Исследование характеристик электронно-лучевого осциллографа и измерение параметров сигналов различной формы

Работа 4. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ.

Цель работы: исследование характеристик осциллографа и измерение параметров сигналов различной формы.

ЗАДАНИЕ.

1.  По приложенным описаниям ознакомиться с назначением органов управления осциллографа и аппаратуры, предоставленной для его исследования. Обратить внимание на их метрологические характеристики. Включить осциллограф и подготовить его к работе согласно инструкции.

2.  Определить основные погрешности коэффициентов отклонения и коэффициентов развёртки.

3.  Определить характеристики нелинейных искажений изображения по осям Y и X.

4.  Определить рабочую полосу частот канала вертикального отклонения.

5.  Измерить амплитудные и временные параметры сигналов, указанных преподавателем.

6.  Оценить погрешности измерений, используя результаты исследования характеристик осциллографа.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ.

При подготовке осциллографа к работе обратите внимание на качество фокусировки луча. От толщины следа луча зависит визуальная погрешность определения размеров изображения, относительное значение которой оценивают формулой:

(%),                                                            (4.1)

где b – толщина линии (в долях крупных делений);L_X(Y) – размер изображения по координате X (Y), в крупных делениях; l=[0.4¸1] – безразмерный коэффициент, значение которого учитывает квалификацию экспериментатора, для начала l=1. Луч считается хорошо сфокусированным, если значение b £ (0.05¸0.1) дел.  

Определение основных погрешностей коэффициентов отклонений и коэффициентов развёртки осуществляется с помощью вольтметра переменного тока (V) и образцового генератора (ОГ) синусоидальной и прямоугольной форм, соединённых с осциллографом (ЭЛО) коаксиальными кабелями (К) согласно рис. 4.1.

Определить погрешности коэффициентов отклонения следует при 2¸3 положениях его переключателя, например, при k₀: 0.1, 0.5, 1 (В/дел.). Для этого на вход канала вертикального отклонения подают сигнал синусоидальной формы, частотой 1000 Гц, и регулируют его амплитуду таким образом, чтобы изображение сигнала по оси Y находилось в пределах рабочей части экрана (она обычно отмечена горизонтальными пунктирными линиями). Искомый коэффициент определяется выражением:

k₀^*=U_2А/L_2А [В/дел.],

где U_2А – напряжение двойной амплитуды, определённое по показаниям вольтметра;L_2А – размер изображения двойной амплитуды сигнала (в крупных делениях). Оценка относительной погрешности найденного коэффициента отклонения:

%,

где k₀ – номинальный (установленный) коэффициент отклонения.

Схема эксперимента по определению погрешности коэффициента развёртки аналогична. В этом случае можно выбрать сигнал прямоугольной формы.

Перед проведением эксперимента выбирают значение коэффициента развёртки, например k_P=1 мс/дел., выбирают размер изображения L_T (10 дел.), оценивают требуемое значение частоты тестового сигнала f*=n×L_T/k_P, где n – целое число периодов, которое предполагают наблюдать в пределах L_T. После этого регулируют частоту f генератора таким образом, чтобы предполагаемое количество периодов наиболее точно разместилось в границах L_T(при этом следует ориентироваться по тем участкам сигнала, которые обладают максимальной скоростью изменения). Для удобства проведения эксперимента следует начало развёртки луча совместить с левым краем сетки экрана.

Коэффициент развёртки вычисляют по формуле:  k_P^*=T₀/L_Т [c/дел.] – где T=1/nf–действительное значение наблюдаемого временного интервала