2. Применение осциллографа

2.1. Измерение амплитуды переменного напряжения.

При использовании осциллографа в качестве амплитудного вольтметра измеряемое переменное напряжение подается на вход канала Yобычно при отключенном генераторе развертки. Электронный луч при этом будет прочерчивать на экране вертикальную прямую линию, длина которой при синусоидальном измеряемом напряжении будет пропорциональна его удвоенной амплитуде

l_y = S_U 2U_m.

Зная чувствительность S_Uможно найти амплитудное значение измеряемого синусоидального напряжения

При необходимости оценить форму и провести анализ исследуемого переменного напряжения включается генератор развертки. Форма и основные параметры синусоидального сигнала показаны на рис.6. Пиковое напряжение синусоидального сигнала (размер осциллограммы по вертикали) равно удвоенному амплитудному. Действующее (эффективное) значение переменного напряжения равно

При работе с осциллографом С1-67 подайте на вход исследуемый сигнал (Гнездо "1M40pF"). Ручка "УСИЛЕНИЕ" должна находиться в крайнем правом положении. Установите ручкой "ВОЛЬТ/ДЕЛ". Величину изображения в переделах рабочей части экрана. Совместите при помощи ручек "" и "" изображение сигнала с нужными делениями шкалы и отсчитайте размах изображения по вертикали в делениях.

Величина исследуемого сигнала в вольтах будет равна произведению измеряемой величины в делениях на цифровую отметку переключателя "ВОЛЬТ/ДЕЛ". Точность измерения амплитуд гарантируется при размере изображения от 2,8 до 7 делений.

Соотношения между эффективным и амплитудным значениями напряжений, которые были справедливы для синусоиды, не будут верны для других форм сигналов, например, для прямоугольного. Поэтому обычно сравнивают напряжения сигналов различных форм по их пиковому напряжению.

2.2. Измерение частоты переменного напряжения.

Измерение частоты гармонических колебаний при помощи осциллографа наиболее часто производят с помощью получаемых на экране осциллографа фигур Лиссажу. Для этого необходим вспомогательный высокостабильный генератор эталонной частоты, обеспечивающий как плавную ее перестройку, так и высокую точность отсчета.

Подавая на один вход осциллографа синусоидальное напряжение определенной частоты, а на другой – исследуемое напряжение, можно в ряде случаев по виду фигуры Лиссажу судить о частоте или сдвиге фазы неизвестного напряжения. На Рис. 7 показаны фигуры Лиссажу для нескольких простых случаев соотношения частот и углов сдвига фаз.

Определение частоты этим способом основано на том, что любая фигура Лиссажу вписывается в прямоугольник, стороны которого соответственно равны удвоенным амплитудам складываемых колебаний.

Отношение числа касаний неподвижной фигуры на экране с одной из вертикальных сторон прямоугольника mк числу касаний той же фигуры с одной из горизонтальных его сторонnхарактеризует кратность частот сравниваемых колебаний.

Если напряжение измеряемой частоты f_xподано на входYосциллографа, а напряжение известной частотыf₀– на входX, получим соотношение

из которого может быть определена частота f_x.

Обычно стремятся производить сравнение частот, подбирая частоту образцового генератора равной частоте измеряемых колебаний, так как при этом фигура имеет простейший вид – круг, эллипс, прямая (см. рис.7).

Другой способ отсчета чисел m_yиn_xсостоит в том, что на полученной фигуре Лиссажу проводят перпендикулярные касательные (оси), как показано на рис.8, и подсчитывают число касаний.

Рис. 8. Способ отсчета чиселm_yиn_x.

В случае, если фигура заканчивается точкой (незамкнутая кривая, см. рис.8,б), то касание в ней принимается равным 1/2.