1 XII 2006	Metrologia 2 - Laboratorium
Gr. 10 B	Ćwiczenie nr 3: Zastosowanie oscyloskopu katodowego	Syrek Paweł Wołoszyn Jerzy Nikodemowicz Paweł Pasionek Waldemar Rataj Maciej

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych własności oscyloskopu katodowego

jako rejestratora szybkozmiennych sygnałów napięciowych, nabycie umiejętności doboru

i posługiwania się nim oraz ocena możliwości zastosowania oscyloskopu w miernictwie do

konkretnych pomiarów.

2. Opis oscyloskopu.

Oscyloskop jest uniwersalnym przyrządem pomiarowym stosowanym do obserwacji odkształconych przebiegów elektrycznych i pomiaru ich parametrów.

W oscyloskopie działko elektronowe wytwarza wiązkę przechodzącą przez siatkę sterującą, anodę przyspieszającą ich ruch, elektrodę ogniskową a następnie przez dwie pary elektrod wzajemnie prostopadłych do siebie, które pod wpływem przyłożonego napięcia mogą odchylać wiązkę w pionie i poziomie, następnie wiązka pada na ekran pokryty luminoforem i powoduje zapalenie się plamki.

Pary elektrod to tak zwane płytki odchylania poziomego - HORIZONTAL i pionowego - VERTICAL. Do płytek odchylania poziomego dołączony jest sygnał z generatora podstawy czasu - TRIGGER, natomiast do płytek odchylania pionowego Y dołączone jest napięcie z toru pomiarowego. Oscyloskop może posiadać kilka torów pomiarowych, dlatego też istniej możliwość wyboru toru pierwszego, drugiego lub dwóch jednocześnie, co powoduje jednoczesne wyświetlenie obu przebiegów, a także poprzez ustawienie na - ADD - sumę kanałów o raz podłączając kanał pierwszy do drugiego wyświetlić zależność X-Y.

Do układu przełącznika wyboru toru pomiarowego dołączony jest układ regulacji sygnału podawanego na wejście pomiarowe. Układ ten umożliwia dopasowanie napięcia do wysokości ekranu tak by był wyraźnie widoczny i zajmował jak największą powierzchnię na ekranie jednocześnie nie wychodząc w pionie poza ekran. Przed układem regulacji znajduje się przełącznik AC/GND/DC. Przełącznik ustawiony w pozycji AC obcina składową stałą, co pomaga nam obserwować przebiegi o dominującym udziale składowej stałej, natomiast w pozycji GND wejście toru pomiarowego jest zwarte do masy oscyloskopu natomiast sygnał z wejścia pomiarowego zostaje odłączony. Za pomocą pokrętła pozycjonowania w pionie - VERTICIAL POSITION - możemy ustawić poziome położenie obrazu na oscyloskopie. W skład układu regulacji sygnału wchodzi też pokrętło rozciągania pionowego, które może być określane jako czułość - VOLTS/DIV - skala znajdująca się na tym przełączniku określa ile woltów napięcia przypada na poszczególną działkę osi pionowej ekranu oscyloskopu. W przypadku oscyloskopu stosowanego na laboratoriach skala odpowiadająca za podziałkę dla pierwszego toru pomiarowego stanowiła także podziałkę dla drugiego toru niezależnie od tego czy oscyloskop pobierał sygnał z pierwszego toru z drugiego czy z obydwóch jednocześnie. Bezpośrednio na pokrętle VOLTS/DIV znajdowało się mniejsze pokrętło potencjometru pozwalającej płynnie zmieniać wartość napięcia odpowiadającego pojedynczej działce pionowej ekranu, gdy pokrętło znajdowało się w pozycji zerowej wtedy pojedyncza działka maiła wartość napięcia równą wartości ustawionej na przełączniku VOLTS/DIV w innym wypadku nie wiadomo, jaka jest wartość napięcia dla pojedynczej działki.

Do płytek odchylania poziomego podłączony jest natomiast generator podstawy czasu. Generator podstawy czasu wytwarza napięcie piłokształtne, które zapewnia równo mierne przesuwanie się plamki z lewej strony ekranu na prawą stronę oraz bardzo szybki powrót plamki do początku. Do nastawiana wartości częstotliwości generatora podstawy czasu służy pokrętło opisane jako TIME/DIV. Skala opisująca ten przełącznik określa ile czasu (sekund) potrzeba, aby plamka przemieściła się na odległość odpowiadająco pojedynczej działce na ekranie oscyloskopu w poziomie. Tak jak w przypadku pokrętła VOLTS/DIV tak i tu na pokrętle znajduje się mniejsze pokrętło potencjometru służące do (może bić opisane jako CAL/VAL) płynnej zmiany wartości czasu przypadającego na jedną działkę ekranu. Gdy pokrętło znajduje się w położeniu zerowym wtedy pojedyncza działka jest równa wartości wskazywanej przez pokrętło TIME/DIV w innym wypadku wartość czasu dla pojedynczej działki może być różna. Do pozycjonowania obrazu w poziomie służy pokrętło HORIZONTAL POSITION. By ruch plamki rozpoczął się musi wystąpić na wejściu generatora czasu impuls wyzwalający, do ustawienia rodzaju impulsu służy przełącznik AUTO/NORM. Ustawienie AUTO powoduje, że impulsy wyzwalające generowane są przez układy automatycznej pracy oscyloskopu natomiast NORM sprawia, że impuls jest generowany przez układ wyzwalania generatora rozciągu. Przy wybraniu opcji NORM możemy zdecydować z skąd ma pochodzić sygnał wyzwalający - ze źródła wewnętrznego, zewnętrznego poprzez odpowiednie wejście zewnętrzne lub też tzw. LINE, czyli wyzwalanie będzie pochodzić od własności sygnału sieci zasilającej.

3. Podstawowe parametry cechujące oscyloskop.

• czułość kanału Y
  
  

- czułość lampy oscyloskopowej w kierunku pionowym

-wzmocnienie wzmacniacza

• maksymalna amplituda badanego przebiegu

• zakres częstotliwości generatora podstawy czasu

• pasmo przenoszenia kanału Y

• impedancja obwodu wejściowego (
  
  )

• klasa dokładności oscyloskopu (błąd pomiaru oscyloskopem amplitudy i częstotliwości jest rzędu 2 do 3 %)

4. Obserwacja przebiegów napięcia wykonanych na zajęciach laboratoryjnych.

---