Чувствительность вертикального входа осциллографа к переменному напряжению

Одним из основных параметров электронно-лучевых трубок является чувствительность.

Чувствительность показывает, на сколько миллиметров перемещается луч по экрану при изменении напряжения на отклоняющих пластинах на 1 Вольт.

Чувствительность определяется по формуле: мм/В, где

 - чувствительность, h - величина перемещения электронного луча на экране трубки в мм ( Рис.10); U₀ - амплитудное значение напряжения.

При подаче синусоидального напряжения на вход “Y” осциллографа электронный луч на экране осциллографа начертит вертикальную прямую, длина которой H=2h , то есть соответствует двойной амплитуде приложенного напряжения. Амплитуду подаваемого напряжения можно определить через действующее (эффективное) значение напряжения по формуле: U₀ =U_Д. С учетом этого чувствительность вертикально отклоняющих пластин можно определить по формуле: = . В современных трубках  = 0,1 1,0 мм/В.

Чувствительность электронно-лучевой трубки в горизонтальном и вертикальном направлениях неодинакова, так как одна пара пластин расположена дальше , чем другая.

Порядок выполнения работы

Упражнение 1: “ Знакомство с назначением ручек управления

электронного осциллографа”.

1. Включить прибор в сеть (220В), дать ему прогреться в течение 3-х минут.

2. Выключить генератор развертки, поставив ручку “Диапазон частот “ в положение “0”.

3. Сфокусировать электронный луч, появившийся на экране, в точку, используя ручки управления “ Фокус”, “Яркость”.

4. Вывести точку в центр экрана с помощью ручек управления “Смещение Y(), “Смещение X()”.( Работать следует, по возможности, при меньшей яркости изображения на экране, так как экран “выгорает”).

5. Подать переменное напряжение на горизонтально отклоняющие пластины “XX”, соединив вход “X” осциллографа с клеммами (1-2) рабочей схемы ( макет). Под действием этого напряжения электронный луч вычерчивает на экране осциллографа горизонтальную линию, длина которой соответствует двойной амплитуде приложенного напряжения (2U₀).

6. Изменить длину горизонтальной линии вращением ручки “Усиление X”.

7. Повторить пункты 5,6 для вертикального входа “Y”осциллографа.

Упражнение 2: “ Измерение частоты сигнала по фигурам Лиссажу”.

Кривые сложной формы, получаемые в результате сложения двух взаимноперпендикулярных гармонических колебаний называют фигурами Лиссажу. Форма фигур Лиссажу зависит от соотношения частот ( периодов), амплитуд и начальных фаз складываемых колебаний.

1. Выключить генератор развертки ручкой управления “Диапазон частот”.

2. Подать на вертикальный вход перемнное напряжение неизвестной частоты, соединив клеммы (1-2) рабочей схемы с входом “Y”осциллографа.

3. Подать сигнал от звукового генератора на горизонтальный вход “X” осциллографа.

4. Установить ручку генератора частоты звукового генератора в положение 50 Гц (_x), добившись устойчивого положения фигуры Лиссажу.

5. Зарисовать фигуру Лиссажу и определить частоту исследуемого сигнала _y по формуле _x/_y=n_y/n_x , где _x=50 Гц, n_x и n_y - колочество точек пересечения горизонтальной и вертикальной осью координат данной фигуры Лиссажу, исключая точки пересечения самой фигуры. Например, для фигуры Лиссажу на рисунке 11 n_x=4, n_y=2, _x/_y=2/4=1/2. Тогда _y=2_x.

6. Повторить пункты 4,5 для частот сигнала звукового генератора _x=25,75,100,150 Гц.

Упражнение 3: “ Определение чувствительности вертикального входа

осциллографа к переменному напряжению”.

1. Установить ручку управления осциллографа “Ослабление” в положение 1:1, “ Диапазон частот” - “0”.

2. Подключить к входу “Y” осциллографа клеммы 1-2 рабочей схемы.

3. Подключить рабочую схему через понижающий трансформатор к сети 220 В.

4. Установить регулятором вертикального усиления длину вертикальной прямой на экране осциллографа не более 10 мм.

5. Измерить длину вертикальной прямой H. Значение U_g указано на плате рабочей схемы. Рассчитать чувствительность вертикального входа осциллографа по формуле _y=0,35 ( мм/В).Усиление по вертикали оставить неизменным для выполнения упражнения 4, так как при изменении усиления изменяется чувствительность.

Упражнение 4: “ Измерение величины неизвестного напряжения”.

1. Подать на вход “Y” напряжение, соединив вход “Y” с клеммами рабочей схемы (2-Б).

2. Измерить длину вертикальной прямой H и рассчитать величину действующего значения неизвестного напряжения по формуле:

, где _y- чувствительность вертикального входа, рассчитанная в упражнении 3.

3. Подать на вход “Y” напряжение с клемм (1-А) рабочей схемы и повторить пункт 2.

Упражнение 5: “Наблюдение формы исследуемых сигналов:

- синусоидальной формы ( клеммы 1-2);

- однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей (клеммы 3-4 и 5-6);

• релаксационного генератора ( пилообразного напряжения)

• Сигнал синусоидальной формы

Подать на вход “Y” осциллографа синусоидальное напряжение с клемм 1-2 рабочей схемы. Получиы на экране вертикальную прямую, включить генератор развертки, переключив ручку “Диапазон частот” в положение “30”.Регулятором “частота плавно” добиться неподвижности изображения. При необходимости ручками вертикального и горизонтального усиления изменить размер напряжения, чтобы оно не выходило за пределы экрана. Форму сигнала зарисовать в тетрадь, обозначив координатные оси YU, Xt.

• Cигналы одно- и двухполупериодного выпрямления.

Подать сигнал на вход “Y” поочередно с клемм (3-4) и (5-6). Добиться устойчивого неподвижного изображения формы сигнала. ( См. пункт 1). Зарисовать формы сигналов.

• Сигнал пилообразного напряжения.

Подать на вход “Y” сигнал от релаксационного генератора пилообразного напряжения. Поставить ручку “Диапазон частот” в положение “150”. Регулятором “частота плавно” добиться неподвижности изображения на экране осциллографа.

Зарисовать форму сигнала.