ФПЭ-14
.pdfI J
ОТЮJOняющих пластин порядка 1,2 мм/в, горизонталЬНО отклоняюш:их
пластин порядка 0,5 мм/В.
Примечание: чувствительностью осциллографа называется
величина отклонения ЛУ'lа на экране. вызванная изменением
напряжения на соответствующих пластинах на 1 В.
На экране осциллографа нанесена внутренняя шкала,
используемая для измерений амплитуд исследуемых сигналов (по
вертикали) и их периода (по горизонтали). Шкала разделена на 6 десятимиллиметровых делений (6 см) по вертикали и 10 десяти миллиметровых делений (10 см) по горизонтали. На основных линиях шкалы каждое деление (l см) разделено на 5 равных частей. При
проведении измерений. выбор конкретных положений органов
управления будет объяснен подробнее.
J4.4.2. Генератор звуковых сигналов гз-JJ1.
Этот прибор в основном режиме своей работы является источником переменного напряжения СЮIyсоидальной формы, частота которого меняется в пределах от 20 Гц до 2 МГц. Кроме того, в дополнительном режиме работы он вырабатывает сигнал нрямоугольной формы (так называемый меандр) в том же диапазоне частот. Наибольшее значение амплитуды сигнала синусоидальной формы ПОРЯдка 5 В, а меандра - порядка 10 В. Диапазоны qaCТOT от 20 Гц до 2 МГц перекрываются пятью подциапазонами с плавным измерением частоты внyrpи каждого поддиапазона. Основные органы управления Г3-111 размещены на его передней панели (рис. 14.5).
Ручкой с надписью "множитель" устанавливается нужный поддиапазон частот. Ручка 2 "частота Hz" служит для плавной
установки требуемой частоты в данном поддиапазоне. Тумблер 3
.. ru .-.. ,. позволяет осуществлять выбор режима: в положении
"ru "звуковой генератор вырабатывает прямоугольные сигналы
(меандр), в положении" ........ ,. - сигнал синусоидальной формы.
Для выхода ПРЯМОУГОЛЬ110ГО сигнала служат гнездо 4 - .• & ЛJ " и " 1. .. (корпус), а для выхода синусоидального сигнала - гнездо 5 -
http://www.mitht.ru/e-library
12
ГJ-1ii |
ЧАсТОТА Hz |
|
Рис. 14.5. Передняя nанель ГЗ-lll
"60-40-20-0 - <1dB" и " .1. " (корпус). Для получения наибольшей
амплитуды выходного синусоидального сигнала нужно подключиться
к гнездам" .1. " и "-0-"; гнезда "-20-40-60" являются ступенчатыми
ослабителями амплитуды выходного сигнала синусоидальной формы. Потснuиометры 6 и 7 служат для IVIавной регулировки амплитул
выходных сигнал:ов прямоугольной и синусоидальной форм.
6 |
SOHz |
s
Рис. 14.6. Задняя стенка звукового генератора ГЗ-11/:
1 - вход синхронизирующего сuгuала; 2 - гнездо " .1. "-корпус
генератора; 3 - гнездо "КТ" - выход контролЬ/юго Jlаnряжения 1,5 В; 4 - предохранитель; 5 - кле.IIt.'rtа заземления; 6 - шнур питания для включения в сеть -- 220 В.
http://www.mitht.ru/e-library
13
Перед включением звукового генератора необходимо проверить
его заземление: клемма Q;) зашитного заземления располагается на
задней стенке прибора (рис.14.6). Кроме того, при проведении
измерений, когда генератор используется совместно с другими
приборами, необходимо для выравнивания потенциалов корпусов
соединить гнездо ".1 " корпуса генератора, расположенное на его задней стенке, с корпусами клемм " .1 " всех используемых приборов.
До начала работы необходимо прогретъ генератор в течение 5 мин.
|
|
14.5. Выполнение работы. |
|
14.5.1. Подготовка осциллографа к работе. |
|
|
1) Установите перед включением осциллографа органы |
|
управления |
в следующие положения: |
|
|
- ручку" |
"*" -в крайнее левое; |
|
- ручку" @" - в среднее; |
|
|
- тумблер "сеть" - в нижнее (выключено); |
|
|
- ручки" ++ , грубо, плавно" - в среднее; |
|
|
- ручку" |
t "-в среднее; |
|
- переключатель множителя" х 0,5; х 1; х 2 " - в положение |
|
'" х 2"; |
|
|
|
- переЮIючатель" У/ст" - в положение I У; |
|
|
|
=800 тУ, |
|
- кнопку |
~ - в положение 2 kHz (отжата); |
|
|
Л2 kHzJ |
-персключатель "вНутр., ........ , внеши. 1:10, 1:1" - в положение
"внутр.";
-переключатель " х 1; х 0,1; -е Х " - в положение" х 1 ";
-переключатель множителя" х 1; х 2; х 5" - в положение
... х 2 "~
- переК.!Iючатель "времяjсm'· - в положение" 1 ms";
http://www.mitht.ru/e-library
14
- перекл:ючатель |
"Z |
, |
""". |
,llh" _ |
В положение |
(1. |
7 |
" |
• |
|
L .. J' |
( |
|
L..J |
|
OCT<L'1bHble ручки могут находиться в произвольных поло
жениях.
2). Проверьте соединение клеммы Ф ,расположенной на
задней панели осuиллографа, с клеммой зашитного заземления, выведенной на обший шиток электропитания для всех приборов лабораторной работы.
14.5.2. Задание 1. Наблюдение и измерение nара метров синусоидального сигнала.
1) Соберите схему по рис. 14.7.
Перед присоединением Г3-111 к осциллографу проверьте
соединение клеммы Ф ,расположенной на задней стенке Г3-111,
с клеммой ...j,.. защитного заземления , выведенной на щиток
электропитания. Соедините проводом клемму Ф на передней панели
осциллографа с клеммой Ф на задней панели Г3-111 для
выравнивания потенциалов их корпусов.
Специальным кабелем, один конец которого присоедините к
гнезду "1 MQ 45pF" входа усилителя вертикально ОТЮIOняющих
пластин осциллографа, подайте сигнал синусоидальной формы на осциmюграф от звукового генератора. Для этого другой конец кабеля
ОСЦИА"о.гРАф Г5-I11
.L -,20-
.... --------------
Рис. 14.7. Электрическая схема к заданию 1.
http://www.mitht.ru/e-library
15
(имеющий два штыря) соедините на передней панели ГЗ-lll с
гнездом Ф (в него включите штырь с белым проводом от кабеля
ОСЦИJlлографа с обозначением Ф ) и с гнездом @ (штырь с
черным проводом).
На генераторе ГЗ-111 тумблер" т -- "поставьте в нижнее
положение " ..-.. " (при этом генератор вырабатывает сигнал синусоидальной формы), переключатель "множитель" ноставьте в положение 1, а потенциометр 7 (рис. 14.5) - в крайнее правое
положение.
На осuиллографе левый тумблер " ~ , -- , ,. синхронизация" поставьте в верхнее положение " ~ "; положение правого тумблера
"+,- "для данного упражнения может быть любым, поскольку
он меняет только полярность вертикально отклоняющих пластин, в
чем можно убедиться переводом его из одного положения в другое.
Ручки " r "двух потенциометров на панелях "усилитель"
и "развертка" переведите в крайние правые положения " 'у " до
упора. В этом случае расположенные над ними шкалы "У/ст" и
"время/ст" калиброваны, то есть положения переключателей ручек
соответствуют указанным цифрам шкал (с учетом ноказаний
кнопочных множителей соответствующей шкалы).
Расположенный внизу на блоке "усилитель" серый рычажный
переключательдолжен находиться в срсл:нем положении "Z", если
частота исследуемого сишатrа не превышает 250 Гц. При исследовании сигналов с частотами , большими 250 ГЦ, его следует перевести в верхнее положение" Z" , что соответствует положению 102, 10) , 104 множителя на звуковом генераторе.
Включите шнуры питания осциллографа и звукового генератора в сеть -- 220 В. На передней панели ОСЦИJUюграфа включите тумблер "сеть". Дайте приборам прогреться в течение 5 мин.
2). Вращением ручки плавной установки частоты на звуковом
генераторе установите частоту синусоидального сигнала 200 гц. При
этом на экране осuиллографа появится движущаяся синусои.дальная
кривая. д:ui ее ОСТ'dНОВКИ врашайте ручку "уровень" на осuиююграфе.
После получения неllОДI:IИЖНОЙ картины (СМ. рис. 14.8), измерьте в
http://www.mitht.ru/e-library
16
сантиметрах по вертикальной шкале аМIШИТУДУ Uo полученной
синусоиды и рассчитайте ее в вольтах следующим образом. Полученное число в сантиметрах (наllример, 2,4 см) умножте на показание ручки
"Vjcm" (например, 1 Vjcm) и на величину нажатого при этом
кнопочного множителя на блоке "усилитель" (например, " х 2").
Тогда величина амплитуды Uoсинусоидального сигнала будет равна
. / о |
j, |
',0-' /_ |
Uo = 2,4 см х 1 В/см х 2 = 4,8 В.
3} Вычислите период Т исследуемого синусоидального сиrnала следующим образом. Измерьте длину по горизонтали одного цикла
синусоиды в сантиметрах по горизонтальной шкале экранной сетки
осциллографа (например, 2,5 см).
{C/Iof
Рис. 14.8. Изображение электрического сигнала на экране ОСЦWlЛографа
Умножге это число на показание ручки "времяjсm" (например, ms) И на величину нажатого кнопочного ~шожителя на блоке "развертка" (например, "х 2"). Тоща величина периода Т исследуемого
СИНУСOlшального сигнала будет равна
т= 2,5 см х 1 ms/cM х 2 = 5 ms =
=5хl0-3 С = 0,005 с
http://www.mitht.ru/e-library
17
Частота V исследуемой синусоиды может быть легко
определена по формуле:
v = 1/ Т = 1/ 0,005 = 200 гц.
Полученное значение совпадает с величиной, установленной в п.2 на звуковом генераторе. Измеренные и вычисленные по п.п. 2 и 3 данные запишите в табл. 1
Таблица 1
|
|
Частота, v |
|
|
|
|
А\tплитуда, Uо |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У, Гц |
|
поло- |
|
вели- |
|
|
|
|
|
|
|
вели- |
|
|
|
|
чина |
|
|
|
|
|
поло- |
|
чина |
|
|
||
по |
Т, |
жение |
|
Т, |
|
v, |
Uo' |
|
|
|
Uo' |
|||
|
мно- |
|
|
жение |
|
МНО- |
|
|||||||
шкале |
см |
время! |
|
жи- |
с |
|
Гц |
см |
|
V!CM |
|
жи- |
|
В |
ГЗ |
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
теля |
|
|
|
|
|
|
|
теля |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4). Повторите |
измерения по |
п.п. |
2 и |
|
3, меняя |
величину |
амплитуды синусоидального сиrnала, подаваемого на осциллограф от звукового генератора, вращением ручки 7 на ГЗ (рис. 14.5) и устанавливая на ГЗ последоватеЛJ)НО частоты 500 Гц, 1000 Гц, 4000 Гц и 10000 Гц. (При желании эти пеличины можно выбратьотшrчными
от данных). При исследовании сиrnалов с частотами 1000 Гц и более сначала переведите серый рычажный переключатель на блоке
http://www.mitht.ru/e-library
18
"усилитель" осциллографа в верхнее положение"Z", а на звуковом
генераторе множитель поставьте в положение IО или 102 В зависимости от устанавливаемой частоты. Полученные Л,анные запишите в табл. 1.
Примечание: ДJlЯ изменения величины картины на экране по вертикали пользуйтесь различными положениями переключателя
"Уjcm" и расположенных вверху над ним 1рех кнопочных множителей " х 0,5; х I ; х 2" на блоке "усилитель"; по горизонтали - меняйте положения переключателя "времяjсm" и трех расположенных под ним кнопочных переключателей " х 1; х 2 ; х 5 " на блоке "развертка".
14.5.3. Задание 2. Наблюдение и измерение параметров прямоyroльноrо импульса (меандра).
Целью данного задания является определение амплитуды UO' периода Т и скважности Q прямоугольноro сигнала (рис.
Ц8
Ио
Рис. 14.9. Сигнал прямоугольной формы.
Скважность определяется отношением периода Т к Дilитель ности ПРЯМОУГОJIЬНОГО импульса, то есть Q = т / 't .
1). для наблюдения сигнала IIРЯМОУГОЛЬНОЙ формы необходимо
гнездо ОСЦИJuюграфа с надписью" I MQ 45pF" соединить специальным
кабелем с гнездами Ф и 4" & ru "на передней навели звукового
генератора ГЗ-111 (рис. 14.5). При этом провод С пометкой" 1. "
http://www.mitht.ru/e-library
\9
(или имеющий белый uвeт) от кабеля должен быть соединен с rnездом
® на ГЗ. На генераторе Г3-11\ тумблер 3 " ru -.. "поставьте в
верхнее ноложение" ru ",а потенциометр 6 - fj крайнее правое
положение.
На осциллографе установите оба потенциометра" r" -в
крайние правые ноложения (до упора).
На панели "vсилитель" осциллограФа:
-ручку" 'Уjcm" - в положение 1О;
-кнопочные множители" х 0,5; х 1 ; х 2" - нажмите кнопку
-серый рычажный переключатель " ;::::;:; , 1. , -- " - в
положение " =".
На панели "синхронизация" ОСЦИJL1Оrpафа:
-тумблер " ;::::;:; , -.." - в положение " -- ";
-серый рычажный переключатель" внугр.) --, внеш. 1: 10,
:1" - в положение" внутр."."
На панели "развертка" осциллщрафа:
- серый рычажный переключатель " х 1 ; х 0,1 -е Х" -
вположение" х 1 ";
-ручку "времяjсm" - в положение" 1 ms";
-кнопочный множитель" х 2" - нажмите, множители" х 1 ;
х5" - отожмите;
-серый рычажный переключатель " Z , Z ,,,; " - в положение
"Z".
2). Шнурами питания включите в сеть....... |
, 220 В звуковой |
генератор ГЗ и осщuvюrpаф, включите 'I)'Мблер "сеть" на осцишюграфе. Дайте приборам прогреться в течение пяти минут.
3). После прогрева приборов на экране ОСШfJuюграфа вы сможете наблюдать прямоугольные импульсы (см. рис. 14.9). Установив частоту сигнала 200 Гц, вращая потенциометр 6 на звуковом генераторе и ручку "уровень" на осциллографе, добейтесь получения неподвижной
картины импульсов на экране. Измерьте величины 't и Т в
сантиметрах, переведите их значения в секунды, рассчитайте скважность Q и запишите в табл. 2.
http://www.mitht.ru/e-library
20
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NQ |
|
|
т |
|
|
|
1: |
|
|
|
|
вре- |
мно- |
|
|
вре- |
мно- |
|
Q |
||
опы- |
Т, |
Т, |
1:, |
1:. |
||||||
та |
мя/ |
жи- |
мя/ |
жи- |
|
|||||
см |
с |
см |
с |
|||||||
|
см |
тель |
см |
тель |
||||||
|
|
|
|
|
|
1
2
3
4
5
Далее измерьте величину амIUlИТУДЫ Uo прямоугольного
импульса в сантиметрах и вычислите ее в вольтах; полученные
значения запишите в табл. 3.
4). Изменяя часТО1У в пределах от 200 Гцдо 100 кГц и амIVШТУДУ прямоyrольноro импульса вращением потенциометра 6 на ГЗ, повто рите измерения "с, Т, Uo (пять измерений) и, раСС<lИтав Q , занесите данные в табл. 2 и 3.
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
|
N2 опыта |
U ' |
СМ |
положение |
величина |
00' В |
|
|
||||
|
O |
У/СМ |
множителя |
||
|
|
|
|
1
2
3
4
5
http://www.mitht.ru/e-library