laba116_1 (810809)
Текст из файла
Îò÷åò î âûïîëíåíèè ëàáîðàòîðíîé ðàáîòû1.1.6Èçó÷åíèå ýëåêòðîííîãî îñöèëëîãðàôàÌèõàèë Ëàøèí, 813 ãðóïïà 1 êóðñà ÔÐÒÊ15 äåêàáðÿ 2018 ã.Àííîòàöèÿîçíàêîìëåíèå ñ óñòðîéñòâîì è ðàáîòîé îñöèëëîãðàôà è èçó÷åíèå åãî îñíîâíûõ õàðàêòåðèñòèê ðàáîòå èñïîëüçóþòñÿ: îñöèëëîãðàô GOS-620,ãåíåðàòîðû ýëåêòðè÷åñêèõ ñèãíàëîâ, ñîåäåíèòåëüíûå êàáåëè.Îñöèëëîãðàô - ðåãèñòðèðóþùèé ïðèáîð, â êîòîðîì èññëåäóåìîå íàïðÿæåíèå (ñèãíàë) ïðåîáðàçóåòñÿ â âèäèìûé íà ýêðàíå ãðàôèê èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ îò âðåìåíè. Ñ åãî ïîìîùüþ ìîæíî èññëåäîâàòü èçìåíåíèå âî âðåìåíè ëþáûõ ôèçè÷åñêèõ âåëå÷èí, êîòîðûå ìîãóò áûòüïðåîáðàçîâàíû â ýëåêòðè÷åñêèå ñèãíàëû.Öåëü ðàáîòû:Ðèñ.
1: Ýëåêòðîííî-ëó÷åâàÿ òðóáêàÝëåêòðîííî-ëó÷åâàÿ òðóáêà (ÝËÒ) îñíîâíàÿ ÷àñòü îñöèëëîãðàôà. Òðóáêà îòêà÷àííàÿ äî âûñîêîãî âàêóóìà êîëáà, â êîòîðûé ðàñïîëîæåíèû (ðèñ. 1) ïîäîãðåâàòåëü êàòîäà 1, êàòîä 2, ìîäóëÿòîð 3 (ýëåêòðîä,óïðàâëÿþùèé ÿðêîñòüþ èçîáðàæåíèÿ), ïåðâûé (ôîêóñèðóþùèé) àíîä 4,âòîðîé (óñêîðÿþùèé) àíîä 5, îòêëîíÿþùèå ïëàñòíèû 6 è 7, òðåòèé (óñêîðÿþùèé) àíîä 8.Ýêðàíîì îñöèëëîãðàôà ÿâëÿåòñÿ ïîêðûòàÿ ôëþîðåñöèðóþùèì âåùåñòâîì ñòåíêà òðóáêè, íà êîòîðóþ ïîïàäàåò ýëåêòðîííûé ïó÷îê.Ðàññìîòðèì äâèæåíèå ýëåêòðîíîâ â ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå îòêëîíÿþùèõ ïëàñòèí (ðèñ. 2). Ïóñòü ñêîðîñòü ýëåêòðîíà v0 íàðïàâëåíèà âäîëü1Ðèñ.
2: Îòêëîíåíèå ëó÷à â ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå ïëàñòèíîñè z , ò.å. ïåðïåíäèêóëÿðíî ëèíèÿì íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ ïëàñòèí. Òîãäà:z = v0 t,Èç 2ÇÍ:a=y=eEymeÎòñþäàat22(1)(2)eEy 2z(3)2me v02Òðàêåêòîðèÿ äâèæåíèÿ â ïîëå ïëàñòèí ïàðàáîëà. Íàéäåì h1 è α (ðèñ.2):eEy 2eEytg α =h1 =l ,l1 ,(4)2 12me v0me v02ãäå l1 äëèíà ïëàñòèí. Âûéäÿ èç ïëàñòèí, ýëåêòðîí äâèæåòñÿ ïî ïðÿìîé.Ñìåùåíèå ýëåêòðîííîãî ïÿòíà íà ýêðàíå (h2 ):eEy l1 l1+ l2(5)h = h1 + l2 tg α =me v02 2y=2Åñëè L ðàññòîÿíèå îò ñåðåäèíû ïëàñòèí äî ýêðàíà, ñêîðîñòü ýëåêòðîíàm v2îïðåäåëÿåòñÿ èç âûðàæåíèÿ e2 0 = eUa , à íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ ïëàñòèíEy = Udy , òî èìååì:l1 LUy(6)h=2dUaÊîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè â (6) íàçûâàåòñÿ ÷óñòâèòåëüíîñòüþk òðóáêè ê íàïðÿæåíèþ:k=l1 L h ñì ih=Uy2dUa Â(7)Àíàëîãè÷íî âû÷èñëÿþòñÿ è ïàðàìåòðû íà âòîðîé ïàðå ïëàñòèí.Ðàçâåðòêà. Ïîäàâàåìîå íà âåðòèêàëüíûå ïëàñòèíû íàïðÿæåíèå äîëæíîçàâèñåòü îò ñèãíàëà Uc , à íà ãîðèçîíàòëüíûå îò ñàìîãî âðåìåíè t:Uy (t) = U0y + kyu Uc (t),Ux = u0x + kxu t.(8)Ðèñ.
3: Íàïðÿæåíèå ðàçâåðòêèÇäåñü Uy , U0x ïîñòîÿííûå çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ, îïðåäåëÿþùèå ïîëîæåíèå èçîáðàæåíèÿ íà ýêðàíå, kyu , kxu êîýôôèöèåíòû ïðîïîðöèîíàëüíîñòè• Tïð ïðÿìîé õîä ëó÷à, ïðîáåãàåò ñ ïîñòîÿíîé ñêîðîñòüþ âåñü ýêðàíñëåâà íàïðàâî,• Tîáð íàïðÿæåíèå ðàçâåðòêè âîçâðàùàåòñÿ ê èñõîäíîìó óðîâíþ,ëó÷ ïåðåìåùàåòñÿ â ëåâûé êðàé,• Tîæ íàëè÷èå ýòîãî èíòåðâàëà ïîçâîëÿåò èçìåíÿòü ìàñøòàá ïî îñèX íåçàâèñèìî îò ïåðèîäà ðàçâåðòêè.• Táë îáðàòíûé õîä, íàïðÿåíèå íà ìîäóëÿòîðå çàïèðàåò òðóáêó3Ñèíõðîíèçàöèÿ. ×òîáû ìîæíî áûëî ïîëó÷èòü íà ýêðàíå îñöèëëîãðàôà íåïîäâèæíîå èçîáðàæåíèå âûñîêî÷àñòîòíîãî ñèãíàëà, íóæíî îáåñáå÷èòü êðàòíîñòü ïåðèîäà ðàçâåðòêè ïåðèîäó ñèãíàëà.
Äëÿ ýòîãî íàïðÿæåíèå "íàâÿçûâàåò"ñâîé ïåðèîä ãåíåðàòîðó ðàçâåðòêè: íà÷àëî ïðÿìîãîõîäà ðàçâåðòêè ñîâïàäàåò ñ õàðàêòåðíîé òî÷êîé âõîäíîãî ñèãíàëà.Ðèñ. 4: Ïðîöåññ ñèíõðîíèçàöèè ãåíåðàòîðà ðàçâåðòêè ïðîöåññå ðàáîòû ñ îñöèëëîãðàôîì âñåãäà ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ÷àñòîòíûå õàðàêòåðèñòèêè êàíàëîâ ãîðèçîíòàëüíîãî è âåðòèêàëüíîãî îòêëîíåíèÿ: àìïëèèòóäíî-÷àñòîòíóþ õàðàêòåðèñòèêó (À×Õ) è ôàçîâî-÷àñòîòíóþõàðàêòåðèñòèêó (Ô×Õ).Åñëè íà âõîä "Y "ïîäàåòñÿ íàïðÿæåíèå Uy = U0 sin(2πf t), òî äëÿ ïåðåìåùåíèÿ ëó÷à ìîæíî çàïèñàòü:y = y0 (f ) sin(2πf t + ∆Φy (f )),(9)ãäå y0 (f ) àìïëèòóäà ïåðåìåùåíèÿ ëó÷à íà ÷àñòîòå f , ∆Φy (f ) ðàçíîñòü ìåæäó ôàçîé êîëåáàíèé ïåðåìåùåíèÿ ëó÷à y è ôàçîé êîëåáàíèéâõîäíîãî ñèãíàëà Uy íà ÷àñòîòå f (ñäâèã ôàç).Òîãäà À×Õ êàíàëà âåðòèêàëüíîãî îòêëîíåíèÿ åñòü çàâèñèìîñòüKy (f ) =y0 (f )U0À Ô×Õ - çàâèñèìîñòüΦ = ∆Φy (f )4(10)(11)Ôèãóðû Ëèññàæó.
Ïðè ñëîæåíèè äâóõ âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíûõêîëåáàíèé ñ ðàâíûìè èëè êðàòíûìè ÷àñòîòàìè ëó÷ îïèñûâàåò çàìêíóòûå ôèãóðû Ëèññàæó.Ðèñ. 5: Ôèãóðû Ëèññàæó äëÿ êîëåáàíèé îäèíàêîâîé àìïëèòóäûÂûïîëíåíèå ðàáîòûÏîäãîòîâêà ê ðàáîòåà) Áëîê ãîðèçîíòàëüíîé ðàçâåðòêè (HORIZONTAL): ðó÷êà POSITION â ñðåäíåì ïîëîæåíèè; êíîïêà ×10 MAG îòæàòà; ðó÷êà SWP.VAR â êðàéíåì ïðàâîì ïîëîæåíèè (ðèñêà CAL).á) Áëîê âåðòèêàëüíîãî îòêëîíåíèÿ (VERTIÑAL): ðó÷êè POSITION â ñðåäíåì ïîëîæåíèè; âíåøíèå ðó÷êè VOLTS/DIV îáîèõ êàíàëîâ âïîëîæåíèè 5 V/äåë, à âíóòðåííèå óòîïëåíû; òóìáëåðû ACGNDDCîáîèõ êàíàëîâ â ïîëîæåíèè GND (îòêëþ÷åíû); êíîïêè ALT/CHOP èINV CH 2 îòæàòû.â) Áëîê ñèíõðîíèçàöèè (TRIGGER): TRIG.ALT îòæàòà, LEVEL â ñðåäíåì ïîëîæåíèè; ïåðåêëþ÷àòåëü MODE â ïîëîæåíèè AUTO;SLOPE îòæàòà.ã) Îòðåãóëèðóåì, ôîêóñ è ÿðêîñòü îñöèëëîãðàôà.5Íàáëþäåíèå ïåðèîäè÷åñêîãî ñèãíàëà îò ãåíåðàòîðà èèçìåðåíèå åãî ÷àñòîòûÏîëó÷èì íà ýêðàíå îñöèëëîãðàôà óñòîé÷èâóþ êàðòèíó ïåðèîäè÷åñêîãî(ñèíóñîèäàëüíîãî) ñèãíàëà, ïîäàâàåìîãî ñ ãåíåðàòîðà, è ñ ïîìîùüþ ãîðèçîíòàëüíîé øêàëû ýêðàíà îñöèëëîãðàôà ïðîâåä¼ì èçìåðåíèå ïåðèîäàè ÷àñòîòû ñèãíàëà.à) Ïîäêëþ÷èì çâóêîâîé ãåíåðàòîð (ÇÃ) ê êàíàëó CH2(Y) è íàñòðîèìåãî íà ñèíóñîèäàëüíûé ñèãíàë ÷àñòîòû f ≈ 1 êÃö.
Ïåðåêëþ÷èì òóìáëåð MODE áëîêà VERTICAL è òóìáëåð SOURCE áëîêà TRIGGER âïîëîæåíèå CH2(Y). Óñòàíîâèì ïåðåêëþ÷àòåëü ðåæèìà êàíàëà CH2(Y) âïîëîæåíèå DC (îòêðûòûé âõîä).á) Ïîëó÷èì íà îñöèëëîãðàôå óñòîé÷èâóþ êàðòèíó êîëåáàíèé. Èñïîëüçóåì ðó÷êè VOLTS/DIV (âîëüò/äåëåíèå) äëÿ ðåãóëèðîâêè ìàñøòàáàïî âåðòèêàëè, TIME/DIV (âðåìÿ/äåëåíèå) äëÿ ðåãóëèðîâêè ìàñøòàáàïî ãîðèçîíòàëè, ðó÷êè POSITION äëÿ ñìåùåíèÿ êàðòèíû êàê öåëîãî.Èñïîëüçóåì ðó÷êó LEVEL (óðîâåíü çàïóñêà ðàçâåðòêè) äëÿ ïîëó÷åíèÿñòàöèîíàðíîé êàðòèíû.â) Ïðîâåä¼ì èçìåðåíèÿ ïåðèîäà íàáëþäàåìîãî ñèãíàëà T (ñ ó÷¼òîììàñøòàáà ïî ãîðèçîíòàëüíîé îñè, îïðåäåëÿåìîãî ïîëîæåíèåì ðó÷êè TIME/DIV)è ðàññ÷èòàåì åãî ÷àñòîòó f . Îöåíèì ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ ïåðèîäà δTè ÷àñòîòû δf ñ ïîìîùüþ îñöèëëîãðàôà. Ñðàâíèì ðåçóëüòàòû èçìåðåíèéñ ïîêàçàíèåì âñòðîåííîãî â ãåíåðàòîð ÷àñòîòîìåðà fÇà .ã) Ïîâòîðèì èçìåðåíèÿ äëÿ 35 ÷àñòîò èç âñåãî äèàïàçîíà ðàáîòûçâóêîâîãî ãåíåðàòîðà.
Ðåçóëüòàòû çàíåñ¼ì â òàáëèöó. Ïîãðåøíîñòè îïðåäåëåíèÿ ïåðèîäà: äèàïàçîíå 1 ms/äåë δT = 0, 1 ms äèàïàçîíå 0, 5 ms/äåë δT = 0, 05 ms äèàïàçîíå 0, 2 ms/äåë δT = 0, 02 ms)δ(f ) = δ(TT1234567fÇà , Ãö1004,21599,42004,22499,53396,04200,95000,2T, äåë10,60,50,40,61,21ñ/äåë0,0010,0010,0010,0010,00050,00020,0002T, ñ0,0010,00060,00050,00040,00030,000240,00026f, Ãö10001666,7200025003333,34166,75000δf, Ãö εf, % f − fÇà , Ãö100,42 0,424,2277,784,267,27200,42 0,214,2249,95 0,020,5283,00 1,8862,67347,230,834,23500,00 0,0040,2Èçìåðåíèå àìïëèòóäû ñèãíàëàÑ ïîìîùüþ âåðòèêàëüíîé øêàëû ýêðàíà îñöèëëîãðàôà ïðîâåä¼ì èçìåðåíèÿ îòíîøåíèÿ ìàêñèìàëüíîé è ìèíèìàëüíîé àìïëèòóä íàïðÿæåíèéUmax /Umin , êîòîðûå ñïîñîáåí âûäàâàòü ãåíåðàòîð.
Èçìåðåíèÿ ïðîâåä¼ìíà ÷àñòîòå f = 1 êÃö.à) Äëÿ óñòàíîâêè àìïëèòóäû íà çâóêîâîì ãåíåðàòîðå èñïîëüçóåì ðó÷êó ðåãóëèðîâêè AMPL è êíîïêó "ATT 20dB"(îñëàáëåíèå íà 20 äÁ ò.å. óìåíüøåíèå àìïëèòóäû â 10 ðàç).á) Ïðîâåä¼ì èçìåðåíèÿ àìïëèòóäû íàïðÿæåíèÿ Umax è Umin â âîëüòàõ. Äëÿ èçìåíåíèÿ ìàñøòàáà âåðòèêàëüíîé øêàëû îñöèëëîãðàôà èñïîëüçóåì ðó÷êó VOLTS/DIV (âîëüò íà äåëåíèå) êàíàëà CH2(Y). Ïðèèçìåðåíèè óáåäèìñÿ, ÷òî ñåðàÿ ðó÷êà ïëàâíîé ðåãóëèðîâêè VOLTS/DIVóòîïëåíà è ïåðåâåäåíà â êðàéíåå ïðàâîå ïîëîæåíèå äî ùåë÷êà. Îöåíèìîòíîñèòåëüíóþ δUU ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ àìïëèòóäû (δU îöåíèì êàê èïîãðåøíîñòü ïåðèîäà).Â/äåë = 2 :Umax = 5, 95 äåë = 11, 9 Â; δU = 0, 4Â/äåë = 20 · 10−3 :Umin = 3, 4 äåë = 0, 068 Â; δU = 4 · 10−3δU= 3, 36%UmaxδU= 5, 88%Uminâ) Âûðàçèì îòíîøåíèå ìàêñèìàëüíîãî è ìèíèìàëüíîãî óðîâíåé ñèãíàëà â äåöèáåëàõ [äÁ]. Äåöèáåë ëîãàðèôìè÷åñêàÿ åäèíèöà îñëàáëåíèÿèëè óñèëåíèÿ, îïðåäåëÿåìàÿ ïî ôîðìóëåβ21 [äÁ] = 10 lgU2P2= 20 lg ,P1U1ãäå P2 /P1 îòíîøåíèå ñðåäíèõ ìîùíîñòåé, U2 /U1 îòíîøåíèå àìïëèòóäíåêîòîðûõ äâóõ ñèãíàëîâ (çäåñü ó÷òåíî, ÷òî ìîùíîñòü ïðîïîðöèîíàëüíàêâàäðàòó àìïëèòóäû P ∝ U 2 ).Äëÿ ïîëó÷åííûõ çíà÷åíèé:β21 = 20 lgUmax= 44, 86 äÁUminÈçìåðåíèå àìïëèòóäíî-÷àñòîòíîé õàðàêòåðèñòèêè îñöèëëîãðàôàÀ×Õ çàâèñèìîòü àìïëèòóäû îò ÷àñòîòû ñèãíàëà, ïîäàâàåìîãî íà âõîä.7à) Óñòàíîâèì ÷àñòîòó ñèãíàëà ãåíåðàòîðà f = 1 êÃö è ïîëó÷èì óñòîé÷èâîå èçîáðàæåíèå ñèíóñîèäû íà ýêðàíå.
Óñòàíîâèì àìïëèòóäó ãåíåðàòîðà, áëèçêóþ ê ìàêñèìàëüíîé è ïîäáåð¼ì ìàñøòàá âåðòèêàëüíîé øêàëû îñöèëëîãðàôà òàê, ÷òîáû ðàçìàõ (óäâîåííàÿ àìïëèòóäà) ñèãíàëà íàýêðàíå ñîñòàâèë, íàïðèìåð, 2U0 = 6, 0 äåë.á) Èçìåíÿÿ ÷àñòîòó f çâóêîâîãî ãåíåðàòîðà âî âñåì äîñòóïíîì äèàïàçîíå èññëåäóåì çàâèñèìîñòü îòíîøåíèå àìïëèòóäû ñèãíàëà íà îñöèëëîãðàôå U (f ) ê èñõîäíîé U0 â çàâèñèìîñòè îò ÷àñòîòû:K(f ) =U (f ).U0 îáëàñòè ÷àñòîò, ãäå K îòëè÷àåòñÿ îò åäèíèöû (êàê ïðàâèëî, âûñîêèå è íèçêèå ÷àñòîòû), íåîáõîäèìî ïðîâåñòè ïîäðîáíûå èçìåðåíèÿK(f ).
Èçìåðåíèÿ àìïëèòóäíî-÷àñòîòíûõ õàðàêòåðèñòèê K(f ) ïðîâåäèòåäëÿ îäíîãî èç êàíàëîâ îñöèëëîãðàôà (íàïðèìåð, CH2(Y)) ïðè îòêðûòîì(DC,') è ïðè çàêðûòîì (AC,∼) âõîäå. Ðåçóëüòàòû çàíåñ¼ì â òàáëèöó.Èçó÷åíèå âëèÿíèÿ À×Õ íà èñêàæåíèå ñèãíàëàÓñòàíîâèì íà ãåíåðàòîðå ïåðåêëþ÷àòåëü âèäà ñèãíàëà â ïîëîæåíèå'u' ïðÿìîóãîëüíûå èìïóëüñû (ìåàíäð). Ïîëó÷èì íà ýêðàíå óñòîé÷èâóþ êàðòèíó ïðÿìîóãîëüíûõ èìïóëüñîâ íà ÷àñòîòå f = 1 êÃö.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
