INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych
Laboratorium Systemów Elektronicznych 1
Sprawozdanie 2
Temat: OSCYLOSKOPY ANALOGOWE
Grupa: E2X1N1

Wykaz przedmiotów znajdujących się na stanowisku:

Lp.	Nazwa przyrządu	Typ	Producent
1.	Oscyloskop analogowy	EAS-200S	ESCORT
2.	Oscyloskop cyfrowy	DS. 1052E	RIGOR
3.	Generator funkcji	G 432	MERATRONIK
5.	Częstościomierz	U2000A	PROTEK

1. CHARAKTERYSTYKA OGÓLNA BADANEGO OSCYLOSKOPU ANALOGOWEGO.

Typ oscyloskopu	EAS200S
Liczba kanałów	2
Zakres współczynnika napięcia [V/dz]	1 mV /dz- 5 V/dz
Zakres współczynnika czasu [s/dz]	0,2 µs/dz-0,5 s/dz
Źródła napięcia wyzwalania	CH1, CH2, LINE, EXT
Rodzaje wyzwalania	Auto, Norm
Rodzaje sprzężenia toru Y	AC, GND, DC??
Pasmo częstotliwości toru Y	20 MHz??

1. Przygotowanie oscyloskopu do pracy.

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

1. Badania.

Po przygotowaniu oscyloskopu do pracy został zmontowany układ pomiarowy:

Wybraliśmy automatyczny tryb generatora podstawy czasu, następnie został ustawiony obraz na środek za pomocą pokręteł „POS” i „X-POS”. Na generatorze funkcji ustawiliśmy napięcie i współczynnik odchylenia 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.

W wyniku tego ćwiczenia otrzymaliśmy oscylogramy przedstawione w protokole.

1. Zapoznanie się z pracą dwójnika oscyloskopu

Ćwiczenie laboratoryjne zaczęliśmy od odłączenia sygnału badanego (Generatora funkcji) po czym wykonaliśmy następujące operacje:

1. Ustawiliśmy przełączniki w następujący sposób:

Źródło wyzwalania- CH1;

Rodzaj wyzwalania-AUTO;

Rodzaj pracy kanału Y- ALT;

Współczynnik czasu-0,2 s/dz

Wynikiem takiego ustawienia był oscylogram wolno ,,pływającej’’ plamki.

1. Zmienić ustawienia przełączników na:

Rodzaj pracy kanału Y- CHOP

Współczynnik czasu- 1µs/dz

Oraz regulując pokrętłem płynnej regulacji współczynnika czasu VAR ustawić na ekranie ,,posiekany’’ oscyloskop linii podstawy czasu

Wynikiem tego przełączenia było uzyskanie oscylogramu równoległych, posiekanych linii.

Praca przemienna. Polega ona na tym, że tory pierwszy i drugi są dołączane do lampy oscyloskopowej na

przemian, na jeden pełny cykl pracy generatora podstawy czasu. Obrazy obu sygnałów pojawiają się więc także na

przemian, ale są ciągłe. Wadą tego sposobu jest widoczne naprzemienne pulsowanie obrazów podczas obserwacji

sygnałów małej częstotliwości (m. cz.), kiedy z konieczności stosujemy małe prędkości ruchu plamki.

Praca siekana. Polega ona na tym, że podczas każdego cyklu generatora podstawy czasu lampa jest wielokrotnie

dołączana na przemian do obu kanałów. Obrazy obu sygnałów są więc nieciągłe: w trakcie rysowania fragmentu

obrazu sygnału w jednym kanale, w drugim kanale występuje luka.

Częstotliwość przełączania klucza bywa rzędu od dziesiątków kHz do MHz (typowo 100 ÷ 300kHz). Aby luki w

obrazach sygnałów nie były widoczne, częstotliwość kluczowania moduluje się w sposób losowy. Dzięki temu w

każdym cyklu podstawy czasu luki te występują w innych miejscach obrazów co powoduje , że z powodu

bezwładności oka ich dostrzeżenie jest właściwie niemożliwe.

1. Przygotowanie oscyloskopu do pomiarów.

Przygotowaliśmy układ wg. schematu:

Ustawiliśmy regulatory ,,VAR’’ i „SWEEP TIME VAR” w prawe skrajne położenie ,,CAL’’ Na generatorze ustawiliśmy dowolne napięcie i natężenie. Następnie obliczyliśmy liczbę działek. Ćwiczenie wykonaliśmy dwukrotnie. A liczbę działek wyliczyliśmy ze wzoru: n$= \frac{U_{\text{kal.}}}{D_{Y}}$.

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.

Kanał	Y1	Y2
Ukal.	1 VPP	1 VPP
DY	0,5 V/dz	0,2 V/dz
N=Ukal./DY	2	5

1. Kalibracja osi czasu w oscyloskopach.

Zbudowaliśmy układ:

Ustawialiśmy kolejno współczynnik czasu D_t jak w tabeli poniżej i odpowiednią częstotliwość na generatorze, tak aby oscylogram zajmował 10 działek.

Dt	czas/cm (czas/dz.)	fwz.	Twz.	Dt obl.
1	s/cm (s/dz)	100 Hz	0,01	0,001
100	s/cm (s/dz)	1 kHz	0,001	9,9108*10^-5
10	s/cm (s/dz)	10 kHz	0,0001	1,0115*10^-5
1	s/cm (s/dz)	100 kHz	0,00001	1,0032*10^-6

T_wz. Zostało obliczone 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 wybranych parametrów.

Ustawiliśmy „VAR” i „SWEEP TIME VAR” w prawe skrajne położenie „CAL”. Do oscyloskopu na CH1, doprowadziliśmy pewne napięcie , D_y ustawiliśmy na 1 V/dz, a D_t na 20 µs/dz, po to aby fragment przebiegu zajmował jak największą część ekranu pomiarowego. Przy prądzie sinusoidalnym długość badanego fragmentu wynosił 8,9 dz, co ze wzoru T=L*D_T dawało nam okres równy 178 ms Przy prądzie o kształcie trójkątnym, długość narastania wynosiła 4,6 dz, co ze wzoru t_n=L*D_T dawało okres równy 92 µs, przy prądzie prostokątnym, okres badanego napięcia obliczyliśmy ze wzoru T=L*D_T co przy L=8,8 dz i D_µ=20 µs/dz okres ten wynosił 176 ms, wyznaczyliśmy też czas trwania impulsu za wzory (t_i=L*D_T) który wynosił 86 µs (przy L=4,3 i D_T=20 µs)