ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2021
Просмотров: 330
Скачиваний: 1
11
О бработка
результатов
наблю дений
1.
Д ля
каж д ого
упраж нения
начертите
схем у
из м ерений
и
из ображ ения
осциллограм м
.
2.
Привед ите
прим еры
расчета
чуствительностей
S
Х
и
S
Y
.
К онтрольные
вопрос ы
1.
Н аз начение
осциллограф а
.
2.
У стройство
электронно
-
лучевой
трубки
и
принцип
д ействия
.
3.
Чувствительность
трубки
.
К ак
она
опред еля ется
?
4.
Генератор
пилообраз ного
напря ж ения
,
его
наз начение
.
5.
Что
такое
синхрониз ация
?
К ак
она
д остигается
в
осциллограф е
?
6.
У м еть
построить
из ображ ение
сигнала
на
экране
по
з ад анны м
препод авателем
сиг налам
на
Х
-
и
Y-
пластинах
.
Л итература
1.
К алаш ников
С
.
Г
.
Электричество
/
С
.
Г
.
К алаш ников
.
–
М
., 1985.
–
С
. 399
–
400.
2.
Н айд енов
А
.
И
.,
Н овопольский
В
.
А
.
Электронно
-
лучевы е
осциллограф ы
/
А
.
И
.
Н айд енов
,
В
.
А
.
Н овопольский
.
–
М
., 1983.
3.
Лабораторны е
з аня тия
по
ф из ике
/
Под
ред
.
Л
.
Л
.
Гольд ина
.
–
М
., 1983.
4.
Ц иф ровая
осциллограф ия
/
Под
ред
.
А
.
М
.
Беркутова
,
Е
.
М
.
Прош ина
.
–
М
.,
1983.
Лабораторная
работа
№
2
б
О С Ц И Л Л О Г Р А Ф И Ч Е С К И Е
М Е Т О Д Ы
И З М Е Р Е НИ Я
Ч А С Т О Т Ы
Ц ель
работы
:
оз наком иться
с
м етод ам и
из м ерения
частоты
и
д лительности
сигналов
при
пом ощ и
осциллограф а
.
В ведение
.
Н аиболее
часто
осциллограф ы
прим еня ются
д ля
наблюд ения
из м енений
напря ж ения
от
врем ени
.
Сущ ествуют
раз личны е
осциллограф ы
,
отличающ иеся
целы м
ря д ом
свойств
–
низ кочастотны е
и
вы сокочастотны е
,
с
раз личной
чувствительностью
.
Д ля
регистрации
коротких
им пульсов
прим еня ются
скоростны е
осциллограф ы
,
д ля
период ических
коротких
им пульсов
–
стробоскопические
осциллограф ы
,
д ля
регистрации
од иночны х
им пульсов
прим еня ются
циф ровы е
осциллограф ы
(
с
пам я тью
)
и
д р
.
Н аз начение
и
воз м ож ности
конкретного
осциллограф а
из лож ены
в
его
техническом
описании
.
В
д анной
работе
из учаются
м етод ы
из м ерения
частоты
перем енного
тока
(
напря ж ения
)
в
з вуковом
д иапаз оне
частот
–
от
нескольких
герц
д о
д еся тков
килогерц
.
12
У праж нение
1.
М етод
ф игур
Лиссаж у
.
Е сли
на
обе
пары
пластин
под ать
синусоид альны е
напря ж ения
,
то
электронны й
луч
буд ет
участвовать
в
д вух
вз аим но
перпенд икуля рны х
колебания х
и
описы вать
од ну
из
так
наз ы ваем ы х
ф игур
Лиссаж у
.
В ид
этих
кривы х
з ависит
от
соотнош ения
частот
,
ам плитуд
и
раз ности
ф аз
напря ж ений
.
Ф игуры
на
экране
буд ут
непод виж ны
,
если
соотнош ение
частот
пред ставля ет
соотнош ение
целы х
чисел
: 1:1, 1:2, 1:3, 2:1, 3:1, 2:3
и
т
.
д
.
Е сли
частота
од ного
из
сигналов
,
наприм ер
f
X
,
на
Х
-
вход е
из вестна
,
то
по
ф орм е
ф игуры
Лиссаж у
м ож но
опред елить
частоту
сигнала
f
Y
на
Y-
вход е
X
Y
X
Y
f
n
n
f
=
(1),
гд е
n
X
–
число
пересечений
гориз онтальной
оси
ф игурой
Лиссаж у
,
n
Y
–
число
пересечений
вертикальной
оси
.
Н а
рис
.1
из ображ ена
ф игура
Лиссаж у
д ля
случая
,
когд а
частота
сигнала
на
Y-
вход е
вд вое
больш е
,
чем
на
Х
-
вход е
.
1.
Собрать
схем у
рис
.2,
под ав
на
Х
-
вход
напря ж ение
частотой
50
Гц
с
вы ход а
контрольного
сигнала
осциллограф а
(
клем м а
“ К С”
),
а
на
Y-
вход
напря ж ение
с
вы ход а
ЗГ
.
2.
При
вы ключенном
генераторе
раз вертки
,
из м еня я
частоту
ЗГ
,
получить
устойчивое
из ображ ение
ф игуры
Лиссаж у
.
Н еобход им о
отм етить
,
что
соверш енно
устойчивы е
осциллограм м ы
получить
невоз м ож но
,
т
.
к
.
напря ж ения
берутся
от
раз ны х
не
синхрониз ированны х
источников
.
3.
Зарисовать
осциллограм м у
.
О пред елить
частоту
сигнала
f
Y
по
ф орм уле
(1).
4.
Получить
и
з арисовать
ф иг уры
Лиссаж у
д ля
соотнош ений
частот
: 1:2, 1:1, 3:2, 2:1, 3:1, 4:1.
У праж нение
2
.
М етод
круговой
раз вертки
.
Е сли
на
обе
пары
пластин
под ать
напря ж ения
од инаковой
эталонной
час
-
тоты
f
эт
,
но
сд винуты е
по
ф аз е
на
π
/2,
то
на
экране
буд ет
ф игура
Лиссаж у
–
эллипс
или
круг
.
При
под аче
на
м од уля тор
напря ж ения
,
частота
f
которого
в
n
раз
больш е
эталонной
,
светя щ ая ся
окруж ность
буд ет
n
раз
преры ваться
.
Это
объя сня ется
тем
,
что
пучок
электронов
,
каж д ы й
раз
описы вая
окруж ность
,
буд ет
n
раз
з апираться
в
течение
каж д ого
отрицательного
полупериод а
из м еря ем ого
сигнала
.
Под считав
число
раз ры вов
на
экране
,
частоту
неиз вестного
сигнала
опред еля ют
по
ф орм уле
f
=
nf
эт
(2).
ЗГ
ЭО
Y
Рис
.2
Х
кс
Y
X
Рис
.1
ЗГ
ЭО
Y
Рис
.3
Х
М
кс
С
13
1.
Собрать
схем у
рис
.3.
Н апря ж ение
от
ЗГ
под ать
на
вход ное
гнез д о
м од уля
-
тора
“ М ”
,
располож енное
на
з ад ней
панели
осциллограф а
.
Н апря ж ение
частотой
50
Гц
под ать
на
Х
-
и
Y-
вход ы
осциллограф а
от
источника
контрольного
сигнала
осциллограф а
(
клем м а
“ К С”
).
Сд виг
по
ф аз е
на
π
/2
м еж д у
сигналам и
на
Х
-
и
Y-
вход ах
д остигается
включением
на
Y-
вход е
конд енсатора
C
,
прилагаем ого
к
д анной
работе
.
2.
Получить
на
экране
ф игуру
Лиссаж у
в
ф орм е
круга
.
3.
Под ать
напря ж ение
от
ЗГ
на
м од уля тор
.
Регулируя
частоту
ЗГ
,
д обиться
устойчивого
из ображ ения
круга
с
черед ующ им ися
раз ры вам и
.
По
ф орм уле
(2)
опред елить
частоту
сигнала
.
4.
Получить
и
з арисовать
осциллограм м ы
д ля
след ующ их
соотнош ений
частот
: 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1.
У праж нение
3
.
И з м ерение
сд вига
ф аз
д вух
напря ж ений
од инаковой
частоты
.
Е сли
на
обе
пары
пластин
под ать
напря ж ения
U
x
и
U
y
од инаковой
частоты
,
но
сд винуты е
по
ф аз е
на
угол
φ
,
то
на
экране
буд ет
ф иг ура
Лиссаж у
–
эллипс
(
рис
.4).
При
этом
см ещ ение
X
луча
по
гориз онтали
опред еля ется
вы раж ением
X
=
a
cos
ω
t
,
см ещ ение
Y
по
вертикали
–
вы раж ением
Y
=
b
cos(
ω
t+
φ
),
гд е
a
и
b
–
м аксим альны е
отклонения
луча
по
гориз онтали
и
вертикали
.
И сключив
из
этой
систем ы
уравнений
врем я
t,
получим
уравнение
тректории
луча
на
экране
,
пред ставля ющ ее
уравнение
эллипса
ϕ
ϕ
2
2
2
2
2
sin
cos
2
=
−
+
ab
XY
b
Y
a
X
Д ля
опред еления
точек
пересечения
эллипса
с
ося м и
коорд инат
,
в
уравнение
эллипса
сначала
под ставим
Y
=0,
а
потом
X
=0.
При
этом
получим
a
x
±
=
ϕ
sin
(1)
b
y
±
=
ϕ
sin
(2).
Д ля
уд обства
м ож но
отрегулировать
усиление
осциллограф а
так
,
чтобы
вы полня лось
равенство
ам плитуд
a = b= d
.
По
величине
отрез ков
x
или
y,
от
-
секаем ы х
эллипсом
на
ося х
коорд инат
,
и
по
м аксим альны м
отклонения м
пя тна
на
экране
по
гориз онтали
или
по
вертикали
м ож но
опред елить
сд виг
ф аз
φ
м еж д у
напря ж ения м и
U
x
и
U
y
.
X
x
y
Y
b
a
Рис
.4
ЗГ
ЭО
Y
Рис
.5
Х
R
C
14
1.
Соберите
схем у
рис
.5.
Рез истор
сопротивлением
R
и
конд енсатор
ем костью
С
,
прилагаем ы е
к
работе
,
образ уют
ф аз осд вигающ ую
цепочку
м еж д у
током
и
напря ж ением
на
участке
RC
.
Н апря ж еиие
на
X-
вход
под ается
с
участка
RC
,
на
Y-
вход
–
c
сопротивления
R
.
Н апря ж ение
U
y
наход ится
в
ф аз е
с
током
RC
-
цепочки
.
След овательно
схем а
поз воля ет
из м еря ть
ф аз овы й
сд виг
м еж д у
м еж д у
током
и
напря ж ением
RC
-
цепочки
.
2.
Получите
на
экране
осциллограф а
эллипс
и
д обейтесь
од инакового
усиления
по
ося м
X
и
Y
,
т
.
е
.
равенства
a = b
(
см
.
рис
.4).
3.
О пред елите
sin
φ
по
ф орм уле
(1)
или
(2).
4.
Сним ите
ф аз овую
характеристику
RC-
цепочки
,
т
.
е
.
з ависим ость
сд вига
ф аз
от
частоты
f
.
Получите
не
м енее
6
–
7
з начений
sin
φ
д ля
раз ны х
частот
ЗГ
.
О бработка
результатов
измереиий
1.
Д ля
всех
упраж неий
привед ите
схем ы
из м ерений
.
2.
И з образ ите
осциллограм м ы
наблюд аем ы х
сигналов
.
3.
Привед ите
прим еры
расчета
частот
из м еря ем ы х
сиг налов
и
ф аз овы х
сд вигов
м еж д у
током
и
напря ж ением
RC-
цепочки
.
4.
Д ля
полученны х
эксперим ентально
з начений
sin
φ
опред елите
з начения
уг
-
ла
сд вига
ф аз
φ
(
φ
=arcsin
φ
).
Постройте
граф ик
з ависим ости
φ
=
F(f).
К онтрольные
вопрос ы
1.
О бъя сните
м етод
из м ерения
частоты
перем енного
напря ж ения
по
ф игурам
Лиссаж у
.
Д остоинства
и
ограничения
м етод а
.
2.
Почем у
не
уд ается
получить
соверш енно
устойчивое
из ображ ение
ф иг ур
Лиссаж у
?
3.
И з м ерение
частоты
перем енного
напря ж ения
м етод ом
круговой
раз вертки
.
Преим ущ ества
и
нед остатки
м етод а
по
сравнению
с
м етод ом
ф игур
Лиссаж у
.
4.
К ак
опред еля ется
ф аз овы й
сд виг
м еж д у
напря ж ения м и
од инаковой
частоты
?
5.
О бъя сните
,
почем у
при
сня тии
ф аз овой
характеристики
RC
-
цепочки
с
увеличенем
частоты
ЗГ
эллипс
суж ается
.
Л итература
1.
К алаш ников
С
.
Г
.
Электричество
/
С
.
Г
.
К алаш ников
.
–
М
., 1985.
–
С
. 399
–
400.
2.
Лабораторны е
з аня тия
по
ф из ике
/
Под
ред
.
Л
.
Л
.
Гольд ина
.
–
М
., 1983.
3.
Н айд енов
А
.
И
.,
Н овопольский
В
.
А
.
Электронно
-
лучевы е
осциллограф ы
/
А
.
И
.
Н айд енов
,
В
.
А
.
Н овопольский
.
–
М
., 1983.
15
Составители
:
А лейников
Н иколай
М ихайлович
,
А лейников
А лексей
Н иколаевич
Ред актор
Т ихом ирова
О
.
А
.