ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 621
Скачиваний: 2
41
const
в
этом
же
направлении
.
Это
напряжение
на
-
зывают
напряжением
развертки
U
р
.
Если
в
этот
же
момент
времени
t
0
к
верти
-
кально
отклоняющим
пластинам
П
у
(
в
электронно
-
лучевой
трубке
они
расположены
горизонтально
)
подключить
исследуемое
переменное
напряжение
U(t),
то
на
экране
получится
кривая
зависимости
напряжения
от
времени
в
интервале
времени
от
t
1
до
t
2
.
Где
t
2
–
момент
времени
,
когда
пятно
дости
-
гает
края
экрана
.
Так
как
U(t) –
периодическая
функция
с
периодом
T = t
1
– t
0
,
то
на
экране
будет
виден
один
период
изменения
величины
U(t) (
рис
. 3).
Если
заставить
луч
в
момент
времени
t
1
мгновенно
возвратиться
в
исходное
состояние
(
точку
А
,
соответствующую
времени
t
0
)
и
повторить
развертку
с
V = const
до
точки
В
(
соответствующей
времени
t
1
),
мы
увидим
на
экране
второй
период
изменения
величины
U(t).
Таким
образом
,
смещая
луч
от
точки
А
до
точки
В
вдоль
горизон
-
тальной
оси
с
V = const,
а
потом
мгновенно
возвращая
его
от
В
в
А
и
по
-
вторяя
такую
развертку
многократно
,
мы
сможем
увидеть
на
экране
не
-
подвижную
картину
U(t)
в
течение
одного
периода
,
если
T = t
1
– t
0
.
Если
же
nT = t
1
– t
0
,
где
n-
целое
число
,
то
на
экране
мы
получим
n
периодов
из
-
менения
величины
U(t).
После
всего
вышеизложенного
следует
,
что
график
изменения
во
времени
напряжения
развертки
Up
должен
иметь
вид
,
изображенный
на
рис
. 4.
Для
получения
такого
напряже
-
ния
в
осциллографе
смонтирован
гене
-
ратор
пилообразного
напряжения
.
Итак
,
для
получения
неподвиж
-
ного
изображения
исследуемого
периодического
напряжения
U(t)
на
экра
-
не
осциллографа
необходимо
,
чтобы
t
1
–t
0
= nT,
где
n –
целое
число
.
Если
же
n –
число
дробное
,
то
изображение
на
экране
будет
передви
-
гаться
,
что
затруднит
наблюдение
за
этим
изображением
.
Но
даже
если
период
исследуемого
напряжения
и
период
пилообраз
-
ного
напряжения
равны
и
кратны
,
нельзя
ручаться
за
сохранение
указанно
-
го
равенства
и
в
дальнейшем
.
Причина
–
возможная
нестабильность
часто
-
ты
генератора
развертки
.
Поэтому
колебания
генератора
развертки
син
-
хронизируются
с
другими
,
более
стабильными
колебаниями
.
Для
этой
цели
осциллограф
снабжен
переключателем
рода
синхронизации
(
переключа
-
тель
«
синхронизация
»).
Генератор
развертки
можно
синхронизировать
либо
частотой
иссле
-
дуемого
напряжения
,
либо
частотой
переменного
напряжения
,
взятого
от
сети
,
либо
частотой
какого
-
либо
источника
внешнего
напряжения
.
U
t
0
t
1
t
Рис
.4
t
А
В
t
1
Рис
. 3
42
На
рис
. 5
приведен
внешний
вид
лицевой
панели
осциллографа
,
где
расположены
все
его
органы
управления
с
соответствующими
надписями
.
ВЫПОЛНЕНИЕ
РАБОТЫ
Подготовка
осциллографа
к
работе
1.
Изучить
блок
-
схему
осциллографа
и
назначение
каждого
органа
управления
на
передней
панели
.
2.
Зарисовать
блок
-
схему
осциллографа
и
связать
ручки
передней
панели
с
элементами
отдельных
блоков
схемы
.
Рис
. 5
3.
Привести
осциллограф
в
исходное
рабочее
состояние
.
Если
осциллограф
находится
все
время
в
работе
(
уточнить
у
препо
-
давателя
или
лаборанта
),
то
следующий
пункт
не
выполнять
:
Рис
. 5
Сеть
Луч
Яркость
Фокус
Ось
У
Ось
Х
Амплитуда
синхронизации
Частота
плавно
Диапазон
частот
Сигн
.
лампочка
1:10
1:1 1:100
Контр
.
сигнал
Вход
вертик
.
Вход
горизонт
Земля
Земля
Усиление
по
у
УуУвер
-
тикали
Усиление
по
х
горизонтали
Внешн
.
Синхр
.
От
сети
Внутр
.
Внешн
.
43
ручки
«
яркость
», «
фокус
», «
ось
X», «
ось
Y»
должны
занимать
среднее
по
-
ложение
;
ручки
«
усиление
»
по
вертикали
и
«
усиление
»
по
горизонтали
по
-
вернуть
влево
до
отказа
;
-
переключатель
«
ослабление
»
поставить
в
положение
1 :10;
-
переключатель
«
диапазон
частот
»
поставить
в
положение
«
выкл
».
4.
Подключить
осциллограф
к
сети
,
включить
последовательно
тумблеры
«
сеть
»
и
«
луч
».
После
прогрева
осциллографа
(1–2
мин
),
мани
-
пулируя
ручками
«
ось
X»
и
«
ось
Y»,
поместить
светящееся
пятно
в
центр
экрана
и
,
регулируя
ручками
«
яркость
»
и
«
фокус
»,
добиться
,
чтобы
оно
было
резким
и
минимальных
размеров
.
Внимание
:
след
луча
не
должен
быть
слишком
ярким
!
5.
Включить
генератор
развертки
,
установив
переключатель
«
диапа
-
зон
частот
»
и
ручку
«
амплитуда
синхронизации
»
в
среднее
положение
.
Переключатель
«
синхронизация
»
поставить
в
положение
«
внутр
».
Ручку
«
усиление
»
по
горизонтали
повернуть
вправо
до
тех
пор
,
чтобы
получи
-
лась
светящаяся
полоса
в
пределах
экрана
.
Упражнение
1.
Исследование
формы
переменного
электрического
напряжения
1.
Исследовать
форму
переменного
электрического
напряжения
на
выходе
звукового
генератора
ЗГ
синусоидальных
напряжений
.
Для
этого
необходимо
исследуемое
напряжение
со
звукового
генера
-
тора
(
клеммы
«
выход
»)
подать
на
вертикальный
вход
осциллографа
«
ось
Y» (
клеммы
«
вход
»
и
«
земля
»).
Регулируя
ручкой
«
усиление
»
по
вертикали
,
а
если
потребуется
пе
-
реключателем
«
ослабление
»,
уложить
наблюдаемую
картину
в
экран
ос
-
циллографа
по
вертикали
.
Меняя
частоту
генератора
развертки
(
переключатель
«
диапазон
час
-
тот
»
и
ручка
«
частота
плавно
»),
добиться
устойчивого
изображения
не
-
скольких
периодов
колебаний
переменного
электрического
напряжения
.
Зарисовать
наблюдаемую
картину
и
сделать
соответствующие
выводы
.
2.
Исследовать
форму
переменного
электрического
напряжения
в
городской
электрической
сети
(
снять
с
трансформатора
или
с
клеммы
«
контр
.
сигнал
»).
Клемма
«
контр
.
сигнал
»
находится
на
передней
панели
осциллогра
-
фа
.
К
ней
подключен
один
конец
вторичной
обмотки
трансформатора
,
на
-
ходящегося
внутри
осциллографа
.
Второй
конец
этой
обмотки
при
c
оединен
к
клемме
«
земля
».
Поэтому
для
исследования
этого
напряже
-
ния
достаточно
соединить
клемму
«
контр
.
сигнал
»
с
входом
«
У
».
Далее
повторить
,
как
и
в
п
. 1.
3.
Исследовать
аналогично
форму
переменного
электрического
на
-
пряжения
на
выходе
внешнего
генератора
пилообразных
напряжений
.
44
Упражнение
2.
Измерение
переменного
электрического
напряжения
с
помощью
осциллографа
Для
измерения
переменного
электрического
напряжения
с
помощью
осциллографа
нужно
знать
его
чувствительность
.
Определить
чувстви
-
тельность
осциллографа
по
вертикали
j
y
и
неизвестное
напряжение
можно
следующим
образом
.
1.
Выключить
«
усиление
»
по
горизонтали
.
2.
Переключатель
«
ослабление
»
поставить
в
положение
1 :10.
3.
Подать
на
вертикальный
вход
известное
напряжение
U
изв
с
клеммы
«
контр
.
сигнал
» (U
изв
= 2,5
В
).
4.
Уложить
наблюдаемую
картину
в
экран
по
вертикали
,
регулируя
ручкой
«
усиление
»
по
«
оси
Y».
Внимание
:
в
дальнейшем
усиление
по
вертикали
не
трогать
!
5.
Измерить
отклонение
L
луча
на
экране
.
6.
Определить
чувствительность
осциллографа
по
формуле
j
y
= (L/2)/U
изв
,
где
U
изв
–
амплитудное
значение
известного
напряжения
.
Таким
образом
,
чув
-
ствительность
осциллографа
при
данном
усилении
численно
равна
отклоне
-
нию
луча
(
в
мм
)
на
экране
осциллографа
,
вызываемого
напряжением
в
1
В
.
7.
Неизвестное
напряжение
U (
с
трансформатора
или
с
выхода
зву
-
кового
генератора
)
подать
на
вертикальный
вход
и
измерить
отклонение
l
луча
,
вызываемое
этим
напряжением
.
Тогда
,
с
учетом
(1), U = U
изв
(
l
/L).
Ес
-
ли
отклонение
луча
l
не
укладывается
в
экране
осциллографа
,
следует
пе
-
реключатель
«
ослабление
»
поставить
в
положение
1 :100
и
учесть
это
при
вы
-
числении
U.
Если
отклонение
l
луча
очень
мало
,
следует
переключатель
«
ос
-
лабление
»
поставить
в
положение
1 :1
и
также
это
учесть
при
вычислении
U.
Упражнение
3.
Проверка
градуировки
звукового
генератора
синусоидальных
напряжений
с
помощью
фигур
Лиссажу
Фигуры
Лиссажу
–
это
кривые
сложной
формы
,
которые
получаются
в
результате
сложения
двух
взаимно
перпендикулярных
гармонических
колебаний
с
различными
частотами
:
U
x
= U
0x
cos
ω
x
t = U
0x
cos 2
πν
x
t,
U
y
= U
0y
cos
ω
y
t = U
0y
cos 2
πν
y
t.
Вид
фигуры
Лиссажу
зависит
от
соотношения
складываемых
частот
.
Если
частота
одного
колебания
известна
,
например
ν
x
,
то
частоту
другого
коле
-
бания
ν
y
можно
найти
из
общего
вида
фигур
Лиссажу
по
формуле
:
,
y
x
x
y
n
n
n
n
=
(1)
где
n
х
–
число
пересечений
данной
фигуры
с
осью
Х
,
а
n
у
с
осью
У
.
Для
получения
на
экране
осциллографа
фигур
Лиссажу
и
выполне
-
ния
данного
упражнения
необходимо
следующее
.
45
1.
Выключить
генератор
развертки
(
переключатель
«
диапазон
час
-
тот
»
в
положение
«
ВЫКЛ
.»).
2.
Подать
на
горизонтальный
вход
напряжение
U
х
известной
часто
-
ты
,
например
50
Гц
.
Напряжение
известной
частоты
(f = 50
Гц
)
можно
снять
с
клеммы
«
контр
.
сигнал
»
или
от
городской
электрической
сети
че
-
рез
понижающий
трансформатор
.
3.
На
вертикальный
вход
подать
исследуемое
напряжение
U
у
от
зву
-
кового
генератора
ЗГ
с
частотой
f = 50
Гц
.
4.
Вращая
ручку
«
усиление
»
по
горизонтали
и
«
усиление
»
по
верти
-
кали
,
расположить
полученную
картину
в
пределах
экрана
.
Меняя
плавно
частоту
звукового
генератора
,
добиться
появления
устойчивой
картины
.
При
одинаковой
величине
напряжений
U
х
и
U
у
на
пластинах
электронно
-
лучевой
трубки
на
экране
осциллографа
должна
быть
окружность
.
Вели
-
чину
напряжений
U
х
и
U
у
можно
регулировать
переключателем
«
ослабле
-
ние
»
и
ручками
«
усиление
»
по
горизонтали
и
«
усиление
»
по
вертикали
.
Кроме
этого
,
напряжение
U
у
на
выходе
звукового
генератора
можно
регу
-
лировать
соответствующими
ручками
на
генераторе
.
5.
Изменяя
частоту
звукового
генератора
,
начиная
с
минимальной
,
получить
не
менее
пяти
устойчивых
фигур
Лиссажу
.
Для
каждой
фигуры
определить
число
пересечений
ее
с
осью
Х
–
n
х
и
осью
У
– n
у
.
Результаты
измерений
занести
в
таблицу
.
Частота
на
ЗГ
,
Гц
Вид
фигуры
Лиссажу
n
x
n
y
…
ν
у
,
Гц
По
формуле
(1)
для
каждой
фигуры
Лиссажу
найти
частоту
ν
у
исследуемо
-
го
напряжения
и
сравнить
ее
с
частотой
,
указанной
на
лимбе
звукового
ге
-
нератора
.
Контрольные
вопросы
1.
Нарисуйте
блок
-
схему
электронного
осциллографа
и
объясните
назначение
органов
его
управления
.
2.
Расскажите
устройство
электронно
-
лучевой
трубки
.
3.
Объясните
назначение
генератора
развертки
осциллографа
.
4.
Какое
напряжение
(
амплитудное
или
эффективное
)
измеряется
ос
-
циллографическим
методом
?
5.
Что
называется
чувствительностью
осциллографа
?
6.
Что
такое
фигуры
Лиссажу
?
7.
Как
по
виду
фигуры
Лиссажу
определить
отношение
частот
сла
-
гаемых
взаимно
перпендикулярных
гармонических
колебаний
?
8.
Как
с
помощью
фигур
Лиссажу
можно
проградуировать
звуковой
генератор
?