7. Таблиці з результатами вимірювань та розрахунків

7.1. Виміряв параметри гармонічного сигналу.

Частота вихідного сигналу:

Отримав стійке зображення 3-х періодів гармонічних коливань в межах екрану, виміряв їх амплітуду: _________, період: _________, частоту: ________. Осцилограма:

7.2 Визначив фазовий зсув між двома гармонічними сигналами.

Отримав стійке суміщене зображення двох, гармонічних сигналів, розрахував фазовий зсув за формулою:

=

X₁ – відрізок (в мм), який відповідає мінімальній відстані між точками переходу двох гармонічних сигналів, через 0 (із «-» в «+» або навпаки),

X₂ – відрізок, який відповідає одному періоду гармонічних коливань.

7.3 Виміряв частоту гармонічного сигналу методом фігур Лісажу.

Встановив на генераторі Г3-123 зразкову частоту f₀=400 Гц.

Перевірив встановлення частоти f_x генератора Г3-109 у точках 200, 400, 800, 1200 та 2000 Гц.

Отримав стійке зображення фігури Лісажу для кожної точки, та визначив кількість пересічень її вертикальною лінією – n_y, та горизонтальною – n_x. Дані записав в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1.

Частота, що перевіряється fx, Гц	200	400	800	1200	2000
ny
nx
fвим.x, Гц
DDf ,Гц

f_вим.x =

DDf = f_x - f_вим.x , де f_x –частота за шкалою

Осцилограми фігур Лісажу для частот 400 та 800 Гц:

7.4 Виміряв параметри імпульсного сигналу.

Встановити тривалість імпульсів _і та період T_і, виходячи з умови: 8>T_і/_і≥2.

Отримав стійке зображення імпульсного сигналу, виміряв його амплітуду: _______,

тривалість: ____________, період прямування: ____________.

Встановив _і та T_і виходячи з умови T_і/_і≥20.

8. Контрольні запитання

8.1 Як побудована електронна-променева трубка? Пояснить призначення електродів.

1. Відповідь: Електро́нно-промене́ва тру́бка (ЕПТ) — електронний прилад, який має форму трубки видовженої (часто з конічним розширенням) в напрямку осі сформованого в приладі електронного променя. ЕПТ складається з електронно-оптичної системи, відхиляючої системи і флуоресцентного екрана або мішені.

Під дією фото- або термоемісії з металу катода (тонка провідникова спіраль) вибиваються електрони. Оскільки між анодом та катодом підтримується напруга (різниця потенціалів) у декілька кіловольт, то ці електрони, вирівнюючись циліндром, рухаються у напрямку аноду (пустотілий циліндр). Пролітаючи крізь анод електрони потрапляють до регуляторів висоти. Кожний регулятор — це дві металеві пластини, різнойменно заряджені. Якщо ліву пластину зарядити негативно, а праву позитивно, то електрони проходячи крізь них будуть відхилятися праворуч, і навпаки. Аналогічно діють і регулятори висоти. Якщо ж на ці пластини подати змінний струм, то можливо буде контролювати потік електронів як у горизонтальній, так і вертикальній площинах. У кінці свого шляху потік електронів потрапляє на екран, де може викликати зображення.

8.2 Назвіть режими роботи ЕО і для яких вимірювань вони використовуються?

1. Відповідь: Електронний осцилограф є універсальним приладом, який призначається для спостереження, дослідження й фотографування форми електричних сигналів з екрана електронно-променевої трубки (ЕПТ). Окрім якісної оцінки досліджуваних процесів, осцилографи дозволяють вимірювати ряд величин: напругу, інтервал часу, частоту, фазовий зсув, коефіцієнт амплітудної модуляції та ін. Широке розповсюдження електронних осцилографів обумовлено великим вхідним опором, безінерційністю до дуже високих частот, високою чутливістю та широкими межами значень вимірюваних параметрів.

8.3 Яким чином формується зображення на екрані ЕО?

1. Відповідь: Досліджуваний сигнал поступає на вхід підсилювача вертикального відхилення, призначеного для узгодження величини відхилення світивши з велічиной вхідного сигналу. Коефіцієнт посилення регулюється. Горизонтальне переміщення променя створюється генератором розгортки, який формує для цієї мети пилкоподібну напругу Г (що лінійно змінюється в часі). Пилкоподібна напруга поступає на вхід підсилювача горизонтального відхилення, який забезпечує на виході напругу Е, що подається на пластини трубки, що горизонтально відхиляють. Електронний промінь переміщається по горизонталі з постійною швидкістю, створюючи таким чином лінійну розгортку часу. Швидкість розгортки регулюється.

8.4. Що таке «коефіцієнт відхилення» та «коефіцієнт розгортки» і як вони визначаються?

Відповідь: Коефіцієнт розгортки kр - це масштаб по горизонтальній осі, коефіцієнт відхилення kв - масштаб по вертикальній осі екрана ЕПТ. Перший з них подають в одиницях часу, віднесених до поділок шкали , а другий - в одиницях напруги, віднесених до поділок шкали . У сучасних осцилографах зміна коефіцієнтів розгортки і відхилення здійснюється східчасто за допомогою перемикачів: коефіцієнта відхилення з кратністю зміни 1; 2; 5; коефіцієнта розгортки - з кратністю зміни 0,25; 0,5; 1; 2; 5.

8.5. Що таке «синхронізація» та з якою метою вона виконується при проведенні вимірювань ЕО?

Відповідь: Синхронізація розгортки осцилографа. Для одержання на екрані ЕПТ стійкого зображення досліджуваного сигналу необхідно, щоб частота розгортки дорівнювала частоті досліджуваного сигналу або була б у ціле число разів меншою за неї. З цією метою генератор розгортки запускається (синхронізується) або імпульсами, сформованими з досліджуваного сигналу (внутрішня синхронізація), або зовнішніми сигналами. Останні подаються на вхід зовнішня синхронізація. Для синхронізації запуску генератора може бути використана напруга мережі живлення, якщо частота досліджуваного сигналу кратна частоті мережі (синхронізація від мережі).

8.6. Яким чином змінюється масштаб зображення на екрані ЕО по вісі X та по вісі Y?

Відповідь:

8.7. Який режим роботи ЕО називають режимом чекаючої розгортки і в яких випадках його використовують?

Відповідь: Режими роботи генератора розгортки. Генератор розгортки має два основних режими роботи: безперервної (періодичної) і очікувальної розгортки.. Очікувальний режим генератора розгортки застосовується при дослідженнях неперіодичних сигналів, імпульсної напруги великої або змінної шпаруватості, імпульсів малої тривалості тощо. В цьому режимі генератор розгортки знаходиться у стані готовності до робочого ходу. При появі імпульсу синхронізації генератор формує тільки один період напруги розгортки і знову переходить у стан очікування, на екрані ЕПТ спостерігається зображення тільки одного імпульсу.

8.8. Який порядок дій виконується при вимірюванні миттєвих значень та часових характеристик сигналу, що досліджується за допомогою ЕО?

Відповідь: Для спостереження і вимірювання коротких за часом сигналів використовують спеціальні типи осцилографів: швидкісні та стробоскопічні.

Швидкісні осцилографи за загальним принципом побудови аналогічні універсальним, але відрізняються тим, що в них застосовуються спеціальні ЕПТ біжучої хвилі. Вони забезпечують підсилення досліджуваних сигналів і відхилення променя уздовж вертикалі під дією підсилених сигналів. За допомогою швидкісної розгортки забезпечується переміщення променя уздовж горизонталі, тим самим створюється умова спостереження досліджуваного сигналу в реальному часі, як і в універсальних осцилографах.

Принцип дії стробоскопічних осцилографів грунтується на ефекті, який дозволяє послідовно накопичувати інформацію про характер досліджуваного безперервного сигналу. Інформацію про форму електричного сигналу одержують шляхом відображення його дискретних миттєвих значень на екрані ЕПТ у моменти часу, які вибирають у визначеному послідовному порядку. Так, протягом якогось окремого періоду існування сигналу фіксується одне його миттєве значення, в наступному вибраному періоді вибирається сусіднє значення сигналу і т.д. Внаслідок такої послідовної вибірки накопичується інформація про форму періодичного сигналу.

8.9. В чому полягає метод еліпсу при визначенні фазового зсуву?

Відповідь:

8.10. Який вигляд може мати фігура Лісажу на екрані ЕО, якщо на входи X і Y подані синусоїдальні напруги, причому частота напруги на вході Y в n раз більше ніж на вході X? (n=2¸Q10).

Відповідь:

1 В режимі X-Y вимірювань вхід Y₁ осцилографа С1-83 є входом X, а вхід Y₂ є входом Y.