Лабораторные работы Электроника (1076461)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ТЕМА 1. ОСЦИЛЛОГРАФэкран осциллографалуч осциллографагоризонтальная развертка, вертикальная разверткафигуры Лиссажувнешняя развертка, внутренняя разверткагоризонтальное смещение, вертикальное смещениесинхронизация разверткиуровень синхронизациивнутренняя синхронизация, внешняя синхронизацияавтоматическая развертка, ждущая разверткамаркерные измеренияЦель работы.Изучить основы работы и основные режимы работы осциллографа.Освоить работу с осциллографом в режимах внешней и внутренней развѐртки, научиться использовать маркерные измерения.Осциллограф является основным прибором для исследованияпроцессов в электрических цепях.

С его помощью можно исследоватьразвитие того или иного процесса во времени, измерить параметрыбыстропротекающих процессов, изучить синхронизацию двух илиболее процессов и т.д.У любого осциллографа обязательно есть экран. Он являетсяплоскостью, на которой изображена одна точка с двумя координатамиX и Y — горизонтальной и вертикальной координатой соответственно.В первых осциллографах изображение точки создавалось электронным лучом, поэтому синонимом положения точки является положение луча осциллографа. Положение луча осциллографа управляетсядвумя напряжениями, подаваемыми на вход X и вход Y осциллографа.Эти напряжения носят названия напряжение горизонтальной развертки и напряжение вертикальной развертки осциллографа.

Другоеназвание упомянутых входов осциллографа – вход горизонтальнойразвертки и вход вертикальной развертки. Некоторые осциллографы,помимо этих входов, имеют еще вход Z, напряжение на которомуправляет яркостью точки (или яркостью луча осциллографа).Изменяя напряжение на входах X и Y осциллографа, можноуправлять положением луча на его экране. Если напряжения меняются достаточно быстро, последовательные положения точки на экранеосциллографа быстро сменяют друг друга и сливаются в одну линию.На рис.

5.1 показаны изображения на экране осциллографа, на входыкоторого подаются переменные напряжения разных частот. Такиеизображения называются фигурами Лиссажу.x  y  1 2 ,  y  x   4 x  y  2 3 ,  y   x   16x  y  5 7 ,  y  x  0Рис. 5.1. Фигуры Лиссажу на экране осциллографа,U x  sin  x t   x , U y  sin  y t   y .Режим работы осциллографа, при котором на вход X подаетсявнешний сигнал, называется режимом внешней развертки.

Сигналы,поступающие на входы X и Y осциллографа, как правило, усиливаются соответственно усилителями горизонтальной и вертикальной развертки, коэффициент усиления которых может регулироваться и принимать фиксированные значения; единица измерения — вольт на деление (В/дел.). Зная коэффициент усиления усилителей разверток осциллографа, можно определить параметры сигналов, подаваемых навходы осциллографа. К внешним сигналам осциллографа добавляются также постоянные составляющие, величина которых может изменяться.

Постоянные составляющие необходимы для сдвига изображения по экрану. Органы управления, регулирующие постоянные составляющие, называются горизонтальным смещением и вертикальным смещением. В практике радиоизмерений часто встречается задача исследования переменного сигнала малой амплитуды, к которомудобавлена большая постоянная составляющая.

Для того чтобы исключить эту постоянную составляющую из напряжения, подаваемого2на входы разверток осциллографа, как правило, предусматриваетсявозможность включения между источником сигнала и входом осциллографа фильтра высокой частоты, не пропускающего постояннуюсоставляющую. Включение фильтра осуществляется тумблером с положениями «~» — фильтр включен и «–» — фильтр выключен.Гораздо чаще, чем режим внешней развертки, на практике используется режим внутренней развертки. В этом режиме напряжением горизонтальной развертки служит линейно изменяющееся во времени напряжение встроенного генератора осциллографа, называемогогенератором внутренней развертки.

В режиме внутренней разверткилуч, пробегая по экрану осциллографа, фактически рисует на немграфик зависимости напряжения, подаваемого на вход Y осциллографа, от времени.Генератор внутренней развертки вырабатывает пилообразноенапряжение, зависимость которого от времени приведена на рис. 5.2.Если на вход Y осциллографа подается периодический во времениРис. 5.2. Пример входного напряжения осциллографа (вверху) и выходногонапряжения генератора внутренней развертки (внизу) при отсутствии ихвзаимной синхронизациисигнал (рис.

5.2), и при этом не предпринимается никаких дополнительных мер, частота пилообразного напряжения не будет совпадать счастотой входного сигнала, и изображение на экране осциллографапримет вид, показанный на рис. 5.3. Такое изображение не позволяет3получить какой-либо существенной информации об исследуемомсигнале. Для того, чтобы при наблюдении периодического сигналакартина на экране осциллографа оставалась неподвижной, и действительно отражала бы зависимость исследуемого сигнала от времени,применяют синхронизацию развертки, когда частоты исследуемогосигнала и напряжения развертки совпадают.

Диаграммы работы генератора развертки в режиме синхронизации приведены на рис. 5.4. Началогоризонтальной развертки привязывается к моменту времени, когда совпадают значения входного напряжения осциллографа и постоянногонапряжения заданного уровня Uсинхр.Постоянное напряжение регулируется органами управления осциллограРис. 5.3. Картина на экранефа и называется уровнем синхронизаосциллографа при отсутствииции.

Как правило, в осциллографахсинхронизации разверткипредусматриваются два режима синхронизации: положительный — начало развертки привязывается кмоменту времени, когда исследуемый сигнал пересекает уровень синхронизации снизу вверх, и отрицательный, когда этим моментом является пересечение сигналом уровня синхронизации сверху вниз (см.рис.

5.4). Оба рассмотренные режима являются режимами внутреннейсинхронизации, когда импульс синхронизации, запускающий развертку, вырабатывается при совпадении исследуемого сигнала с уровнемсинхронизации. Альтернативой внутренней синхронизации являетсярежим внешней синхронизации, при котором исследуемый сигнал поступает только на вход вертикальной развертки, а импульсы синхронизации вырабатываются при пересечении уровня синхронизациидругим сигналом, поступающим на вход внешней синхронизации.Режим внешней развертки удобно использовать для измерениявременны х параметров сигнала.

Если в качестве сигнала внешнейсинхронизации использовать короткие импульсы, то координата Xточки изображения на экране осциллографа полностью соответствуетвремени задержки этой точки относительно импульса синхронизации.4Генератор развертки осциллографа может работать в двух режимах. Первый из них называется автоматической разверткой. Генератор развертки работает в автоколебательном режиме, и как только его выходное напряжения достигает максимального значения (лучосциллографа доходит до крайнего правого положения), оно сбрасывается в 0 (луч скачком перемещается в крайнее левое положение), иначинается очередной период горизонтальной развертки. Если приРис. 5.4. Положительная и отрицательная внутренняя синхронизация.Диаграммы напряжений и изображения на экране осциллографаэтом луч находится вблизи крайнего правого положения (близостьрегулируется отдельной ручкой «стабильность»), и на генератор развертки приходит импульс синхронизации, то развертка принудительно начинается с крайнего левого положения.Другой режим носит название ждущей развертки.

Генераторразвертки выдает однократный пилообразный импульс, начало которого определяется моментом прихода импульса синхронизации. Еслиимпульс синхронизации отсутствует, то отсутствует и горизонтальнаяразвертка. Режим ждущей развертки удобен при анализе повторяющихся сигналов, не являющихся точно периодическими.5Диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу осциллографа в режимах автоматической и ждущей разверток, и соответствующие им изображения на экране осциллографа приведены на рис. 5.5.Для прецизионных измерений в современных осциллографахпредусмотрен режим маркерных измерений. В этом режиме на экраносциллографа, помимо основного луча, выводится маркер в виде вертикальной линии.

Маркер пересекает линию изображения на экранеосциллографа в точке, координаты которой (значение напряжения ивремя от начала развертки) выводятся на цифровые индикаторы ос-Рис. 5.5. Автоматическая и ждущая горизонтальная развертка.Диаграммы напряжений и изображения на экране осциллографациллографа. Положением маркера можно управлять, совмещая его сосновными точками изображения.Контрольные вопросы1.

Можно ли использовать осциллограф для просмотра видеозаписей?62. Какая фигура Лиссажу будет наблюдаться на экране осциллографа, если на его входы X и Y подается один и тот же переменныйсигнал? А если на вход X подается напряжение U0 sint, а на вход Y— напряжение U0 cost?3. Определите амплитуды входных напряжений осциллографа(рис. 5.1), если усилитель горизонтальной развертки имеет коэффициент усиления 10 В/дел., а усилитель вертикальной развертки —20 мВ/дел.4. Каково назначение переключателя «развертка», находящегося на передней панели осциллографа и имеющего два положения —«внешн.» и «внутр.»?5. Возможны ли положительная и отрицательная синхронизация в режиме внешней развертки осциллографа?6. Будут ли отличаться изображения на экране осциллографа врежимах ждущей и автоматической развертки при наблюдении синусоидального сигнала?7.

Каким образом с помощью маркерных измерений измеритьчастоту синусоидального сигнала?Программа лабораторной работы1. Установить осциллограф в режим внешней развертки. Податьна входы X и Y осциллографа синусоидальные напряжения различныхчастот. Подобрать такое соотношение частот, при котором изображение на экране осциллографа остается неизменным.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лабораторной работы