INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT Zakład Systemów Informacyjno Pomiarowych
Laboratorium Podstaw Metrologii
Ćwiczenie 3
Temat: POMIARY OSCYLOSKOPOWE
Grupa:	Data wykonania ćwiczenia: ..................................................................
Zespół w składzie: 1. 2. 3. 4.	Data oddania sprawozdania: ..................................................................
		Ocena: ..................................................................
		Prowadzący ćwiczenie: ..................................................................

1. ZAPOZNANIE Z WYPOSAŻENIEM STANOWISKA POMIAROWEGO

Na podstawie oględzin przyrządów na stanowiskach, wskazówek prowadzącego oraz instrukcji obsługi przyrządów pomiarowych sporządzić wykaz przyrządów pomiarowych wykorzystywanych w ćwiczeniu oraz wykaz ich parametrów i wypełnić tabelę 1.1 i 1.2.

Tabela 1.1. Wykaz przyrządów pomiarowych.

Lp.	Nazwa przyrządu	Typ	Producent	Oznaczenia na schematach
1.	Oscyloskop analogowy
2.	Oscyloskop cyfrowy
3.	Generator funkcyjny
4.	Generator impulsowy

Tabela 1.2. Zestawienie parametrów badanych oscyloskopów.

Typ oscyloskopu	EAS200S	HP 54600A
Liczba kanałów
Zakres współczynnika napięcia [V/dz]
Zakres współczynnika czasu [s/dz]
Źródła napięcia wyzwalania
Rodzaje wyzwalania
Rodzaje sprzężenia toru Y
Pasmo częstotliwości toru Y

2. OSCYLOSKOP ANALOGOWY

2.1. Przygotowanie oscyloskopów do pracy i sprawdzenie roli wybranych elementów regulacyjnych płyty czołowej

Włączyć badany oscyloskop. Włączyć tryb pracy automatycznej generatora podstawy czasu. Pokrętłami „przesuw w pionie” i „przesuw w poziomie” ustawić obraz na środek ekranu. Sprawdzić działanie elementów regulacyjnych lampy oscyloskopowej. Włączyć tryb pracy normalnej spróbować znaleźć oscylogram. Opisać działanie ww. elementów regulacyjnych.

2.2. Doprowadzenie sygnału do oscyloskopu i jego wykrycie oraz stabilizacja. Sprawdzenie działania przełącznika wzmocnienia toru Y

Rys. 1. Schemat układu do badania oscyloskopu

Przygotować oscyloskop do pracy. Doprowadzić sygnał sinusoidalny do oscyloskopu zgodnie z rys. 1 o parametrach podanych przez prowadzącego ćwiczenie. W oscyloskopie analogowym włączyć tryb automatyczny generatora p.cz. Pokrętłami „przesuw w pionie” i „przesuw w poziomie” ustawić obraz na środek ekranu, i dobrać taki współczynnik wzmocnienia toru Y, aby oscylogram zmieścił się na ekranie oscyloskopu w polu obiętym rastrem. Spróbować ustabilizować oscylogram przy pracy automatycznej generatora p.cz. Opisać zachowanie się oscylogramu.

Wybrać normalny rodzaj pracy generatora p.cz. Ustabilizować oscylogram za pomocą potencjometrów „stabilizacja” i „poziom wyzwalania”. Sprawdzić wpływ potencjometru „poziom wyzwalania” i przełącznika synchronizacja „+/-„ na oscylogram. Dla odpowiednich nastaw wskazanych potencjometrów wrysować oscylogramy do tabeli 2.1.

Tabela 2.1

Synchronizacja „+”

Synchronizacja „-”

Poziom wyzwalania

lewe

środkowe

prawe

2.3. Sprawdzenie warunku stabilności oscylogramów przy pracy dwukanałowej

Rys. 2. Schemat układu pomiarowego

Połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. 2. Doprowadzić do kanału I (A) oscyloskopu napięcie sinusoidalne z generatora funkcyjnego, a do kanału II (B) prostokątne z generatora impulsowego. Zaobserwować zachowanie oscylogramów przy wyzwalaniu podstawy czasu z kan. A, a następnie B przy synchronicznej i niesynchronicznej pracy obydwu generatorów. Oscylogramy przerysować do tabeli 2.4.

Tabela 2.4

Wyzwalanie z kanału CH1

Wyzwalanie z kanału CH2

Generatory zsynchronizowane

Generatory niezsynchronizowane

2.4. Rodzaje pracy przełącznika elektronicznego

Połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. 2. Doprowadzić do kanału CH1 oscyloskopu napięcie sinusoidalne a do kanału CH2 prostokątne. Zapewnić synchroniczną pracę generatorów. Zmieniając częstotliwość napięcia regulować przełącznikiem podstawy czasu tak, aby na ekranie był widoczny 1-2 okresów obserwowanego przebiegu (o ile to możliwe). Opisać zachowanie się oscylogramów przy zmianie położenia przełącznika „ALT/CHOP” dla każdej z nastaw. Ocenić przydatność poszczególnych rodzajów pracy przełącznika elektronicznego przy różnych nastawach D_T . Jeśli nastąpi zanik fragmentów oscylogramu, ocenić częstotliwość pracy przełącznika elektronicznego f_p.

Tabela 2.5

fgen

~ 70 Hz

~ 7kHz

~ 700kHz

2.5. Przygotowanie oscyloskopu do pomiarów

Doprowadzić do wykorzystywanego kanału oscyloskopu napięcie z wewnętrznego kalibratora. Sprawdzić skalibrowanie kanału.

Rysunek 3

2.6. Pomiar wybranych parametrów

Doprowadzić do oscyloskopu napięcie o parametrach zadanych przez prowadzącego ćwiczenie. Dobrać tak wartości współczynników D_Y i D_T , aby mierzony fragment przebiegu zajmował jak największą część ekranu. Zmierzyć okres T, szerokość impulsu t_i, wartość międzyszczytową U_pp zgodnie z tabelą 2.2.

Tabela 2.2

sinus

DY [V/dz]

H [dz]

Upp [V]

DT [ms/dz]

L [dz]

T [ms]

trójkąt

DY [V/dz]

H [dz]

Upp [V]

DT [ms/dz]

L [dz]

tn [ms]

prostokąt

DT [ms/dz]

L [dz]

T [ms]

DT [ms/dz]

L [dz]

ti [ms]

3. OSCYLOSKOP CYFROWY

3.1. Doprowadzenie sygnału do oscyloskopu i jego wykrycie.

Doprowadzić do oscyloskopu cyfrowego napięcie sinusoidalne o częstotliwości

i amplitudzie (U₁≠U₂≠U₃) podanej w tabeli 3.1. Dla każdej z nastaw sprawdzić działanie klawisza „Autoscale”. Naszkicować oscylogramy. Opisać zawartość ekranu oscyloskopu cyfrowego po użyciu klawisza „Autoscale”. Określić liczbę pełnych okresów widzianych w polu odczytowym n_T oraz odczytać wartość współczynnika czasu D_T i współczynnika odchylania D_Y. Wyniki zapisać w tabeli 3.1.

Tabela 3.1

f= 10kHz

Upp

U1

U2

U3

Oscylogram

H [dz]

DY

Upp=1V

f

300Hz

1kHz

5kHz

Oscylogram

nT

DT

3.2. Pomiar wybranych parametrów

Dokonać pomiarów wybranych parametrów różnymi sposobami. Wyniki pomiarów umieścić w odpowiednich tabelach.

Tabela 3.2. Pomiar okresu

Lp.	Klasycznie			Przesuw			Kursory	Auto
		L	DT	T	PL	PP	T	T=Δt	T
		dz	ms/dz	ms	ms	ms	ms	ms	ms
1
2
3
4

Tabela 3.3. Pomiar wartości międzyszczytowej

Lp.	Klasycznie			Przesuw			Kursory	Auto
		H	DY	Upp	PG	PD	Upp	Upp =ΔU	Upp
		dz	V/dz	V	V	V	V	V	V
1
2
3
4

Tabela 3.4. Pomiar amplitudy

Lp.	Klasycznie		Kursory		Auto
		Um+	Um-	Um+	Um-	Um+	Um-
		V	V	V	V	V	V
1
2
3
4

3.3. Praca oscyloskopu w trybie X/Y

Na wejście X oscyloskopu podać napięcie trójkątne z wyjścia nieregulowanego generatora funkcyjnego, a na wejście Y napięcia o różnych kształtach z wyjścia regulowanego generatora funkcyjnego. Wybrać tryb X/Y w badanym oscyloskopie. Przerysować oscylogramy.

Tabela 4

Kanał X

Sinus

Trójkąt

Prostokąt

Kanał Y

Sinus

Trójkąt

Prostokąt

Przykładowe pytania kontrolne:

1. Przeznaczenie, klasyfikacja i parametry użytkowe oscyloskopów analogowych.

2. Budowa i zasada działania oscyloskopu analogowego jedno- i dwukanałowego.

3. Przeznaczenie, uproszczona budowa i zasada działania lampy oscyloskopowej.

4. Przeznaczenie toru Y w oscyloskopie.

5. Przeznaczenie toru X w oscyloskopie.

6. Przeznaczenie toru wyzwalania, synchronizacji i generacji podstawy czasu.

7. Sposób powstawania oscylogramu.

8. Tryb pracy automatyczny i normalny generatora podstawy czasu.

9. Odczyt wartości mierzonej z oscyloskopu analogowego i cyfrowego.

10. Sposób pomiaru parametrów napięcia zmiennego: wartość międzyszczytowa, okres, szerokość impulsu, czas narastania i opadania impulsu itd.

11. Zakres czynności przy przygotowaniu oscyloskopu do pracy.

12. Przeznaczenie kalibratorów napięcia i czasu w oscyloskopie.

13. Szacowanie dokładności przy pomiarach oscyloskopowych.

WE Y

Generator

funkcji

Oscyloskop analogowy

CH2

CH1

Wejście synchronizacji

Oscyloskop

dwukanałowy

Generator

funkcji

Generator impulsów prostokątnych

CH1 CH2

CAL

OSCYLOSKOP

---