Лаборатория № 12

Лаборатория № 12
Проучвателна работа осцилоскоп

Целта на работата. Въвеждане на принципа на осцилоскоп и придобиване на умения измервания на параметрите на електрическите сигнали.

Кратка теоретична информация

Цифрови осцилоскопи са предназначени за визуално наблюдение и измерване на периодични електрически сигнали.

Основните части са осцилоскоп електронно лъчевата тръба (CRT), генератора за почистване, блок за синхронизация, усилватели вертикални и хоризонтални огъване греда канали.

А електроннолъчева тръба схематично е показано на фигура 1, е външно колба специална форма, в която се създава вакуум. Тази тръба осигурява тесен лъч от електрони, което е, с електронен лъч. На мястото на контакт с дисплея на електронен лъч се появи ярко светещо петно, чийто диаметър може да се направи много малко, което го прави почти една точка светлина. Източник (емитер) на електрони е нажежаема нагревател HH катод К. на Трите електродите са оформени коаксиални цилиндри за генериране на лъчи електрони, излъчвани от катодното: контрол електрод UE, първи анода и втори анод .Upravlyayuschy електрод има отрицателен потенциал спрямо катода, катода и заобикаля компресира излизане от катод електронен лъч. отвор, през който електроните преминават в края на цилиндричната порта електрод. Чрез промяна на потенциала на електрода може да бъде коригиран с броя на електроните в електронния лъч, тъй като е възможно да регулирате яркостта на светлинния място на екрана. Потенциал на първия анод е положителен по отношение на катода и на потенциала на втория анод е положителен по отношение на първия анод. Чрез подобряване на потенциала на аноди може да бъде постигнато фокусиране на електронния лъч в малка точка (точка) на екрана. По пътя на електронен лъч са две двойки паралелни електроди плоча Р х и Р Y; тези електроди наречени обръщателни плочи. Ако една от тези двойки паралелни плочи да се прилага напрежение между генерира електрическо поле вектор на която е перпендикулярна на плочите. Под влияние на това поле електронния лъч, минаваща между плочите, се деформира, а оттам и на светлинния място се премества върху екрана на осцилоскопа. Плаките P х светлинен място се премества в хоризонтална посока, плаките P в # 45; във вертикална посока. Преместването на петната от централната точка на екрана е почти пропорционален на потенциалната разлика между съответните плочи.

Най-важното използването на осцилоскоп е изучаването на бързи периодични електрически процеси. За проучване подчертава различна във времето, като се използват две двойки обръщателни плочи на катодно-лъчева тръба. На вертикалните обръщателни плочи обикновено са хранени излъчвана мощност, и хоризонталните обръщателни плочи # 45; генерирана в напрежението осцилоскоп, която варира линейно с времето. Това напрежение се нарича напрежение почистване, генератор почистване се произвежда. График за сканиране напрежение е показано на фиг. 2. В графиката, хоризонталната ос представя времето т. а вертикалната ос # 45; помете напрежение. По вид на графика се нарича също трионообразна напрежение.

На сюжетни генерира напрежение се увеличава линейно с времето и следователно светлинен място на екрана равномерно се движи от ляво на дясно по оста X от точка М на левия край на екрана до точка N в дясната му ръб (фиг. 3). След достигане на десния край на екрана, на място бързо (почти веднага) се връща в левия край на екрана (частта на фиг. 2). Тогава пак, на място се движи равномерно от ляво на дясно (част от диаграмата) и т.н.

Тъй като сканирането се извършва във времето.

Нека U (т) # 45; променливата на стрес. Ако в момента, когато светлинният място преминава точка М на екрана към вертикалните обръщателни плочи прилага напрежение U (т). а след това на електронния лъч ще проследи графика на напрежение в сравнение с времето учи в диапазона до където # 45; времето, когато светлинен място достигне точка N на екрана. Ако U (т) # 45; периодична функция с период, равен на T, а след това екрана на осцилоскоп ще видим първия период на функция U (Т). След завръщането си мигновен светлинен място в точка M, ние (следващата преместване в точка N на екрана) ще видите второто промени периодът на функцията U (T) и т.н. Повтарянето на сканиране няколко пъти, можем да видим на екрана снимка на фиксирана промяна в функция U (T) за една от периода му, ако по време на светлия място движение на екрана на М Н е функцията за преход T U (т). Ако, обаче, където п # 45; цяло число, на екрана ще получите н периоди на промяна на функцията U (T). и изображението е фиксиран.

Обикновено, доста точна стойност за периоди сканиране проучен и напрежение, т.е. съотношение, отговарят окаже невъзможно поради нестабилност или timebase на процеса на изследване. За да принуди съвпадение каза се използва период синхронизация, т.е. избрана такава конструкция, в който напрежението на изследване "принуждава" генератор по време на почистване.

За измерване на амплитудата на сигнала е необходимо да се знае, чувствителността на осцилоскоп, т.е. компенсира стойността на светлинен място при смяна на напрежението на обръщателни плочи при 1 волт. За канал вертикална деформация чувствителност

където Y # 45; преместване по оста Y чрез действието на напрежението на у плочи P. равно.

честотата на сигнала може да се определи с помощта на осцилоскоп (вж. Подаване 2).

Честотата на сигнала може да бъде определено по друг начин. За тази цел плоча Р х доставя напрежение на известен честота, например 50 Hz мрежа, и в плоча Р в # 45; неизвестна честота на напрежението. Така Sweep Generator забранено. В този случай, електронен лъч участва в две взаимно перпендикулярни вибрационни движения. Ако точката (например, светлинен място на екрана на осцилоскоп) едновременно участие в две взаимно перпендикулярни хармонични трептения (например, по оста Х и Y ос), ще се движи по определена траектория. Получената добавянето на две взаимно перпендикулярни колебание траектория наречени Lissajous фигури; форма на тези данни зависи от съотношението на амплитудите на колебанията на честота и фаза. Чрез Lissajous цифра форма може да се съди от честотата на сигнала (вж. Упражнение 3).

Редът на изпълнение

хартия използва осцилоскоп, ниска честота осцилатор и контролирано източник на променливо напрежение 50 Hz честота.

Упражняване 1: Определяне на чувствителността на осцилоскоп.

Свържете генератора за жак осцилоскоп "INPUT Y". А волтметър, свързан към жака "V" на генератора.

1. Настройте честотата на генератора на трифазен ток е равен на 1000 Hz.

2. Включете осцилоскоп "V / дела", определени за "2".

3. Поставете генератор и осцилоскоп с мрежата.

4. Наблюдение на показанията на волтметър ключа и въртящо се копче "" генератор на напрежение = 2 Б.

5. Използване на осцилоскоп дръжки "ножа", "LEVEL", "TIME / DIV", "гладко" изображението, за да се постигне траен хармоници на екрана.

6. Дръжки "BRIGHT" и "Фокус", за да постигне по-ясен образ.

7. Switch "тип сигнал" превежда " # 94; ". В този случай, на екрана ще се появи хоризонтална линия. Ако линията се появява на екрана, след това завъртете копчето," СИС "и" LEVEL "те се показват.

8. Дръжка "" комбинирате лента с оста Х на екрана на осцилоскоп.

9. Ключ "тип сигнал" се връща " # 126; ". На екрана трябва да се появи синусоида. При липсата на такова, изображението се намалява с въртящи дръжки" DIS "и" Background ". Синусоида трябва да бъде строго симетрична спрямо оста Х.

10. Измерване на броя на деленията на екрана осцилоскоп на оста Х до върха на синусоида. Екранът на осцилоскоп е разделена на квадрати. страна на квадрата е равна на една дивизия. Всеки участък се разделя на пет части, следователно, една част е 0,2 делене.

Чувствителността определя от формулата

11. По същия начин, за да се определи чувствителност = 4 Б. Изчислете средната стойност.

12. Превключвател осцилоскоп "V / Вътрешно" настроен на "5". Определя се к чувствителност = 6; 8; 10 В. Изчислете средната стойност.

Резултатите се записват в таблица 1.

13. изчисляват реципрочни на средните стойности. Сравнете тези стойности с тези на "V / ИНТЕРИОР" ключ.

Упражнение 2. Определяне на честотата на осцилатор.

1. Поставете произволен генератор сигнал честота. Превключване "V / НА" позиция напусне "5".

2. Дръжки "TIME / DIV", "STAB", "LEVEL" задължително постигане на стабилен образ на екрана на осцилоскоп. Желателно е, че задължително вълна е минималният възможен брой периоди.

3. Определете (X-ос) на голям брой поделения на един период на синусоида на екрана на осцилоскоп. Измерванията трябва да се извършват в рамките на десети от голямо разделение.

4. Запис на време размах R "TIME / DIV" ключ.

5. Определяне на период Т и честотата е на сигнала чрез формулите:

6. Сравнете намери честота сигнал с честота, която е инсталирана на генератора.

Упражнение 3. Изготвяне на Lissajous фигури.

1. Определете честотата на генератор, равна на 50 Hz.

2. източник на променливо напрежение 50 Hz честота осцилоскоп, свързан към гнездата, които са на десния страничен панел до барабана "developable".

3. Изключете размах на осцилоскоп. За да направите това, да го сложите "developable" преведете на по-ниска позиция.

4. Използвайте "" "За да зададете изображението в центъра на екрана. Екранът трябва да се вижда вертикална линия, без да се излиза от екрана. Ако линията върви на екрана, трябва да се справят с "" Генератор намали изходното напрежение.

Напрежение регулатор на напрежение АС източник настроен на крайната левица.

6. Включване на променливото напрежение в мрежата.

7. Бавно повишаване на източник на напрежение, попълнете обиколката на екрана. Ако картината се обърна нестабилна, а след това се променя генератор честота плавно се справят "разстройване", постигане на стабилен кръг на изображението. В този случай, честотата на осцилатор е точно равна на честотата на източник на напрежение АС и техните честоти са в съотношение 1: 1.

8. Получаване на Lissajous фигури когато честота съотношение 1: 2; 1: 3; 1: 4. стабилни изображения Lissajous фигури постигнат фина настройка на честотата копче "разстройката".

9. привлече форма на вълната.

Въпроси за самоконтрол

Каква е целта на осцилоскоп и какво своите предимства в сравнение с комутируема дигитална апаратура?
Списък на основните градивни елементи на осцилоскоп.
Описва апарати и работа електроннолъчева тръба.
Което явление се използва в тръба катод за получаване на свободни електрони в газа?
Какво сила може да се контролира потока на движение електроните в тръбата?
Как е във фокуса и ускоряването на електроните в тръбата?
Напълнената пространство в катодно-лъчева тръба?
Какво е предназначението генератор почистване. Това, че той "върти" и колко се дължи на специфична форма на сигнала, произведен от този генератор?
В резултат на процеса на осцилиращ точка (електронен лъч) описва Lissajous фигури?
Що се отнася до формата на Lissajous цифра може да се определи честотата на електрическия сигнал?
Какво картина се наблюдава на екрана на осцилоскоп, като се добавят взаимно перпендикулярни хармонични трептения с различни честоти?
Какво е явлението резонанс. и във всеки случай се наблюдава?
В такъв случай трептения на материална точка изпитват ударите на сърцето. Начертайте графиката удара и пишат формулата за изчисляване на честотата на трептенията на точката за участие в вибрационна процес.
Обяснете екрана осцилоскоп на основание луминесценция на мястото, за да падне върху електронния лъч. Защо ние не виждаме на пистата (песен) на светлинния сноп при завръщането му удар с левия край на екрана?
Във всеки случай, в резултат на прибавяне на хармонични трептения почива държавни средни частици?