Лабораторная работа №1 / Лабораторная_работа_№1
.pdf
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторная работа, целью которой является освоение работы с осциллографом и генератором сигналов, представляет собой важный этап в подготовке студентов в области электротехники и электроники. Эти приборы являются основными инструментами для исследования электрических сигналов, их формы, амплитуд, частотных характеристик и других параметров.
В ходе выполнения лабораторной работы мы познакомимся с принципами работы этих приборов, научимся правильно их настраивать и использовать для проведения измерений. Знакомство с осциллографом и генератором сигналов позволит нам не только углубить теоретические знания,
но и приобрести практические навыки, необходимые для успешной работы в сфере электроники. В результате работы мы сможем анализировать полученные данные, интерпретировать результаты и делать выводы, которые помогут в дальнейших исследованиях и проектировании электрических устройств.
Цель работы: ознакомление с возможностями цифрового генератора
RIGOL DG4062 и осциллографа RIGOL DS1202. Получение навыков работы с современным цифровым генератором и осциллографом.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1 |
ПОДГОТОВКА УСТРОЙСТВА К РАБОТЕ.................................................... |
3 |
|
2 |
НАСТРОЙКА СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМИ |
||
|
ПАРАМЕТРАМИ ................................................................................................ |
4 |
|
|
2.1 |
Получить сигнал с рассчитанными параметрами....................... |
4 |
|
2.2 |
Получить сигнал с рассчитанными параметрами....................... |
6 |
3 |
ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМ ГЕНЕРИРУЕМЫХ СИГНАЛОВ ........................ |
7 |
|
|
3.1 |
Прямоугольный сигнал ................................................................. |
7 |
|
3.2 |
Треугольный сигнал ...................................................................... |
8 |
|
3.3 |
Сигнал импульсной формы......................................................... |
11 |
|
3.4 |
Сигнал шумоподобной формы ................................................... |
12 |
|
3.5 |
Сигналы произвольной формы................................................... |
13 |
|
3.6 |
Сигнал с гармоническим искажением ....................................... |
16 |
4 |
ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ МОДУЛЯЦИИ СИГНАЛА ..................... |
17 |
|
5 |
ПРИМЕНЕНИЕ ВТОРОГО КАНАЛА ГЕНЕРАТОРА ................................. |
19 |
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... |
20 |
||
2
1 ПОДГОТОВКА УСТРОЙСТВА К РАБОТЕ
В данном разделе представлен порядок действий для подготовки устройств к работе. Для подготовки устройств к работе, следует выполнить следующие действия:
1) Подключить сигнальный провод с разъемом BNC к выходу СН1-
Output генератора RIGOL DG4062.
2)Подключить другой конец сигнального провода с разъемом BNC к
входу осциллографа RIGOL DS1202, обозначенному как СН1.
3)Включить генератор и осциллограф кнопками питания,
расположенными на устройствах слева внизу. Дождаться, пока оба устройства загрузятся.
4) Подать сигнал на выход канала СН1 генератора, нажав кнопку
Output1 и убедившись, что она загорелась зеленым.
5) На осциллографе найти и нажать кнопку Auto. Убедиться, что на осциллографе появился сигнал синусоидальной формы.
3
2 НАСТРОЙКА СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
В данном разделе представлены задания, в ходе которых необходимо было рассчитать параметры синусоидального сигнала и настроить его с заданными параметрами.
2.1Получить сигнал с рассчитанными параметрами
Ниже представлены расчётные параметры для необходимого сигна. Частота рассчитывается по формуле (1):
1,38 + 0,004 кГц |
(1) |
где N – номер бригады, M – номер группы (2301, 2302 и т.д.). Подставим значения и получим (2):
1,38 1 + 0,004 2309 = 10,616 кГц |
(2) |
Амплитуда рассчитывается по формуле (3):
0,43 + 0,15 Вольт |
(3) |
где N – количество букв в фамилии любого из обучающихся в бригаде, а M – количество букв в имени. Подставим значения и получим (4):
0,43 7 + 0,15 7 = 4,06 Вольт |
(4) |
Постоянная составляющая рассчитывается по формуле (5):
0.07 (10 + ) Вольт |
(5) |
где N – суммарное количество букв в фамилиях всех обучающихся в бригаде. Подставим значения и получим (6):
0,07 (10 + (8 + 8 + 7)) = 2,31 Вольт |
(6) |
Начальная фаза рассчитывается по формуле (7):
4 (10 + ) градусов |
(7) |
4
где N – суммарное количество букв в именах всех обучающихся в бригаде. Подставим значения и получим (8):
4 (10 + (5 + 5 + 7)) = 108 градусов |
(8) |
Фото генератора и осциллографа с полученным набором параметров
представлены на рисунке 1 и 2.
Рисунок 1 – Выставленные параметры на генераторе
Рисунок 2 – Выставленные параметры на осциллографе
5
2.2Получить сигнал с рассчитанными параметрами
Необходимо получить сигнал со следующими параметрами:
Период сигнала
Высокий уровень
Низкий уровень
Период сигнала рассчитывается по формуле (9):
1 + 0,23 ( + ) мс |
(9) |
где N – номер бригады, М – номер группы (от 1 до 9, для группы БИК2305, к примеру, это число 5). Подставим значения и получим (10):
1 + 0,23 (1 + 9) = 3,3 мс |
(10) |
Высокий уровень (HighL) рассчитывается по формуле (11):
0.5 + 0.777 + 0.333 Вольт |
(11) |
где N – количество букв в фамилии любого из обучающихся в бригаде, а M – количество букв в имени. Подставим значения и получим (12):
0,5 + 0,777 8 + 0,333 5 = 8,381 Вольт |
(12) |
Низкий уровень (LowL) рассчитывается по формуле (13):
0 – 0,333 – 0,777 |
(13) |
где M и N рассчитываются точно также, как и для высокого уровня. Подставим значения и получим (14):
0 − 0,333 8 − 0,777 5 = −6,549 |
(14) |
6
Рисунок 3 – Выставленные параметры на генераторе
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМ ГЕНЕРИРУЕМЫХ СИГНАЛОВ
В данном разделе мы исследуем формы генерирующих сигналов.
3.1Прямоугольный сигнал
Duty рассчитывается по формуле (15):
(20 + 3 + 1)% |
(15) |
где N – количество букв в фамилии любого из обучающихся в бригаде, а M – количество букв в имени. Подставим значения и получим (16):
(20 + 8 3 + 5 1)% = 49% |
(16) |
7
Рисунок 4 – Выставленные параметры на генераторе для прямоугольного сигнала
Рисунок 5 – Осциллограмма прямоугольного сигнала
3.2Треугольный сигнал
Ниже представлены рисунки треугольного сигнала при изменении
параметра симметрии.
8
Рисунок 6 – Выставленные параметры на генераторе
Рисунок 7 – Осциллограмма треугольного сигнала
Рисунок 8 – Выставленные параметры на генераторе
9