Лабораторная работа №2 Измерение электрических сигналов с помощью универсального цифрового прибора акип 4107

Цель работы: Изучить параметры электрических сигналов с помощью универсального цифрового измерительного прибора АКИП  4107 и приемы работы с ним.

Продолжительность работы – 2 часа.

Теоретическая часть

Электрические сигналы различны по своему «рисунку».

Сигналом называется физический процесс, несущий информацию.

Информация представляет собой сообщение о событии, режиме технологического процесса, команду на включение/выключение и т.п. Информация сосредоточена в изменениях таких параметров электрического сигнала как: амплитуда - Um, (А); период - Т; длительность импульса - t_и; частота - f; фаза – φ т.е. величина смещения измеряемого сигнала относительно другого сигнала. На рисунках 1и 2 представлены формы типовых сигналов.

Рисунок 1

Рисунок 2

Описание лабораторной установки.

Внешний вид прибора АКИП 4107 представлен на рисунке 3.

Рисунок 3

Универсальный цифровой прибор АКИП 4107 предназначен для исследования электрических сигналов с напряжением не более 20 вольт и с частотами в диапазоне от 0,1 герца до 5 мегагерц. Наличие двух входов дает возможность рассматривать одновременно два независимых электрических сигнала относительно общей точки электрической схемы.

Универсальный цифровой прибор АКИП 4107 подключается к персональному компьютеру (ПК) через USB кабель как показано на рисунке 4, поэтому результаты исследуемых электрических сигналов отображаются на экране монитора персонального компьютера. Гнездо для подключения USB кабеля расположено на задней стороне корпуса прибора АКИП 4107. На передней стороне расположены три стандартных разъема байонетного типа – BNC, которые используются в современных осциллографах.

Гнезда CHAиCHBявляются входамиAиBцифрового осциллографа. Помимо функции цифрового осциллографа прибор АКИП 4107 может выполнять также функции генератора сигналов с частотами от 1 герца до 100 кГц. Форма сигналов может быть: синусоидальной, прямоугольной, треугольной с наклоном вверх или вниз с амплитудой от 250 мВ до 2 В. При этом к переменному сигналу можно добавить постоянную составляющую от 1 мВ до 1 В. ГнездоSIGNAL OUTявляется выходом генератора сигналов.

Для совместной работы прибора АКИП  4107 с персональным компьютером на последнем должно быть установлено программное обеспечение, поставляемое с прибором АКИП   4107.

Рисунок 4 - Схема подключения АКИП 4107

Прибор АКИП 4107 может работать в 3 режимах:

1) режим осциллографа;

2) режим послесвечения;

3) режим отображения спектра

По умолчанию после включения активен режим осциллографа. Инструментальные кнопки представлены на рисунке 5 с последующим описанием их назначения.

Рисунок 5 - Интерфейс пользователя АКИП 4107

1)- режим осциллографа (отображение сигнала во временной области)

2)- режим послесвечения (одновременное отображение множественных захватов сигнала)

3)- режим отображения спектра (отображение сигнала в частной области)

4)- автоустановка (выбор наилучших параметров осциллографа для захвата текущего сигнала)

5)- домой (загрузка начальных установок)

6)- коэффициент развёртки (время прохождения сигнала одного деления на экране (всего на экране 10 делений))

7)- растяжка осциллограммы в горизонтальном направлении

8)- длина памяти

9)- опции отображения спектра (позволяет настраивать опции отображения спектра)

10)- число буфера осциллограммы (текущий номер осциллограммы записанной в буфер)

11)- диапазон входного сигнала канала А (режим «Авто» обеспечивает автоматический выбор диапазона отклонения по каналу А)

12)- режим измерения постоянных и переменных (DC) или только переменных (AC) составляющих сигнала по выбранному каналу

13)- включение дополнительных параметров канала

14)- диапазон входного сигнала канала В (Если «Выкл», то канал В выключен).

15)-создание и редактирование математических функций

16)-создание и редактирование опорных осциллограмм

17)- параметры отображения демо-сигнала

18)- запуск сбора данных (и остановка изображения при вторичном нажатии)

19)- остановка сбора данных (и запуск при повторном нажатии)

20)- выбор режима синхронизации (рекомендуется установить режим «Авто»)

21)- доступ к выбору расширенных возможностей синхронизации осциллографа

22)- выбор канала, от которого будут происходить синхронизации

23)- синхронизация, когда сигнал пересекает заданный уровень нарастающего фронта

24)- синхронизация, когда сигнал пересекает заданный уровень спадающего фронта

25)- уровень сигнала, при пересечении которого происходит запуск развертки

26)- объем данных, которые захвачены до момента запуска развертки (в % от общего времени захвата)

27)- включение/выключение времени задержки

28)- задержка между запуском развертки и положением на экране

29)- добавление/удаление выбранных измерений в текущем отображении

30)- редактирование выбранных измерений в текущем отображении

Для предварительного знакомства с прибором:

Выполните действия, описанные выше под номерами 18и 19по нескольку раз и ответьте на вопрос: «В каких положениях останавливается изображение сигнала относительно координатной сетки?». Ответ запишите в конспект.

Нажмите на пиктограмму 20, в выпадающем меню выберите пункт «Авто». В режиме «Авто» щелкните мышкой сначала по пиктограмме 23, а затем по пиктограмме 24и ответьте на вопрос «Как осуществляется развертка сигнала по горизонтали в первом и во втором случаях?» При этом обратите внимание на то, в каком случае сигнал возрастает при прохождении через уровень 0 Вольт, а в каком случае уменьшается. Ответ запишите в конспект.

Рабочее задание:

1. Включить и настроить прибор АКИП  4107.

2. Измерить период сигнала на выходе генератора.

3. Измерить среднеквадратического значения сигнала

4. Измерить параметры электрического сигнала с постоянной составляющей