6

Московский Энергетический Институт

(технический университет)

Кафедра ОФ и ЯС

Лаборатория электричества и магнетизма.

Лабораторная работа №20

Измерение основных параметров периодических электрических сигналов

Группа:
Студент:
Преподаватель:
К работе допущен:
Дата выполнения:
Работу сделал:
Работу сдал:

МОСКВА 2004

Цель работы - освоение методов измерения параметров электри­ческих сигналов с помощью электронного осциллографа, оценка по­грешностей измерения электрических величин.

1. Теоретические основы работы

Зависимость мгновенного значения переменного напряжения (рис.1) описывается уравнением гармонических колебаний

U = U_т соs (ωt+ φ),

где U_т - амплитудное значение напряжения; t- время; ω - цикличе­ская частота; выражение, стоящее в скобках (ωt + φ) - фаза колебаний; φ - начальная фаза.

Амплитудой U_т называется наибольшее по модулю отклонение колеблющейся величины от ее среднего значения.

Наименьший интервал времени, через который повторяется значе­ние колеблющейся величины, называется периодом Т.

Частота колебаний ν - величина, обратная периоду колебаний:

ν= T^-1

Циклическая частота ω - величина, равная произведению частоты

колебаний на 2π:

ω=2πν.

Измерение напряжения переменного тока электроизмерительными приборами дает действующее значение U_д, которое связано с ампли­тудным значением:

U_д= U_т/

Амплитудное значение может быть измерено с помощью электрон­ного осциллографа. Электронный осциллограф оказывается незамени­мым, когда требуется измерить параметры импульсных сигналов и, в частности, периодических импульсов прямоугольной формы.

Прямоугольные импульсы (рис. 2.) характеризуются амплитудой U_т, периодом следования Т длительностью τ, а также скважностью отношением периода следования к длительности импульсов.

2. Описание экспериментальной установки. Электронный осциллограф (эо)

Электронный осциллограф предназначен для наблюдения на экране электронно-лучевой трубки электрических сигналов и измерения их параметров: длительности, периода, амплитуды.

Основные функциональные блоки осциллографа - электронно­лучевая трубка, усилитель входного сигнала (в двух лучевых осцилло­графах имеется два усилителя), блок разверток, блок синхронизации и блок органов управления электронным лучом (регулировка яркости, фокусировки, смещения по горизонтали и вертикали).

Включение осциллографа. Соедините кабель питания с источником напряжения и включите осциллограф. После включения осциллографа должны загореться световые индикаторы, а через некоторое время на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) должна появиться линия развертки. Ручками ЯРКОСТЬ и ФОКУСИРОВКА добейтесь опти­мальной яркости и фокусировки луча на экране ЭЛТ.

Проведение измерений. Визуальное наблюдение и измерение ам­плитудных и временных параметров сигнала по шкале экрана прово­дится следующим образом:

- переключатель усилителя входного сигнала У/ДЕЛ установите на максимальный предел.

- подайте на один из входов вертикального усиления через кабель исследуемый сигнал;

- переключатель СИНХР. РЕЖИМ установите в положение, соот­ветствующее выбранному каналу усиления;.

- переключатель режима развертки установите в положение АВТ;

- переключатель режима синхронизации установите в положение ВНУТР;

- переключателем У/ДЕЛ подберите уровень усиления, обеспечи­вающий получение удобного для наблюдения вертикального размера изображение на экране ЭЛТ;

- поворачивая ручку УРОВЕНЬ на блоке синхронизации, добейтесь того, чтобы изображение электрического сигнала на экране было не­подвижным. Переключателем ВРЕМЯ/ДЕЛ установите удобный для наблюдения размер изображения сигнала по горизонтали;

- ручками управления положением луча ↑ и ↔ расположите изо­бражение сигнала в центре экрана;

- определите визуально по линейкам на экране осциллографа ли­нейные размеры сигнала (амплитуду, период и т.д.) в делениях;

- определите необходимые значения умножением коэффициентов усиления У/ДЕЛ и развертки ВРЕМЯ/ДЕЛ на линейные размеры изме­ренных параметров сигнала.

Предел допускаемой инструментальной погрешности при работе с осциллографом определяется ценой деления шкалы экрана ЭЛТ.