ 1 2 ] 至 1 μ S 以 下 ， 即 可 見 到 兩 訊 號 均 成 為 虛 線 ， 若 軌 跡 太 暗 可 調 整 亮 度 鈕 。 利 用 顯 示 觸 發 選 擇 鈕 [ 2 8 ] ， 可 分 別 選 取 讓 C H 1 或 C H 2 穩 定 . 問 答 題 4 ： 這 兩 種 模 式 何 者 適 用 在 觀 察 高 頻 訊 號 ， 何 者 適 用 在 觀 察 低 頻 訊 號 ？ 。

實 習 時 應 備 妥 以 下 三 表 格 供 實 習 時 使 用 。 測 量 值 都 要 記 得 載 明 單 位 。

示 波 器 初 步 使 用 實 習 工 作 單 ：

實 驗 日 期 班級別 實驗組別 學號 姓名

實 習 項 目 編 號

測 量 值

測 量 值

( 1 ) 橫向格數＝ ( 8 ) TIME/DIV=

( 2 ) TIME/DIV= ( 9 ) T ＝ ( 3 ) T = ( 1 0 ) f =

( 4 ) 縱向格數= 請 先 完 成 訊 號 產 生 器 工 作 單 ( 5 ) VOLTS/DIV= ( 1 1 ) V =

( 6 ) V = ( 1 2 ) V =

( 7 ) 橫向格數= ( 1 3 ) V^{( 1 2 )}/ V^{( 1 1 ) 2}=

問 答 題 1 ： 要 觀 察 C H 1 之 訊 號 ， 應 該 讓 哪 一 個 按 鈕 按 下 或 凸 起 ？

問 答 題 2 ： 此 雜 訊 的 來 源 為 何 ？

問 答 題 3 ： 當 輸 出 頻 率 改 變 時 ， A G 2 0 3 的 輸 出 峰 值 電 壓 和 會 改 變 嗎 ？

問 答 題 4 ： 交 替 與 斬 波 兩 種 模 式 何 者 適 用 在 觀 察 高 頻 訊 號 ， 何 者 適 用 在 觀 察 低 頻 訊 號 ？

音 頻 訊 號 產 生 器 A G - 2 0 3 頻 率 輸 出 實 習 工 作 單

輸 出 頻 率 頻 率 範 圍 選 擇 鈕 頻 率 轉 盤 位 置 示 波 器 T I M E / D I V 檔 位

1 0 0 H z

8 0 0 H z

3 5 k H z

訊 號 產 生 器 F G - 1 6 1 7 頻 率 輸 出 實 習 工 作 單

擇 鈕

頻 率 顯 示 示 波 器 測 得 週 期

測 得 頻 率 與 訊 號 產 生 器 顯 示 值 的 誤 差

1 0 0 H z

8 0 0 H z

3 5 k H z