Laboratorium z Metrologii i Metod Pomiarowych

Temat ćwiczenia:

3) „Zastosowanie oscyloskopu katodowego”

Data ćwiczenia:

.

Grupa

WIMiR AiR

1. Radosław
2. Dariusz
3. Daniel

Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z podstawowymi własnościami oraz obsługą oscyloskopu katodowego, ocena

możliwości zastosowania oscyloskopu w miernictwie.

2. Schemat budowy oscyloskopu:

Wskutek podgrzewania, katoda emituje elektrony. Następnie skupia je wstępnie siatka sterująca a anoda

przyspiesza ich ruch. Zadaniem elektrody ogniskowej jest skupienie elektronów w wiązkę. Z kolei płytki odchylania
poziomego i pionowego zmieniają kierunek przemieszczania się elektronów dzięki przyłożonemu do nich napięciu.
Elektrony docierają w końcu do pokrytego luminoforem dna ekranu, wywołującego efekt świecenia.

W celu wychylenia wiązki w kierunku poziomym przykłada się do płytek pionowych napięcie piłokształtne z

generatora podstawy czasu. Początkowo plamka znajduje się w po lewej stronie. Zwiększanie napięcia powoduje
przemieszczanie się plamki w prawo, po osiągnięciu skrajnego położenia następuje szybki powrót do położenia
początkowego (nagły spadek napięcia). Częstotliwość generatora podstawy czasu większa od 20 Hz wywołuje
wrażenie obserwowania linii ciągłej (ograniczona rejestracja błysków przez oko). Badane napięcie natomiast jest
podawane na płytki odchylania poziomego.

3. Wyniki pomiarów i obliczenia:

a) pomiary wykonane dla różnych sygnałów wejściowych:

- sygnał trójkątny:

częstotliwość zadana: 11kHz

częstotliwość odczytana: 11,11kHz

okres: 90 µs

- sygnał sinusoidalny:

częstotliwość zadana: 11kHz

częstotliwość odczytana: 11,11kHz

okres: 90 µs

b) przeanalizowaliśmy operacje matematyczne realizowane przez oscyloskop:

Przy pomocy oscyloskopu cyfrowego możemy wykonać na sygnałach takie operacje matematyczne jak

dodawanie, odejmowanie, mnożenie i szybka transformacja Fouriera (FFT). Szybkie przekształcenie Fouriera
przekształca sygnał zachowany w dziedzinie czasu na jego składowe częstotliwościowe. Widmo FFT używane jest
najczęściej przy analizie drgań i szumów oraz przy pomiarze zniekształceń i zawartości harmonicznych.

- odejmowanie:

dwa równe sygnały prostokątne odjęte od

siebie na wykresie dają zero.

- szybka transformacja Fouriera:

Wynik wykorzystania funkcji FFT dla danego

sygnału sinusoidalnego

c) sprawdzenie cechowania wzmacniaczy w torach X i Y:

Wykonaliśmy sprawdzenie cechowania wzmacniaczy w sposób opisany w instrukcji do ćwiczenia, okazały się

poprawnie wycechowane.

d)

wyznaczanie

przesunięcia fazowego metodą figur

Lissajous:

Rozpoczynamy od podpięcia rozpatrywanych

sygnałów na wejścia x i y oscyloskopu. Wartość

przesunięcia

fazowego obliczamy z zależności:

b

a

arcsin





,

gdzie a = 11,8; b = 14,5

φ = 54,47°

3. Podsumowanie:

Przeprowadzone doświadczenia pokazały możliwości zastosowania oscyloskopu. Podczas zajęć

zapoznaliśmy się głównie z budową i działaniem oscyloskopu cyfrowego, ale mieliśmy tez okazję zobaczyć
oscyloskop katodowy. Sprawdzaliśmy wyniki operacji matematycznych dostępnych w menu oscyloskopu
(takich jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie i szybka transformacja Fouriera (FFT)), zapoznaliśmy się z
sekcją trigger, a także z innymi, podstawowymi funkcjami tego urządzenia. Sprawdziliśmy również
prawidłowość cechowania wzmacniaczy i zmierzyliśmy przesunięcie fazowe.