Основные теоретические положения. Ц е л ь р а б о т ы : ознакомиться с устройством и принципом действия осциллографа С1-65А; приобрести навыки измерения параметров

ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ

ПРИМЕНЕНИЕ ОСЦИЛЛОГРАФА К ИЗМЕРЕНИЮ

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с устройством и принципом действия осциллографа С1-65А; приобрести навыки измерения параметров.

Осциллограф С1-65А предназначен для исследования формы электрических сигналов путем визуального наблюдения и измерения их амплитудных и временных параметров.

Структурная схема осциллографа приведена на рис. 5, а краткое описание её основных функциональных узлов – в пункте «Осциллограф универсальный С1-65А». Для успешного выполнения лабораторной работы необходима дополнительная информация об отдельных функциональных узлах. Структурная схема включает в свой состав ЭЛТ, канал вертикального отклонения (канал сигнала); канал горизонтального отклонения (канал развертки); канал управления яркостью; калибраторы и питающее устройство (на рисунке не показано).

Канал вертикального отклонения «У» предназначен для передачи напряжения источника сигнала на вход ВОП ЭЛТ. Он состоит из входного устройства и усилителя. К основным параметрам канала относятся:

- чувствительность – отношение вертикального отклонения луча Н к напряжению входного сигнала:

[см/В].

- величина, обратная чувствительности, называется коэффициентом отклонения d_Y;

- полоса пропускания – диапазон частот, в пределах которого коэффициент отклонения К_Y изменяется не более чем на 30 %;

- входное сопротивление R_ВХ (0,5; 1; 10 МОм) и входная емкость (С_ВХ = (10 50)пФ).

Калибраторы служат для измерения параметров исследуемых сигналов. Это меры, с помощью которых градуируют оси экрана осциллографа.

Калибратор чувствительности (амплитуды) – это источник напряжения, по которому устанавливают номинальную чувствительность канала вертикального отклонения:

[см/В],

где К_НОМ – номинальное значение коэффициента передачи канала;

h_В – чувствительность ЭЛТ к вертикальному отклонению.

При номинальной чувствительности измерение напряжения сигнала сводится к геометрическим измерениям размера Н видимого отклонения луча. При этом:

.

Удобнее пользоваться коэффициентом отклонения:

[В/см].

Тогда:

,

где - числа, нанесенные на шкале, окружающей переключатель аттенюатора с размерностью, В/дел.

Перед экраном установлен диск с масштабной сеткой. Расстояние между верхней и нижней граничными горизонтальными линиями составляет Н_К (например 5 дел.). Калибратор вырабатывает напряжение прямоугольной формы (меандр) с размахом 1В. Для калибровки канала вертикального отклонения это напряжение подается на вход У. Если период развертки равен половине периода меандра, то на экране будут наблюдаться две светящиеся горизонтальные линии. При d_ат – 1/5 (0,2 в/дел) линии должны находиться в районе верхней и нижней границ масштабной сетки. Регулируя коэффициент усиления канала вертикального отклонения, а так же смещая изображение вверх (вниз) совмещают светящиеся линии с граничными. Теперь Н_К = 5 дел. является мерой 1В. При другом значении d_НОМ масштаб меры изменяется.

Теперь измерение амплитуды сигнала сводится к определению Н и умножению его на d_НОМ.

Калибратор длительности – это мера времени, которой проверяют длительность развертки L_К. Отношение [мкс/дел] определяет временной масштаб.

Числа q определяются положением переключателя «длительность» разверток и «множитель». Однако при эксплуатации осциллографа длительность разверток может изменяться и заданное шкалой отношение нарушается. Поэтому перед началом измерения временных параметров (например длительности периода) необходимо поверить длительность развертки по образцовой мере. Функции образцовой меры времени выполняет кварцевый генератор. Он вырабатывает гармоническое напряжение (обычно 100 кГц) и называется калибратором длительности.

Для калибровки длительности развертки выход кварцевого генератора соединяют со входом У прибора. На экране появится изображение синусоиды. Переключатели «Длительность развертки» и «Множитель» устанавливают в положение «10 мкс/дел» и «х1», т.е. q = 10 мкс/дел. Так как длина масштабной сетки L_к = 10 дел., то на этой длине должно «укладываться» 10 периодов синусоиды. Если это не так, то корректируют длительность развертки Т_р с помощью специального регулятора. Он может быть не выведен на переднюю панель прибора.

Задание на лабораторную работу

1. Подготовьте осциллограф к работе.

2. Выполните измерения амплитудного значения синусоидального напряжения.

3. Выполните измерения длительности импульса.

4. Измерьте частоту.

Дата добавления: 2015-04-30