POLITECHNIKA WROCLAWSKA Instytut Fizyki	SPRAWOZDANIE Z CW. NR 51 TEMAT : Pomiary oscyloskopowe
Michal Mosiadz WPPT IM rok II	Data: Ocena:

WST
P

Celem
wiczenia jest zapoznanie si
z budow
, zasad
dzia
ania oraz zastosowaniem pomiarowym oscyloskopu.

Oscyloskop jest uniwersalnym narz
dziem laboratoryjnym s
u

cym do obserwacji, rejestracji i pomiaru napi

elektrycznych zmieniaj
cych si
w czasie. Podstawowym elementem oscyloskopu jest lampa oscyloskopowa, a ponadto sk
ada si
ze wzmacniaczy odchylenia poziomego i pionowego, generatora podstawy czasu i zasilacza. Wzmacniacze s
u

do wzmacniania amplitudy badanych sygna
ów w celu umo
liwienia obserwacji nawet bardzo s
abych sygna
ów. Iloraz k_u = U/h nazywamy wspó
czynnikiem odchylenia, gdzie U - napi
cie przy
o
one do wzmacniacza, h - przesuni
cie plamki na ekranie. Znajomo

tego wspó
czynnika umo
liwia pomiar napi

przy pomocy oscyloskopu. Do najbardziej podstawowych zastosowa
oscyloskopu nale

:

• obserwacja przebiegów napi
  ciowych o ró
  nym kszta
  cie i pomiar napi
  
  

• pomiar czasu i cz
  stotliwo
  ci

• pomiar ró
  nych faz dwóch przebiegów

• badanie uk
  adów przekszta
  caj
  cych przebiegi

• badanie charakterystyk pr
  dowo-napi
  ciowych elementów elektronicznych

Zadania pomiarowe :

Obserwacja i pomiar napi
cia przemiennego

Obserwacja i pomiar napi
cia przemiennego na wyj
ciu uk
adu ró
niczkuj
cego

Pomiar cz
stotliwo
ci przy pomocy figur Lissajoux

ad. 1) Po pod

czeniu oscyloskopu do generatora funkcyjnego odczyta
em z wykresów przebiegów potrzebne do wykonania oblicze
warto
ci.

U = k_u * h t = k_t * l

a) Przebieg sinusoidalny :

POMIARY : k_u= 1 V/cm = 100 V/m h = 2 cm = 0.02 m

k_t = 1 ms/cm = 0.1 s/m l₁ = 1.8 cm = 0.018 m

OBLICZENIA : U = k_u * h = 2 V

l = 2 * l₁ = 0.036 m t = k_t * l = 0.0036 s

b) Przebieg prostok
tny :

POMIARY : k_u= 1 V/cm = 100 V/m h = 2 cm = 0.2 m

k_t = 1 ms/cm = 0.1 s/m l₁ = 1.8 cm = 0.18 m

OBLICZENIA : U = 2 V

t = 0.0036 s

c) Przebieg pi
okszta
tny :

POMIARY : k_u= 1 V/cm = 100 V/m h = 2 cm = 0.2 m

k_t = 1 ms/cm = 0.1 s/m l₁ = 1.8 cm = 0.18 m

OBLICZENIA : U = 2 V

t = 0.0036 s

ad. 2) Po pod

czeniu do oscyloskopu uk
adu ró
niczkuj
cego otrzyma
em przebieg, z którego odczyta
em potrzebne do dalszych oblicze
warto
ci. Zmieniaj
c warto

rezystancji opornika i pojemno
ci kondensatora zmienia
em wygl
d przebiegu

=> Uk
ad ró
niczkuj
cy

U = k_u * h U() = 0,37 * U₀ U(t) = U₀ * e^-t/RC

t = k_t * l  = R * C

U(t) = U₀ * e^-t/

a) POMIARY : k_u = 2 V/cm h = 4,6 cm h₁ = 2 cm

k_t = 1 ms/ cm l = 0.35 ms l₁ = 0.3 cm

OBLICZENIA : U₀ = k_u * h = 9.2 V

U() = 0.37 * U₀ = 3.4 V

 = k_t * l₁ = 1 * 0.35 " 0.35 ms

t₁ = k_t * l₁ = 0.3 ms U₁ = 4 V

U₁ = U₀ * e^-t/

4 = 9.2 * e^-0.3/

0.435 = e^-0.3/

ln 0.435 = -0.3/

 =
= 0.36 ms

b) POMIARY : k_u = 2 V/cm h = 4,6 cm h₁ = 2 cm

k_t = 1 ms/ cm l = 0.1 cm l₁ = 0.1 cm

OBLICZENIA : U₀ = k_u * h = 9.2 V

U() = 0.37 * U₀ = 3.4 V

 = k_t * l = 1 * 0.1 " 0.1 ms

t₁ = k_t * l₁ = 0.1 ms U₁ = 4 V

 =
= 0.12 ms

c) POMIARY : k_u = 2 V/cm h = 4,6 cm h₁ = 2 cm

k_t = 2 ms/ cm l = 0.25 cm l₁ = 0.2 cm

OBLICZENIA : U₀ = k_u * h = 9.2 V

U() = 0.37 * U₀ = 3.4 V

 = k_t * l = 1 * 0.25 " 0.5 ms

t₁ = k_t * l₁ = 0.4 ms U₁ = 4 V

 =
= 0.48 ms

ad. 3)
, gdzie m - liczba punktów przeci
cia z OY, a n - l-ba p-tów przeci
cia z OX

a) otrzyma
em elips
, na której a = 1.5 cm, b = 2.4 cm, przy cz
stotliwo
ci f_x = 700 Hz. Obraz elipsy otrzymujemy dla równych cz
stotliwo
ci, wi
c f_y = 700 Hz

=>  = arcsin  = arcsin 0.625 = 38.7^o

b) przy f₁ = 700 Hz otrzyma
em figur
Lissajoux w kszta
cie ósemki, dla której : m = 4 n = 2

f₂ = 2 * f₁ = 1400 Hz

Obliczona warto

cz
stotliwo
ci jest zgodna z jej warto
ci
prawdziw
, z czego wynika, i
zale
no


jest prawdziwa.

WNIOSKI

Przed przyst
pieniem do pomiarów nale
y przeprowadzi
odpowiedni
korekt
obrazu. W tym celu nale
y spowodowa
, aby rysowany obraz by
ostry i wyra
ny, a grubo

linii nie wi
ksza ni
konieczna do dok
adnej obserwacji. Spe
nienie tych wymogów znacznie redukuje b

dy, jakie mog
zaistnie
przy odczycie warto
ci parametrów ze skali oscyloskopu.

Przy wyznaczaniu napi

powinno si
wiedzie
, ile wolt przypada na 1 cm odchylenia plamki na ekranie. Warto
ci te s
podane na dzielniku napi

. Wtedy mierz
c wychylenie mo
emy okre
li
warto

doprowadzonego napi
cia.

Oscyloskop w odró
nieniu od woltomierzy pozwala na bezpo
redni pomiar napi
cia szczytowego. Pomiar amplitudy jest zawsze prawdziwy, bez wzgl
du na kszta
t impulsów, najcz

ciej odbiegaj
cy od idealnego.

Pomiary cz
stotliwo
ci metod
krzywych Lissajoux obarczone s
praktycznie niewielkim b

dem zbli
onym do b

du generatora cz
stotliwo
ci wzorcowej. Kszta
t figur jest ró
ny dla ró
nych stosunków cz
stotliwo
ci i ró
nic fazowych mi
dzy nimi. W przypadku, gdy ten stosunek jest równy liczbie ca
kowitej, otrzymujemy na ekranie obraz nieruchomy.

---