PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI
Laboratorium Techniki Pomiarów   Ćwiczenie nr 1 Temat: Pomiar podstawowych parametrów oscyloskopu.
Rok akademicki:  2005/2006 Studia dzienne   Nr grupy:1b	Wykonał: Łukasz Baumgart	Data
				Wykonania ćwiczenia	Oddania sprawozdania
				Ocena:
Uwagi:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z obsługą oscyloskopu, a także pomiar podstawowych parametrów przebiegów badanych : przebiegu prostokątnego i przebiegu sinusoidalnego.

2. Wiadomości teoretyczne:

Oscyloskop jest urządzeniem, pozwalającym oglądać i dokonywać pomiarów przebiegów sygnałów elektrycznych; zarówno stałych jak i zmiennych. Podstawowym podzespołem oscyloskopu jest lampa oscyloskopowa, wewnątrz której znajduje się układ elektrod z żarzoną katodą, emitujący i skupiający elektrony w wiązce. Elektrony uderzają w ekran lampy pokryty materiałem luminescencyjnym, co powoduje jego świecenie w punkcie uderzenia i powstanie punktu świetlnego, odbite elektrony są wyłapywane na skutek silnego pola magnetycznego. Między zespołem elektrod i ekranem lampy znajdują się dwie pary wzajemnie prostopadłych płytek odchylających X Y, które uczestniczą w powstaniu obrazu przebiegu badanego sygnału.

Oscyloskop, użyty przez nas w trakcie pomiarów miał jeden strumień z dwoma kanałami, więc możliwe jest oglądanie na nim dwóch przebiegów. Obydwa kanały są identyczne. Każdy z nich jest wyposażony w dzielnik napięcia umożliwiający nastawienie wymaganej czułości (20 V/cm - 5mV/cm). Na płycie czołowej najważniejszym elementem jest ekran lampy oscyloskopowej, oprócz niego znajduje się tam także przycisk GND zwierający sygnał wejściowy do masy. Dzięki pokrętłom możemy zmieniać nasycenie, jaskrawość, kontrast przebiegu znajdującego się na ekranie oscyloskopu, jak również przesuwać przebieg w górę i w dół. Ważnym regulatorem jest również regulator generatora podstawy czasu. Na płycie czołowej znajdowało się również wejście wyzwalania zewnętrznego

Schemat blokowy oscyloskopu:

3. Przebieg pomiarów:

1. pomiary dla przebiegu prostokątnego

K_Y= 2 V/cm, K_X= 100 ns/cm

Y = 4,3 cm, X = 6,2 cm, +Y₁ = 0,3 cm, -Y₁ = 0,3 cm.

1. Pomiar 1 - wyznaczanie okresu i częstotliwości:

2. Pomiar 2 - pomiar amplitudy (wartości ustalonej):

3. Pomiar 3 - Wartość oscylacji:

4. Pomiar 4 - Czasy: narastania, trwania, opadania:

• Czas narastania:

Jest to czas mierzony od 10 % do 90 % wartości ustalonej przebiegu:

Dla tych wartości ustalonego napięcia współczynnik X₁ (mierzony w cm) potrzebny do obliczenia czasu narastania jest równy 0,8 cm, stąd:

• Czas opadania

Pomiar jest bardzo podobny do pomiaru czasu narastania:

Wartość współczynnika X₂ = 0,8 cm:

• Czas trwania:

Wartość współczynnika X₃ = 3,35 cm:

2. Pomiary dla przebiegu sinusoidalnego

K_Y= 2 V/cm, K_X= 200 ns/cm

Y = 3,6 cm, X = 3,2 cm, Y_ST = 2,8 cm.

1. Pomiar 1 - wyznaczanie okresu i częstotliwości:

2. Pomiar 2 - pomiar amplitudy:

3. Pomiar 3 - Wartość składowej stałej:

4. Pomiar 4 - Badanie wpływu częstotliwości na amplitudę sygnały mierzonego dla wejść AC i DC:

K_Y= 1 V/cm

f	AC	DC
		UPP	UPP
[ Hz ]	[ V ]	[ V ]
10	5,8	6
100	6	6
1000	6	6
10000	6,1	6
100000	6,2	6,2
1000000	6,3	6,3

5. Pomiar 5 - Badanie wpływu częstotliwości na przesunięcie fazowe:

K_Y= 1 V/cm, K_X= 1 V/cm

• dla częstotliwości 10Hz AC

a= 0,8 cm, b= 4 cm

• Dla częstotliwości 10Hz DC

Dla takiego przypadku:

• dla częstotliwości 100 kHz (AC i DC)

a= 0,2 cm, b= 4 cm

• Dla częstotliwości 1 MHz (AC i DC)

a= 1,7 cm, b= 4,2 cm

4) Wnioski:

Ćwiczenie to polegało na zapoznaniu się z różnymi metodami pomiaru napięć przemiennego przy użyciu oscyloskopu, odczytaniu parametrów zadanych przebiegów, zbadaniu wpływu częstotliwości sygnału mierzonego na amplitudę oraz na przesunięcie fazowe.

W trakcie dokonywania pomiarów wyznaczyliśmy takie parametry jak:

• - amplituda (dla sygnału sinusoidalnego)

• - wartość ustalona (dla przebiegu prostokątnego)

• - okres

• - częstotliwość

• - czasy narastanie, trwania i opadania (dla przebiegu prostokątnego)

• - wartość oscylacji (przebieg prostokątny)

• - wartość składowej stałej (dla przebiegu sinusoidalnego).

Jeśli chodzi o pomiar amplitudy to jej wartość zmienia się minimalnie, jednak należy zauważyć iż amplituda wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości.

Natomiast jeśli chodzi o przesunięcie fazowego to na jego zmianę ma istotny wpływ zmiana częstotliwości, jednak zmiana przesunięcia fazowego następuje w sposób nieregularny. W różnych zakresach częstotliwości występują różne zmiany:

• - od 10Hz do 100KHz na kanale AC przesunięcie fazowe ulega zmniejszeniu

• - od 100KHz do 1MHz zarówno na kanale AC jak i DC przesunięcie fazowe ulega zwiększeniu.

b

a

b

a

b

a

---