Wydział ISiE

Kierunek IS (wieczorowo)

Grupa 2

Sekcja 2:

Aleksandra Samela

Arkadiusz Kurek

Krzysztof Grabkowski

BADANIE PRZEBIEGÓW ZMIENNYCH ZA POMOCĄ OSCYLOSKOPU

1 Wstęp

Oscyloskop jest najbardziej uniwersalnym przyrządem pomiarowym i kontrolnym. Można wykonać różnorodne pomiary, np. napięcia, natężenia prądu, częstości, fazy itp. Można bezpośrednio obserwować zjawiska elektryczne w funkcji czasu, a także wiele innych zjawisk fizycznych i biologicznych za pomocą odpowiednich przetworników. Strumień elektronów wylatujący z działa elektronowego po przejściu przez szereg anod przechodzi przez dwie pary płytek odchylających i uderzając w luminofor ekranu wywołuje na ekranie plamkę świetlną. Poprzez zmianę napięcia na elektrodzie działa uzyskuje się zmianę ostrości plamki, natomiast jaskrawość plamki zależy od potencjału siatki sterującej. Zwykle do płytek odchylania poziomego przykłada się napięcie piłokształtne wytwarzane w generatorze podstawy czasu. Sygnał wejściowy podawany jest do płytek odchylania pionowego poprzez tłumik i wzmacniacz.

Najważniejszymi parametrami oscyloskopu są:

• pasmo wzmacniacza - zakres częstości, przy których sygnał wzmacnia się min.

o 3 dB,

• czułość - wartość napięcia odpowiadająca wysokości impulsu na ekranie równej 1 cm,

• impedancja wejściowa.

Wewnątrz szklanej, wydłużonej bańki znajdują się: działo elektronowe, układ odchylający i ekran. W bańce wytwarza się stosunkowo wysoką próżnię. W tylnej, zwężonej części lampy znajduje się zespół elektrod zwany działem elektronowym. Pomiędzy działem elektronowym a ekranem umieszczony jest zespół dwóch par płytek odchylających. Taki układ umożliwia obserwację przebiegów w układzie współrzędnych prostokątnych. W lampach oscyloskopowych specjalnego przeznaczenia realizuje się inne układy odchylające, np. we współrzędnych biegunowych.

1. Pomiar kąta przesunięcia fazowego

Kat przesunięcia fazowego można wyznaczyć, jeśli znamy współrzędne przecięcia elipsy z osiami układu współrzędnych. Jeśli w równaniu wstawimy x = 0, to

gdzie
=
- amplituda drgań w płaszczyźnie OY, a
- rzędna dla x = 0.

Podobnie dla y = 0 otrzymamy:

2. Obserwacja krzywych Lissajous

Pomiar częstotliwości przy pomocy krzywych Lissajous. W celu porównania częstotliwości należy policzyć ile maksymalnie razy wykres figury Lissajous przecina oś OX (nx) i oś OY (ny). Przy znanej jednej z częstotliwości wejściowych można łatwo obliczyć drugą ze wzorów:

2. Obliczenia

2.1 Pomiar kąta przesunięcia fazowego

Nr Pomiaru

Kolejność

R[kΩ]

C[μF]

Półosie[mm]

Współrzędne[mm]

A

B

1

R1

15

30±1

30±1

0

30±1

12±1

30±1

R2

47

2

R1

47

30±1

30±1

0

30±1

26±1

30±1

R2

15

3

R1

1

30±1

30±1

0

28±1

7±1

28±1

R2

33

4

R1

33

30±1

30±1

0

28±1

28±1

28±1

R2

1

Za błąd przyjąłem niedokładność odczytu z linijki i niedokładność odrysowania elipsy z ekranu oscyloskopu.

2.2 Obserwacja krzywych Lissajous

f_y=100 ± 5 [Hz]

[Hz]

[Hz]

[Hz]

[Hz]

[Hz]

[Hz]

[Hz]

Za błąd przyjąłem 5%-procentową różnicę częstotliwości wejściowej.

-2-

---