Электронно-лучевые осциллографы. Измерение амплитуды и частоты гармонического сигнала

министерство образования и науки

российской федерации

новосибирский государственный университет

Физический факультет

Кафедра физической информатики

отчет

о лабораторной работе

«Электронно-лучевые осциллографы»

Измерительный практикум, 1 курс, группа 4372

Преподаватель измерительного практикума

_______________ А. С. Золкин

“___”__________ 2004 г.

Новосибирск, 2004 г.

Цель работы: познакомиться с работой электронно-лучевого осциллографа; научиться наблюдать на экране осциллографа форму периодических и непериодических сигналов; научиться измерять амплитуду, длительность, период электрических сигналов; научиться получать функциональные зависимости между двумя сигналами; получить представление о точности, которую может обеспечить осциллограф, и об основных источниках погрешностей.

Задание 3.1

1. Измерение амплитуды и частоты гармонического сигнала

Методика измерений: Работа с осциллографом С1-65. С генератора специальной формы  Г6-28 подается сигнал частотой f_ген=1МГц и амплитудой А_ген=1В. По осциллограмме измеряю амплитуду сигнала и его частоту.

Показания: А=2,9см*0,5В/см,  τ_p=1см*10^-6сек/см;

амплитуда А=1,45В ;  частоту сигнала я нахожу по формуле f=n/(l*τ_p) , частота f=10⁶Гц

Источники погрешностей: погрешности осциллографа (погрешности калибровки, нелинейная зависимость отклонения луча по вертикали от входного напряжения, зависимость коэффициента усиления от частоты, погрешность входного усилителя, нелинейность развертки по времени, шумы, конечная толщины луча), погрешности генератора.

Чтобы избежать систематической ошибки, пред началом измерения осциллограф был откалиброван. На точность измерений сильно влияет толщина луча.

По техническим данным осциллографа его точность измерения составляет 5-10%, таким образом погрешность при измерении амплитуды составила ∆A=0,1В.

Обсуждение результатов: амплитуда исходящего сигналаА_ген=1В , а амплитуда измеренная по осциллограмме А=(1,45±0,1)В. Это объясняется тем, что вольтметр показывает эффективную величину напряжения U=U₀/√2, поэтому значения отличаются в √2 раз, А/А_ген= √2.

Вывод: я измерила амплитуду сигнала и его частоту, амплитуда А=(1,45±0,1)В,           частота f=10⁶Гц.

2. Получение частотной характеристики

Методика измерений: на вход Y осциллографа я подала синусоидальный сигнал от генератора.Последовательно меняя частоту исходящего сигнала генератора (сначала низкочастотного, а затем и высокочастотного) постоянной амплитуды U_ген=1В, я, пользуясь показаниями осциллографа (С1-68), сняла зависимость амплитуды сигнала от частоты в диапазоне от 1/20 Гц  до  1 МГц. Я провела измерения при «открытом» и «закрытом» входе осциллографа и получила следующие данные:

Результаты измерений:

Низкочастотный генератор Г6-28

Высокочастотный генератор Г4-106