Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

(МТУСИ)

Факультет "Радио и телевидение"

Кафедра "Радиооборудование и схемотехника"

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

по дисциплине "Основы работы с измерительными приборами"

на тему:

"Основы работы с цифровым осциллографом"

Выполнили

студенты гр. БИК2309 ___________ ********

______________ ********

Проверил

ассистент ____________ Г. А. Прокурат

Москва 2024

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы: ознакомление с возможностями цифрового осциллографа RIGOL DS1202. Получение навыков работы с современным цифровым осциллографом.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

В данном разделе будут продемонстрированы результаты, полученные в ходе лабораторной работы.

1. Подготовка устройства к работе

Перед тем, как приступить к исследованию сигналов, нужно проверить работу устройства. Нужно выполнить следующий перечень действий:

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 зелёным.

5. На осциллографе нажать кнопку Auto.

2. Настройка синусоидального сигнала с заданными параметрами

Частота: 1.56*N+0.007*M кГц, где N – номер бригады, M – номер

группы (2301, 2302 и т.д.).

Амплитуда сигнала: 0.51*N+0.12*M Вольт, где N – количество букв

в фамилии любого из обучающихся в бригаде, а M – количество

букв в имени.

Рисунок 1 – Введённые параметры сигнала

3. Принцип работы регулировки развертки осциллографа

При помощи ручки регулировки вертикальной развертки добились, чтобы осциллограмма имела максимально возможный размах (по вертикали). При помощи ручки горизонтальной развертки получили на экране:

а) минимум два периода сигнала (рисунок 2),

Рисунок 2 – Два периода сигнала

б) минимум семь периодов сигнала (рисунок 3),

Рисунок 3 – Более семи периодов сигнала

в) минимум пятнадцать периодов сигнала (рисунок 4).

Рисунок 4 – Более пятнадцати периодов сигнала

4. Измерение параметров наблюдаемого сигнала

Кнопкой "Menu", расположенной в левой верхней части устройства, добились надписи "Horizontal". Кнопками, расположенными слева от экрана, вывели в нижнюю строку параметры "Freq" и "Period" (рисунок 5).

Рисунок 5 – Параметры Freq и Period

Кнопкой "Menu" поменяли набор параметров на "Vertical". На рисунке 6 выведены параметры "Vmax" и "Vpp".

Рисунок 6 – Параметры Vmax и Vpp

5. Измерение и вывод на экран всех параметров сигнала

Вывод параметров сигнала представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 – Вывод всех параметров сигнала

Расшифровка параметров:

Max/min – максимальное/минимальное значение сигнала;

Vpp – размах напряжения сигнала – разница между максимальным и минимальным пиковым напряжением;

Top/Base– верхний/нижний уровень в двухуровневых сигналах;

Amp – амплитуда;

Avg – арифметическое среднее значение измеренного сигнала;

Vrms – среднеквадратичное напряжение;

Area – интеграл данных, который вычисляет площадь под осциллограммой между курсорами относительно нулевого уровня;

AreaP – вычисление площади под кривой сигнала;

Freq – частота сигнала;

Peri – период;

±Duty – коэффициент заполнения;

±Wid – положительная/отрицательная ширина импульса;

±Rate – частота дискретизации;

Over – превышение диапазона измерений;

Pre – функция предварительного просмотра или предвыборки сигнала;

Rise/Fall – время восходящего/нисходящего фронта сигнала от нижнего/верхнего уровня до верхнего/нижнего;

tVmax/tVmin – время, необходимое для достижение максимального/минимального значения сигнала;

Vari – отражает изменчивость сигнала во времени;

Vupper – верхний предел измеряемого напряжения на вертикальной оси;

Vmid – среднее значение напряжения сигнала;

Vlower – нижний предел диапазона измерений напряжения (минимальное значение в графике);

VrmsP – эффективное значение переменного напряжения.

После перевели поле "ВсеИзмер" в положение ВЫКЛ и нажали "СчетЧаст". Появившееся в правом верхнем углу значение частоты отображаемого сигнала совпадает со значением частоты на генераторе (рисунок 8).

Рисунок 8 – Отображение частоты сигнала

6. Изучение развертки ХY. Понятие "фигура Лиссажу"

При помощи кабеля подключили второй канал осциллографа СН2 ко второму каналу осциллографа СН2. Настроили параметры генератора, сделав их такими же, как у канала СН1, нажав на генераторе кнопку "СН1=СН2". Включили сигнал на выходе генератора СН2, нажав кнопку "Output2". На осциллографе нажали кнопку "Menu", а затем "ГорзРазв". Выбрав режим "XY" и поочередно нажимая кнопки СН1 и СН2, управляя размером (ручкой вертикальной развертки) по горизонтали и вертикали, а также положением (ручкой положения по вертикали), добились получения на экране фигуры, размером несколько на несколько клеток (рисунок 9).

Рисунок 9 – Фигура Лиссажу

Не меняя настроек осциллографа, на одном из каналов генератора выставили частоту:

а) в два раза больше (рисунок 10),

Рисунок 10 – Увеличение частоты в 2 раза

б) в три раза больше (рисунок 11)

Рисунок 11 – Увеличение частоты в 3 раза

в) в пять раз больше (рисунок 12)

Рисунок 12 – Увеличение частоты в 5 раз

7. Изучение режимов синхронизации осциллографа

Отключили провод от второго канала осциллографа и выключили отображение второго канала. Ручкой настройки уровня синхронизации, убрали оранжевую линию уровня синхронизации, чтобы она не пересекала осциллограмму. На рисунке 13 показан получившийся сигнал.

Рисунок 13 – Вид рассинхронизированного сигнала

Соединили проводом выход "Sync" у канала СН1 генератора и вход "Ext." на осциллографе. Нажали кнопку "Menu", расположенную под ручкой настройки уровня синхронизации. В параметре "Источник" выбрали "EXT". На рисунке 14 изображен получившийся сигнал.

Рисунок 14 – Вид сигнала при внешней синхронизации

Внешняя синхронизация в осциллографе применяется, когда необходимо исследовать не сигнал, а систему его преобразования или передачи, т.е. исследуется не измеряемый сигнал, а сигнал внешнего генератора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проделанной работы ознакомились с возможностями цифрового RIGOL DS1202 и приобрели навыки работы с современным цифровым осциллографом.