LABORATORIUM PODSTAW MIERNICTWA
Rok akademicki 2008/2009	TEMAT: Pomiary oscyloskopowe parametrów sygnałów elektrycznych
Kierunek studiów: Semestr: Grupa:	Informatyka
	III
	IZ. 3
Data wykonania:	17.01.2009

Wykaz przyrządów pomiarowych

• Generator sygnałów sinusoidalnych i fali prostokątnej POF-10 nr 664-1-3106

• Oscyloskop DT 6650 nr 664-1-314

• Oscyloskop dwukanałowy OL 803B nr N1035984E8

1. Wprowadzenie teoretyczne

Oscyloskop to przyrząd elektroniczny służący do obserwowania, obrazowania i badania przebiegów zależności pomiędzy dwiema wielkościami elektrycznymi, bądź innymi wielkościami fizycznymi reprezentowanymi w postaci elektrycznej.

Oscyloskop został wynaleziony przez Thomasa Edisona. Stosuje się go najczęściej do badania przebiegów szybkozmiennych, niemożliwych do bezpośredniej obserwacji przez człowieka. Pierwotnie oscyloskopy budowane były w oparciu o lampę oscyloskopową (oscyloskop analogowy). Obecnie dzięki rozwojowi elektroniki cyfrowej buduje się oscyloskopy cyfrowe. W oscyloskopie analogowym przebieg po wzmocnieniu steruje w płaszczyźnie pionowej plamką świetlną na ekranie oscyloskopu a w poziomie plamka jest sterowana albo z regulowanego generatora podstawy czasu (dzięki temu uzyskujemy obraz zmian napięcia sygnału w czasie), albo z sygnału odniesienia (rejestracja zależności dwóch przebiegów - patrz krzywe lissajous). Oscyloskop analogowy zazwyczaj nie posiadał możliwości zapamiętania przebiegu, więc w celu stałego wyświetlania go na ekranie oscyloskopu musiał być podawany cyklicznie, dlatego też w celu takich właśnie przebiegów najczęściej był używany (przebiegi prądu zmiennego). Zmieniło się to wraz z wprowadzeniem oscyloskopów cyfrowych, które potrafią "zapamiętać" przebieg sygnału i odtworzyć go na ekranie nawet po jego zaniku. Dzięki zastosowaniu układów pamięciowych i przetworników analogowo-cyfrowych w oscyloskopach cyfrowych, lampa oscyloskopowa stała się zbędna i została wyeliminowana przez mniejsze i bardziej uniwersalne wyświetlacze ciekłokrystaliczne.

W zależności od technologii analizy sygnału wyróżnić można oscyloskopy:

• analogowe z lampą oscyloskopową na której obraz generowany jest w wyniku oddziaływania obserwowanych przebiegów na układ odchylania wiązki elektronowej

• cyfrowe z monitorem wyświetlającym obraz wygenerowany przez układ mikroprocesorowy na podstawie analizy zdigitalizowanych sygnałów wejściowych.

Oscyloskopy mogą występować jako system wbudowany albo oprogramowanie.

Z uwagi na sposób pomiaru dzieli się oscyloskopy analogowe na:

• oscyloskop jednostrumieniowy - może pracować także w systemie dwukanałowym, sygnały badane z zakresu 0 Hz do ok. 3 GHz

• oscyloskop dwustrumieniowy - lampa oscyloskopowa o dwóch strumieniach elektronów, co pozwala na jednoczesne badanie dwóch sygnałów, posiadają jeden generator podstawy czasu

• oscyloskop stroboskopowy (próbkujący) - z badanego przebiegu pobiera próbki przesunięte w czasie, a obwiednia jest zapisem sygnału, stosowany do badania przebiegów powtarzalnych

• oscyloskop z pamięcią - pozwalają na pomiary różnych sygnałów, także aperiodycznych

.

Rysunek 1 Schemat układu do pomiaru wielkości charakterystycznych sygnału elektrycznego

2. Zadania pomiarowe

Określenie wielkości charakterystycznych przebiegu elektrycznego

Po zapoznaniu się z instrukcją obsługi oscyloskopu, zostało załączone na wejście kanału Y dowolny sygnał zmienny i przeprowadzono regulację czułości i synchronizacji podstawy czasu dla uzyskania stabilnego obrazu na ekranie.

W tabeli nr 1 umieszczono zaobserwowane obrazy przebiegów różnych sygnałów wejściowych.

Tabela nr 1 – Zaobserwowane parametry przebiegów różnych sygnałów wejściowych

typ przebiegu	skł. stała	amplituda	wartość międzyszczytowa	okres	czas trwania	czas narastania	czas opadania	wsp. wypeł-nienia
	Ux	α	zakres
	[V]	[dz].	[V/dz]		dz.	zakr.		dz.
Stały	8.1	4.05	2	--	--	--	--	--
Harmoniczny	--	--	--	4V	2	2V/dz	8V	4
Harmoniczny+stały	--	--	--	4.8V	2.4	2V/dz	9.6V	4.8
Fala prostokątna	--	--	--	5V	2.5	2V/dz	10V	5
Przebieg trójkątny	--	--	--	5.1V	2.55	2V/dz	10.2V	5.1
Impuls prostokątny	--	--	--	5V	2.5	2V/dz	10V	5

3. Wnioski

Oscyloskopy są przyrządami uniwersalnymi, umożliwiającymi uzyskanie dużej liczby informacji o badanej wielkości. Pozwalają na graficzna prezentację dwuwymiarową badanego przebiegu na ekranie lampy. Jedynym organem ruchomym jest strumień elektronów. Jego bezwładność jest pomijalnie mała, co pozwala na zapis przy bardzo dużych prędkościach zmian obserwowanego przebiegu.