Етапи роботи. Етап 1. Ознайомлення з основними конструктивними елементами, принципом дії та правилами роботи з осцилографом

Етап 1. Ознайомлення з основними конструктивними елементами, принципом дії та правилами роботи з осцилографом

За конспектом лекцій, літературними джерелами та методичними вказівками вивчити призначення та принцип дії основних конструктивних елементів осцилографа.

Етап 2. Вимірювання частоти, періоду, кута зсуву фаз, амплітуди і діючого значення синусоїдного сигналу

Для вимірювання часових та амплітудних параметрів періодичного сигналу зібрати електричне коло за схемою, представленою на рис.1. Електричне коло вмикається на вхід генератора звукових сигналів (ГЗС). ГЗС дозволяє отримати синусоїдний сигнал, параметри якого можна регулювати.

Щоб виміряти характеристики синусоїдного сигналу необхідно виконати наступну послідовність дій:

1) подати вимірювальну напругу в гніздо “ ”;

2) установити перемикачем режиму роботи підсилювача відповідний канал;

Рис.1

3) поставити перемикач “ ” у таке положення, щоб амплітуда зображення складала 5 клітинок;

4) Поставити перемикачі каналів та синхронізації “~”, “~” в положення “~”;

5) відповідно каналу “Y”, на який подається сигнал, ввімкнути синхронізації. “Внутр.” I або II;

6) ручку “Уровень” установити в середнє положення; ручку “Стаб.” повільно переводити з крайнього лівого положення в праве до появи сталого зображення;

7) ручкою “Уровень” установити стале зображення;

8) ручку ” ” установити так, щоб мінімальний рівень сигналу співпадав із однією із нижніх ліній, а максимальний був у межах екрану.

Наприклад, ми отримали зображення, приведене на рис. 2.

Рис. 2

Період сигналу , де - кількість клітинок, що відповідає періоду сигналу на екрані осцилографа; - масштабний множник часу, “с/дел”. Частота сигналу .

Амплітуда сигналу , де - кількість клітин, що відповідають розмаху синусоїдного сигналу; - масштабний множник напруги, “В/дел”.

Діюче значення синусоїдного сигналу:

.

Осцилограма напруги на активному опорі за формою співпадає з осцилограмою струму у цьому колі . На підставі цього можна розрахувати амплітудні параметри сили струму за законом Ома .

При відсутності активного опору для вимірювання струму у коло додатково необхідно ввімкнути безреактивний шунт і відповідну напругу виміряти на ньому.

Для визначення фази між двома синусоїдними сигналами однієї частоти можна використовувати двоканальний осцилограф. При цьому:

1) перемикачі каналів “~”, “~” установити в однакове положення;

2) установити перемикач режиму роботи підсилювача в положення “…”;

3) подати опорний сигнал на вхід каналу І, а порівнюючий – на вхід каналу ІІ;

Будьте уважні при вмиканні кінців вимірювального кабелю до схеми. Його виводи “^1”, “^2” повинні бути приєднані до однієї точки, інакше вони перемкнуть елементи схеми.

4) Інвертувати сигнал ІІ каналу шляхом натискання кнопки Õ ;

5) установити перемикачем “V/дел” кожного із каналів близькі за величинами зображення (біля 5 клітинок по амплітуді);

6) ручкою “Уровень” установити стійке зображення сигналів;

7) установити перемикач “Время/дел” на швидкість розгортки, що забезпечує 1, 2 періоди сигналів на екрані;

8) розмістити осцилограми сигналів та симетрично відносно горизонтальної осі за допомогою ручки“ ”;

9) виміряти період опорного сигналу 1 (рис. 3);

Рис. 3

10) виміряти різницю по горизонталі між відповідними точками сигналів;

11) фазовий зсув розраховується за формулою

.

Етап 3. Вимірювання постійної складової сигналу

Для вимірювання постійної складової сигналу зібрати електричне коло за схемою, наведеною на рис. 4, та виконати наступну послідовність дій:

а) шляхом перемикання відповідних ручок управління осцилографом забезпечити стійке зображення дослідного сигналу на екрані;

Рис.4.

б) встановити тумблер “~”, “~” в положення “~”, при цьому на екрані осцилографа буде отримано зображення, аналогічне наведеному на рис. 5, крива 1;

в) перемкнути тумблер в “~”, “~” в положення “~”, при цьому зображення сигналу зміститься на його постійну складову (аналогічно рис.5, крива 2);

г) постійна складова сигналу обчислюється за наступною формулою:

.

Рис. 5.

Етап 4. Обчислення результатів вимірювання

За наведеними вище методиками були одержані результати спостережень вимірюваних параметрів електричних сигналів. Для запису результату вимірювань необхідно визначити абсолютну похибку.