Laborator № 12

Laborator № 12
STUDIU DE LUCRU osciloscop

Scopul lucrării. Introducere principiul osciloscopului și dobândirea de competențe măsurătorile parametrilor semnalelor electrice.

informații teoretice Scurt

osciloscoape digitale sunt destinate pentru observarea vizuală și măsurarea semnalelor electrice periodice.

Principalele componente sunt tub osciloscop catodic (CRT), generatorul de baleiaj, o unitate de sincronizare, amplificatoare de canale de deviere grindă verticală și orizontală.

Un tub catodic ilustrat schematic în figura 1, este balon exterior de formă specială, în care se creează un vid înalt. Acest tub asigură un fascicul îngust de electroni, adică, fasciculul de electroni. În locul contactului cu afișajul cu fascicul de electroni apare la fața locului luminos luminos al cărui diametru poate fi făcută foarte mică, ceea ce face aproape un punct de lumină. Sursa (emițător) de electroni este un incalzitor incandescent HH catod K. Cele trei electrozi sunt în formă de cilindri coaxiali pentru beamforming electronilor emiși de catod: electrodul UE de control, un prim anod și un al doilea electrod anod .Upravlyayuschy având un raport potențial negativ la catod, catod și înconjoară comprimă care iese fasciculul cu catod de electroni. o deschidere prin care electronii trec la capătul electrodului poarta cilindric. Prin schimbarea potențialului electrodului poate fi ajustată în funcție de numărul de electroni în fascicul de electroni, deoarece este posibil pentru a regla luminozitatea spotului luminos pe ecran. Potențialul primului anod este relativ pozitiv la catod, iar potențialul de al doilea anod este relativ pozitiv la primul anod. Prin ajustarea potențialul anozilor se poate realiza focalizarea fasciculului de electroni la un mic spot (punct) de pe ecran. Pe calea fasciculului de electroni sunt două perechi de electrozi plați paraleli P x și y P; acești electrozi numite plăci de deflexie. Dacă una dintre aceste perechi de plăci paralele pentru a aplica o tensiune între vectorul câmp electric generat de care este perpendicular pe plăcile. Sub influența acestui câmp fascicul de electroni care trece între plăci, este deviat și, în consecință, spotul luminos este mutat pe ecranul osciloscopului. Plăcile P x ​​fața locului luminos este deplasat în direcția orizontală, plăcile din P # 45; în direcția verticală. Deplasarea spoturilor din punctul central al ecranului este aproape proporțional cu diferența de potențial dintre plăcile respective.

Cea mai importantă utilizare a osciloscopului este studiul proceselor electrice periodice rapide. Pentru a studia tensiunile care variază în timp, cu ajutorul a două perechi de plăci de deflexie ale unui tub catodic. Pe plăcile de deflexie pe verticală sunt de obicei hrănite puterea radiată, iar plăcile de deflexie pe orizontală # 45; generate în tensiunea osciloscop care variază liniar cu timpul. Această tensiune se numește o matura de tensiune, se produce generatorul matura. Tensiunea de scanare Program prezentat în Fig. 2. În grafic, axa orizontală reprezintă timpul t. și axa verticală # 45; matura de tensiune. Prin tip de grafic este, de asemenea, numit o tensiune Sawtooth.

Pe complot generat tensiunea crește liniar cu timpul, prin urmare, la fața locului luminos pe ecran se mișcă uniform de la stânga la dreapta de-a lungul axei X de la un punct M de pe marginea din stânga a ecranului la un punct N pe marginea sa dreaptă (fig. 3). După atingerea marginea din dreapta a ecranului, la fața locului rapid (aproape instantaneu) se întoarce la marginea din stânga a ecranului (porțiunea din Fig. 2). Apoi, din nou, spotul se mișcă uniform de la stânga la dreapta (parte a diagramei), etc.

Deoarece scanarea se face în timp.

Fie U (t) # 45; variabila de stres. Dacă în momentul când punctul luminos trece punctul M a ecranului pentru plăcile de deflexie verticală se aplică o tensiune U (t). atunci fasciculul de electroni va trasa un grafic de tensiune față de timp studiat în intervalul de până la unde # 45; în momentul în care la fața locului luminos ajunge la punctul N a ecranului. Dacă U (t) # 45; funcție periodică cu o perioadă egală cu T, atunci ecranul osciloscopului vom vedea prima perioadă a funcției U (t). După revenirea la fața locului luminos instantaneu la punctul M, noi (următoarea mutarea la un punct N al ecranului) se va vedea a doua perioadă modificările în funcția U (t), etc. Repetând de scanare de mai multe ori, putem vedea pe ecran o imagine a unei modificări fixe în funcție de U (t) pentru una din perioada sa, în cazul în care timpul deplasării la fața locului luminos pe ecranul M N este funcția de tranziție T U (t). În cazul în care, cu toate acestea, în cazul în care n # 45; un întreg, ecranul vom obține n perioadele de schimbare a funcției U (t). iar imaginea este fixă.

De obicei, o valoare destul de exactă pentru perioade de scanare studiate și tensiune, adică raportul, să respecte dovedește imposibilă din cauza instabilității sau Timebase procesului studiat. Pentru a forța potrivirea menționată este utilizată perioada de sincronizare, adică ales un astfel de aranjament, în care tensiunea în studiu „forțând“ un generator în timpul baleiere.

Pentru a măsura amplitudinea semnalului necesar să se cunoască sensibilitatea osciloscopului, adică valoarea de offset la fața locului luminos la schimbarea tensiunii de pe plăcile de deviere de la 1 volt. Pentru canalul sensibilitatea deflexie verticală este

în cazul în care Y # 45; deplasare de-a lungul axei y prin acțiunea tensiunii de pe plăcile P y. egală.

frecvența semnalului poate fi determinată folosind un osciloscop (a se vedea. Depunerea 2).

Frecvența semnalului poate fi determinată într-un alt mod. În acest scop, placa P x furnizată tensiune de frecvență cunoscută, de exemplu, 50 Hz rețea, cât și în placa P în # 45; tensiune de frecvență necunoscută. Astfel, Generator Sweep dezactivat. În acest caz, fasciculul de electroni este implicat în două mișcări vibratorii perpendiculare reciproc. Dacă punctul (de exemplu, un punct luminos pe ecranul osciloscopului) participă simultan în două oscilații armonice perpendiculare între ele (de exemplu, de-a lungul axei X și axa Y), se va deplasa de-a lungul unei anumite traiectorii. Adaosul rezultată a două figuri reciproc perpendiculare oscilație traiectoriei numite Lissajous; forma acestor cifre depinde de raportul dintre amplitudinile oscilațiilor de frecvență și fază. Prin forma figura Lissajous poate fi judecat pe frecvența semnalului (a se vedea. Exercitiul 3).

Ordinea de performanță

Hârtia utilizată osciloscop, un oscilator de frecvență joasă și o sursă controlată de alternativ de tensiune 50 Hz frecvență.

Exercitiul 1: Determinarea sensibilității osciloscopului.

Conectați generatorul la mufa „INPUT Y“ osciloscop. Un voltmetru conectat la mufa „V“ a generatorului.

1. Setați frecvența generatorului de curent alternativ este egală cu 1000 Hz.

2. Comutați osciloscopului „V / afacerilor interne“ setat la „2“.

3. Introduceți un generator și un osciloscop la rețea.

4. Observarea citirile voltmetrul comutatorul și rotirea butonului „“ tensiune generator set = 2 B.

5. Utilizarea osciloscop mânere „STAB“, „LEVEL“, „TIME / div“, „buna“ a imaginii pentru a realiza sinusoide susținute pe ecran.

6. Manere „BRIGHT“ și „FOCUS“, pentru a obține o imagine clară.

7. Comutator „tip de semnal“ traduce " # 94; „În acest caz, ecranul va afișa o linie orizontală. Dacă apare linia de pe ecran, apoi rotiți butonul“ DIS «și» LEVEL „, iar acesta să apară.

8. Mâner „“ combină această bandă cu axa X de pe ecranul osciloscopului.

9. Comutator „tip de semnal“ este resetat " # 126; „Ecranul ar trebui să apară sinusoidă. În absența acesteia, imaginea este redusă prin rotirea mânerelor“ DIS «și» BACKGROUND“. Sinusoidă ar trebui să fie strict simetrică față de axa X.

10. Se măsoară numărul de diviziuni pe ecranul osciloscopului axei X la partea de sus a unui undă sinusoidală. Ecranul osciloscopului este împărțit în pătrate. parte a pătrat este egală cu o diviziune. Fiecare diviziune este împărțit în cinci părți, prin urmare, o parte este de 0,2 fisiune.

Sensibilitatea determinată de formula

11. În același mod pentru a determina sensibilitatea = 4 B. Se calculează valoarea medie.

12. Comutator osciloscop "V / INTERIOR" setat la "5". Determina sensibilitatea k = 6; 8; 10 B. Se calculează valoarea medie.

Rezultatele sunt înregistrate în Tabelul 1.

13. Se calculează inversului valorilor medii. Comparați aceste valori cu cele ale „V / INTERIOR“ comutator.

Exercitarea 2. Determinarea frecvenței oscilatorului.

1. Așezați un generator de semnal arbitrar de frecvență. Comutator „V / A“ Poziția părăsi „5“.

2. Mânerele "TIME / div", "STAB", "LEVEL" sine realiza imagini stabile pe ecranul osciloscopului. Este de dorit ca undă sinusoidală a fost numărul minim posibil de perioade.

3. Determinarea (axa X) a unui număr mare de diviziuni pe o perioadă de o sinusoidă a ecranului osciloscopului. Măsurătorile trebuie efectuate la termen de zecimi de o divizie mare.

4. Se înregistrează timpul de matura R "TIME / DIV" comutator.

5. Se determină perioada T și frecvența f a semnalului de formulele:

6. Comparați semnalul de frecvență găsit cu o frecvență care este instalat pe generator.

Exercitarea 3. Prepararea cifrelor Lissajous.

1. Setați frecvența generatorului egal cu 50 Hz.

2. Sursa de tensiune alternativă, 50 Hz frecvență osciloscop conectat la prize aflate pe panoul lateral dreapta lângă vertul „construibil“.

3. Opriți matura de osciloscop. Pentru a face acest lucru, comutați „construibil“, traduce într-o poziție inferioară.

4. Utilizați „“ „pentru a seta imaginea în centrul ecranului. Ecranul trebuie să fie linie verticală vizibilă, fără a ne îndepărta de pe ecran. În cazul în care linia se stinge ecranul, trebuie să se ocupe de „“ generator de a reduce tensiunea de ieșire.

regulator de tensiune pe sursa de tensiune de curent alternativ la extrema stângă.

6. Porniți tensiunea de curent alternativ în rețea.

7. creșterea încet sursa de tensiune, umple circumferința ecranului. Dacă imaginea sa transformat instabilă, apoi se schimbă generatorul de frecvență face față cu ușurință „detuning“, atinge cercul de imagine stabilă. În acest caz, frecvența oscilatorului este exact egală cu frecvența sursei de tensiune de curent alternativ și frecvențele lor au un raport de 1: 1.

8. Primiți figuri Lissajous atunci când raportul de frecvență de 1: 2; 1: 3; 1: 4. imagine stabilă figuri Lissajous atinge butonul de reglaj fin pe frecvență „detuning“.

9. Desenați forma de undă.

Întrebări pentru auto-control

1. Care este scopul osciloscop și ce avantajele sale în comparație cu instrumentele de dial digitale?
2. Lista blocurile de construcție de bază ale osciloscopului.
3. Descrie tub cu raze aparat și catodul de lucru.
4. Ce fenomen este utilizat într-un tub catodic pentru a produce electroni liberi în gazul?
5. Ce forță poate controla fluxul de electroni de circulație în tub?
6. Cum este focalizarea și accelerarea electronilor în tub?
7. Spațiul umplut în tubul catodic?
8. Ce este generator de baleiere intenționat. Că el „se învârte“ și cât de mult se datorează o formă specifică a semnalului produs de acest generator?
9. Ca rezultat al procesului de la punctul oscilant (fascicul de electroni) descrie figuri Lissajous?
10. În ceea ce privește forma figurii Lissajous poate determina frecvența semnalului electric?
11. Ce model este observat pe ecranul osciloscopului adăugând oscilații armonice reciproc perpendiculare, cu frecvențe diferite?
12. Care este fenomenul de rezonanță. și, în orice caz, se observă?
13. În cazul în care, oscilațiilor unui punct material se confruntă cu bătăile inimii. Egal graph beat și scrie formula de calcul a punctului de frecvență de oscilație într-un proces de vibrație.
14. Explicați ecranul osciloscopului motiv luminescență la punctul de a cădea pe fasciculul de electroni. De ce nu vedem piesa (piesa) a fasciculului de la cursa de întoarcere la marginea din stânga a ecranului?
15. În orice caz, rezultatul adăugării oscilații armonice se sprijină particulele medii de stat?