Cel ćwiczenia

Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się z obsługą współczesnych oscyloskopów cyfrowych oraz możliwościami zastosowania ich w pomiarach parametrów sygnałowych.

Aparatura

1. Oscyloskop cyfrowy RIGOL DS1052E.

2. Generator cyfrowy DDS DF1410.

3. Zestaw wzorcowych źródeł referencyjności.

Oprogramowanie

1. Program DATA4711 do sterowania generatorem DS1307.

2. Program do obsługi oscyloskopu ULTRASCOPE FOR DS1000E.

3. Program do generowania przebiegów sinusoidalnych LISSAJOUS.

4. Arkusz kalkulacyjny z pakietu Office do przetwarzania danych z przyrządów pomiarowych.

Tabele danych i przykłady obliczeń

Zadanie 1.

Zgodnie z instrukcją przystępujemy do przygotowania oscyloskopu do pracy, wykonujemy autokalibracje oscyloskop oraz sprawdzamy ustawienia z wykorzystaniem sygnału referencyjnego. W tabeli 1 przedstawiamy parametry przebiegu odczytane z wykorzystaniem siatki podziałki oscyloskopu.

Tabela 1:

VAMP	Vp-p	f	T	CD
V	V	Hz	ms	%
2,99	3,04	1000	1	50

Zadanie 2.

W następnym ćwiczeniu wykonujemy pomiar parametrów sygnałowych trzech różnych przebiegów w dwóch trybach akwizacji NORMAL i AVERAGE. Pomiary odczytujemy za pomocą wykorzystania siatki podziałki oscyloskopu oraz z wykorzystaniem funkcji pomiarów automatycznych. Wynik pomiarów umieszczamy w kolejnych trzech tabelach.

Przebieg nr 1 sinosidualny
Tryb akwizycji
-
NORMAL
NORMAL
AVERAGE 256
AVERAGE 256

Przebieg nr 2 triangle
Tryb akwizycji
-
NORMAL
NORMAL
AVERAGE 256
AVERAGE 256

Przebieg nr 3 Imp
Tryb akwizycji
-
NORMAL
NORMAL
AVERAGE 256
AVERAGE 256

Zadanie 3.

Wykonujemy pomiar przesunięcia fazowego, parametry sygnałów podanych przez kartę dźwiękową komputera zapisujemy w tabeli 5.

Tabela 5

Parametr	Sygnał 1	Sygnał 2
Częstotliwość [Hz]	1000	1000
Poziom sygnału [dB]	4	4
Faza początkowa sygnału 1 φ01 [◦]	0	0
Faza początkowa sygnału 2 φ02 [◦]	20	70
Przesunięcie fazowe sygnałów φ= φ01-φ02 [◦ ]	-20	-70

Przeprowadzamy pomiar przesunięcia metoda przekształcenia w przedział czasowy oraz metodą elipsy. Wyniki pomiarów i obliczeń umieszczamy odpowiednio w tabeli 6 oraz w tabeli 7.

Zrzuty przebiegów z oscyloskopu potrzebne do wyliczenia przesunięcia fazowego za pomocą metody przekształcania :

Sygnał 1.

Sygnał 2.

Z powyższych zrzutów odczytujemy ΔT oraz T i umieszczamy w tabelce 6.

Tabela 6(Metoda przekształcania)

Sygnał 1	Sygnał 2
ΔT	T
s	s
0,00006	0,001

Przykładowe obliczenia dla φ Sygnału pierwszego :

Zrzuty przebiegów z oscyloskopu potrzebne do wyliczenia przesunięcia fazowego za pomocą metody elipsy :

Sygnał 1:

Sygnał 2:

Sygnał 1	Sygnał 2
Rys. 8a, wzór (6)	Rys. 8b, wzór (12)
FG	EH
div	div
1,2	4

Przykładowe obliczenia φ dla sygnału 1 :

Obliczenie dla φ sygnału 2 wykonujemy analogicznie ja powyżej.

Wnioski i Uwagi:

- Pomiary parametrów sygnałów wykonaliśmy w dwóch trybach akwizycji NORMAL i AVERAGE(256 uśrednień) które nieznacznie różnią się od siebie co jest wynikiem, że tryb AVERAGE uśrednia pomiary dając przybliżoną wartość parametrów sygnału.

- Tryby akwizycji zostały wykonane w dwóch typach pomiaru: automatyczny i bezpośredni. Typ bezpośredni jest obarczony dużo większym błędem ponieważ dane z oscyloskopu zostały odczytane przez ludzkie oko które może być mylne natomiast tryb automatyczny został odczytany z oscyloskopu, który jest dużo dokładniejszy.

- Obliczenia przesunięcia fazowego przeprowadziliśmy za pomocą dwóch metod: metoda przekształcania i metoda elipsy. Z otrzymanych wyników możemy wywnioskować, że metoda przekształcania jest obarczona dużo mniejszym błędem niż metoda elipsy. Wyniki otrzymane z a pomocą metody elipsy znacznie odbiegają od wartości zadanych na generatorze sygnałów, co widać zwłaszcza przy większych przesunięciach.

- Z przeprowadzonego ćwiczenia możemy stwierdzić, że oscyloskop posiada szeroką gammę zastosowań pomiarowych oraz jest urządzeniem bardzo precyzyjnym.