INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych
Laboratorium Systemów Elektronicznych 1
Sprawozdanie 2
Temat: OSCYLOSKOPY ANALOGOWE

Wykaz przedmiotów znajdujących się na stanowisku:

Lp.	Nazwa przyrządu	Typ	Producent
1.	Oscyloskop	EAS200S	ESCORT
2.	Generator impulsowy	PGP-5	ZOPAN
3.	Generator funkcji	G 432	MERATRONIK
4.	Generator RC	PO-20	ZOPAN
5.	Częstościomierz cyfrowy	U2000A	PROTEK

Typ oscyloskopu	EAS200S
Liczba kanałów	2
Zakres współczynnika napięcia [V/dz]	1 mV - 5 V
Zakres współczynnika czasu [s/dz]	0,2 µs-0,5 s
Źródła napięcia wyzwalania	Zewnętrzne, kanał 1, kanał 2, kanał 1 i 2, zewnętrzne, sieć
Rodzaje wyzwalania	Automatyczne, normlane, TV
Rodzaje sprzężenia toru Y	AC, GND, DC
Pasmo częstotliwości toru Y	20 MHz

1. Przygotowanie oscyloskopu do pracy.

Po włączeniu zasilania oscyloskopu, ustawiłem tryb pracy generatora podstawy czasu na automatyczny. Pokrętłami „POS” i „X-POS” ustawiłem obraz na środek ekranu. Następnie powtórzyłem czynności przy trybie pracy normlanej. Za pomocą pokrętła „POS” ustawiłem oscylogram na osi Y, natomiast „X-POS” na osi X.

1. Badania.

Po przygotowaniu oscyloskopu do pracy zmontowałem układ pomiarowy:

Wybrałem automatyczny tryb generatora podstawy czasu, następnie ustawiłem obraz na środek za pomocą pokręteł „POS” i „X-POS”. Na generatorze funkcji ustawiłem napięcie 1 V, a na oscyloskopie współczynnik odchylania D_y = 0,2 V/dz, tak aby oscylogram mieścił się w polu pomiarowym. W trybie pracy automatycznej za pomocą pokrętła „TRIG LEVEL”, regulujemy poziom wyzwalania, jeśli będzie zbyt wysoki, lub zbyt niski obraz na ekranie utrzymuje się, lecz nie zawsze jest stabilny. W trybie normlanym, przy nieodpowiednim ustawieniu poziomu wyzwalania nie następuje generacja impulsów wyzwalających i nie pojawia się obraz.

1. Przygotowanie oscyloskopu do pomiarów.

Połączyłem układ wg. schematu:

Regulatory współczynnika odchylania „VAR” i współczynnika czasu „SWEEP TIME VAR” ustawiłem w prawe skrajne położenie „CAL”. Na generatorze ustawiłem napięcie 1V, a na oscyloskopie D_y= 1 V/dz, następnie pokrętłem „POS” ustawiłem oscylogram, tak abym mógł zmierzyć dokładnie ilość działek. Liczba działek (n) wyniosła 1, co się zgadzało ze wzorem n$= \frac{U_{\text{kal.}}}{D_{Y}}$. Tą samą operacje powtórzyłem dla kanału 2, co przyniosło taki sam wynik.

Przeprowadzanie kalibracji amplitudy w oscyloskopach powinno być dokonywane przed każda serią pomiarów ponieważ duże wzmocnienie wzmacniaczy Y powoduje, że D_Y jest niestabilne w czasie.

1. Kalibracja osi czasu w oscyloskopach.

Zbudowałem układ:

Ustawiałem współczynnik czasu D_t podany w tabeli poniżej i odpowiednią częstotliwość na generatorze, tak aby oscylogram zajmował 10 działek.

Dt	czas/cm (czas/dz.)	fwz.	Twz.	Dt obl.
1	ms/cm (ms/dz)	101 Hz	9,9009*10^-3	9,9009*10^-4
100	µs/cm (µs/dz)	1009 Hz	9,9108*10^-4	9,9108*10^-5
10	µs/cm (µs/dz)	9886 Hz	1,0115*10^-4	1,0115*10^-5
1	µs/cm (µs/dz)	99679 Hz	1,0032*10^-5	1,0032*10^-6

T_wz. Obliczyłem ze wzoru $T_{\text{wz.}} = \frac{1}{f_{\text{wz.}}}$ , natomiast $D_{\text{t\ obl.}} = \frac{T_{\text{wz.}}}{n}$, gdzie n – liczba działek.

Współczesne oscyloskopy cyfrowe nie mają wewnętrznych kalibratorów czasu, ponieważ zastosowanie kursorów eliminuje błąd odczytu nieliniowości lampy oscyloskopowej i wzmacniaczy nią sterujących.

1. Pomiary

Ustawiłem „VAR” i „SWEEP TIME VAR” w prawe skrajne położenie „CAL”. Do oscyloskopu na kanał 1, doprowadziłem napięcie o wartości U_i=2,8 V, D_y ustawiłem na 0,2 V/dz, a D_t na 0,1 ms/dz, po to aby fragment przebiegu zajmował jak największą część ekranu pomiarowego. Przy prądzie sinusoidalnym długość badanego fragmentu wynosił 7,2 dz, co ze wzoru T=L*D_T dawało nam okres równy 0,72 ms Przy prądzie o kształcie trójkątnym, długość narastania wynosiła 3,6 dz, co ze wzoru t_n=L*D_T dawało okres równy 0,36 ms, analogicznie przy prądzie prostokątnym, długość fragmentu impulsu wynosiła 3,6 dz, z czego okres wynosił 0,36 ms (t_i=L*D_T).

1. Wykorzystanie oscyloskopu do pomiaru parametrów sygnałów impulsowych.

Zbudowałem układ:

Na generatorze ustawiłem: f_i = 1 kHz, U_i= 2,8 V, t_i= 100 µs, T=1ms. W impulsach podwójnych czas opóźnienia impulsów podwójnych wynos 16µs.

1. 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.

W pracy przemiennej przełączanie kanałów zachodzi w czasie ruchu powrotnego plamki na ekranie i odbywa się co każdy ruch powrotny plamki. Podstawa czasu rysuje zatem na ekranie cały przebieg z toru A, następnie z toru B i na przemian Częstotliwość powtarzania każdego obrazu na ekranie jest dwukrotnie mniejsza niż w przypadku pracy jednokanałowej. Przy przebiegach małej częstotliwości powtarzania powstanie migotanie obrazu. Wady tej pozbawiona jest praca siekana, polegająca na tym, że przełącznik elektroniczny przełącza się wielokrotnie w trakcie rysowania z jednego toru na drugi. Ponieważ przełączenie nie jest synchroniczne z podstawą czasu, przeto kolejno nałożone na siebie posiekane obrazy zakrywają przerwy.