Вертикального отклонения осциллографа

1.1. Собрать схему измерения согласно рис. 4.1, установить режим непрерывной развертки при внутренней синхронизации. Переключатель входа осциллографа - в положение Открытый вход.

Рис. 4.1

1.2. Подать с низкочастотного генератора Г3-109 на вход Y осциллографа синусоидальный сигнал напряжением 0,5 В (среднеквадратическое значение) и частотой 50 кГц (опорная частота); установить с помощью переключателя входного аттенюатора и регулировки усиления в канале Y размах Н сигнала по вертикали около 2/3 высоты экрана и записать значение Н₀ в делениях шкалы экрана.

Указание. Обратите внимание, что количество значащих цифр в этом значении будет определяться погрешностью отсчета отрезков по шкале экрана осциллографа. Оцените эту погрешность.

1.3. Устанавливая частоту измерительного сигнала, равной 50, 100, 1000Гц и 50, 100, 200 кГц, записать в табл. 4.2 значения размаха H соответствующих осциллограмм с учетом оцененной погрешности отсчета отрезков.

Указание.Положение регуляторов коэффициента отклонения и усиления в канале Y в процессе эксперимента не изменять. В этом случае полученная зависимость размаха сигнала на шкале осциллографа от частоты будет соответствовать амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) канала Y.

Для удобства отсчета размаха сигнала по шкале экрана можно переключить горизонтальный канал в режим внешней развертки. На экране при этом останется только вертикальная линия.

1.4. Отключить генератор Г3-109 и подключить ко входу Y высокочастотный генератор Г4-158; установить частоту сигнала 200 кГц и отрегулировать выходное напряжение генератора так, чтобы размах сигнала Н принял значение, полученное на частоте 200 кГц в п.1.3.

1.5. Продолжить измерения на частотах 0,5; 1,0; 5,0; 10,0; 12,0 и 14,0 МГц; результаты записать в табл. 4.2 .

Таблица 4.2

f, Гц

103

5×104

105

2×105

5×105

106

5×106

10×106

12×106

14×106

Н, дел

Н0

1.6. Построить график АЧХ (в дБ) по данным из второй строки табл.4.2; оценить изменение модуля коэффициента передачи канала Y осциллографа на частоте 10 МГц (нормируемая ширина полосы канала Y осциллографа С1-67) по отношению к его значению на опорной частоте 50 кГц (в дБ).

1.7. Определить граничное значение частоты f_в полосы пропускания канала Y исследуемого экземпляра осциллографа, сделать вывод о соответствии ширины его полосы нормируемому значению этого параметра для осциллографа С1-67.

1.8. Определить рабочий диапазон частот осциллографа.

Указание. Одной из причин искажения формы сигнала, на осциллограмме являются линейные искажения, вносимые каналом вертикального отклонения. Эти искажения обусловлены неидеальностью АЧХ канала Y. Нормируемыми параметрами АЧХ осциллографа являются ширина полосы пропускания - диапазон частот в пределах которого спад АЧХ не превышает 3 дБ относительно значения на опорной частоте, и неравномерность в полосе пропускания - максимальное отклонение модуля разности между коэффициентом передачи (в дБ) от его значения на опорной частоте в полосе пропускания канала Y.

АЧХ усилителя канала вертикального отклонения можно упрощенно аппроксимировать выражением

,(4.1)

f_0,7 - граница полосы пропускания канала, на которой значение модуля коэффициента передачи составляет 0,707 от значения на опорной частоте, т.е. меньше на 3 дБ.

При этом импульсная характеристика канала Y (реакция четырехполюсника на сигнал в виде дельта-функции) будет определяться выражением

.(4.2)

При исследовании импульсных сигналов полезно иметь информацию о переходной характеристике (ПХ) канала вертикального отклонения (реакции канала на скачок напряжения с фронтом бесконечно малой длительности). Из теории цепей известно, что ПХ определяется выражением . Нормируемым параметром ПХ канала Y является время нарастания переходной характеристики t_пх .

Для четырехполюсника, частотная характеристика которого описывается (4.1), параметр t_фрсвязан с шириной полосы пропускания f_0,7следующим образом:

(4.3)

Знание t _пхпозволяет скорректировать результаты измерения длительности фронтов исследуемых сигналов - исключить систематическую погрешность, обусловленную влиянием конечной ширины полосы пропускания (конечным значением времени нарастания переходной характеристики) канала Y.