Wyznaczanie częstości generatora na podstawie obserwacji dudnień i krzywych Lissajous

Przyrządy:

1. Generator G1 o nieznanej częstotliwości.

2. Generator wzorcowy G2.

3. Oscyloskop z możliwością zatrzymania obrazu.

Przebieg czynności:

I. Pomiar bezpośredni

1. Sprawdzić czy generator o nieznanej częstotliwości G1 jest podłączony do wejścia 1, a generator wzorcowy G2 do wejścia 2 oscyloskopu.

2. Włączyć oscyloskop i generator G1. Odczekać do momentu, aż oscylo­skop zakończy proces samotestowania. Na oscyloskopie powinny być podświetlone pola: „A”, „RFR”, „TR”, CHI” i „AC” (w przypadku in­nych ustawień powiadomić prowadzącego zajęcia).

3. Potencjometrem 9 przesunąć sygnał tak, aby znajdował się na środku ekranu. Następnie, potencjometrem znajdującym się na generatorze G1, ustawić amplitudę sygnału napięciowego tak, aby na ekranie oscylo­skopu jego wysokość wynosiła 4 cm.

4. Dobierając przełącznikiem 6 odpowiednią wartość podstawy czasu
   (jej aktualna wartość wyświetlana jest w lewym górnym rogu ekranu 10), zmierzyć w centymetrach odległość
   pomiędzy maksimami sy­gnału pochodzącego z generatora G1. Wyliczyć okres tego sygnału

	,

jego częstotliwość

i częstość

	.

II. Pomiar metodą obserwacji krzywych Lissajous

5. Włączyć generator G2. Wcisnąć przycisk 5. Potencjometrem 8 przesu­nąć sygnał tak, aby znajdował się na środku ekranu. Następnie, poten­cjometrem „OUTPUT LEVEL” znajdującym się na generatorze G2, ustawić amplitudę sygnału napięciowego tak, aby na ekranie oscylo­skopu jego wysokość wynosiła 4 cm. Ustawić częstotliwość generatora G2 na wartość
   obliczoną w punkcie 4.

6. Wcisnąć przycisk 4 i przytrzymać go wciśniętym przez około 2 s  na ekranie pojawi się elipsa. Przełącznikiem 6 ustawić szybkość próbko­wania na 100 kS/s (jej aktualna wartość wyświetlana jest w lewym gór­nym rogu ekranu 10).

7. Wyregulować częstotliwość generatora G2 tak, aby krzywa Lissajous na ekranie była możliwie nierozmyta i stabilna. Zapisać ustawioną na gene­ratorze G2 częstotliwość f₂.

8. Zatrzymać krzywą Lissajous na krótko wciskając przycisk 7. Przeryso­wać na papierze milimetrowym obraz z ekranu oscyloskopu. Ponownie wcisnąć przycisk 7.

9. Powtarzając czynności wykonane w poprzednim punkcie, przerysować krzywe Lissajous dla 3 innych wartości przesunięcia fazowego.

10. Powtórzyć czynności wykonane w punktach 7-9 dla 3 częstotliwości wyższych i 3 niż­szych od częstotliwości
    . Po zakończeniu pomiarów na ekranie po­winna znajdować się niezatrzymana krzywa Lissajous.

11. Na podstawie dokonanych pomiarów wyznaczyć dla każdej częstotliwo­ści
    liczby przecięć krzywej Lissajous z osiami
    i
    . Wyliczyć czę­stotli­wość

oraz częstość

	.

12. Obliczyć wartość średnią
    częstości generatora.

III. Pomiar metodą obserwacji dudnień

13. Ustawić częstotliwość generatora G2 na częstotliwość o około 50 Hz mniejszą od częstotliwości
    .

14. Wcisnąć przycisk 4. Sprawdzić, czy amplitudy obu sygnałów są jedna­kowe i wynoszą 4 cm.

15. Wcisnąć jednocześnie przyciski 4 i 5. Ustawić podstawę czasu 6 na
    . Na ekranie pojawią się dudnienia.

16. Zatrzymać obraz dudnień przyciskiem 7. Zapisać częstotliwość sygnału z generatora G2. Zmierzyć z dokładnością do 0,05 cm długość okresu sygnału wypadkowego
    oraz długość okresu dudnień
    . Ponownie wcisnąć przycisk 7.

17. Wykonać czynności opisane w poprzednim punkcie dla dwóch innych czę­stotliwo­ści generatora wzorcowego poniżej i trzech powyżej często­tliwości
    .

18. Przerysować obraz dudnień dla jednej wybranej częstotliwości
    _.

19. Po za­kończeniu pomiarów zwolnić obraz dudnień przyciskiem 7.

20. Wcisnąć przycisk 3, tak aby na ekranie oscyloskopu znajdował się jedy­nie sygnał z generatora G1 (pole „CHI” nad przełącznikiem 4 jest pod­świetlone).

21. Wyłączyć oscyloskop i oba generatory.

22. Na podstawie każdego z dokonanych pomiarów wyznaczyć:

liczbę drgań fali wypadkowej przypadających na jeden okres dudnień


	,

czę­stotliwość generatora G1

	gdy

lub

	gdy ,

oraz jego częstość

	.

23. Obliczyć wartość średnią
    częstości generatora.

24. Porównać wartości częstotliwości
    otrzymane trzema metodami.

25. Sformułować wnioski.




5

6

3

4

2

1

8

7

9

10

---