Исследование электронного осцилографа

Цель  работы: Ознакомление с принципом действия и приобретения навыков работы с электронным осциллографом.

Теоретическая часть.

Электронный осциллограф – это прибор, служащий для наблюдения и измерения параметров электрических сигналов. В нем используется отклонение электронного луча для получения изображения мгновенных значений функциональных зависимостей переменных величин, одной из которых обычно является время.

   а) 
 
 
 

                                                                     б) 

   Рис.1. a)Изображение передней панели осциллографа С1-65А; б)Структурная схема осциллографа. 

   Структурная схема осциллографа включает:

• электронно-лучевую трубку  (ЭЛТ);
• канал "Y" (канал вертикального отклонения луча), содержащий входное устройство, предварительный усилитель Y, линию задержки сигнала, оконечный усилитель Y;
• канал "Х" (канал горизонтального отклонения луча), содержащий генератор развертки по оси Х, устройство синхронизации, предварительный и оконечный усилители Х;
• канал  Z (канал управления яркостью луча); 
• калибровочное устройство.

   Входное устройство канала "Y" включает в себя соединительный кабель, переключатель входа и входные делители напряжения.

   Соединительный  кабель служит для согласования выхода источника сигнала со входом осциллографа во всем рабочем диапазоне частот (согласование характеризуют коэффициентом  стоячих волн), а также защиты от влияния внешних мешающих электромагнитных полей. Соединительный кабель обычно является коаксиальным.

    Рис.2. Соеденительный кабель  

Предварительный усилитель канала вертикального  отклонения предназначен для усиления исследуемого сигнала, преобразования сигнала из несимметричного в  симметричный, установки изображения  сигнала (совместно с аттенюатором во входном устройстве) в пределах рабочей части экрана по вертикали, обеспечения совместной работы с коммутатором в многоканальных осциллографах.

Линия задержки, включаемая в канал вертикального  отклонения осциллографов, позволяет  задержать сигнал на время, необходимое  для запуска генератора развертки

Согласование  частоты генератора развертки с  частотой исследуемого сигнала обеспечивает блок синхронизации.

Генератор развертки вырабатывает пилообразное (линейно изменяющееся напряжение), которое предназначено для равномерного перемещения луча вдоль оси Х от левого до правого края экрана, а затем быстрого возвращения его в крайнее левое положение. Обратный ход луча на экране соответствует участкам быстрого изменения пилообразного напряжения.

Встроенные  в осциллограф калибраторы повышают точность измерения частоты  и амплитуды сигнала. Калибратор представляет собой генератор напряжения с известной амплитудой и частотой. Чаще всего используются постоянные напряжения и напряжения в виде меандра (прямоугольные импульсы напряжения со скважностью равной двум, т.е. длительность импульса равна длительности паузы).

Высоковольтный  выпрямитель блока питания служит для питания электродов электронно-лучевой  трубки, а низковольтный для питания  всех узлов осциллографа. 

Оборудование: Электронный осциллограф С1-65А

Практическая  часть.

Калибровка  производилась для значения 0,05В/дел, 2 μс/дел и частоты 1 кГц.

Измерения значений напряжения, периода и времени  нарастания.

Рис.1. Осциллограмма  напряжения.

(0,05В/дел, 2μс/дел) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Амплитуда: А=3,2*0,05=0,64В;

Период: Т=6,4*2*2μс=25,6μс; Время нарастания: τ_нар=5,6*2μс=8,4μс 

Рис.4. Осциллограмма  переменного напряжения.

(0,05В/дел,  0,2мс/дел) 
 
 
 
 
 

Период: Т=2*0,2мс=400μс; Время нарастания: τ_нар=0,62*0,2мс=130μс

Частота: f=(T)^–1=(400*10-6)^-1 =2,5кГц

Вывод: в ходе данной лабораторной работы получены знания о работе электронного осциллографа, навыки работы с ним, проведена калибровка для значения 0,05В/дел и 1кГц, измерены временные интервалы: период T=400 μс и время нарастания    τ_нар=130μс.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федерально  государственное  бюджетное образовательное  учреждение высшего  профессионального  образования 

«Национальный исследовательский  ядерный университет  «МИФИ»

Обнинский институт атомной  энергетики 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №1

  по курсу метрология  сертификация и  стандартизация.

«Исследование электронного осциллографа» 
 
 
 

Выполнили студенты гр.КИП-С41     ___________________     Цакунов П.

Гришкин Д.

Авданина Т..

Проверил_______________________________________  Васильковский Д.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Обнинск 2011 г.