КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Методические указания к выполнению лабораторной работы
Лабораторная работа №4 ИССЛЕДОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ ОСЦИЛЛОГРАФА Цель работы: изучение универсального электронно-лучевого осциллографа (ЭЛО); получение навыков работы с ЭЛО; овладение методикой осциллографирования и измерение параметров непрерывных сигналов с помощью ЭЛО. 1. Получение амплитудно–частотной характеристики (АЧХ) и фазочастотной характеристики делителя напряжения (ДН). Для проведения измерений используется двухканальный ЭЛО и генератор синусоидального напряжения низкой частоты (ГНЧ), подготовка к работе которых производится по инструкции по эксплуатации. Схема исследуемого резистивно-емкостного делителя напряжения представлена на рис.1. В работе измеряются параметры входных и выходных сигналов (рис.2.) Исследование проводится в следующем порядке:
1) Включить генератор сигналов и ЭЛО. Собрать схему, как показано на рис.3 (сигнал с генератора подается на вход делителя напряжения, на канал Y1 ЭЛО подается сигнал со входа ДН, на канал Y2 – сигнал с выхода). 2) Выполнить следующие установки режимов работы ЭЛО: - режим синхронизации (переключатель «Mode» панели «Trigger») – «Auto» (автоматическая развертка); - источник синхронизации (переключатель «Source») – «Ch1» (канал 1); - выбор входа каждого из каналов – «DC» (открытый вход); - режим работы каналов (переключатель «Mode» панели «Vertical») – «Dual» (двухканальный); - режим инверсии второго канала (кнопка «Ch2 inv») выключен (кнопка отжата). В течение всего хода выполнения работ следует контролировать, чтобы ручка «SWP VAR» (растяжение изображения по горизонтали), а также ручки растяжения изображения по вертикали (находящиеся на переключателях «VOLTS/DIV» каналов ЭЛО) находились в крайних правых положениях. Кнопка «х10MAG» (10-кратное растяжение по горизонтали) должна быть отжата. 3) Подать от ГНЧ на вход ДН сигнал с частотой f = 0,5 кГц. 4) Установить ручками «VOLTS/DIV» коэффициенты вертикального отклонения ЭЛО, характеризующие масштаб по вертикали (по напряжению) в каждом канале, K B1=1 B/дел., K B2=1 B/дел., а ручкой «Time/div» коэффициент развертки, характеризующий масштаб по горизонтали (по времени), K P =0,2 мс/дел, при необходимости добиться на экране неподвижного изображения напряжений на входе и выходе ДН (ручкой «Level» панели «Trigger»). Ручками «Position» соответствующих каналов совместить изображения по вертикали так, чтобы горизонтальная ось проходила посередине обеих синусоид (равенство положительной и отрицательной амплитуд) регулируя напряжение на выходе ГНЧ, установить значение амплитуды изображения выходного сигнала 3 дел. 5) Измерить по осциллограмме вертикальные h1 и h2 (дел.)и горизонтальные lT и l j (дел.) размеры изображений (рис. 2.), где h1 и h2 характеризуют амплитуды сигналов, lt – длительность полупериода, l φ – фазовый сдвиг между сигналами. Занести результаты в Таблицу 1. Таблица 1
6) Повторить измерения при f = 1; 2; 5; 10; 20; 50; 100; 200 кГц, поддерживая амплитуду сигнала постоянной и дискретно регулируя K P каждый раз таким образом, чтобы на экране умещался один период сигнала, а коэффициент вертикального отклонения канала Y2 К В2 таким образом, чтобы вертикальный размер выходного сигнала h2 был не менее 1 деления. В случае изменения К В2 проконтролировать равенство положительной и отрицательной амплитуд выходного сигнала и, при необходимости, скорректировать вертикальное положение осциллограммы ручкой «POSITION» канала Y2. По результатам измерения вычислить значения амплитуд обоих сигналов Um1 = h1 · K в1, Um2 = h2 · K в2; период T =2· lt · K P, коэффициент деления K Д = Um2 / U m1 и фазовый сдвиг между сигналами φ=180°· l φ/ l t=360°· t φ/ T, и занести их в Таблицу 1. Построить на одном графике АЧХ ДН (зависимость K Дот частоты), а на другом – ФЧХ ДН (зависимость φ от частоты). По оси частот график должен иметь логарифмический масштаб. 2. Наблюдение формы кривой и измерение параметров напряжения на клеммах 2-3 выпрямителя. Исследование проводится в следующем порядке: 1) Собрать схему, как показано на рис.4. 2) Установить переключатель «Mode» панели «Vertical» в положение «Ch1» (одноканальный режим с использованием канала Y1). 3) Подать напряжение с клемм на 2-3 выпрямителя на вход Y1 ЭЛО, установить K B=5 B/дел, K P = 5 мс/дел, и добиться неподвижного изображения исследуемого сигнала на экране (рис.). 4) Зарисовать осциллограммы исследуемого сигнала при открытом (переключатель канала Y1 в положении “ DC ”) и закрытом (переключатель канала Y1 в положении “ AC ”) входе для определения постоянной составляющей напряжения U0. 5) Измерить по осциллограммам линейные размеры hпик (дел), lT (дел), h0 (дел), характеризующие соответственно амплитуду, длительность периода и постоянную составляющую сигнала. Рассчитать и записать пиковое значение напряжение U пик= h пик· K В, значение его постоянной составляющей U 0= h 0· K в, период T = lt · K Р и частоту f =1/ T.
3. Проверка градуировки генератора по частоте. Проверка выполняется методом сравнения частоты fX проверяемого генератора ГНЧ с образцовой частотой f0 =50 Гц (сеть переменного тока) с помощью ЭЛО при двух видах развертки: синусоидальной (по фигурам Лиссажу) и круговой. 3.1. Получение фигур Лиссажу: 1) Собрать схему, как показано на рис.5. На вход Y1(X) синусоидальный сигнал с частотой f 0 с вторичной обмотки сетевого трансформатора, а на вход Y2 – сигнал от ГНЧ напряжением U г=1 В.
2) Отключить генератор развертки, переключив ручку коэффициента развертки «Time/Div» в положение «X-Y», установить в каждом канале K B = 1 B/дел. В данном режиме по горизонтали луч ЭЛО управляется сигналом с транформатора, а по вертикали – сигналом с генератора. Регулируя напряжение на выходе ГНЧ, установить вертикальный размер изображения 4дел. 3) установить на шкале ГНЧ поочередно значение частоты fX = 25; 50; 100; 150 Гц, плавной регулировкой fX добиться каждый раз неподвижного изображения фигуры Лиссажу и зарисовать осциллограммы. 4) определить число пересечений фигуры Лиссажу с вертикальной линией – n в, число пересечений с горизонтальной линией – n г, причем обе указанные линии не должны переходить через узлы фигуры (рис.3), и занести результаты в Таблицу 2. Таблица 2
4) по результатам расчета определить действительное значение частоты генератора , оценить абсолютную Δ f = f x- f xд, а также относительную , (1) погрешности градуировки его шкалы и занести данные в Таблицу 2.
3.2. Получение круговой развертки на экране ЭЛО: Для получения круговой развертки следует подключить фазовращатель ФВ к входам Y1 и Y2 ЭЛО в соответствии со схемой (рис.7), установить K B = 1 B/дел и получить на экране фигуру в виде окружности. Измерение частоты производится следующим образом: 1) Подать на вход канала управления яркостью луча (вход Z, находится на задней стенке ЭЛО) сигнал от ГНЧ напряжением U г=10 В. В зависимости от полярности подаваемого на вход Z сигнала луч ЭЛО включается или выключается, таким образом, луч будет включаться/выключаться с частотой подаваемого сигнала. 2) Установить на шкале ГНЧ последовательно значение частоты fx =200; 250; 300; 400 Гц и, плавно регулируя частоту, добиться появления на окружности яркостных отметок, а требуемую контрастность обеспечить изменением яркости луча ЭЛО и амплитуды сигнала на выходе ГНЧ. 3) Зарисовать осциллограммы, определить количество яркостных меток на окружности n м и рассчитать для каждого значения f x, установленного на шкале ГНЧ, действительное значение его частоты f ХД = n м· f0, где f0 =50 Гц. 4) Оценить абсолютную и относительную погрешность градуировки шкалы ГНЧ по формуле (1) и занести данные в Таблицу 3. Таблица 3
Контрольные вопросы 1. Поясните принцип действия ЭЛО по его функциональной схеме. 2. Расскажите о методике калибровки ЭЛО по каждому каналу. 3. Объясните назначение основных органов управления ЭЛО. 4. Как с помощью ЭЛО измерить амплитуду напряжения? Какие факторы определяют погрешность измерения? 5. Поясните принцип получения осциллограммы. 6. Перечислите способы измерения частоты с помощью ЭЛО. 7. Как получают фигуры Лиссажу на экране ЭЛО? 8. Поясните причину появления яркостных меток на круговой развертке при изменении частоты. Литература [1, с.114-133; 2,с.221-233; 3, с.120-153; 6, с.244-269]
Дата добавления: 2015-04-30; Просмотров: 1260; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |