Указания к выполнению работы

1. Запустите программу лабораторной работы № 3.5 «Измерение параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа». На экране компьютера появится изображение лабораторного стенда (рисунок 5.4).

Включите осциллограф и калибратор и опробуйте их органы управления. Установите регуляторы выходных напряжений калибратора в среднее положение и наблюдайте полученную осциллограмму. Изменяя напряжение, частоту и фазовый сдвиг напряжений на выходах калибратора, а также коэффициент развертки и чувствительность канала вертикального отклонения осциллографа, определите характер влияния этих регулировок на изображение на экране.

2. Измерение амплитуды гармонического напряжения.

2.1. У калибратора установите ползунковые регуляторы уровней выходных сигналов в среднее положение. Выставьте частоту равную 10 кГц, фазовый сдвиг φ= 0^о.

Переведите переключатель входных каналов осциллографа в положение II (одноканальный режим, подключен канал II), переключатель «Развертка» осциллографа – в положение «Внутр» (режим линейной развертки с внутренней синхронизацией). У осциллографа подберите такой коэффициент вертикального отклонения канала II, при котором изображение будет заполнять весь экран. Одновременно можно использовать регулировку напряжения на втором выходе калибратора. Подберите такой коэффициент развертки, чтобы на экране умещалось 2-5 периодов синусоиды. Измерьте амплитуду напряжения в соответствии с выражением (5.1). Занесите данные в таблицу 5.1.

2.2. Оставляя неизменной частоту исследуемого сигнала, выполните измерения в соответствии с п. 2.1 для трех различных значений напряжения на выходе калибратора. Значения погрешностей измерения рассчитываются по формулам (5.2) и (5.3).

3. Измерение периода и частоты гармонического напряжения.

3.1. У калибратора установите частоту сигнала 50 Гц, амплитуду выходного сигнала – около 1 В. Переведите переключатель входных каналов осциллографа в положение II, переключатель «Развертка» – в положение «Внутр». Подберите коэффициент вертикального отклонения канала II, при котором изображение будет заполнять весь экран. Подберите коэффициент развертки, при котором на экране умещается немногим более одного периода синусоиды.

Измерьте горизонтальный линейный размер изображения, соответствующий одному периоду исследуемого сигнала. Занесите данные в таблицу 5.2.

3.2. Оставляя неизменной амплитуду исследуемого сигнала, выполните измерения в соответствии с п. 3.1 при частотах выходного сигнала калибратора, равных 500 Гц; 5 кГц; 50 кГц; 0,5 МГц; 5 МГц.

Измеренные значения периода рассчитываются по формулам (5.6) и (5.7), частоты – по формулам (5.8) и (5.9).

4. Измерение фазового сдвига методом линейной развертки.

У калибратора установите частоту сигнала равной 10 кГц, фазовый сдвиг φ= 30^о и примерно одинаковые уровни сигналов на выходах.

Переведите переключатель входных каналов осциллографа в положение «I+II», переключатель «Развертка» – в положение «Внутр». Подберите такие коэффициенты вертикального отклонения каналов I и II, при которых размеры синусоид одинаковы и занимают весь экран. Подберите подходящий коэффициент развертки. Измерьте размеры отрезков ab и ac (рисунок 5.2), рассчитайте значение фазового сдвига по формуле (5.10). Занесите данные в таблицу 5.3.

5. Измерение фазового сдвига методом эллипса.

5.1. Оставляя неизменными амплитуду, частоту и фазовый сдвиг исследуемых сигналов, включите режим круговой развертки «Χ-Y» и подберите такие коэффициенты вертикального отклонения, чтобы полученный эллипс занял практически весь экран. Скопируйте осциллограмму и измерьте размеры отрезков h и H (рисунок 5.3).

5.2. Оставляя неизменными амплитуду и частоту исследуемых сигналов, выполните действия, описанные в п. 5.1, при углах фазового сдвига равных 40, 60, 90, 180, 270 и 360^о. Занесите данные в таблицу 5.4. Рассчитайте значения фазового сдвига по формуле (5.11).