4. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ИИСТ

отчет

по лабораторной работе №4

по дисциплине «Метрология»

Тема: ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

Студент гр.
Преподаватель		Пыко С.М.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы

Исследование метрологических характеристик осциллографа и измерение амплитудных и временных параметров электрических сигналов различной формы.

Спецификация средств измерений, применяемых в эксперименте

Таблица 1 – Спецификация средств измерений

Наименование средства измерений	Диапазоны измерений, постоянные СИ	Характеристики точности СИ, классы точности	Рабочий диапазон частот	Параметры входа (выхода)
Осциллограф универсальный GOS-620	Коэф. откл. 5 мВ/дел ... 5 В/дел, всего 10 значений, Коэф. разв. 0,2 мкс/дел… 0,5 с/дел, всего 20 значений	3 % 3 %	0...20 МГц	Rвх = 1 МОм Свх = 25 пФ
Милливольтметр GVT-417B	300 мкВ...100 B всего 12 пределов	Приведенная погрешность 3%	20 Гц...200 кГц	Rвх = 1 МОм Свх = 50пФ

Режим работы генератора (синтезатора) сигналов переменного тока SFG-2120:

– диапазон выходного напряжения – 0  7 В,

– диапазон генерируемых частот – 1Гц  20 МГц, в диапазоне частот 20 Гц  10 МГц поддерживается постоянная амплитуда выходных сигналов,

– выходное сопротивление – 50 Ом.

Режим работы генератора НЧ:

• форма сигналов – прямоугольная, треугольная синусоидальная;

• диапазон частот – 0,01-100 кгц;

• выходное напряжение – 0-10 в;

Схемы установок

Рисунок 1 – Усилитель переменного тока

Рисунок 2 – Схема для измерения коэффициентов формы и амплитуды

Обработка результатов измерений

1. Основные погрешности коэффициентов отклонений и коэффициентов развёртки.

Установим номинальный коэффициент отклонения на 0,5 В/Дел.

Вычислим действительный коэффициент отклонения по формуле:

Относительная погрешность

Проведем дополнительно расчеты для номинального коэффициента отклонения равного 1 В/Дел. Тогда получим:

Теперь определим действительное значение коэффициента развертки для номинального коэффициента развертки , равного 0,5 мс/Дел:

Вычислим действительный коэффициент развертки по формуле:

Относительная погрешность равна:

Проведем те же расчеты для коэффициента развертки , равного 1 мс/Дел:

Относительная погрешность

Рассчитаем абсолютные погрешности результатов измерения:

Итоговые результаты с округлением:

2. Определение характеристик нелинейных искажений изображения.

Оценим нелинейность амплитудной характеристики канала вертикального отклонения (в процентах):

3. Определение амплитудно-частотной характеристики канала

вертикального отклонения.

Найдем АЧХ канала вертикального отклонения для области верхних частот по формуле:

Результаты измерений запишем в таблицу.

Таблица 2 - Область верхних частот

Область верхних частот
f, МГц	0,001	2	4	6	8	10	12	14	14,5
L2A(f), дел.	6	5,8	5,76	5,61	5,41	5,38	5,1	4,6	4,24
K(f)	1	0,9667	0,96	0,935	0,9017	0,8967	0,85	0,7667	0,7067
kо = 1 В/дел, fв = 14,5 МГц

Произведем то же самое области низких частот (только для открытого входа).

Таблица 3 - Область нижних частот

Область нижних частот
f, Гц	1000	800	600	400	200	50	40	30	20
L2A(f), дел.	6	5,9	5,9	5,9	5,8	5,9	5,9	5,8	5,8
K(f), закр. вх.	1	0,9833	0,9833	0,9833	0,9667	0,9833	0,9833	0,9667	0,9667
kо = 1 В/дел, fн = 3,5 Гц

Продолжение таблицы 3

Область нижних частот
f, Гц	10	9	8	7	6	5	4	3,5
L2A(f), дел.	5,6	5,5	5,4	5,3	5,2	4,9	4,5	4,2
K(f), закр. вх.	0,9333	0,9167	0,9000	0,8833	0,8667	0,8167	0,75	0,7
kо = 1 В/дел, fн = 3,5 Гц

Построим графики для АЧХ для верхних и нижних частот:

Рисунок 3 - АЧХ области верхних частот

Рисунок 4 - АЧХ области нижних частот

Вывод

В результате выполнения лабораторной работы было установлено, что действительные коэффициенты отклонения и развертки используемого в работе осциллографа незначительно отличаются от номинальных. Также были найдены граничные частоты его рабочей полосы пропускания канала.