利用利萨如图形测量频率应注意的问题

利用利萨如图形测量频率应注意的问题王文军，杨瑞雪，张景生，徐汉贵（山东聊城师范学院物理系２５２０５９）示波器的使用是普通物理实验电磁学部分的一个基本实验项目，而利萨如图形的观测是该实验项目中一个较为重要的实验内容．在教学过程中，我们发现不同的实验教材...     

各种利萨如图形的演示实验

各种利萨如图形的演示实验行小帅（山西师大物理系）本文介绍演示出多种多样的利萨如图形．利萨如图形原指两个相互垂直振动的正弦形振动的合成图形．现在介绍相互垂直的各种类型振动的合成，说明任意两种不同的波形均可以合成奇妙的、有趣的各种利萨如图形，这种演示能够...     

一种利萨如图形的演示方法

普通物理学机械振动部分,在讲述两个相互垂直的简谐振动的合成时,大多采用示波器演示利萨如图形。因受示波器屏幕的限制,图象较小.为了适应教学演示的需要,我们的做法如下: 一、装置简图及原理 如图一所示,①激光器;②喇叭;③平面反射镜;④音频信号发生器. 如图一所示,平面反射镜一端固定在喇叭的边缘,另一端粘合在喇叭的纸盆上,当激光束射到镜面M1上时,由于喇叭纸盒带动镜面振动,这样不停地改变着入射光线的入射角,于是反射光线的方向也随着改变,在水平方向扫出一条光带.当反射光线射到镜面M2,上时,因两镜面相互垂直,且两喇叭的口径平面互…     

演示利萨如图形中的正弦波移相一法

利用两个正弦波信号，在示波器上演示利萨如图形，要具备两个条件：两个正弦波信号的频率相对稳定；有稳定且连续可调的初相角．频率相对稳定是比较容易做到的．初相角的连续可调用传统的阻容移相或附加晶体管电路来完成，则有很大的局限性：一是相位连续可调范围窄；二是信号相位改变后图1电路结构的幅度有变化；三是操作麻烦，图形效果不好，只能做有限的图形．为了更好地解决正弦波信号移相问题，可采用改变方波前沿时刻，实现正弦彼的相位调整，效果很好．其调相范围在0～280o内连续可调；信号幅度始终保持不变，且操作简单，只用一支电…     

用Matlab研究李萨如图形及其讨论

本文用Matlab6．5软件模拟示波器中的李萨如图形实验,并讨论振动中的频率、相位和振幅等多重因素对于李萨如图形生成的影响,同时简要地介绍了利用垂直简谐振动合成测量频率的实际应用．     

演示振动合成的信号源

振动合成演示往往是用两台信号源和一台示波器来进行,由于两独立信号源产生的正弦信号是互不相关的,两信号间的位相差不稳定,在示波器上产生的图形也就不会稳定,演示效果受影响。为此采用分频的办法,产生多路不同频率的正弦信号,输出到示波器上进行演示,由于各路信号间的位相差不变,可得到稳定的振动合成图形。     

振动合成的瞬时过程动态显示

在讲解振动合成时,通常用三角函数、复数或旋转矢量的办法处理.然而这些数学方法并不能给学生直接的物理图象. 为显示同方向振动合成的瞬时过程,我们将两个超低频讯号分别通过振动继电器后送入示波器,使普通示波器成为三线示波器,在萤光屏的三个位置上同时显示出两个分振动和一个合振动的波形,其实验装置简图如图一所示. 这种办法相当于采用电子开关的三线示波器。我们采用的是简单的振动继电器.由它快速通断,使两个讯号分别输入或同时输入示波器(见图二),从而得到讯号1,讯号2以及其合成的波形.由于在每个分讯号上加上直流位移电压,使得三个…     

示波器实验的教学改革

示波器的原理和使用是大学物理实验教学的一个基础实验项目.传统的教学仅限于向学生介绍示波器显示波形的原理,测量信号电压、频率和周期等参数,以及采用利萨如图形测量待测信号频率等内容.随着科技的进步,传统的模拟示波器已经逐步被数字示波器所替代,一些高校实验项目也做了相应的调整.本课题探讨数字示波器的实验拓展,即结合压电传感器采集人体不同部位的脉搏信号,并通过对采集多组信号的数据分析,讨论脉搏信号特征与人体部位、性别以及时间段的关联性.     

声拍的示波显示

在课堂上,演示声拍,通常是用二个频率相近的音叉来实现.由于人耳能分辨的声拍频率是有限的(每秒7次左右),对于 7次/秒以上的声拍,用音叉演示效果就不太好了.我们采用了示波器显示的方法,将看不见的声过程转变为电过程,然后通过示波器进行显示.这就不仅能听到拍音,还能在示波器荧光屏上观察到不同频率差时的声拍波形.同时,还可根据波形进行观测和分析. 声拍演示装置如图一所示.设备有,普通音频信号源二台;头带式耳机三个(如A、B、C);SB型示波器一台.为得到较好的效果,只须选择一台灵敏度较高的示波器(如 50毫伏/厘米左右)就能得到满意的结…     

用纸片制作游标卡尺

1制作方法 1)首先在硬纸上画出如图1、图2所示的图形．然后用剪刀剪下来．图1形状的硬纸做卡尺的主尺，图2形状的硬纸做卡尺的游标尺．     

用示波器测二极管伏安特性曲线实验方法的讨论与改进

伏安特性曲线反映了元件在电路中的基本工作特性．传统的伏安法虽电路简单，但要人工测绘数据点，处理速度慢，误差较大．而示波器则能接受连续变化的信号，并能把它自动描绘成图形，处理速度快，结果直观；且示波器的输入阻抗大，测量精度高．但双通道示波器的X、Y输入公用一个接地点，使得这两路输入的都是对地变化的信号．根据实验教学中普遍使用图1、图2的方法，     

用李萨如图形测频率和频率差的探讨

在用李萨如图形（以下简称图形）测频率时，一般情况下示波器上不可能出现完全稳定的图形，现就由此而引起的测频率之差等有关间题探讨如下．一、ny和nx的确定据图形测频率公式为其中fy和fx分别为加在示波器纵向和横向偏转板上的正弦电压频率．ny和nx通常分别定义为图形在y方向和x方向的切线与图形相切的切点数．如此定义的ny和nx存在两个问题：一为对有些图形ny和nx不易判定（如图1），一为ny和nx容易混淆，且难以记忆．如从李萨如图形为两个互相垂直的简谐振动的合成出发，定义ny为从图形的某一最低点（或最高点）开始沿图形轨迹一次图形…     

李萨如图形绘制仪

仪器原理如图１所示．两个转速可调的马达Ａ与Ａ’，分别固定在轨道Ｈ上和置于轨道的小车上，当两个马达转动时，通过其轴上的转盘，带动与之相连的连杆 Ｃ和 Ｃ’运动，从而当小车在轨道Ｈ上左右运动时，固定在小车上的滑杆Ｌ的活动套杆Ｆ也随之运动，这样，Ｆ就同时参与了两个相互垂直方向上的简谐振动，通过安装在Ｆ上的记录笔，就可以记录下质点此时的运动轨迹，即李萨如图． 使用时，通过调整两个马达的转速来调节两个分振动的频率，使之达到所要求的整数比．通过调整圆盘的初始位置，来调节两个分振动的初相差，从而实现同一频率比在…     

用Excel测试李萨如图形实验得出的新结论

 两个相互垂直的简谐振动,当它们的频率比是简单的整数比时,合成振动的轨迹是稳定的闭合曲线叫做李萨如图形。设有两个互相垂直的简谐振动,分别在x、y轴上运动,它们的简谐振动方程为:x=A1cos(ω1t+(？)1)y=A2cos(ω2t+(？)2)其合成振动的轨迹即李萨如图形的形状由两分振动的频率比、振幅比、初相位决定。     

声学风扇的原理及实践

压电陶瓷一加电压就伸缩的特性应用于送风,就得到声学风扇。这种风扇完全不同于传统的电磁风扇,图1(a)所示为产生弯曲动作的双压电元件。若把双压电元件的一端固定,并加上正弦电压,另一端就会作扇形状振动,如图1(b)所示那样。若在振动顶端加装弹性薄板,一旦共振,振幅会扩大10倍以上,其结构如图1(c)所示,这种风扇称为悬臂式声学风扇。风的速度U和风量M如下所示     

InSb磁电阻在交变磁场下的特性研究

利用数字示波器,通过观察李萨如图形,在弱交变磁场信号下,验证了InSb磁电阻的倍频效应;通过改变信号源的频率,得到了李萨如图形随频率的变化规律。从李萨如图形的变化规律可以发现,随信号源频率的升高,磁电阻的交流分量减小;与信号源的相位差趋于-π。通过对不同励磁频率下,励磁电流、磁电阻的变化规律的研究分析,解释了李萨如图形随频率变化的原因。     

用于演示实验的电视示波器

在振动与波、电工、无线电等教学中,广泛使用各种示波器。然而在课堂演示实验中,普遍存在的一个问题是示波器的屏幕小,可见度差。为解决这一问题,我们试验成一种电视示波器:在黑白电视机上加一信号转换器,用电视机来显示各种波动信号。因此,屏幕比普通示波器大得多,图形亮度、清晰度更好,造价也比普通示波器低得多。 一、设计原理 要用黑白电视机来显示波形,关键是把要演示的波形信号变成电视机能显示的视频信号。电视机显象管电子束的扫描是固定的,有行扫描和场扫描,今以场扫描的方向作时间轴,每一行上的亮点的位置表示那个时刻输入波形的…     

对一些书中李萨如图形的修正

众所周知,在对互相垂直的两个简谐运动合成的研究中,得到了李萨如(Lissajos)图形.通过对一个阴极射线示波器的x板极和y板极加上谐调关系的电压,就能够产生李萨如图形.已广泛地用来比较两个振动的频率及其相位. x轴和 y轴的振动的一般表示是 x=A1sin(w1t+θ1) (l) y=A2sin(w2+θ)其中人和A:分别是振幅,w1和w2是相应的角频率,并且θ1和θ2是初相角,绘制两个互相垂直的谐振动的叠加的几何图形的一个简单方法是投影法[1].图1表示w1/w2=2/1,并且θ1=θ2=0时的李萨如图形.对两个圆上同时出现的点编上相同的号.显然,作两个运动合运动的质点的相继…     

小波分析方法在动态响应分析中的应用

小波分析是20世纪80年代后期发展起来的数学方法，作为—种全新的信号处理方法，它将各种不同频率成分组成混合信号分解到不同的频率段上，有效地用于信号滤波和信噪分离。在工程中常用的信号滤波方法一般有低通、带通、高通滤波，它们都只是提取信号某一频率段的成分，不能同时给出各个不同频率段的成分，因此所得到的信号其信息量不够完整。而小波变换能同时给出各个频率段的成分，其信息量是完整的。如图1所示。     

用同方向振动的合成法测定空气中的声速

声波的传播速度υ与声波的频率f及波长λ的关系为υ=fλ,其中f等于声源的频率,可以用频率计测定,而λ的测定方法在现有的物理实验教材中多数是用共振干涉法或相位法。共振干涉法可以用真空管毫伏表显示,也可以用示波器显示。而相位法一律用示波器显示,也就是将声源的信号及接收器接收到的信号分别送到示波器的x、y输入端,根据示波器上所显示的李萨如图形进行相位比较。