Numer grupy 12 b		Imię i nazwisko Mazur Wojciech Mazgaj Krzysztof Woźniak Sebastian	Data 1.12.2003
						Ocena
Numer ćwiczenia 3		Temat ćwiczenia Zastosowanie oscyloskopu katodowego.

1. Wiadomości ogólne.

Oscyloskop katodowy jest przyrządem powszechnie stosowanym do obserwacji i rejestrowania szybkozmiennych sygnałów elektrycznych oraz pomiarów ich parametrów.

Zasadniczym elementem oscyloskopu jest próżniowa lampa oscyloskopowa, która zawiera zespół elektrod służących do wytwarzania i sterowania wiązki elektronów. Odpowiednio przyśpieszone elektrony wpadając na pokryte luminoforem dno bańki szklanej (ekran oscyloskopu), wywołują efekt świecenia.

Podstawowymi członami oscyloskopu katodowego są:

• obwód wejściowy;

• wzmacniacz Y - napięcia podawanego na płytki odchylania pionowego;

• wzmacniacz X - napięcia podawanego na płytki odchylania poziomego;

• generator podstawy czasu;

• układ synchronizacji.

Ponadto oscyloskopy są wyposażone również w obwody pomocnicze, umożliwiające regulację jasności i ostrości obrazu.

2. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było poznanie podstawowych własności oscyloskopu katodowego jako rejestratora wielkości szybkozmiennych, nabycie umiejętności doboru przyrządu oraz badanie możliwości zastosowania go w miernictwie do konkretnych pomiarów.

3. Wykaz przyrządów.

Lp.	Nazwa	Typ
1	Oscyloskop	OS - 3040 - 40 MHz
2	Generator	ZOPAN PZL - 1
3	Dzielnik - mnożnik częstotliwości	PDM - 2

4. Przebieg ćwiczenia.

1. określenie wpływu częstotliwości generatora podstawy czasu na jasność świecenia plamki świetlnej.

Zjawisko to polega na tym, że przy mniejszej częstotliwości generatora podstawy czasu (GPC) strumień rozpędzonych elektronów dłużej bombarduje jedno miejsce na luminoforze pobudzając go do intensywniejszego świecenia niż w przypadku, kiedy duża częstotliwość GPC powoduje szybki ruch wiązki elektronów, które w krótkim czasie nie zdążą dostatecznie mocno pobudzić luminoforu do świecenia (związane jest to z pewną bezwładnością luminoforu).

2. określenie najmniejszej częstotliwości, przy której obraz plamki na ekranie przedstawia odcinek linii ciągłej.

Częstotliwość plamki świetlnej wynosząca 50 Hz powoduje u obserwatora wrażenie, wywołane bezwładnością wzroku ludzkiego, istnienia na ekranie linii ciągłej.

Położenie GPC	2 [s/cm]	1 [s/cm]	0,1 [s/cm]	0,2 [ms/cm]	0,1 [ms/cm]
f [hz]	0,05	0,1	1	500	1000
T [s]	20	10	1	0,002	0,001

3. 
   
   pomiar parametrów zadanego przebiegu prostokątnego.

4. Pomiar parametrów zadanego przebiegu sinusoidalnego.

5. wyznaczenie charakterystyki amplitudowo - częstotliwościowej U=f(f).

f	[Hz]	0,1	0,3	0,7	1	3	7	10	30	70	100	300
U	[dz]	0	0,4	1	1,2	2,4	3,6	3,7	3,9	3,95	4	4

f	[kHz]	0,7	1	3	7	10	30	70	100	300	700	1000
U	[dz]	4	4	4	4	4	4	4	4	3,95	3,7	3,5

6. 
   
   
   
   
   porównanie częstotliwości dwóch przebiegów na podstawie krzywych Lissajous

5. Wnioski.

Oscyloskop jest przyrządem pomiarowym umożliwiającym nam rejestrowanie i obserwację przebiegów szybkozmiennych, umożliwiając przy tym jednoczesne dokonanie pomiarów podstawowych parametrów badanych przebiegów, takich jak np. okres, napięcie, częstotliwość. Częstotliwość możemy określić na podstawie tzw. krzywych Lissajous. Szukaną częstotliwość określamy na podstawie figury jaka zostanie utworzona po nałożeniu sygnału o częstotliwości wzorcowej (znamy jej wartość) z sygnałem o nieznanej częstotliwości. Można również porównać wzajemne przesunięcie fazowe dwóch przebiegów.

Z charakterystyki U=f(f) widać, że przy wzroście częstotliwości obserwujemy stopniowe narastanie charakterystyki co oznacza, że mamy do czynienia pewnym pasmem przenoszenia oscyloskopu, w którym wszelkie pomiary różnych wielkości będą obarczone najmniejszym błędem. To pasmo przenoszenia możemy wyznaczyć z wykresu charakterystyki U=f(f). Maksymalna amplituda to 4 dz, więc dolna i górna częstotliwość pasma przenoszenia, to częstotliwość, gdzie wartość amplitudy w stosunku do maksymalnej, spada o wartość
. Tak więc dolna częstotliwość pasma przenoszenia dla naszego oscyloskopu wynosi ok. 3,5 Hz. Tak więc wszelkie pomiary sygnału o częstotliwości np. 2 Hz nie będą poprawne i będą obarczone dużym błędem. Natomiast górnej wartości częstotliwości nie możemy wyznaczyć ze względu na zbyt małą liczbę punktów pomiarowych (amplituda przy dużych częstotliwościach nie spada powyżej wartości
.

Amplituda [dz]

1000000

100000

10000

1000

100

10

1

0,1

4,5

4

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

Charakterystyka U=f(f)

Częstotliwość [Hz]

f_w - częstotliwość wzorcowa;

f_x- częstotliwość szukana;

---