PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W LESZNIE ELEKTROTECHNIKA Z INFORMATYKĄ TECHNICZNĄ
Laboratorium Metrologii
Temat: Badanie właściwości oscyloskopu
Data wykonania: 12.10.2010.r.

1. Wiadomości wstępne

Oscyloskop analogowy służy do pomiarów, obserwacji i analizy kształtów czasowych przebiegów okresowych lub nieokresowych napięcia i prądu, do pomiarów wartości częstotliwości, kąta fazowego lub wyznaczania charakterystyk elementów nieliniowych. Charakteryzuje się dużą rezystancją wejściową, dużą czułością napięciową i dużym zakresem częstotliwości badanych przebiegów. Główną zaletą oscyloskopu jest możliwość obserwacji oraz rejestracji charakteru i kształtu przebiegów uwidocznionych na ekranie lampy oscyloskopowej. Obrazy z ekranu można łatwo fotografować, dzięki czemu jest możliwa dokładna ich analiza, wymagająca często dłuższego czasu. Mierzony sygnał jest doprowadzany do wejścia Y (We Y), a poprzez wzmacniacz Wy do lampy oscyloskopowej LO. W pozycji T przełącznika, do lampy oscyloskopowej LO poprzez wzmacniacz Wx jest też doprowadzane piłokształtne napięcie tzw. podstawy czasu. Napięcie to (Ux), wytwarzane przez generator podstawy czasu (GPCZ) jest zsynchronizowane z przebiegiem badanym, włączonym do wejścia Y. W pozycji X przełącznika, do lampy oscyloskopowej LO, może być doprowadzony dowolny sygnał zewnętrzny włączony do wejścia X (We X).

2. Przebieg ćwiczenia

Na początku zapoznaliśmy się z pokrętłami oscyloskopu aby dalsze ćwiczenia mogły przebiec w miarę sprawnie. Pierwszym ćwiczeniem było badanie przełącznika AC/DC dla przebiegów sinusoidalnych oraz prostokątnych przy zmienianej częstotliwości.

Sposób badania	Obraz na ekranie dla we DC	Obraz na ekranie dla AC
Brak sygnału wejściowego ustawić linie podstawy czasu na środku ekranu w dalszych badaniach pozostawić środkowe położenie linii odniesienia można łatwo sprawdzić ustawiając odpowiedni przełącznik w położenie GDN
Sygnał wejściowy napięcie stałe np. : U= 5 [V].
Sygnał wejściowy : napięcie sinusoidalne .
Sygnał wejściowy zmiennoprądowy zw składową stałą

3. Badanie charakterystyki częstotliwościowej toru Y .

I. Wyniki pomiarów dla we DC :

F	YpplKHz	Ypp	G
Hz	Div	Div	-
1,5 Hz 4 Hz 7 Hz 10 Hz 20 Hz 1000 Hz 500000 Hz 744000 Hz 1 MHz	6 6 6 6 6 6 6 6 6	6 6 6 6 6 6 5,9 5,9 5,6	1 1 1 1 1 1 0,98 0,98 0,93

II. Wyniki pomiarów dla we AC :

F	YpplKHz	Ypp	G
Hz	Div	Div	-
1,5 Hz 4 Hz 7 Hz 10 Hz 20 Hz 1000 Hz 500000 Hz 744000 Hz 1 MHz	6 6 6 6 6 6 6 6 6	1,5 3,2 4,1 5,0 5,6 6 6 6 6	0,25 0,53 0,68 0,83 0,93 1 1 1 1

2. Wykres dla DC :

5. Wykres dla AC :

6. Badanie zniekształceń kształtu sygnału.

Sposób badania	DC	AC
a) Sygnał sinusoidalny amplituda 2-3 V w okienkach kształt dla częstotliwości f = 20 Hz
b) Sygnał prostokątny amplituda 2-3 V w okienkach kształt dla częstotliwości f = 20 Hz
c) Sygnał trójkątny amplituda 2-3 V w okienkach kształt dla częstotliwości f = 20 Hz

a) Rysowany przebieg ma kształt sinusoidalny gdy oscyloskop jest przełączony na DC przebieg widoczny na ekranie jest wyraźny gdy przełącznik przechodzi w położenie AC jest mniej dokładny sinusoida jest przerywana .

b) Rysowany przebieg ma kształt prostokątny gdy oscyloskop jest w pozycji DC jeśli przechodzi na pozycję AC zmienia swój kształt . Przy wzroście częstotliwości w położeniu DC nie zmienia się w położeniu AC zmienia się .

100. Rysowany przebieg ma kształt trójkątny gdy oscyloskop jest przełączony na DC przebieg widoczny na ekranie jest wyraźny gdy przełącznik przechodzi w położenie AC jest mniej dokładny trójkąt się zagina .

7. Przenikanie zakłóceń do obwodu pomiarowego .

Po odłączeniu kabla pomiarowego od źródła sygnału dotknęliśmy ręką przewód „gorący” oraz przewód „masy”. Na ekranie oscyloskopu ukazał się przebieg zakłócony sinusoidalny. Zaobserwowawszy jakie są zakłócenia na oscyloskopie i jak można zobaczyć jakie są zmiany .

Okres rysowanego przebiegu:

T =  K_c * X = 0, 005 * 4 = 0, 02 [s]

Częstotliwość:

$f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0,02} = 50\ \lbrack Hz\rbrack$

Amplituda U_m:

$U_{m} = K_{Y}*\frac{Y_{\text{PP}}}{2} = 2*\frac{2,4}{2} = 2,4\ \lbrack V\rbrack$

8. Wnioski i podsumowanie .

Celem naszego ćwiczenia było zapoznanie się z obsługą oscyloskopu oraz ukazanie wykorzystania oscyloskopu do pomiarów. Na początku naszego ćwiczenia zapoznaliśmy się z obsługą oscyloskopu. Po zapoznaniu się z obsługą oscyloskopu przystąpiliśmy do ćwiczenia właściwego,. Oscyloskop jako przyrząd pomiarowy nie nadaje się do precyzyjnych pomiarów sygnału, ponieważ jest zbyt mało dokładny dla dużych sygnałów, natomiast dla sygnałów słabych jest zbyt wrażliwy na zakłócenia. Jest to dobre urządzenie do obserwacji i rejestracji przebiegów, lecz jako miernik jest zbyt mało dokładny. Obraz przy badaniu DC jest prawidłowy a obraz przy badaniu AC jest fałszywy.