Измерения с помощью цифрового запоминающего осциллографа (Отчет по лабораторной работе № 3.1)

Страницы работы

Содержание работы

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Физический факультет

Кафедра общей физики

Кислер Дмитрий Владимирович

ОТЧЕТ

О лабораторной работе № 3.1

«Измерения с помощью цифрового запоминающего осциллографа»

Измерительный практикум, 1 курс, группа 7361

Преподаватель измерительного практикума

_________________ Климкин В.Ф.

«__»_____________ 2007 г.

Новосибирск, 2007 г.


1.  Введение

Цель работы – понять основные принципы действия электронно-лучевого осциллографа и научиться использовать его для наблюдения и измерения характеристик электрических сигналов.

1.1.  Краткая теория

Осциллограф – это прибор для наблюдения формы сигналов и измерения их амплитудных, фазовых и временных характеристик. Исследуемые с помощью осциллографа величины могут быть любой природы – ток, магнитное поле, давление, температура, освещенность, перемещение, время и т.д., но для наблюдения с помощью осциллографа они должны быть предварительно преобразованы в электрическое напряжение.

Осциллографы предназначены для исследования функциональных зависимостей двух типов:

• во-первых, зависимостей типа U = F(t), т. е. изменения сигнала во времени (наблюдение формы и измерение параметров: амплитуды UA, периода Т, начальной фазы φ0, угла наклона k и т.д.) периодических или одиночных сигналов U(t);

• во-вторых, U1 = F(U2), т. е. зависимости одной функции U1 от другой U2 , причем обе функции могут являться, в свою очередь, функциями времени U1,2 = F(t) (измерения с помощью фигур Лиссажу и получение вольтамперных характеристик какого-либо электронного устройства).


В цифровых запоминающих осциллографах сигналы с входов (1) предварительно преобразуются в цифровую форму с помощью АЦП (аналого-цифрового преобразователя – 2), т.е. "превращаются" в таблицу дискретных значений, которая сохраняется в памяти (3), а затем после преобразования микропроцессором (4) воспроизводится на экране (5). Экраном служит обычный жидкокристаллический дисплей с диагональю 145 мм и разрешением 320 пикселов по горизонтали на 240 по вертикали.

1.2.  Основные функциональные узлы осциллографа

1.  Устройство запуска развертки и синхронизации сигнала – устройство, "запускающее" развертку в точно заданный момент времени.

2.  Генератор развертки – устройство, осуществляющее развертку сигнала вдоль оси X по времени.

Режимы генератора развертки:

1) Режим ждущей развертки. В этом режиме пилообразное напряжение генерируется не непрерывно, а каждое “сканирование” вдоль экрана начинается только тогда, когда исследуемый сигнал достигает определенной величины, зафиксированной устройством запуска и синхронизации сигнала.

2) Режим однократной развертки. В этом режиме генератор развертки генерирует только один период пилообразного напряжения.


3) Режим развертки внешним сигналом (режим XY). В этом режиме генератор развертки отключается, а развертка по оси Х осуществляется внешним сигналом. При таком режиме оба сигнала U1 и U2  предварительно "оцифровываются" и заносятся в память в виде сигналов U1(t) и U2(t), а затем уже второй сигнал U2(t) используется в качестве сигнала развертки дисплея

3.  Блок входного усилителя канала (рис. 2): сигнал с входного разъема поступает на переключатель режима входа и далее на переключатель чувствительности, выделенные на рисунке пунктиром.

Суммарное сопротивление делителя переключателя чувствительности определяет величину входного сопротивления канала Rвх, которое должно быть как можно больше, что бы уменьшить влияние осциллографа на источник сигналов. Обычно величина Rвх различных осциллографов “стандартизована” и равна 1 МОм.

Пунктиром на рис. 3 изображена эквивалентная емкость входа осциллографа Свх, которую выгодно иметь как можно меньше, а потому ее тоже "стандартизуют", доводя до величины Свх = 20…30 пф.

Необходимость переключения режимов входа вызвана тем, что переменные сигналы могут быть “истинно” переменными или иметь наряду с переменной также постоянную составляющую U0. Чтобы в последнем случае можно было исследовать весь сигнал U(t) и отдельно его переменную составляющую Uп (с дополнительным усилением), предусмотрено два режима включения канала – режим “открытый вход (обозначается символом DC) и режим "закрытый вход" (AC).

В режиме исследования сигнала с постоянной составляющей важно знать действительное положение уровня нулевого напряжения. Для его определения на переключателе режима входа есть третье положение, обозначаемое надписью ground . В этом режиме вход усилителя (но не входной сигнал!) “закорачивается”, что позволяет определить расположение линии нулевого уровня сигнала.

2.  Задание №1. Получение фигур Лиссажу

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Физика
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
361 Kb
Скачали:
0