I. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie zasady działania, obsługi i podstawowych zastosowań pomiarowych, elektronicznego oscyloskopu analogowego oraz częstościomierza cyfrowego.

II. Przebieg ćwiczenia

W celu ustabilizowania się termicznych warunków pracy przyrządów, przed rozpoczęciem ćwiczenia włączyć oscyloskop, generator oraz częstościomierz.

III. Obsługa częstościomierza

Podłączyć generator funkcyjny do gniazda wejściowego częstościomierza cyfrowego. Zapoznać się z działaniem przycisków częstościomierza (w zależności od modelu):

• wyboru wielkości mierzonej (FREQUENCY, PERIOD, RATIO),

• wyboru czasu otwarcia bramki (GATE).

Zadania pomiarowe:

1. Kontrola poprawności działania częstościomierza

Schemat połączeń: generator + multimetr

Na generatorze wybrać dowolną częstotliwość f_w. Sprawdzić, czy wynik N zliczania impulsów o częstotliwości wzorcowej we wzorcowym przedziale czasu jest liczbą całkowitą postaci 10ⁿ, gdzie n = 0, 1, 2,...

Pomiary powtórzyć dla innej kombinacji f_w i T_w. Zapisać wyniki kontroli:

fw1 = Tw1 = N1 =

fw2 = Tw2 = N2 =

Przyrząd działa / nie działa prawidłowo.

2. Pomiar częstotliwości sygnału z generatora funkcyjnego

Schemat połączeń: generator + multimetr

Do gniazda wejściowego częstościomierza podłączyć sygnał prostokątny z generatora funkcyjnego. Po wybraniu funkcji pomiaru częstotliwości oraz nastawieniu odpowiedniej wartości czasu otwarcia bramki zmierzyć wartość częstotliwości fx przebiegu badanego. Zmienić wartość nastawionej częstotliwości sygnału. Wybrać funkcję pomiaru okresu, nastawić na częstościomierzu odpowiednią wartość częstotliwości wzorcowej i zmierzyć wartość okresu Tx sygnału. Wyniki zapisać.

Na częstościomierzu ustawiamy PERI. A przyciskiem GATE ustawiamy „dowolny” okres. Następnie wybieramy FREQ i odczytujemy częstotliwość fx.

Na częstościomierzu ustawiamy FREQ. A przyciskiem GATE ustawiamy „dowolną” częstotliwość. Następnie wybieramy PERI i odczytujemy okres Tx.

II. Obsługa oscyloskopu

Do gniazd wejściowych kanału pierwszego CH1 oraz kanału drugiego CH2 dołączyć sygnały okresowo zmienne (o zbliżonych częstotliwościach) ze składową stałą (z dwóch generatorów funkcyjnych). Zaobserwować efekty regulacji i zmian w ustawieniach:

BLOK NASTAWY PARAMETRÓW LINII:

• pokrętła regulacji jaskrawości (INTEN) i ostrości (FOCUS).

BLOK ODCHYLANIA PIONOWEGO (VERTICAL):

• przełącznika skokowej regulacji czułości (VOLTS / DIV),

• pokrętła płynnej regulacji czułości (VAR),

• pokrętła pionowego przesuwu obrazu (POSITION↕),

• przełącznika rodzaju sprzężenia: (AC/GND/DC),

• przycisku zmiany polaryzacji (CH2 INV),

• przełącznika trybu pracy (MODE),

• przycisku trybu pracy (ALT/CHOPP).

BLOK ODCHYLANIA POZIOMEGO (HORIZONTAL):

• przełącznika skokowej regulacji podstawy czasu (TIME / DIV),

• pokrętła płynnej regulacji podstawy czasu (VAR),

• pokrętła poziomego przesuwu obrazu (POSITION↔).

BLOK WYZWALANIA (TRIGGER):

• pokrętła regulacji poziomu wyzwalania (LEVEL),

• przycisku wyboru zbocza wyzwalającego (SLOPE),

• przełącznika źródła wyzwalania (SOURCE).

Zadania obserwacyjne:

1. Do jednego kanału dołączyć przewód ekranowany zakończony wtykami „bananowymi”:

• zidentyfikować przewód sygnałowy (gorący) i przewód masy. Jak dotknie się przewodu się gorącego to na oscyloskopie zauważa się „drżenie” przebiegu sygnału.

2. Do obu kanałów dołączyć sygnały z generatorów sygnałowych:

• zaobserwować pracę kanału CH1, kanału CH2 oraz obu kanałów (DUAL) przy zmianie źródła sygnału wyzwalającego (SOURCE), zmianie zbocza wyzwalającego (SLOPE) oraz podczas regulacji pokrętłem poziomu wyzwalania (LEVEL),

• w trybie pracy DUAL wybrać korzystniejszy tryb pracy (tryb naprzemienny ALT lub siekany CHOPP) dla sygnałów o częstotliwości rzędu kilkunastu herców,

• zrealizować pracę sumacyjną (MODE ADD) oraz różnicową (MODE ADD, CH2 INV) dla sygnałów o zbliżonych częstotliwościach oraz o częstotliwościach różniących się o ok. dwa rzędy wartości (np. 100Hz, 10kHz),

• zaobserwować powstawanie figur Lissajous w trybie pracy X-Y (przełącznik skokowej regulacji okresu podstawy czasu w pozycji X-Y). Gdy na obu generatorach ustawimy tą samą częstotliwość to na oscyloskopie zaobserwujemy koło, a gdy częstotliwości będą różne to zobaczymy więcej krzywych.

Zadania pomiarowe:

UWAGA: przed rozpoczęciem pomiarów należy zawsze sprawdzić czy:

a) obraz jest dobrze zogniskowany (FOCUS) a jaskrawość jest minimalna (INTEN),

b) pokrętła płynnej regulacji czułości kanałów (VAR) są w pozycji „kalibrowany” (CAL). Przy kalibracji ustawiamy jak najdłuższy sygnał i dlatego przekręcamy pokrętłem płynnej regulacji VAR skrajnie w prawo.

c) przycisk ekspansji wzmocnienia (MAG) jest wyłączony.

1. Pomiar wartości międzyszczytowej Uss i składowej stałej UDC napięcia sinusoidalnego:

Obliczona wartość skuteczna UAC składowej zmiennej napięcia sinusoidalnego:

Obliczona całkowita wartość skuteczna U napięcia:

2. Pomiar szerokości impulsu τ i okresu T napięcia prostokątnego:

Obliczona wartość częstotliwości f napięcia:

Obliczona wartość współczynnika wypełnienia kw sygnału: