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示波器的调节与使用

把格数换成物理量，把闭合轨迹换成频率比。

从正弦、三角和方波的屏幕读格计算幅度、有效值与周期，再用李萨如图形比较频率。相同峰峰值的不同波形具有不同有效值，频率比和相位也会共同改变轨迹形状。

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图 1　读取电压时间格数 → 换算有效值与周期 → 观察李萨如频率比

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从记录到计算

三种波形均记录电压档 0.2 V/div、峰峰高度 5 div、时间档 0.2 ms/div、周期长度 5 div。李萨如记录使用五种标准频率，与约 1000 Hz 的待测信号比较。

对称、无直流分量、方波占空比 50% 的理想波形，其有效值分别为 $U_p/\sqrt2$、$U_p/\sqrt3$ 与 $U_p$。李萨如频率换算采用报告所定义的交点计数方向。

$$ U_{pp}=k_Vy,\qquad T=k_tx,\qquad f=1/T,\qquad f_y=f_x\frac{N_x}{N_y}. $$

表 1　关键计算结果

三种波形的峰峰值同为 1 V，几何有效值却不同。正弦毫伏表读数 0.507 V 与读格换算值的偏差约为 43.4%，可结合测量档位、读格与仪表响应阅读原记录。

时间波形与 X–Y 轨迹的两种视角

图 2　峰值 0.5 V、频率 1000 Hz 的理想正弦波模型

图 3 相同峰值与频率的理想三角波模型	图 4 频率比 fy:fx=1000:500、相位 π/4 的理想李萨如轨迹

时间波形将横轴解释为毫秒；李萨如图将两轴解释为归一化电压。这里的曲线由相应理想方程生成，读格与交点计数保存在原记录表。

在 Notebook 中探索

HTML 阅读版 包含上述控件；Jupyter 与 Wolfram Notebook 沿报告章节展开公式、数据处理和模型计算。

建议按以下顺序阅读：

1. 先由电压档和格数复算峰峰值、峰值，再使用各波形对应的有效值系数。
2. 从时间档复算周期，比较周期法和李萨如计数法得到的频率。
3. 切换频率比与相位，观察哪些轨迹适合使用一般交点计数。

在本机打开

环境安装与字体设置见使用指南。在仓库根目录启动本实验：

.\.venv\Scripts\python.exe -m jupyterlab experiments/course-03/oscilloscope/notebooks/analysis.ipynb

安装 Paclet 后，通过包入口打开 Wolfram Notebook。将安装路径改为本机仓库所在位置：

PacletInstall["D:/general-physics-lab/notebook/paclets/OscilloscopeLab/dist/OscilloscopeLab-0.1.0.paclet"];
Needs["OscilloscopeLab`"];
OscilloscopeLab`OpenNotebook[]

数据与计算实现

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