Изучение работы осциллографа - файл n1.doc

приобрести
Изучение работы осциллографа
скачать (74 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc74kb.24.08.2012 07:14скачать

n1.doc




Министерство Образования Российской Федерации
Вологодский государственный технический университет

Кафедра физики


Лабораторная работа №5

Изучение работы осциллографа

Выполнили:

Проверил:



Вологда

2002
Цель работы: Ознакомиться с возможностями и назначением электрон­ного осциллографа, исследовать чувствительность гори­зонтального и вертикального вводов осциллографа, про­вести наблюдение синусоидального сигнала, получить фи­гуры Лиссажу и определить частоту сигнала по фигурам Лиссажу, определить длительность сигнала.

Оборудование: Электронный осциллограф, генератор синусоидальных сигналов (ГЗ-34), универсальное питающее устройство, электронный вольтметр, печатные платы для исследова­ния чувствительности пластин и наблюдения фигур.

Теоретическая часть


Осциллограф используется для наблюдения и исследования пере­менных электрических сигналов и является одним из важнейших исследо­вательских приборов.

Базовым рабочим элементом осциллографа является электронно­лучевая трубка.

В работе электронно-лучевой трубки используется явление термоэлектронной эмиссии. Нагреватель, катод, фокусирующий электрод и анод, входящий в состав так называемой "электронной пушки", создают а элек­тронно-лучевой трубке электронный луч. На пути луча к флюоресцирующе­му экрану расположена система отклонения его по горизонтали и вертика­ли. В устройстве трубки, изображенной на рис. , такую систему образуют пластины горизонтального и вертикального отклонения электронного луча. Существуют трубки с электромагнитным отклонением и управлением элек­тронным лучом.

Экран трубки покрывается веществом, флюоресцирующим под дей­ствием электронного луча. При правильно подобранном напряжении на ка­тоде, аноде и фокусирующем электроде электронный луч создает на экра­не светящееся пятно до 1 мм в диаметре. Регулировке размеров пятно, а также его яркости осуществляется регуляторами “фокусировка” и “яркость”. Положение пятна на экране контролируется с помощью регуляторов “сме­щении Х и У”.

Чувствительность осциллографа по вертикали выражается уравнением:

(1)

где L(+ –) – смещение пятна по вертикали, если на входе “Y” подано на­пряжение U(+ –).

Если на вход "У" подается переменное напряжение { например, UА = UА sin(2??t + ?0), пятно совершает гармоническое колебание. При достаточно большой частоте ? на экране наблюдается светящаяся линия. Ее длина L0 определяется двойной амплитудой приложенного напряжения U0. При этом чувствительность вертикального входа определяется форму­лой:

(2)

где Uэффдействующее эффективное значение синусоидального напряжения.



Электронно-лучевая трубка является практически безинерционным элек­трическим прибором. Она дает возможность использовать осциллограф для наблюдения переменных электрических сигналов. Рассмотрим, как это делается. Пусть на пластины вертикального отклонения (на вход "Y") подается синусоидальное напряжение и одновременно на пластины го­ризонтального отклонения подается пилообразное напряжение так как это показано на рисунке.
При постоянно возрастающем напряжении Ux, электронный луч совершает движение слева направо с некоторой постоянной скоростью, определяемой частотой генератора развертки. Затем, когда Ux, быстро уменьшается (t = 10-9 с), электронный луч практически возвращается справа налево. Через промежутки времени, равные периоду пилообразного напряжения T = 1/??, движение электронного луча повторяется. Одновременно пят­но перемещается в вертикальном направлении под действием синусои­дального напряжения. В итоге траектория луча оказывается очень слож­ной, и на экране наблюдается меняющаяся картина. Но в случае, когда пе­риод напряжения развертки ("пилы") Тx. равен целому кратному периода исследуемого напряжения Ту (в данном случае синусоиды), т.е.

(3)

картина на экране окажется неподвижной. Для получения неподвижной картины на экране осциллографа используется специальный сигнал син­хронизации, вырабатываемый специальным устройством внутри осцилло­графа или подаваемый извне.

Экспериментальная часть


Схема расположения приборов на панельном щитке представлена на рисунке.

4313 -цифровой прибор для из­мерения напряжения;

С1-84 –осциллограф;

ГЗ-111 - звуковой генератор;

НЧ - генератор низкой частоты;

М% -. переменное сопротивление;

1 – тумблер для включения в сеть;

2 – индикатор включения.
Порядок выполнения работы.

Положение кнопок генератора "НЧ"

Т ,

10-3 с

v,

Гц

U0 ,

В

Ux,,

В

Нажата кнопка "1"

8

100

0,6

0,42

Нажата кнопка "2"

4

200

0,74

0,52

Нажата кнопка "3"

2

300

0,7

0,49


Наблюдение фигур Лиссажу на экране осциллографа.

Вид фигур Лиссажу













Частота по лимбу

генератора ГЗ-111

300

300

300

300

200

200

200

200

100

100

100

100

Отношение частот

1:1

1:2

1:3

2:1

Исследуемая частота

320

150

100

600

200

110

70

420

100

50

34

200


Вывод: мы ознакомились с возможностями и назначением электрон­ного осциллографа, исследовали чувствительность гори­зонтального и вертикального вводов осциллографа, про­вели наблюдение синусоидального сигнала, получили фи­гуры Лиссажу и определили частоту сигнала по фигурам Лиссажу, определили длительность сигнала.

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации