План роботи
1. Інструктаж з техніки безпеки.
2. Ознайомлення із завданнями.
3. Самостійне виконання завдань.
4. Оформлення звіту і захист його у викладача.
Методичні вказівки до виконання
Рисунок 4.1Загальний вигляд осцилографа
Електронно-променевий осцилограф с1-68. Основні відомості
Осцилограф універсальний С1-68 (рисунок 4.1) призначений для спостереження і дослідження форми електричних процесів шляхом візуального спостереження і вимірювання їх тимчасових і амплітудних значень. По точності відтворення сигналу, вимірювання тимчасових і амплітудних значень прилад відноситься до 2—3 класів ГОСТ 22737-77.
ТЕХНІЧНІ ДАНІ
1. Осцилограф СІ-68 забезпечує:
а) спостереження форми імпульсів обох полярностей тривалістю від 2 мкс до 16с з амплітудою від 1 мВ до 300 В;
б) спостереження періодичних сигналів в діапазоні частот від 0,06 Гц до 1 Мгц;
в) вимірювання амплітуд досліджуваних сигналів в діапазоні від 2 мВ до 300 В, а з виносним дільником 1:10 — від 20 мВ до 350 В;
г) вимірювання тимчасових інтервалів — від 2 мкс до 16 с. 2. Коефіцієнти відхилення (положення перемикача «V/сm, mV/сm») встановлюються:
а) стрибкоподібно від 1 мВ/см до 5 В/см з можливістю множення (зменшення чутливості) на 10;
плавне перекриття кожного піддіапазону не менше 2,5 разу;
б) основна погрішність вимірювання напруги в діапазоні від 2 мВ до 300 В при розмірі зображення від 2 до 6 ділень не перевищує:
±5% - при коефіцієнтах відхилення від 2 мВ/см до 50В/см;
±8% — при коефіцієнті відхилення 1 мВ/см «х1» або «х10|».
3. Коефіцієнт відхилення каналу горизонтального відхилення не більше 1 В/см.
4. Час наростання перехідної характеристики каналу вертикального відхилення променя не більше 0,35 мкс; з виносним дільником 1:10 — 0,45 мкс.
5. Час встановлення перехідної характеристики каналу вертикального відхилення променя не більше 1,1 мкс: з виносним дільником 1:10— 1,8 мкс.
6. Викид перехідної характеристики каналу вертикального відхилення не більше 5%; з виносним дільником 1:10 —не більше 8 % ·
7. Спад вершини перехідної характеристики при закритому вході не більше 10% при тривалості 10 мс.
8. Нерівномірність перехідної характеристики не більше 3%; з виносним дільником 1:10 — не більше 10%.
9. Параметри входів:
а) каналу вертикального відхилення — вхідний активний опір (1±0,02) МОм, вхідна-ємність (50±5) пФ; з виносним дільником 1:10 — вхідний опір (10±1) МОм, вхідна ємність не більше 13 пФ, погрішність коефіцієнта ділення не більше ±10%;
б) каналу горизонтального відхилення — вхідний активний опір не менше 50 кОм, вхідна ємність не більше 30 пФ;
в) входу зовнішньої синхронізації — вхідний активний опір не менше 50 кОм в положенні перемикача синхронізації «Внеш. 1:1» і не менше 500 кОм в положенні «Внеш.1:10», вхідна ємність не більше 50 пФ|;
г) канал «Z» — вхідний опір (1±0,2) МОм, вхідна ємність не більше 35 пФ.
10. Сумарне значення постійної і змінної напруги в закритому вході не більше 350 В, що допускається.
Максимальний вимірюваний розмах досліджуваного сигналу не більше 300 В.
Максимальный розмах досліджуваного сигналу, що подається на вхід приладу через виносного дільника 1:10, не більше 350 В.
11. Межі переміщення променя по вертикалі не менше двох значень номінального вертикального відхилення.
Межі переміщення променя по горизонталі забезпечують поєднання початку і кінця робочої частини розгортки з центром екрану.
12. Генератор розгортки може працювати в періодичному або чекаючому режимі і має наступні параметри:
а) діапазон тривалості розгортки ( каліброваних коэфіціентів розгортки) від 2 с/см до 2 мкс/см розбитий на 19 фиксованих піддіапазонів.
Передбачена можливість п'ятикратної розтяжки розгортки (п'ятикратного зменшення коефіцієнта розгортки в положенні «0,2»). Плавне перекриття кожного, піддіапазону не менше 2,5 разу;
б) основна погрішність вимірювання тимчасових інтервалів в діапазоні від 2 мкс до 16 с при вимірюваному розмірі зображення по горизонталі від 4 до 8 ділень робочої частини розгортки не більше ±5% без розтяжки і ±8% — з використанням розтяжки.
13. Внутрішня синхронізація розгортки здійснюється сигналом будь-якої полярності при мінімальному рівні зображення не більше 3 мм і максимальному рівні — 60 мм в діапазоні частот від 1 Гц до 1МГц і імпульсними сигналами тривалістю від 1,4 мкс і більш.
14. Зовнішня синхронізація розгортки здійснюється сигналом в діапазоні частот від 1 Гц до 1 Мгц при амплітуді сигналу від 0,5 до 50 В, а також імпульсними сигналами з тривалістю від 1,4 мкс і більш при амплітудах від 0,5 до 50 В.
Нестабільність синхронізації розгортки (розмитість зображення) не перевищує ширину лінії променя.
Синхронізація від мережі — частотою 50, 400 Гц, мінімальний рівень зображення — не більше 3 мм, максимальний рівень — не менше 60 мм.
15. Амплітуда напруги розгортки для запуску зовнішніх пристроїв, виведеного на гніздо « » у межах від 5 до 12 В на нагрузці опором не менше 20 кОм і ємністю не більше 100 пФ.
16. Розміри робочої частини екрану по вертикалі не менше 60 мм (6 ділень) і по горизонталі не менше 80 мм (8 ділень).
17. Ширина лінії променя не більше 0,7 мм, а при коефіцієнті відхилення по вертикалі 1 мВ/см — не більше 1 мм.
18. Мінімальна частота проходження розгортки, при якій забезпечується спостереження досліджуваного сигналу на найбільш швидкій розгортці, не більше 250 Гц.
19. Нелінійність відхилення не перевищує 5%.
20. Смуга пропускання каналу горизонтального відхилення від 0 до 500 кГц.
Опорна частота 1 кГц.
21. Параметри, що визначають нестабільність положення променя:
- довготривалий дрейф нульової лінії протягом 1ч роботи після 15 мин. прогрівання не перевищує 3,5 мВ (35 мм);
- короткочасний дрейф за 1 хв протягом 1 ч не перевищує 0,3 мВ (3 мм);
- зсув променя при зміні напруги живлення на ±10% не більше 0,3 мВ (3 мм).
22. Періодичні (від внутрішнього перетворювача напруги або випадкові шуми) відхилення променя не перевищують 2%.
23. Затримка початку розгортки щодо сигналу синхронізації не більше 0,3 мкс.
24. Нелінійність розгортки в межах робочої частини розгортки не перевищує 5%. При розтяжці тривалості розгортки «хО,2» нелінійність не перевищує 10%.
25. Параметри, залежні від електронно-променевої трубки:
а) геометричні спотворення не більше 3%;
б) погрішність ортогональності не більше 2°;
в) яскравість променя осцилографа регулюється від повної відсутності до величини, зручної для спостереження.
26.
Модуляція
яскравості забезпечується при подачі
на
гніздо «
Z
» сигналу з амплітудою від 20 до 50 В
в діапазоні частот від 20 Гц до 200 кГц.
27. Яскравість підсвічування шкали регулюється від повної відсутності до величини, зручної для спостереження.
28. У приладі забезпечується можливість подачі досліджуваних сигналів в смузі частот від 20 Гц до 10 Мгц безпосередньо на відкритий симетричний вхід «відхиляючих пластин електронно-променевої трубки через зовнішній перехідний конденсатор ємністю не менше 0,1 мкФ.
Параметри входів «Пластини Y» і «Пластини X» вхідний опір відносно корпусу — (1+0,2) МОм при вхідній ємності не більше 20 пФ|.
Чутливість входу
«Пластини Y»
не менше 1,0
«Пластини X» — не менше 0,6 — (визначається технічними умовами на ЕПТ).
29. Внутрішнє джерело каліброваної напруги генерує П-образні імпульси з частотою 2 кГц (період 0,5 мс) і амплітудою 0,1 і 1 В:
а) основна погрішність напруги|напруження| і частоти не перевищує ±1,5%; ..
б) ассиметрія імпульсів не перевищує 20%.
30. Живлення приладу здійснюється:
- від мереж змінного струму напругою (220±22) В частотою (50+0,5) Гц, напругою (115+5,75) В і (220+11) В частотою (400+12) Гц і вмістом гармонік до 5%.
- від джерела постійного струму напругою (12,6±+ 1,26) В і (24±2.4) В.
31. Потужність, споживана від мережі при номінальній напрузі, не перевищує 40ВА.
Величина струму, споживаного приладом від джерела постійного струму напругою 12,6 В, не перевищує 1,8А.
32. Час встановлення робочого режиму приладу не перевищує 15 хв.
33. Прилад допускає безперервну роботу протягом 16 годин.
Примітка. У приладі допускається незначна зміна чутливості і зсув променя паралельно лініям променя шкали до 2 мм при зміні яскравості променя до максимальної.
34. Напрацювання приладів на відмову не менше 1500 ч.
35. Середній термін служби приладу 10 років. Середній ресурс 5000 ч.
36. Маса приладу не більше:
для настільного виконання — 10 кг;
для стоєчного виконання — 14 кг;
Маса приладу з транспортною тарою не більше:
для настільного виконання — 45 кг;
для стоєчного виконання — 46 кг
37. Габаритні розміри приладу:
для настільного виконання — 274X182X440 мм
для стоєчного
виконання — 520
160
510
мм
Габаритні розміри приладу в упаковці
—для настільного виконання — 410X276X483 мм (у ящику укладання);
— 288X204X253 мм (у картонній коробці);
—для стоєчного виконання — 533X181X533 мм. Габаритні розміри транспортної тари:
для настільного виконання — 533X407X682 мм (з ящиком укладання);
414X341X723 мм (з картонною коробкою);
для стоєчного виконання — 656X341X851 мм
Призначення органів керування
1. Органи керування і приєднання, розташовані на передній панелі, призначені:
тумблер «СЕТЬ» — для включення і виключення приладу;
ручка «ЯРКОСТЬ» — для установки необхідної яскравості променя;
ручка «ФОКУС.» — для фокусування променя ЕПТ;
шліц «АСТИГМАТИЗМ» — для усунення астигматизму ЕПТ;
ручка «ШКАЛА» — для регулювання освітлення шкали.
Підсилювач «Х»
ручка перемикача
«
;
»
— для вибору відкритого або закритого
входу підсилювача;
гніздо « 1М 50рF» — для подачі досліджуваного сигналу на підсилювач;
велика ручка перемикача «V/сm, mV/сm» — для перемикання вхідного аттенюатора;
мала ручка перемикача «УСИЛЕНИЕ» — для плавного регулювання чутливості підсилювача;
ручка, позначена
«
»
- для
переміщення променя по вертикалі;
ручка «БАЛАНСИР.» — для балансування підсилювача;
шліц « ▼» — для калібрування чутливості підсилювача;
тумблер, позначений «XI» — «Х10», — для загрублення чутливості підсилювача.
Розгортка:
перемикач « X, I, 0,2» - для п'ятикратного розтягування і підключення входу X;
гніздо « X» — Для подачі зовнішнього сигналу на вхідний підсилювач горизонтального відхилення;
ручка «
» — Для переміщення по горизонталі;
велика ручка здвоєного перемикача «ВРЕМЯ/сm», а мала ручка «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» — для регулювання тривалості розгортки;
ручка «СТАБ.» — для вибору режиму роботи генератора розгортки ( чекаючий, автоколивальний).
Синхронізація:
ручка перемикача виду синхронізації «СЕТЬ, ВНУТР., ВНЕШ., — 1:1,1: 10» — для установки внутрішньої або зовнішньої синхронізації з дільником і без дільника напруги, а також для синхронізації від живлячої мережі;
ручка перемикача полярності синхронізації «±, , ±, » — для установки відкритого і закритого входу синхронізації і вибору її полярності;
ручка «УРОВЕНЬ» — для вибору рівня запуску розгортки;
гніздо « ВНЕШ.» — для подачі зовнішнього сигналу синхронізації.
Крім того, на
передню панель виведено гніздо калібратора
«
2kHz 100mV», а
також затиск «
».
Органи, розташовані на бокових стінках приладу, призначені:
на правій стінці :
потенціометри «КАЛИБРОВКА ДЛИТЕЛЬНОСТИ» — « I», « 0,2» — для калібрування тривалості розгортки:
гніздо| калібратора «IV» — для виходу калібрувальної напруги;
тумблер «— , » — для перемикання режиму роботи калібратора;
гніздо «
» — для виведення пилкоподібної напруги|
генератора розгортки;
гнізда «ПЛАСТИНЫ X», тумблер «ВКЛ.»· - для подачі зовнішніх відхиляючих напруг на пластини X;
потенціометр «УСТ. ЛИНИИ ЛУЧА» — для поєднання лінії розгортки з лініями шкали.
Органи, розташовані на лівій стінці приладу призначені:
гнізда «ПЛАСТИНЫ Y», тумблер «ВКЛ.» - для подач зовнішніх відхиляючих напруг на пластини Y;
шліц «БАЛАНСИР. ГРУБО» — для балансування підсилювача Х.
На задній стінці приладу розташовані:
роз'єм «СЕТЬ» - для під'єднування кабелю живлення;
тумблер «220V, 115V» — для перемикання величини живлчої напруги;
вставки плавкі «1А», «ЗА» — для захисту приладу при перевантаженнях;
гнізда « Z , » — для підключення зовнішньої модуляції;
затиск «
» — для заземлення приладу;
електрохімічний лічильник числа годинника напрацювання приладу (у разі його установки).
ВКАЗІВКА ЗАХОДІВ БЕЗПЕКИ
У приладі є напруги, небезпечні для життя, тому категорично забороняється робота з приладом при знятому захисному кожусі і якщо його корпус не заземлений шляхом з'єднання затиску « » з шиною захисного заземлення.
Всі перепаювання в схемі робити тільки при вимкненому тумблері «СЕТЬ», а при перепаюваннях в схемі вузла живлення і на передній панелі приладу необхідно виймати з мережі вилку шнура живлення, зважаючи на небезпеку ураження напругою мережі. Слід пам'ятати, що зняття екранів збільшує небезпеку поразки.
При вимірюваннях в схемі живлення ЕПТ| слід користуватися високовольтним пробником, оскільки в схемі є високі напруги. На післяприскорюючому електроді ЕПТ є напруга + 1,5 кВ, яка зберігається і після виключення приладу протягом 3...5. хвилин.
ПІДГОТОВКА ДО РОБОТИ
1. Загальн положення
Протріть прилад чистою сухою ганчіркою перед встановленням на робоче місце. Для зручності роботи з приладом ручка перенесення, закріплена на бічних стягуваннях, використовується як підставка.
Для установки натисніть її одночасно в місцях кріплення поверніть і відпустіть, зафіксувавши під потрібним кутом.
Прилад під час роботи повинен бути встановлений так, щоб повітря вільно надходило в нього і виходило із нього. Вентиляційні отвори кожуха приладу не повинні бути закриті іншими предметами.
Поімніть, що прилад може живитися від мережі напругою 220 В, частотою 50 Гц і 400 Гц, від мережі напругою 115 В, частотой 400 Гц і від джерела постійної напруги 12,6 В. Впевніться перед включенням приладу у відповідності приєднаного шнура вибраному джерелу живлення, перевірте положення тумблера напруги мережі і відповідність номіналів вставок плавких, написам біля утримувачів вставок плавких.
Примітки:
1. При зчленовуванні розетки з вилкою кабельної (з'єднувачі радіочастотні типу СР...) з’єднувальні роз'єми фіксувати поворотом гайки, що обертається. Забороняється проводити зчленовування, повертаючи корпус
вилки.
2. Шнур живлення, призначений для підключення приладу до джерела постійної напруги 12,6 В, закінчується штекерами з гравіюванням полярності. Заземліть корпус приладу перед підключенням до джерела живлення шляхом з'єднання затиску « » з шиною захисного заземлення.
Перед включенням приладу в мережу втулку шнура живлення кріпити гвинтом і шайбою встановленими на скобі задньої панелі приладу.,
2. Підготовка до вимірювань
Перед включенням приладу органи управління встановите в наступні положення:
«ЯРКОСТЬ» — в середнє;
«ФОКУС.» — в середнє;
перемикач входу « ; » — в положення « »;
перемикач атенюатора «V/сm, mV/сm» — в «2 mV/сm»:
«УСИЛЕНИЕ»—в положення крайнє праве («КАЛBБР.»);
тумблер « 10, 1» — в положення « 10»;
« » « » — в положення середнє;
«БАЛАНСИР.» - - в середнє;
тумблер «СЕТЬ» - вимкнено;
тумблер « X, 1, 0,2» - в положення « 1»;
«ВРЕМЯ/сm» — «0,5 ms»;
«ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» — в крайнє праве («КАЛІБР.»);
«СТАБ.» — в крайнє праве;
«УРОВЕНЬ» - в середнє:
тумблер « , —», розташований на правій стінці, в положення| « »;
тумблери «ВКЛ.» перемикання пластин (на бокових стінках|) — в положення| «ВЫКЛЮЧЕНО»;
перемикач виду полярності синхронізації «— +, ; » — в положення
«+, — , »;
перемикач виду синхронізації («СЕТЬ, ВНУТР. ВНЕШ.») — в положення «ВНУТР.».
З'єднайте прилад відповідним шнуром і джерелом, живлення і тумблером «СЕТЬ», включіть його. При цьому повинна зажевріти сигнальна лампочка.
Відрегулюйте через 2—3 хвилини після включення яскравість, і фокусування лінії розгортки за допомогою ручок «ЯРКОСТЬ», «ФОКУС.» і шліца «АСТИГМАТИЗМ». Перемістіть промінь в межі робочої частини екрану ручками « »-» і « ». Після п'ятнадцятихвилинного прогрівання приладу збалансуйте підсилювач вертикального відхилення променя, виконавши для цього наступні операції:
встановіть тумблер « 10, 1» в положення « I0» і ручкою « » встановіть промінь в центрі екрану;
встановіть тумблер « 10, 1» у положення « 1» і ручкою «БАЛАНСИР.» знову встановите промінь в центрі екрану.
Повторюйте ці операції до тих пір, поки лінія розгортки не перестане переміщатися при перемиканні тумблера « 10, 1».
Якщо лінія розгортки не співпадає з горизонтальними лініями шкали, то потенціометром «Уст. линии луча» добийтеся їх збігу.
Проводьте калібрування коефіцієнта відхилення і тривалості розгортки (коефіцієнта розгортки).
Для калібрування використовується точний і стабільний по амплітуді і частоті власний сигнал калібрувальної напруги розмахом 100мВ±1,5%, 1 В±1,5% і частотою 2 кГц± 1,5%, який слід подавати на вхід осцилографа з гнізда « 2kHz 100mV» або « 1V».
Калібрування проводиться при крайньому правому положенні ручки «УСИЛЕНИЕ» — при калібруванні коефіцієнта відхилення і ручки «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» (плавно) — при калібруванні коефіцієнта розгортки.
Калібрування коефіцієнта відхилення слід проводити, як правило, при розмірі зображення калібрувального сигналу рівному 50 мм.
При невеликих сигналах, коли розмір зображення сигналу не може бути отриманий більше 35 мм, калібрування слід проводити при розмірі зображення калібрувального сигналу рівному 20 мм.
При бажаному розмірі зображення калібрувального сигналу, рівному 50 мм, калібрування слід проводити в положеннях вхідного аттенюатора| «2mV/сm», «20mV/сm», «0,2 V/сm», залежно від положення тумблера « 1— 10» і розмаху калібрувального сигналу (100 мВ або 1 В).
Для отримання розміру зображення калібрувального сигналу, рівного 20 мм, калібрування слід проводити відповідно у положеннях| «5mV/сm», «50mV/сm» або «0,5V/сm».
Для підвищення точності вимірювання калібрування слід проводити в тому положенні тумблера « 1— 10», при якому проводитиметься вимірювання, і в тій частині| екрану, де проводитиметься вимірювання. При використанні виносного дільника 1 : 10 калібрування слід проводити з дільником.
Калібрування тривалості (коефіцієнта) розгортки калібрувальним сигналом частотою 2 кГц±1,5% проводиться при крайньому правому положенні ручки «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» в положенні «0,5mS» перемикача розгортки.
Калібрування проводиться| окремо для кожного положення множника « 1— 0,2» потенціометрами «КАЛИБРОВКА ДЛИТЕЛЬНОСТИ — 1» і «КАЛИБРОВКА ДЛИТЕЛЬНОСТИ — 0,2», розташованими на правій боковій стінці приладу.
При калібруванні в положенні «0,5mS» « 1» необхідно сумістити 8 періодів калібрувального сигналу з вертикальними лініями шкали.,а при використанні множника « 0,2» — встановити 1 період калібрувального сигналу на 5 діленнях шкали відповідним потенціометром калібрування тривалості.
Для підвищення точності наміру розмір зображення калібрувального сигналу по горизонталі (або декількох його періодів) повинен бути близький до розміру вимірюваного тимчасового інтервалу. Тому при калібруванні по декількох періодах калібрувального сигналу проводиться поєднання з діленнями шкали крайніх періодів тієї ділянки, на якій проводиться калібрування.
Перед вимірюваннями тумблер « ,— » встановити в положення «—». Після цього прилад готовий до роботи, і можна приступити до вибору режиму роботи і проведення необхідних спостережень і вимірювань.
Відрегулюйте ручкою «ШКАЛА» яскравість підсвчування ділень на шкалі ЕПТ. Фільтр перед екраном ЕПТ для збільшення контрастності зображення, а також для усунення відблисків і віддзеркалень від поверхні екрану ЕПТ. На екрані ЕПТ нанесена шкала, використовувана для вимірювань по вертикали і горизонталі. Шкала розділена на 6 десятиміліметрових ділень по вертикалі і 8 десятиміліметрових ділень по горизонталі. На осьових лініях шкали кожне велике ділення розділене на 10 рівних частин.
Подайте досліджуваний сигнал на « 1М 50 рF»
підсилювача вертикального відхилення. Для підключення досліджуємого сигналу в комплект приладу входять сполучні кабелі і виносний дільник. При підключенні кабелю вхідний опір приладу дорівнює 1 МОм з паралельною ємністю, величина якої залежить від типу використовуваного кабелю. Користуйтеся виносним дільником у всіх випадках при дослідженні сигналів з амплітудою від 0,1 В до 300 В при необхідності збільшення вхідного опору приладу і зменшення вхідної ємності. При підключенні виносного дільника вхідний опір приладу стає рівним 10 МОм з паралельною ємністю не більше 15 пФ.
Для проведення необхідних спостережень і вимірювань досліджуваних сигналів зображення на екрані приладу повинно бути стійким і мати величину, зручну для розгляду. Для цього потрібно встановити необхідний вид зв'язку і ослаблення вхідного дільника підсилювача вертикального відхилення, режим роботи розгортки, вид синхронізації.
Перемикач входу (« ; ») вибирає вид зв'язку каналу вертикального відхилення з джерелом досліджуваного сигналу. У положенні « » зв'язок з джерелом досліджуваного сигналу здійснюється по постійному струму. Цей режим може бути використаний в переважній більшості випадків.
Проте, якщо постійна складова досліджуваного сигналу набагато більше за змінну, то доцільно вибрати зв'язок джерела досліджуваного сигналу з каналом вертикального відхилення по змінному струму| « », тоді конденсатор вхідного ланцюга не пропускає постійну складову. При дослідженні низькочастотних сигналів слід враховувати, що в режимі « » нижня межа смуги пропускання складає декілька герц.
Значення коефіцієнта відхилення підсилювача вертикального відхилення, позначене на передній панелі «V/сm,mV/сm», вірно лише при крайньому правому положенні ручки «УСИЛЕНИЕ», яка спарена з перемикачем вхідного атенюатора і має в крайньому правом положенні механічну фіксацію. Встановіть ручкою «СТАБ.» режим роботи розгортки ( чекаючий, автоколивальний). Поверніть ручку «СТАБ.» управо до появи розгортки, отримайте автоколивальний режим. Поворотом ручки вліво на 5—10° від точки зриву розгортки встановлюється чекаючий режим.
Виберіть джерело синхронізації перемикачем виду синхронізації
(«СЕТЬ, ВНУТР., ВНЕШ.»). Внутрішня синхронізація може бути використана в більшості випадків. У положенні перемикача «ВНУТР.» сигнал надходить з каналу вертикального відхилення променя.
У положенні перемикача «ВНЕШ.» синхронізація здійснюється зовнішнім сигналом, що подається на гніздо « ВНЕШ.». Для отримання стійкої синхронізації досліджуваного процесу зовнішній сигнал повинен залежати в часі від досліджуваного сигналу. Зовнішній сигнал для синхронізації використовується в том_ випадку, якщо що внутрішній синхронізуючий сигнал занадто малий або містить складові, небажані для синхронізації. Цей режим зручний тим, що дозволяє досліджувати сигнали різної амплітуди, частоти і форми без перебудови регулювань синхронізації. Перемикач полярности синхронізації дає можливість вибирати вид зв'язку і полярність сигналу, що запускає розгортку.
У положенні перемикача « » забезпечується стійка синхронізація сигналами частотою від 1 Гц до 1 Мгц, а також сигналами з малою частотою повторення. У цьому режимі ручкою « » вертикального каналу можна змінювати рівень
запуску. У положенні «~» постійна складова запускаючого сигналу не поступає на вхід схеми синхронізації. Цей режим запуску може бути використаний в більшості випадків при частоті сигналу від 50 Гц до 1 Мгц.
Виберіть ручкою «УРОВЕНЬ» точку на синхронізуючому сигналі, в якій запускається схема розгортки. Коли ручка «УРОВЕНЬ» обертається в праву сторону, схема синхронізації запускається позитивнішою ділянкою запускаючого сигналу, а при обертанні в ліву сторону — більш негативною ділянкою запускаючого сигналу.
Отримайте стійке зображення на екрані ЕПТ, вибравши джерело синхронізації, режим запуску розгортки і полярність запуску.
Встановіть тривалість розгортки такої, щоб можна було спостерігати форму досліджуваного сигналу за допомогою ручкі «V/сm», «mV/сm» і тумблера множника « 1, 0,2». Плавні регулювання тривалості розгортки здійснюється за допомогою ручки «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ», спареної з ручкою перемикача «ВРЕМЯ/сm». Значення тривалості розгортки, позначене на передній панелі приладу, вірні в крайньому правому положенні ручки «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ». У цьому положенні ручка потенціометра має механічну фіксацію.
ПОРЯДОК РОБОТИ
Для спостереження досліджуваного сигналу і вимірювання його основних параметрів, таких як амплітуда, частота, тимчасові інтервали, в переважній більшості випадків можна обмежуватися нижчеперерахованими режимами розгортки і синхронізації.
1. Чекаюча розгортка з синхронізацією досліджуваним
сигналом
Встановіть ручку перемикача виду синхронізації в положення| «ВНУТР.», а ручку «УРОВЕНЬ» — в одне з крайніх положень. Поставте в потрібне положення перемикач тривалості і тумблер множника розгортки, якщо приблизно відома тривалість досліджуваного процесу. Встановіть перемикач «V/сm, mV/сm» в положення|, при якому величина досліджуваного сигналу на екрані приладу найбільш зручна для спостереження. Подайте досліджуваний сигнал на гніздо
« 1М 50 рF». Обертайте ручку «СТАБ.» вправо до появи зображення на екрані ЕПТ. Обертаючи цю ж ручку у зворотний бік, встановіть її в положення, при якому, розгортка зривається. Це положення відповідає чекаючему режиму роботи. Поверніть ручку «УРОВЕНЬ» до положення при, якому з'являється стійке зображення сигналу.
Перемикачем вибору полярності синхронізації («—; + ; ; ») можна здійснити запуск розгортки від позитивної або негативної частини сигналу, встановивши його в положення| «+» або «—».
2. Безперервна розгортка з синхронізацією досліджуваним сигналом
Проведіть ті ж операції з приладом, що і для роботи в чекаючому режимі, необхідно тільки за відсутності сигналу на ході повернути ручку «СТАБ.» так, щоб на екрані появилась лінія розгортки. Подайте на « 1М 50 рF » досліджуваний сигнал. Повертайте ручку «УРОВЕНЬ» до отримання стійкого зображення. Якщо це зробити не вдається, добийтеся стійкого зображення, незначним поворотом ручки «СТАБ.».
3. Синхронізація від зовнішнього джерела
Поставте ручку перемикача виду синхронізації в положення «ВНЕШ. 1:1» або
«1 : 10», залежно від амплітуди синхронізуючого сигналу. Подальші операції проводьте ті так само, як вказано в пп. 1 і 2.
4. Розгортка від зовнішнього джерела
Встановіть ручку перемикача « , I, 0,2» в положення « Х». Подайте розгортаючу напругу від зовнішнього джерела на гніздо « X». Застосовуйте цей режим роботи в тих випадках, якщо для горизонтального відхилення променя необхідна не пилкоподібна напруга, а сигнал іншої форми, наприклад, синусоїдальний.
5. Зовнішня модуляція променя по яскравості
Підключіть модулюючий сигнал до гнізд « Z », які знаходяться на задній стінці приладу. Засинхронізуйте цим же сигналом розгортку для отримання нерухомих яркістних міток на екрані ЕПТ.
6. Подача досліджуваних напруг безпосередньо на пластини ЕПТ
Досліджуваний сигнал на пластини слід подавати на гнізда «ПЛАСТИНЫ Y» або «ПЛАСТИНЫ X» обов'язково через зовнішні перехідні конденсатори, оскільки вхідні клеми «ПЛАСТИНИ Y» і «ПЛАСТИНИ X» знаходяться під потенціалом біля +50 В. Тумблер перемикання пластин встановите в положення «ВКЛ.». Вхід на пластини cимметричний. Заземлення однієї з пластин може здійснюватися тільки через зовнішній конденсатор.
Переміщення зображення може здійснюватися ручками « » і « ».
При подачі зовнішніх напруг на пластини X перемикач « , I, 0,2» слід встановити в положення «X».
7. Вимірювання тимчасових інтервалів
Для забезпечення максимальної точності вимірювання слід дотримувати наступні умови вимірювання:
- розмір зображення вимірюваного тимчасового інтервалу повинен бути великим, що зменшує погрішність відліку при вимірюванні;
- розміри по горизонталі зображень вимірюваного і калібровочного сигналів (або декількох їх періодів) повинні бути по можливості однаковими, що виключає погрішність за рахунок нелінійності по горизонталі, оскільки в цьому випадку дія нелінійності однаково на вимірюваний і калібрувальний сигнал;
- калибровка перед вимірюванням повинна проводитися для кожного з положень множника « 1— 0,2»;
- для зменшення погрішності вимірювання за рахунок товщини лінії променя вимірювання і калібрування слід проводити або обидва по правих, або обидва по лівих краях зображення;
- вимірювання і калібрування проводити на горизонтальній осевій лінії шкали з діленнями.
Перед вимірюванням встановіть ручку «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ» в крайнє праве положення. У цьому положенні розгортка калібрується і відповідає градуюванню перемикача «ВРЕМЯ/сm». Перевірте калібрування тривалості розгортки по внутрішньому калібратору відповідно до підрозділу 7. Встановіть вимірюваний тимчасовий інтервал в центрі екрану ручкою « ». Поставте перемикач «ВРЕМЯ/ сm» і перемикач « — 1— 0,2» у таке положення, щоб вимірюємий інтервал займав довжину на екрані не менше 30 мм шкали.
Вимірюваний часовий інтервал визначається добутком довжини вимірюваного інтервалу часу на екрані по горизонталі в діленнях поділках,розподілах,поділах шкали (см), значення коефіцієнта розгортки (цифрової відмітки перемикача тривалості розгортки) і значення множника розгортки (« 1 — 0.2»).
Якщо при вимірюванні періодичних сигналів малої тривалості проводиться вимірювання тривалості декількох його періодів, то тривалість одного періоду визначається додатковим діленням вказаного добутку на число виміряних періодів.
Вимірювання часових інтервалів можливо проводити при допомозі міток, яскравості відомої частоти, або періодом проходження. Для модуляції променя використовується синусоїдальна або імпульсна напруга.
Отримайте на екрані ЕПТ чітке нерухоме зображення, використавши режим зовнішньої синхронізації розгортки модулюючим сигналом. Відрегулюйте ручками «ЯРКОСТЬ» і «ФОКУС.» зображення так, щоб на екрані осцилографа були видно чіткі яскраві мітки з темними проміжками між ними. Тривалість тимчасового інтервалу визначається множенням кількості міток, що укладаються на його зображенні на відомий період проходження модулюючого сигналу.
8. Вимірювання частоти
Частоту сигналу можливо визначити, змірявши його період Т
Підраховується відстань в діленнях цілого числа періодів сигналу, що укладаються найближче до 8 ділень шкали. Например, 8 періодів займають відстань 4 ділення при тривалості (коефіцієнті розгортки) 5 мкс/см. Тоді шукана частота сигналу рівна
де n — кількість періодів;
l — відстань в діленнях шкали, займана вимірюваною ділянкою;
р
— тривалість разгортки (коефіцієнт
розгортки).
Іншим методом визначення частоти, є метод порівняння невідомої частоти з еталонною по фігурах Ліссажу. В цьому випадку на підсилювач вертикального відхилення (вхід «« 1М 50 рF ») подають сигнал, частоту якого необхідно виміряти, а на підсилювач горизонтального відхилення (вхід « X») — сигнал генератора зразкової частоти.
При зближенні частот на екрані з'являється еліпс, що обертається, зупинка якого вказує на повний збіг частот. При кратному співвідношенні частот на екрані виходить складніша фігура, причому частота по вертикалі так відносится| до частоти по горизонталі, як число точок дотиків дотичної до фігури по горизонталі належить до точок касань фігури до дотичної по вертикалі. Можливо також знайти частоти за допомогою міток, яскравості, отриманих шляхом подачі еталонної частоти, кратної з досліджуваним сигналом, на гніздо « Z».
9. Вимірювання амплітуди досліджуваних сигналів
Для забезпечення максимальної точності вимірювання рекомендуется дотримувати наступні умови при вимірюванні:
- розмах зображення вимірюваного сигналу повинен бути великим, що зменшує погрішність відліку при вимірюванні;
- розмах зображень вимірюваного і калібрувального сиигналів повинен бути по можливості однаковий (можлива нерівність — до 1,5 см), що дозволяє звести до мінімуму погрішність за рахунок нелінійності по вертикалі, оскільки її дія в цьому випадку однаково на вимірюваний і калібрувальний сигнали;
- калібрування коефіцієнта відхилення проводити окремо в кожному з положень множника « 1— 10»;
- вимірювання амплітуди проводити на вертикальній осьовій лінії шкали або в місці, де проводилося калібрування, що дозволяє виключити погрішність за рахунок геометричних спотворень, що найбільшою мірою виявляються при максимальному розмаху зображення на краях робочої частини екрану;
- вимірювання і калібрування проводити з урахуванням товщини лінії променя.
Перед вимірюванням перевірте калібрування коефіцієнта відхилення підсилювача вертикального відхилення променя відповідно до підрозділу 2, в тому положенн тумблера « 10, 1» в якому проводиться вимірювання амплітуди. Подайте на гніздо «« 1М 50 рF» досліджуваний сигнал. Ручка «УСИЛЕНИЕ» повинна знаходитися в крайньому правому положенні. Встановіть перемикачем «V/сm, mV/сm» величину зображення в межах робочої частини екрану, але не меньше 2 см. Сумістіть за допомогою ручок « » і « » зображення сигналу з діленнями
шкали і відлічіть розмір зображення по вертикалі в діленнях (см).
Величина досліджуваного сигналу у Вольтах рівна добутку виміряної величини в сантиметрах, коефіцієнта відхилення (цифрової відмітки перемикача «V/сm, mV/сm») значення множника « 1— 10». При роботі з виносним дільником 1 : 10 одержаний результат множиться на 10.
Хід роботи
Завдання
1. Вивчити технічні дані приладів.
2. Розробити схему вимірювання.
3. Прогріти прилади.
4. Виконати вимірювання.
5. Зробити висновки.
6. Оформити звіт про виконану роботу.
7. Доповісти викладачу про виконану роботу.
8. Захистити результати роботи.
Контрольні питання:
1. Розповісти класифікацію осцилографів?
2. Яку має будову осцилограф? ?
3. Який порядок підготовки осцилографа до роботи?
4. Як виміряти амплітуду сигнала осцилографом?
5. Як виміряти період сигнала осцилографом?
6. Як виміряти частоту сигнала осцилографом?
Література:
1. А.М. Гуржій, Н.І. Поворознюк „Електричні і радіотехнічні вимірювання”
Київ, Навчальна книга, 2002. - 287 с. (с.59-71)
2. Под ред. В.Н. Маліновського „Электрические измерения”
Москва Энергоиздат, 1983. - 392 с.(с.179-216)
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №5
Тема: Вимірювання параметрів сигналів .
Мета: Навчитися вимірювати електричні величини за допомогою електронного осцилографа.
Обладнання: 1. Осцилограф.2. Генератор сигналів.
Студенти повинні знати:
параметри сигналів;
методику вимірювання параметрів сигналів.
Студенти повинні вміти:
вимірювати параметри сигналів.
План роботи
1. Інструктаж з техніки безпеки.
2. Ознайомлення із завданнями.
3. Самостійне виконання завдань.
4. Оформлення звіту і захист його у викладача.
Методичні вказівки до виконання
В універсальних осцилографах використовується метод виміру амплітуд сигналів за допомогою масштабної сітки, поміщеної на екрані осцилографа. Ціна розподілу сітки встановлюється заздалегідь за допомогою калібратора амплітуди. Приклад визначення параметрів сигналу за допомогою масштабної сітки представлений на рисунку 5.1.
Рисунок 5.1. Визначення параметрів сигналу за допомогою масштабної сітки.
Параметри імпульсів визначаються:
Up = Cyly — розмах (амплітуда імпульсу);
Т= CXLX — період проходження імпульсів;
τп = СХ1Х — тривалість імпульсу;
\СХ\ — ціна розподілу сітки по горизонталі, с/діл.;
\Су\ — ціна розподілу сітки по вертикалі, В/діл.,
де 1у, Lx, lx виражені в розподілах сітки.
Рисунок 5.2 Визначення параметрів сигналу
Похибка виміру амплітуди сигналу при цьому методі виміру складає 4...7 %.
Існують способи, за допомогою яких можна підвищити точність виміру амплітуди досліджуваного сигналу, наприклад при використанні компенсаційних методів. Ці методи найчастіше застосовуються тільки в цифрових осцилографах, що дозволяє одержувати чисельні значення вимірюваних параметрів з похибкою 1...2%.
Хід роботи :
Завдання
1.Ознайомитись із теоретичними відомостями по використанню в роботі електронного осцилографа.
2. Під’єднати генератор частоти.
3. Отримати на екрані ЕПТ зображення.
4. Виміряти параметри сигналу
5. Оформити звіт роботи.
Контрольні питання:
Класифікація осцилографів?
2. Конструкція ЕПТ?
Література:
1. А.М. Гуржій, Н.І. Поворознюк „Електричні і радіотехнічні вимірювання”
Київ, Навчальна книга, 2002. - 287 с. (с.128-143)
2. Под ред. В.Н. Маліновського „Электрические измерения”
Москва Энергоиздат, 1983. - 392 с.(с.179-216)
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6
Тема: Вимір опорів методом амперметра-вольтметра.
Мета: Набути практичні навички у вимірюванні опорів.
Обладнання: 1. Джерело живлення постійного струму типу ВС-24М, міліамперметр. 2. Вольтметр типу Ц4360, з’єднувальні провідники.
Студенти повинні знати:
схеми методу вимірювання опору;
порядок вмикання приладів;
порядок розрахунку похибок.
Студенти повинні вміти:
збирати схеми для вимірювання опору;
розраховувати похибки.