Порядок виконання роботи.

1. Отримати у викладача п’ять резисторів.

2. Вибрати три резистора і зібрати схему, в якій вони включені послідовно (рис. 2.1,а). Розрахувати еквівалентний опір. Результат занести в таблицю 2.1.

3. За допомогою метода вольтметра та амперметра виміряти еквівалентний опір. Результати вимірювання занести в таблицю 2.1.

4. Вибрати три резистора і зібрати схему, в якій вони включені паралельно (рис. 2.1,б). Розрахувати еквівалентний опір. Результат занести в таблицю 2.1.

5. За допомогою метода вольтметра та амперметра виміряти еквівалентний опір. Результати вимірювання занести в таблицю 2.1.

6. Отримати у викладача схему з комбінованим з’єднанням резисторів. Розрахувати еквівалентний опір і результат занести в таблицю 2.1.

7. Зібрати схему, виміряти еквівалентний опір і результат занести в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1

Послідовне з’єднання			Паралельне з’єднання			Комбіноване з’єднання
Струм	Напруга	Опір	Струм	Напруга	Опір	Струм	Напруга	Опір

8. За даними таблиці 2.1 розрахувати похибки визначення еквівалентного опору для всіх трьох видів з’єднань:

абсолютне значення похибки , де – виміряне значення опору, а – розраховане значення опору;

відносне значення похибки .

Результати розрахунків занести в таблицю 2.2

Таблиця2.2

Послідовне з’єднання		Паралельне з’єднання		Комбіноване з’єднання
Δ	γ	Δ	γ	Δ	γ

Контрольні питання

1. Що таке послідовне з’єднання елементів електричного кола?

2. Що таке паралельне з’єднання елементів електричного кола?

3. Що таке комбіноване з’єднання елементів електричного кола?

4. Що таке еквівалентний опір?

5. Що таке абсолютна похибка?

6. Що таке відносна похибка?

7. Розкажіть про вимірювання опору методом вольтметра та амперметра.

Лабораторна робота №3 Використання осцилографа під час дослідження електронних систем.

Мета роботи: ознайомитись з принципом дії електронно-променевого осцилографа, правилами користування ним та здобути перших навичок застосування його для дослідження електричних сигналів.

Стислі теоретичні відомості

В більшості випадків в електронному осцилографі для відображення інформації використовується електронно-променева трубка (ЕПТ).

Спрощена структурна схема, за якою будуються більшість осцилографів, зображена на мал. 3.1.

Рис. 3.1

Вона містить наступні основні частини: канал вертикального відхилення променя (канал ), канал горизонтального відхилення (канал), канал управління променем по яскравості (канал ), калібратор, ЕПТ VL1 з схемами фокусування, управління та живлення.

Розглянемо спочатку канал вертикального відхилення. На вхідний пристрій поступає досліджуваний сигнал. Вхідний пристрій має дільника напруги для розширення меж вимірювання з коефіцієнтами ділення, що ступінчасто змінюються. Вхідний сигнал необхідно підсилити, для цього призначений попередній підсилювач А1.

Крайовий підсилювач А2 каналу Y забезпечує посилення досліджуваного сигналу до значення, яке достатнє для відхилення променя в межах екрану по вертикалі, при цьому використовується двотактний підсилювач.

Канал горизонтального відхилення променя включає генератор розгортки G1, крайовий підсилювач A3, пристрій синхронізації і запуску розгортки. Генератор розгортки призначений для формування напруги, що викликає відхилення променя по горизонталі пропорційно часу.

Принцип дії електронного осцилографа, побудованого на основі електростатичної ЕПТ, полягає в наступному. Сфокусований електронний промінь, проходячи між пластинами X, Y, що вертикально і горизонтально відхиляють, може відхилятися під впливом напруги, прикладеної до пластин, в напрямі, перпендикулярному площині пластин (рис. 3.2). Це відхилення, спостережуване на екрані ЕПТ по положенню плями, що світиться, прямо пропорціонально прикладеній напрузі. Припустимо, що напруга, прикладена до пластин Y, рівна нулю, а на Z-пластини подана напруга ідеальної пилкоподібної форми (див. рис.3.2). Тоді пляма від електронного променя на екрані трубки переміщатиметься в горизонтальному напрямі протягом часу Tр (прямий хід променя), а потім миттєво повернеться в первинне положення (зворотний хід променя). У подальші періоди пилкоподібної напруги рух променя повториться і на екрані буде висвічена горизонтальна лінія, яка відповідає прямому ходу променя. Зворотний хід в нашому випадку відбувається так швидко, що свічення екрану не буде. Відхилення променя в горизонтальному напрямі, лінійно зв'язане з часом, називається розгорткою. Якщо окрім напруги розгортки на пластинах Х подати на Y-пластини періодичну напругу, тоді при рівності періодів зміни напруги на пластинах, на екрані буде одноразове нерухоме зображення траєкторії плями – досліджуваного сигналу у часі.

Траєкторію плями на екрані можна побудувати графічно по крапках, задаючи моменти часу і відповідну ним напругу розгортки і сигналу. Цю траєкторію плями, що відображає форму залежності досліджуваного коливання від часу, називають осцилограмою. По осцилограмі можуть бути виміряні параметри сигналу: амплітуда, період, частота і т. і.

Рис. 3.2.

К

Рис. 3.3

алібрувальними ланцюгами є генератори сигналу з точно відомою амплітудою і періодом. Як калібрувальний сигнал найчастіше використовується меандр (рис.3.3). Калібрувальна напруга подається на вхід осцилографа. Органи управління встановлюються у вказані в інструкції положення і перевіряється поєднання калібрувального сигналу із заданими рисками шкали.

Органи управління осцилографом розташовані на його лицьовій панелі.

Органи управління електронно-променевою трубкою:

ручка «» – регулює яскравість зображення;

ручка «» – регулює чіткість (фокус) зображення;

ручка «» – регулює астигматизм променя;

ручка «» – регулює освітленість ліній шкали на екрані ЕПТ.

Органи управління тракту вертикального відхилення:

перемикачі «V/ДЕЛ» – встановлюють коефіцієнти відхилення каналів I та II, що калібруються;

потенціометри «» – регулюють коефіцієнти відхилення каналів;

потенціометри «» – забезпечують плавне регулювання коефіцієнтів відхилення обох каналів з перекриттям не менше чим в 2,5 разу в кожному положенні перемикачів «V/ДЕЛ»;

потенціометри «» – регулюють положення променів обох каналів по вертикалі;

« 1 МΩ 35 рF» – гнізда для подачі досліджуваних сигналів;

Перемикачі режиму роботи входів підсилювача в положеннях:

«~» – на вхід підсилювача досліджуваний сигнал поступає через розділовий конденсатор (закритий вхід);

«» – на вхід підсилювача досліджуваний сигнал поступає з постійною складовою (відкритий вхід);

«» – вхід підсилювача підключений до корпусу;

Перемикачі режиму роботи підсилювачів в положеннях:

«I» – на екрані ЕПТспостерігається сигнал каналу I;

«II, Х–Y» – на екрані ЕПТспостерігається сигнал каналу II;

«І ± ІІ» – на екрані ЕПТспостерігається алгебра суму сигналів каналів I і II;

«---» на екрані ЕПТ спостерігається зображення сигналів обох каналів, їх перемикання здійснюється з частотою 100 кГц;

«» – на екрані ЕПТ спостерігається зображення сигналів обох каналів, їх перемикання здійснюється в кінці кожного прямого ходу розгортки;

Перемикач інвертування сигналу в ІI каналі в положеннях:

«» – фаза сигналу не міняється;

«» – фаза сигналу міняється на 180º;

Перемикачі зміни посилення каналів в 10 разів, суміщених з ручкою «», у положеннях:

«» – коефіцієнт відхилення каналу відповідає положенню аттенюатора;

«» – коефіцієнт відхилення каналу відповідає положенню аттенюатора, помноженому на 10.

УВАГА! Для кнопкових перемикачів недопустиме одночасне натискання двох або більше кнопок.

Органи управління синхронізації:

потенціометр «УРОВЕНЬ» – вибирає рівень досліджуваного сигналу, при якому відбувається запуск розгортки;

перемикач джерела синхронізації в положеннях:

«ВНУТР I» – розгортка синхронізується сигналом з першого канала;

«ВНУТР I, II» – розгортка синхронізується сигналами обох каналів (або одного);

«0,5-5 ВНЕШН» – розгортка синхронізується зовнішнім сигналом амплітудою 0,5-5 В;

«5-50 ВНЕШН» – розгортка синхронізується зовнішнім сигналом амплітудою 5-50 В;

«Х–Y» – вхід підсилювача Х відключається від генератора розгортки і підключається до 1-го каналу підсилювача Y, робота генератора розгортки припиняється.

Перемикач режиму роботи входу синхронізації в положеннях:

«~» – закритий вхід синхронізації;

«» – відкритий вхід синхронізації.

«НЧ» – відкритий вхід синхронізації, підключається фільтр нижніх частот.

Перемикач полярності синхронізуючого сигналу в положеннях:

«+» – розгортка синхронізується позитивним перепадом запускаючого сигналу;

«–» – розгортка синхронізується негативним перепадом запускаючого сигналу;

« ВНЕШН» – гніздо для подачі зовнішнього синхронізуючого сигналу.

Органи управління розгорткою:

перемикач «ВРЕМЯ/ДЕЛ» – встановлює коефіцієнт розгортки, що калібрується, коли ручка плавного регулювання встановлена в крайнє праве положення;

ручка «ПЛАВНО» – забезпечує плавне регулювання коефіцієнта розгортки з перекриттям в 2,5 рази в кожному положенні перемикача «ВРЕМЯ/ДЕЛ»;

потенціометр «» – забезпечує переміщення променя по горизонталі;

перемикач «, » – збільшує швидкість розгортки в положенні «» в 5 разів;

«АВТ» – в цьому режимі виробляється пилкоподібна напруга незалежно від запускаючого сигналу. Синхронізація здійснюється з частотою не нижче 100 Гц;

«ЖДУЩ» – запуск розгортки здійснюється тільки за наявності, синхронізуючого сигналу;

«ПИТАНИЕ» – здійснює включення і виключення приладу.