ImiÄ™ i nazwisko (e mail):
Rok:
Wydział:
Grupa:
EAIiE
Zespół:
Data wykonania: LABORATORIUM METROLOGII
Ćw. 8: POMIARY Z WYKORZYSTANIE OSCYLOSKOPU
Ocena: Podpis prowadzÄ…cego: Uwagi:
Wstęp
Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych metod wykonywania pomiarów parametrów
sygnałów zmiennych w czasie.
Każdy punkt sprawozdania należy wykonać starannie. Szczególną uwagę należy zwrócić na
opracowanie wniosków, które powinny być sformułowane na podstawie zdobytej wiedzy wstępnej
oraz przeprowadzonych pomiarów. Wnioskiem nie jest opis wykonanych na zajęciach pomiarów, jak
również jednosylabowa odpowiedz  tak lub  nie na stawiane pytania. Odpowiedz
należy krótko
uzasadnić.
Podstawą wykonania sprawozdania jest instrukcja do ćwiczenia, którą można pobrać ze strony
Katedry Metrologii AGH: http://www.kmet.agh.edu.pl  > Dydaktyka  > Materiały dla studentów.
Program ćwiczenia:
1. Przygotowanie oscyloskopu do pomiaru  skompensowanie sondy pomiarowej,
2. Pomiar podstawowych parametrów sygnałów o różnych kształtach: pomiar metodą
bezpośrednią, przy użyciu kursorów oraz automatyczną
3. Wyznaczenie punktów charakterystyki amplitudowo częstotliwościowej czwórników
4. Pomiar przesunięcia fazowego czwórników za pomocą oscyloskopu: metodą bezpośrednią
oraz metodÄ… automatycznÄ…
5. Pomiar parametrów sygnału prostokątnego z przeregulowaniem
1. Przygotowanie oscyloskopu do pomiaru  skompensowanie sondy
pomiarowej
Należy skompensować dwie dostępne na stanowisku sondy, postępując zgodnie z punktami 1) 5)
instrukcji. Regulację pojemności należy wykonywać ostrożnie, bez używania siły.
Czy zmiana współczynnika tłumienia ma wpływ na kompensację sondy?
Czy użycie metalowego śrubokręta do regulacji parametrów sondy wpływa lub może wpływać na
przebieg kalibracji?
Czy skompensowana sonda może być używana zamiennie w obydwu kanałach oscyloskopu?
Czy skompensowana sonda może być bezpośrednio użyta w innym modelu oscyloskopu bez
ponownej kompensacji?
2. Pomiar podstawowych parametrów sygnałów o różnych kształtach
ad. A. Pomiar częstotliwości metodą bezpośrednią.
Należy zmierzyć częstotliwość sygnałów metodą bezpośrednią, zgodnie z opisem punktu 1) instrukcji.
Wyniki pomiarów częstotliwości sygnałów sinusoidalnych należy zanotować w tabeli:
Tabela 1 Pomiary częstotliwość sygnałów metodą bezpośrednią
Długość Podstawa czasu
Okres Częstotliwość
Sygnał
lx [dz] Ctx [s/dz]
T [s] f [Hz]
f1
f2
f3
f4
Od czego zależy dokładność pomiaru metodą bezpośrednią?
W jaki sposób można ograniczyć niepewność pomiarów wykonywanych metodą bezpośrednią?
ad. B. Pomiary częstotliwości z zastosowaniem kursorów.
Należy przepisać wyniki pomiarów częstotliwości uzyskane metodą bezpośrednią (z poprzedniego
punktu) do tabeli 2. Następnie, należy użyć kursorów oscyloskopu, zgodnie z opisem punktu 2)
instrukcji. Otrzymane wyniki pomiarów należy zapisać w tabeli 2.
Tabela 2 Pomiary częstotliwości z wykorzystaniem kursorów
Częstotliwość f [Hz] Częstotliwość f [Hz]
Sygnał Amplituda [V]
(metoda bezpośrednia) (kursory)
f1
f2
f3
f4
W jaki sposób można wyjaśnić rozbieżności w otrzymanych wynikach pomiaru częstotliwości?
ad. C. Pomiary automatyczne.
Jaki wpływ na rejestrowany sygnał ma rodzaj sprzężenia?
Który typ sprzężenia (AC czy DC) należy wybrać, by możliwa była analiza kształtu składowej zmiennej
sygnału gdy występuje w nim również składowa stała?
Wyniki pomiarów sygnału zmiennego przy różnych sprzężeniach, należy zanotować w tabeli 3.
Tabela 3 Wyniki pomiarów wykonanych w trybie automatycznym
Sprzężenie wejścia
Mierzona wielkość Oznaczenie
DC AC
wartość maksymalna Vmax
wartość minimalna Vmin
wartość międzyszczytowa Vpp
górna wartość ustalona przebiegu Vtop
dolna wartość ustalona przebiegu Vbase
różnica między Vtop i Vbase Vamp
wartość średnia Vavg
wartość skuteczna Vrms
okres Period
częstotliwość Freq
czas narastania zbocza Rise time
czas opadania zbocza Fall time
długość dodatniego impulsu +Width
długość ujemnego impulsu  Width
wypełnienie dodatniego impulsu +Duty
wypełnienie ujemnego impulsu  Duty
Czy rodzaj sprzężenia ma wpływ na mierzone parametry sygnału? Czy wszystkie parametry zostały
poprawnie zmierzone?
parametry amplitudowe sygnału
parametry czasowe sygnału
3. Wyznaczenie punktów charakterystyki amplitudowo
częstotliwościowej czwórników
Wyniki pomiarów charakterystyki amplitudowo częstotliwościowej badanego czwórnika liniowego
(pasywnego filtra dolnoprzepustowego II rzędu) należy zanotować w tabeli 4.
Wyznaczenie częstotliwości, dla której amplituda sygnału wyjściowego filtra spada o 3dB:
" amplituda sygnału wyjściowego w paśmie przenoszenia filtra (dla niskich częstotliwości)
wynosi: Uwy = & & .
" spadkowi Uwy o 3dB odpowiada wartość amplitudy U3dB= & & ..
" częstotliwość dla której zaobserwowano spadek amplitudy do wartości U3dB równa jest:
f3dB=& &
Tabela 4 Wyniki pomiarów charakterystyki amplitudowo częstotliwościowej
Amplituda sygnału
Nr Częstotliwość Tłumienie
wyjściowego filtra
pomiaru f [Hz] Ku [dB]
Uwy [V]
1
2
3
f3dB =
4
5
6
fg =
7
Wnioski:
4. Pomiar przesunięcia fazowego czwórników za pomocą oscyloskopu
metodą bezpośrednią oraz metodą automatyczną
Czy pasmo przenoszenia filtra oszacowane na podstawie zmian przesunięcia fazowego czwórnika
pokrywa się z pasmem oszacowanym podczas wyznaczania charakterystyki amplitudowo częstotli
wościowej?
Wyniki pomiarów charakterystyki fazowo częstotliwościowej badanego czwórnika liniowego
(pasywnego filtra dolnoprzepustowego II rzędu) należy zanotować w tabeli 5.
Tabela 5 Wyniki pomiarów charakterystyki fazowo częstotliwościowej
Nr Częstotliwość Okres Opóz
nienie Przesunięcie fazowe
pomiaru f [Hz] T [s] "T [s] Ć [°]
1
2
3
f3dB =
4
5
6
fg =
7
Wnioski:
5. Pomiar parametrów sygnału prostokątnego z przeregulowaniem
Zmierzone wartości parametrów amplitudowych sygnału należy wpisać na rysunku 1. Odpowiednie
poziomy napięć należy zastrzałkować, zaznaczając liniami poziomymi napięcia odniesienia (podobnie
jak to zostało przedstawione na rysunkach w instrukcji ćwiczenia). Należy również zaznaczyć poziom
sygnału odniesienia (GND).
Rysunek 1 Wartości parametrów amplitudowych sygnału.
Na rysunku 2 należy naszkicować przebieg badanego sygnału w taki sposób, aby możliwe było
zaznaczenie mierzonych wartości parametrów czasowych. Wartości parametrów należy zaznaczyć
graficznie (wrysować linie pomocnicze i zastrzałkować) oraz wpisać wyznaczone wartości liczbowe.
Rysunek 2 Wartości parametrów czasowych sygnału.
Czy wartości liczbowe uzyskane na podstawie pomiarów kursorami pokrywają się z pomiarami
wykonanymi w trybie automatycznym?