Практика, лабараторные работы. Преподователь Варшавский Ильяс Евгеньевич / Лабараторная работа №4, вторая / Лабораторная работа №4, вторая. Электронно-лучевой осциллограф

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»

Кафедра информационно-измерительных систем и технологий (ИИСТ)

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 4

«Электронно-лучевой осциллограф»

Выполнил : Попов Алексей Павлович

Группа № 9802

Преподаватель: Варшавский Ильяс Евгеньевич

Санкт-Петербург, 2021

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Электронно-лучевой осциллограф.

Работа № 4. Электронно-лучевой осциллограф

Цель работы: исследование метрологических характеристик осциллографа и измерение амплитудных и временных параметров электрических сигналов различной формы.

Схема установки.

Рис. 1. Схема испытания осциллографа

Основные расчетные формулы

1. Формула для расчета действительного коэффициента отклонений:

= U_2A/L_2A, где U_2A – показания вольтметра при наблюдении двойной амплитуды сигнала L_2A.

2. Формула для расчета действительного коэффициента отклонений:

= , где n – число целых периодов сигнала, f -частота, – размер изображения n целых периодов.

3. Формула для расчета нелинейных амплитудных характеристик канала вертикального отклонения:

δ_на= , где , , - размеры изображений амплитуды сигнала в соответствующих участках осциллограммы.

4. Формула для расчета нелинейности развёртки:

δ_нр= , где , , - размеры изображений полупериодов сигнала

5. Формула для расчета амплитудно-частотной характеристики верхних частот:

K(f) = L_2A(f)-L_2A(f₀), где

L_2A(f) – размер изображения двойной амплитуды при частоте измерения, L_2A(f₀) - размер изображения двойной амплитуды при начальной частоте (1 кГц).

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ

Лабораторная работа №4

Основные погрешности коэффициентов отклонений и развёртки

Установленный коэффициент k_о отклонений k_о=1 В/дел; действительный коэффициент отклонений: =1 В/дел.

Установленный коэффициент k_р развертки: k_р = 1; действительный коэффициент развертки: = 0,9852 мс/дел.

Определение характеристик нелинейных искажений изображения

Нелинейность амплитудной характеристики канала вертикального отклонения: δ_на=_­­ 0%.

Нелинейность развертки: δ_нр=_­­ 0%._.

Определение амплитудно-частотной характеристики канала вертикального отклонения.

Таблица 1. Рабочая полоса верхних частот

f, МГц	0,001	2	4	6	8	10		12	14	16	17	17,1
L2A(f), дел.	6	5,9	5,9	5,95	5,82	5,2		5	5,2	4,8	4,25	4,24
K(f)	6	0,98	0,98	0,99	0,97	0,87		0,83	0,87	0,80	0,71	0,71
k0=0,2 мВ/дел							fв=17,1 МГц

Таблица 2. Рабочая полоса нижних частот

f, Гц	1000	800	600	400	200	50
L2A (f), закр. вх., дел.	6	6	6	6	6	6
K(f), закр. Вх	1	1	1	1	1	1
k0= 1 В/дел; для закрытого входа fн= 4 Гц
L2A (f), откр. вх., дел.	6	6	6	6	6	6
K(f), откр. Вх	1	1	1	1	1	1
k0= 1 В/дел; для открытого входа fн= 1 Гц
f, Гц	40	30	20	10	9	8
L2A (f), закр. вх., дел.	5,98	5,9	5,9	5,6	5,5	5,4
K(f), закр. Вх	0,9967	0,9833	0,9833	0,9333	0,9167	0,9000
L2A (f), откр. вх., дел.	5,98	5,9	5,9	5,95	5,9	5,95
K(f), откр. Вх	0,9967	0,9833	0,9833	0,9917	0,9833	0,9917
f, Гц	7	6	5	4	3	2	1
L2A (f), закр. вх., дел.	5,4	5,3	5,1	4,8	4,5	3,8
K(f), закр. Вх	0,9000	0,8833	0,8500	0,8000	0,7500	0,6333
L2A (f), откр. вх., дел.	5,95	5,95	5,95	5,95	5,95	5,95	5,95
K(f), откр. Вх	0,9917	0,9917	0,9917	0,9917	0,9917	0,9917	0,9917

Применение осциллографа для измерения параметров сигналов­­

K = 0.2 В/Дел. L = 4,5 дел.

Экспериментальный макет: Класс точности вольтметра – 1,5.

Выполнил Попов А.П.

Факультет электроники

Группа № 9802

“____” __________ _____

Преподаватель: _________________

Обработка результатов эксперимента.

Основные погрешности коэффициентов отклонения и развертки.

Расчет действительного коэффициента отклонений по формуле 1:

= 6/6=1.

Расчет действительного коэффициента развертки по формуле 2:

= 0,9852

Относительная погрешность коэффициента развертки:

=1,5%.

Определение характеристик нелинейных искажений изображения.

Расчет нелинейных амплитудных характеристик канала вертикального отклонения:

δ_на= =0%. Погрешность нелинейных амплитудных характеристик канала вертикального отклонения находится в пределах толщины линии осциллограммы.

Расчет нелинейности развертки:

δ_на= =0%. Погрешность нелинейности развертки находится в пределах толщины линии осциллограммы.

Определение амплитудно-частотной характеристики канала вертикального отклонения.

Расчет амплитудно-частотной характеристики верхних частот:

K(f) = 6/5,9 = 0,9833… ≈ 0,98.

Расчет для других значений частот аналогичен, результаты занесены в таблицу 1.

График 1. АЧХ верхних частот.

Расчет амплитудно-частотной характеристики нижних частот аналогичен верхним. Результаты занесены в таблицу 2.

График 2. АЧХ нижних частот при закрытом входе.

График 3. АЧХ нижних частот при открытом входе.

Применение осциллографа для измерения параметров сигналов.

По наблюдениям амплитуда сигнала: U = 0.2 * 4.5 = 0,9 В

Относительная погрешность измерения амплитуды δ_А состоит из нулевых значений погрешности коэффициента отклонения и погрешности нелинейности. Толщина линии осциллограммы также слишком мала для определения относительной визуальной погрешности.

Вывод.

Проведено экспериментальное исследование метрологических характеристик осциллографа и измерение амплитудных параметров электрических сигналов. Все результаты исследования показывают исключительную точность осциллографа и широкий диапазон частот, особенно в области нижних частот. Относительную погрешность измерения амплитуды невозможно определить по причине более высокой точности осциллограммы по сравнению с человеческим глазом.