ЛР1 Применение осциллографа. осень 2021. Лабораторная работа 1 применение электронного осциллографа для исследования электрических сигналов сидоров Ю. К. Отчалко В. Ф

• Название: Лабораторная работа 1 применение электронного осциллографа для исследования электрических сигналов сидоров Ю. К. Отчалко В. Ф
• Дата: 09.11.2022
• Размер: 168.27 Kb.
• Имя файла: ЛР1 Применение осциллографа. осень 2021.docx
• Тип: Лабораторная работа; #778234
• страница: 2 из 3

ЗГ

РН

УМ

Атт

П 1 П 2

     

   




Рис. 1.1.

Задающий генератор ЗГ создает в заданном диапазоне частот гармонические колебания, которые могут быть синхронизированы внешним сигналом, подаваемым на вход «СИНХР». Генератор представляет собой перестраиваемый по частоте RC-генератор с автоматической стабилизацией амплитуды. Колебания ЗГ, в зависимости от выбранного выходного сигнала, поступают на последовательно соединенные плавный регулятор напряжения РН, усилитель мощности УМ и аттенюатор АТТ, предназначенный для ступенчатой регулировки уровня выходного сигнала. Установка сигнала прямоугольной формы на выходе производится включением формирователя прямоугольного сигнала ФП с помощью переключателей П 1 и П 2.
2. Технические характеристики.

2.1 Диапазон частот от 10 Гц до 10 МГц перекрывается шестью поддиапазонами с плавной перестройкой внутри поддиапазонов:

1 диапазон 10 –100 Гц;

2 диапазон 100 – 1000 Гц;

3 диапазон 1 – 10 кГц;

4 диапазон 10 – 100 кГц;

5 диапазон 100 – 1000 кГц;

6 диапазон 1 – 10 МГц.
2.2. Основная погрешность установки частоты не превышает:

в диапазоне 10 Гц – 1 МГц (2 + %;

в диапазоне 1 – 10 МГц 3 % .
2.3. Выходное сопротивление (50  0,25) Ом.

2.4. Наибольшее значение выходного напряжения:

при сопротивлении нагрузки 50 Ом 5 В;

без нагрузки 10 В.

2.5. Плавная регулировка выходного напряжения 12 дБ

2.6. Ступенчатая регулировка выходного напряжения

через 10 дБ 0 – 70 дБ.

2.7. Погрешность ослабления при нагрузке 50 Ом:

в диапазоне 10 Гц – 1 МГц 0,5 дБ;

в диапазоне 1 – 10 МГц 0,8 дБ.

2.8. Изменение выходного напряжения:

при перестройке частоты на 1 – 4 поддиапазонах 1,5 %;

при перестройке частоты на 5 – 6 поддиапазонах 6 %;

при изменении окружающей температуры

на каждые 10 С 1 %.

2.9. Коэффициент гармоник синусоидального сигнала

при наибольшем значении выходного уровня напряжения

на нагрузке 50 Ом не превышает:

в диапазоне 100 Гц – 100 кГц 0,3 %;

в диапазоне 10 – 100 Гц , 100 – 200 кГц 0,5 %;

в диапазоне 200 кГц – 1 МГц 1 %;

в диапазоне 1 – 10 МГц 4 %.

2.10. Уровень входного синхронизирующего сигнала (1 – 5) В.

2.11. Полоса синхронизации 0,5 %.

2.12. Генератор обеспечивает на выходе сигнал

прямоугольной формы (МЕАНДР) в диапазоне 10 Гц – 1 МГц.

2.13. Размах напряжения на нагрузке 50 Ом не менее 10 В.

2.14. Длительность фронта на нагрузке 50 Ом не более 50 нс.
3. Подготовка к работе.

3.1. Проверить надежность заземления прибора.

3.2. Установить переключатель «ОСЛАБЛЕНИЕ дБ» в нулевое положение.

3.3. Ручку плавной регулировки уровня установить в крайнее левое положение.

3.4. Включить прибор тумблером «СЕТЬ». При этом должна загореться лампочка визира плавной перестройки частоты.
4. Проведение измерений.

4.1. Установить тумблером необходимую форму выходного сигнала.

4.2. Установить необходимую частоту переключателем «МНОЖИТЕЛЬ» и ручкой «ЧАСТОТА Гц».

4.3. По вольтметру или осциллографу установить необходимое выходное напряжение ручкой плавной регулировки уровня и переключателем «ОСЛАБЛЕНИЕ дБ».

4.4. При работе прибора в режиме внешней синхронизации подать на гнездо «СИНХР» напряжение (1 – 5) В синусоидальной формы.


Приложение 2
Техническое описание и инструкция по эксплуатации

осциллографа INSTEK GDS-620FG.
1.Техническое описание.
Осциллограф универсальный аналоговый INSTEK GDS-620FG предназначен для исследования формы электрических сигналов путем визуального наблюдения и измерения их временных и амплитудных параметров.

Упрощенная структурная схема осциллографа представлена на рис. 1.1.

Х-ЭЛТ

Y-ЭЛТ

Рис. 1.1
Осциллограф имеет 2 канала вертикального отклонения, что позволяет одновременно исследовать изображение двух электрических сигналов. Входные исследуемые сигналы подаются на входы 1 и 2, и после ослабления (по необходимости) и предварительного усиления поступают на входы ключей 1 и 2,которые поочередно открываются сигналом коммутатора. Таким образом, на вход усилителя Y , а затем на вертикально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки сигналы 1 и 2 каналов поступают поочередно. Поскольку глаз не замечает быстрого переключения, создается ощущение наблюдения двух сигналов на экране одновременно. Коммутатор вырабатывает прямоугольный сигнал для переключения каналов, а также для запуска генератора развертки, вырабатывающего пилообразное напряжение, которое через усилитель Х поступает на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ. Синхронизация осуществляется внутренним сигналом 1 или 2 каналов (положение 1 и 2 переключателя П 1 соответственно), либо внешним сигналом, поданным на вход синхронизации (положение переключателя П1 «ВНЕШН»). При использовании горизонтально-отклоняющих пластин ЭЛТ для внешнего сигнала следует переключатель развертки П 2 поставить в положение «X-Y». В этом случае вместо пилообразного напряжения на пластины Х будет поступать сигнал первого канала. Используется для наблюдения фигур Лиссажу, измерения разности фаз методом эллипса и др.
2. Технические характеристики.
Каналы вертикального отклонения.

2.1 Рабочая часть экрана: 8 делений (80 мм).

2.2 Коэффициенты отклонения каналов «VOLTS/DIV» 5 мВ/дел — 5 В/дел;

коэффициент усиления дополнительного усилителя 5 раз;

плавная регулировка усиления 2.5 раза.

2.3 Предел допускаемой основной погрешности:

в основном режиме усиления 3%;

при включении дополнительного усилителя 5%.

Примечание: Калиброванные коэффициенты отклонения обеспечиваются только в правом крайнем положении ручки плавной регулировки усиления «VAR».

2.4 Полоса пропускания:

при непосредственном входе 20 МГц;

при включении дополнительного усилителя 7 МГц.

2.5 Время нарастания переходной характеристики:

при непосредственном входе не более 17.5 нс;

при включении дополнительного усилителя не более 50 нс.

2.6 Входной импеданс 1МОм ± 2%; (25 ± 2)пФ.

2.7 Режимы работы тракта вертикального отклонения «MODE»:

только первый канал CH 1,

только второй канал CH 2,

двойное изображение при коммутации каналов DUAL,

а) попеременная коммутация при нажатой кнопке ALT/CHOP,

б) автоматическая, при отжатой кнопке ALT/CHOP,

алгебраическое сложение сигналов каналов (СН1 ± СН2) ADD,

режим инвертирования сигнала во 2 канале CH2 INV.

2.8 Режимы связи входа усилителя:

вход закрыт для постоянной составляющей АС,

вход открыт для постоянной составляющей DC,

вход усилителя отключен и закорочен на корпус GND.
Канал горизонтального отклонения (HORIZONTAL).

2.9 Рабочая часть экрана: 10 делений (100 мм).

2.10 Коэффициенты развертки «TIME/DIV» 0.2 мкс/дел — 0.5 с/дел.

2.10 Плавная регулировка развертки «SWP/VAR» 2,5 раза.

2.11 Увеличение скорости развертки (нажатие кнопки «x10 MAG») 10 раз.

2.12 Предел допускаемой основной погрешности коэффициентов развертки:

в основном режиме не более 3% .

при включенной растяжке не более 5%.

Примечание: Калиброванные коэффициенты развертки обеспечиваются только в правом крайнем положении ручки плавной регулировки длительности «SWP/VAR».
Канал синхронизации «TRIGGER».

2.13 Режимы запуска развертки «MODE»:

автоматический AUTO,

ждущий NORM,

синхронизация по строкам и кадрам для TV-сигнала TV-H, TV-V,

ручная установка уровня синхронизации и запуска LEVEL,

установка полярности запускающих сигналов SLOPE.

2.14 Режимы синхронизации «SOURCE»:

сигналом первого (второго) канала CH1(CH2),

напряжением питающей сети LINE,

внешним сигналом, подаваемым на разъем «TRIG.IN»,расположенный на задней панели прибора EXT,

поочередная, или синхронизация одним из сигналов при работе в двухканальном режиме TRIG/ALT
Канал управления яркостью - канал Z.

2.15 Входной разъем находится на задней панели Z.AXIS INPUT

2.16 Амплитуда входного сигнала (5-30) В, полярность отрицательная

2.17 Полоса пропускания канала 2 МГц
Калибратор осциллографа.

2.18 Сигнал калибратора — МЕАНДР с частотой 1 кГц и амплитудой 2 В выведен на передней панели на клемму CAL, 2 V, 1kHz.
Встроенный функциональный генератор «GENERATOR».

2.19 Диапазон частот 0.1 Гц-1МГц,

изменение частоты грубо «RANGE» и плавно «FREQUENCY».

2.20 Форма выходного сигнала «FUNC»:

синусоидальная,

прямоугольная со скважностью Q = 2,

треугольная (симметричная).

2.21 Выходное напряжение «AMPLITUDE» до 14 В.

2.22 Смещение постоянной составляющей «DC-OFFSET» 6 В.
3. Инструкция по эксплуатации.
3.1 Подготовка к работе.

Перед включением осциллографа необходимо установить органы управления на передней панели в следующие положения:

1) Переключатель «POWER» отжат;

2) Ручки «FOCUS», «INTEN» в среднем положении;

3) Ручки «POSITION» в среднем положении;

4) Переключатели «AC/GND/DC» в положении GND;

5) Переключатель «VOLTS/DIV» в положении 0.5 В/дел;

6) Переключатель «TIME/DIV» в положении 0.5 мс/дел;

7) Переключатель «TRIGGER MODE» в положении AUTO;

8) Кнопка «х10 MAG» отжата;

9) Переключатель «SOURCE» в положении CH1 или CH2.

После завершения начальных установок нажать кнопку «POWER» и через 20 сек на экране должна появиться линия развертки, после чего ручками «FOKUS» и «INTEN» установить желаемую яркость и фокусировку луча.
3.2 Работа осциллографа в одноканальном режиме.

1) В зависимости от выбранного канала установить переключатель

«VERTICAL MODE» в положение CH 1 или CH 2.

2) Переключатель «TRIGGER MODE» установить в положение AUTO.

3) Переключатель «SOURCE» установить в положение, соответствующее выбранному каналу CH 1 или CH 2.

4) Переключатель «AC/GND/DC» выбранного канала установить в положение AC (закрытый вход) или DC (открытый вход).

5) Переключателем «VOLTS/DIV» установить желаемый размер изображения по вертикали.

6) Переключателем «TIME/DIV» и ручкой регулировки уровня синхронизации «LEVEL» установить на экране желаемое изображение.
3.3 Работа осциллографа в двухканальном режиме.

1) Переключатель «VERTICAL MODE» установить в положение DUAL.

2) Кнопку «TRIG/ALT» установить в отжатом состоянии.

3) Переключатель «SOURCE» установить в положение CH1 или CH2, в зависимости от выбранного синхронизирующего сигнала.

4) Для синхронизации по обеим каналам нажать кнопку «TRIG/ALT».

5) Выполнить требования п.п. 2),4),5),6) раздела 3.2.

3.4 Работа осциллографа в режиме внешней синхронизации.

1) Подключить к гнезду «TRIG.IN», расположенный на задней панели, синхронизирующий сигнал.

2) Переключатель«SOURCE» установить в положение «EXT».

3) Выполнить требования п.п. 2),4),5),6) раздела 3.2.
3.5 Работа осциллографа в режиме ждущей развертки.

1) Подключить к гнезду «TRIG.IN», расположенный на задней панели,

синхроимпульс для запуска развертки.

2) Переключатель «TRIGGER MODE» установить в положение NORM.

3) Кнопку «SLOPE» установить в положение, соответствующее полярности синхроимпульса.

4) Переключатель«SOURCE» установить в положение «EXT».

5) Выполнить требования п.п. 4),5),6) раздела 3.2.
3.6 Работа осциллографа при независимом использовании каналов (X-Y).

1) Установить переключатель «TIME/DIV» в положение «X-Y».

2) На вход СН1 подать сигнал для отклонения по оси Х.

3) На вход СН2 подать сигнал для отклонения по оси Y.

4) Выполнить требования п.п. 4),5), раздела 3.2.
3.7 Проверка калибровки коэффициентов отклонения усилителей Y и коэффициента развертки.

1) Подать на гнездо СН1 или СН2 сигнал с клеммы CAL 2V p-p 1kHz.

2) Установить переключатели «TRIGGER» :

«MODE» в положение AUTO;

«SOURCE» в положение СН1 или СН2.

3) Установить переключатель «VOLTS/DIV» в положение 0.5V, ручку плавной регулировки в крайнее правое положение.

4) Переключатель «TIME/DIV» установить в положение 0.5mS,ручку плавной регулировки «SWP/VAR» в крайнее правое положение.

5) Ручкой регулировки уровня синхронизации «LEVEL» установить на экране устойчивое изображение прямоугольных импульсов.

Размер изображения по вертикали должен составлять 4 деления; по горизонтали 1 период должен составлять 2 деления.

Приложение 3.

1. 
   ЭЛЕКТРОННО-СЧЕТНЫЙ ЧАСТОТОМЕР Ч3-38 (Ч3-34)
   

1. 
   Краткое описание.
   

Электронно-счетный частотомер Ч3-38 (Ч3-34) предназначен для:

• 
  измерения частоты синусоидальных и импульсных сигналов;
  
• 
  измерения периода синусоидальных и импульсных сигналов;
  
• 
  измерения отношения частот;
  
• 
  счета числа электрических сигналов;
  
• 
  деления частоты;
  
• 
  выдачи напряжений кварцованных частот;
  
• 
  работы со сменными блоками для расширения частотного диапазона и возможностей прибора.
  

1. 
   Работа прибора.
   

1. 
   1.1.1.Упрощенная структурная схема прибора как измерителя частоты представлена на рис 1.1, и работает следующим образом.
   

Рис. 1.1.
Синусоидальный сигнал или импульсная последовательность, частоту которых необходимо измерить, поступает на вход формирователя импульсов Ф, который формирует стандартный импульс определенной амплитуды и длительности, соответству- ющий каждому периоду синусоидального сигнала напряжением (0,1- 100)В или каждому импульсу последовательности импульсов напряжением (0,3-100)В. Импульсы с выхода формирователя поступают на ключ К, на другой вход которого подается прямо- угольный импульсный сигнал (время счета t_сч), формируемый в делителе частоты ДЧ сигналом опорного кварцевого генератора ОКГ. Время счета определяет точность измерения и может быть установлено переключателем в следующих размерах: 10^-3, 10^-2 , 10^-1 , 1 , 10 с . Импульсный сигнал с выхода ДЧ открывает ключ К, с выхода которого снимается пачка импульсов измеряемого сигнала и поступает на счетно-индикаторное устройство СИУ, цифровое табло которого отображает значение измеряемой частоты.

Количество импульсов с выхода ключа составит




,(1.1)

1. 
   
   
2. 
   где t_сч – время счета,
   
3. 
   Т_х , f_x – период и частота измеряемого сигнала.
   

4. 
   1.1.2. Упрощенная структурная схема прибора, работающего в режиме измерения периода синусоидального сигнала или импульсной последовательности, представлена на рис. 1.2.
   

Рис. 1.2.
В этой схеме каждый блок выполняет те же функции, что и в измерителе частоты. Разница лишь в том, что “временные ворота” для ключа К создаются входным сигналом, который, проходя через формирователь Ф , поступает на делитель частоты ДЧ , коэффициент деления К_дел которого устанавливается переключателем в размере 10 , 10² , 10³ , 10⁴. Таким образом, длительность “временных ворот” составит К_делТ_х. Через ключ К за время действия “временных ворот” пройдет пачка импульсов кварцевого генератора:

, (1.2)

где Т_ог , f_ог – период и частота опорного кварцевого генератора.

Количество импульсов, подсчитанное счетчиком и отображенное на табло, будет соответствовать длительности периода измеряемого сигнала.