1.1.6 (2) (810801)

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

Текст из файла

Работа 1.1.6

«Изучение электронного осциллографа»

Цель работы: ознакомление с устройством и работой осциллографа

В работе используются: осциллограф, генераторы электрических сигналов, соединительные кабели.

О
сциллограф – прибор для исследования периодических импульсных процессов. Главной частью осциллографа является электронно-лучевая трубка, представляющая собой откачанный сосуд изображенной на рисунке формы, включающий в себя катод – источник электронов, несколько ускоряющих анодов, а также конденсатор, отклоняющий электронный пучок на основе измеряемого значения, то есть, отображающий его. А также конденсатор, рассеивающий электроны перпендикулярно первому => создающий еще одну ось. После прохода через электронно-лучевую трубку электроны попадают на покрытый люминесцирующим составом экран, создавая на нем изображение.

1. Подогреватель катода, выбивает электроны температурой

2. Катод, источник частиц

3. Модулятор, собирает частицы в пучок, оттесняет от краев отрицательным потенциалом

4. Фокусирующий анод

5. Ускоряющий анод

6, 7. Горизонтально и вертикально ускоряющие пластины

8. Ускоряющий анод

9. Экран

Рассмотрим движение электрона в электрическом поле отклоняющих конденсаторов:

Пусть электрон движется по Oz со скоростью :

, 2ЗН:

Из уравнения равноускоренного движения следует, что траектория электрона представляет собой параболу.

– отклонение от Oz сразу после вылета из пластин, –угол между новым направлением и Oz, – длины обкладок конденсаторов, – расстояние от середины пластин до экрана

h – смещение электронного пятна на экране

L – расстояние от середины обкладки до экрана

Приобретаемая при прохождении между пластинами скорость вычисляется по формуле:

Напряженность поля между обкладками конденсатора: . Выражая, получим: Таким образом, можно найти коэффициент пропорциональности k – чувствительность трубки

Дополнительное условие работы осциллографа – незначительность изменения напряжения на обкладках за время пролета электронов через конденсатор.

Развертка

– значения , где – измеряемый сигнал, коэффициент чувствительности по , – нулевое напряжение конденсатора, используется для смещения графика по

значения по . Зависит от t, коэффициент чувствительности по , – нулевое напряжение конденсатора, используется для смещения графика по

Так как осциллограф обладает ограниченной площадью экрана, возникает проблема с построением графиков от времени. В нашем осциллографе эта проблема решается путем возвращения отклоняющего напряжения к начальному и продолжению графика с левого конца экрана.

График наложения развертки выглядит следующим образом:

При уменьшении U на модулятор электронной пушки подается положительное напряжение, запирающее его, в результате чего свечения экрана не происходит.

Синхронизация

Для наблюдения периодических и быстропротекающих процессов необходимо получить статическое изображение сигнала. Для этого нужно, что бы период развертки был кратен периоду изучаемого сигнала. На практике изучаемый сигнал или генератор развертки оказываются недостаточно стабильными, поэтому на практике часто используется синхронизация развертки с сигналом. Синхронизация состоит в ожидании достижения сигналом некоторого напряжения развертки перед запуском следующего периода развертки

Синхронизация при

Фигуры Лиссажу:

При сложении двух взаимно перпендикулярных колебаний с равными или кратными частотами, поданных на входы осциллографа, луч описывает неподвижные замкнутые кривые, которые называются фигурами Лиссажу.

Зададим уравнения относительно координат:

- амплитуды

– чувствительности

Что эквивалентно:

Ход работы:

1. Проводим измерения при 5 различных частотах, результаты заносим в таблицу 1. Оцениваем погрешность измерения периода с помощью осциллографа, сравниваем измерения со встроенным частотомометром.

2. Производим измерения АЧХ для закрытого и открытого осциллографа на всем доступном диапазоне измерений, заносим данные в таблицу. Строим графики зависимости ослабления коэффициента сигнала , где отношение соответственно, при открытых и закрытых для постоянного напряжения.

Как видно из графика, при частотах ниже 10 Гц при закрытом входе возникают искажения, вызванные физическими особенностями осциллографа. Место где значения K составляют 0,7 от максимального называется границей полосы пропускания.

1. Попытаемся пронаблюдать искажения, для этого переведем генератор в режим прямоугольных импульсов.

Не смотря на результаты предыдущего опыта, пронаблюдать искажения на низких частотах не удалось. Зато сигнал при и закрытом входе принимает вид как на рисунке 5. Очевидно, небольшие пики вызваны перезарядкой конденсатора и возникновением в нем некоего дополнительного поля, которое быстро исчезает.

1. Измерим разность фазово-частотных характеристик каналов осциллографа.

Выключим внутреннюю развертку осциллографа, теперь отклонение луча на экране задается

Подадим от генератора на оба канала один и тот же синусоидный сигнал, теперь траектория луча задается:

Положим , тогда:

– отклонение луча по вертикали, когда его абсцисса равна нулю

– амплитуда колебаний по оси , тогда возможные значения модуля разности фаз:

– при – эллипс наклонен вправо

-- при – эллипс наклонен влево.

Заносим результаты в таблицу, строим график:

Получается, что полоса пропускания лежит в диапазоне от 2 до 5, при этих значениях разность ФЧХ каналов вносит наименьшую ошибку в измерение разности фаз измеряемых сигналов.

1. Подаем на осциллограф сигнал с двух разных осциллографов, отношения частот представляют из себя целочисленные отношения:

Для определения соотношения частот в фигуре достаточно провести горизонтальную и вертикальную оси-касательные, соотношение числа касаний между двумя осями и будет соотношением частот.

Выводы:

1. АЧХ данного осциллографа имеет довольно сильное искажение при частотах меньше 10Гц

2. ФЧХ каналов осциллографа действительно отличается

3. Полоса пропускания ФЧХ лежит на от lg(f)=2 до lg(f)=5

4. Отношение образующих фигуру Лиссажу функций можно найти через количеств касаний фигуры Лиссажу с осями

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы