Grupa: E3Q3S1:
1. Mateusz Suwała
2. Tomasz Soluch
OSCYLOSKOPY ANALOGOWE
Charakterystyka ogólna badanego oscyloskopu.
Wykaz podstawowych parametrów oscyloskopu, sporządzony na podstawie obserwacji płyty czołowej przyrządu oraz wskazówek prowadzącego jest przedstawiony w tabeli, w załączonym protokole.
Przygotowanie oscyloskopu do pracy
Zadanie polegało na ustawieniu obrazu na środku ekranu w trybie automatycznej pracy generatora podstawy czasu. Następnie w trybie pracy normalnej znaleźć oscylogram.
Elementy regulacyjne użyte do wykonania zadania:
Regulacja położenia obrazu
VERTICAL POSITION– służy do przesuwanie obrazu w pionie
HORIZONTAL POSITION- służy do przesuwania obrazu w poziomie
Tryb wyzwalania (Trigger mode):
AUTO – automatyczny –impulsy wyzwalające są generowane przez układy automatycznej pracy oscyloskopu;
NORM – normalny –impulsy wyzwalające są generowane przez układ wyzwalania generatora rozciągu, który formuje impulsy wyzwalające generator podstawy czasu w momentach uzależnionych od wybranego źródła wyzwalania, zbocza wyzwalającego i poziomu wyzwalania.
Funkcje te powalają na ustawienie oscylogramu w taki sposób, aby był widoczny na ekranie w całości. Znacząco ułatwia to odczytywanie i badanie informacji.
Stabilizacja oscylogramu.
Po przygotowaniu oscyloskopu do pracy, układ pomiarowy został podłączony zgodnie ze schematem (p. 3.1). Następnie w trybie automatycznym oscylogram został wyśrodkowany i ustawiony został odpowiedni współczynnik odchylenia Dy, tak aby cały oscylogram zmieścił się na ekranie. Następnie sprawdziliśmy wpływ na oscylogram zmian poziomu wyzwalania i przełącznika wyzwalania zbocza, zarówno narastającego (+) i opadającego (-). Odpowiednie oscylogramy zawiera tabela, umieszczona w protokole.
Gdy pokrętło poziomu wyzwalania było ustawione w pozycji środkowej badany przebieg sinusoidalny przechodził przez punkt (0;1,5) na układzie współrzędnych na ekranie. Gdy pokrętło ustawiliśmy w pozycji „prawe” sinusoida przesunęła się w prawą stronę. Natomiast w pozycji „lewe” sinusoida przesunęła się w lewą stronę. Wyzwalanie zboczem narastającym (+) powodowało, że oscylogram zaczynał się od części sinusoidy w której jej wartości były dodatnie. Po zmianie wyzwalania na wyzwalanie zboczem opadającym (-) uzyskaliśmy ten sam oscylogram, ale przesunięty.
Przygotowanie oscyloskopu do pomiarów.
Najpierw przeprowadzaliśmy kalibrację napięć kanałów Y. Kalibrację amplitudy w oscyloskopach przeprowadza się, aby uzyskać większą dokładność pomiaru. Wartość amplitudy wykonywanego pomiaru określa się poprzez odczytanie wysokości obrazu na ekranie i pomnożenie przez współczynnik odchylenia osi Y. Dokładność pomiaru zależy przede wszystkim od dokładności współczynnika odchylania, który zależy od czułości wejściowej wzmacniacza Y. Na czułość wzmacniacza wpływa wiele czynników które uniemożliwiają utrzymanie stałej wartości z dokładnością przez dłuższy czas. Dlatego oscyloskopy wyposażone są w układ służący do kalibracji..
Następnie kalibrowaliśmy oś czasu. Współczynniki czasu zmierzone nie różnią się od tych podanych w instrukcji obsługi między sobą. Częsta kalibracja czasu nie jest więc konieczna.
Współczesne oscyloskopy nie mają wewnętrznych kalibratorów czasu ponieważ generatory podstawy czasu charakteryzują się dużą stabilnością napięcia i małym błędem nieliniowości: δsz<1%.
Układ pomiarowy został połączony wg schematu z protokołu 4.1.1, a regulatory płynnej regulacji VAR oraz SEEP TIME VAR ustawione na skrajne położenie- CAL.
Pomiar wybranych parametrów
Regulatory „VAR” i „SWEEP TIME VAR” były ustawione w prawe skrajne położenie „CAL”. Do oscyloskopu na kanał 1, doprowadzono napięcie., Dy ustawiliśmy w taki sposób, aby fragment przebiegu zajmował jak największą część ekranu pomiarowego. Wyniki obserwacji, oraz obliczeń znajdują się w protokole. Wykorzystane wzory również.
Wykorzystanie oscyloskopy do pomiaru parametrów sygnałów impulsowych.
Układ pomiarowy został stworzony na podstawie p.6.1 z protokołu. Czas trwania impulsów podczas wyzwalania wew. zew. oraz impulsów podwójnych były takie same. Podobnie ich okres powtarzania oraz napięcie. Oscylogramy różniły się od siebie. Są one przedstawione w protokole.
Praca dwukanałowa oscyloskopu
Po podłączeniu do oscyloskopu Generatora funkcji i pomiarowego do 2 kanałów, przy wyzwalaniu z dwóch kanałów otrzymamy nakładające się na siebie oscylogramy, które nie są zsynchronizowane. Po podłączeniu generatora funkcji do 2 kanałów, na wyzwalaniu podwójnym otrzymamy nakładające się na siebie oscylogramy, które są zsynchronizowane.
Pomiary porównawcze.
Zadanie polegało na połączeniu układu pomiarowego (p.8.1) i porównaniu dwóch częstotliwości – badanej i wzorcowej. Wyniki należało zestawić w tabeli i obliczyć błąd pomiaru częstotliwości.
Przyczyną ruchomego obrazu jest niewłaściwy stosunek obu częstotliwości. Aby obraz nie był ruchomy stosunek musi być równy liczbie całkowitej. Nawet drobna różnica częstotliwości powoduje obrót obrazu. Szybkość z jaką obraca się obraz jest proporcjonalna do odchyłki częstotliwości do częstotliwości. Jednak musi być spełniony warunek stosunku dwóch liczb całkowitych. Przy dużym stosunku porównywanych częstotliwości trudno jest uzyskać na ekranie obraz nieruchomy.
Błąd pomiaru częstotliwości zależy od dokładności wzorca. Niestety ciężko jest uzyskać nieruchomy obraz, kiedy częstotliwość badana jest równa wzorcowej. W wykonanych pomiarach w dwóch przypadkach błąd wynosił 1,01%. W dwóch kolejnych błąd pomiaru częstotliwości wynosił 0%. Świadczy to o bardzo dobrej dokładności generatora wzorcowego.
Wnioski ogólne
Stwierdzamy, że oscyloskopy cyfrowe mają szerokie zastosowania ze względu na ogromne możliwości i łatwość odczytu informacji. Dużym udogodnieniem dla użytkownika jest posiadana przez niektóre oscyloskopy pamięć.