1. Цель работы

1.1 Изучить принцип работы и структурную схему универсального электронно-лучевого осциллографа.

1.2 Получить практические навыки работы с электронно-лучевым осциллографом и измерительными генераторами.

1.3 Приобрести навыки измерения временных интервалов, напряжения, периода и частоты различных электрических сигналов с помощью электронного осциллографа.

1.4 Освоить методику оценки погрешности измерений, выполняемых с помощью осциллографа и получить навыки оформления результатов измерения в соответствии с нормативными документами.
2. Программа лабораторной работы
2.1 Ознакомление с органами управления и режимами работы электронного осциллографа.

2.2 Наблюдение формы периодических сигналов в режиме внутренней синхронизации при различных значениях коэффициента развёртки.

2.3 Измерение напряжения гармонического сигнала.

2.4 Измерение периода и частоты гармонического сигнала.

2.5 Исследование формы и фазового сдвига сигналов в двухканальном режиме.
3. Основные метрологические характеристики электронного осциллографа. ([1],С.17)
Модель электронного осциллографа используется при выполнении работы № 3.5 и служит для измерения параметров и наблюдения электрических сигналов различной формы. Ниже приведены некоторые характеристики модели:
Таблица 3.1

Характеристика	Значение
диапазон частот измеряемого сигнала	от 0 до 1 МГц
значения коэффициента развертки	от 0.1 мкс/дел до 20 мс/дел
диапазон амплитуд измеряемого сигнала	0,05 до 2 В
значения коэффициента отклонения	от 0.1 В/дел до 0.5 В/дел
неравномерность переходной характеристики	2%

• 
  основные пределы допускаемых погрешностей соответствуют нормам для осциллографа II класса.
  

Таблица 3.2

Параметр	Норма для осциллографа класса
	I	II	III	IV
Предел допускаемой основной относительной погрешности коэффициента отклонения, % не более	2,5	4	8	10
Предел допускаемой основной относительной погрешности коэффициента развертки, % не более	2,5	4	8	10

---

На лицевой панели модели осциллографа расположены:

• 
  кнопка (1) «СЕТЬ» для включения прибора;
  
• 
  экран (2) электроннолучевой трубки для наблюдения исследуемого сигнала;
  
• 
  переключатели коэффициента отклонения «В/дел.» первого (3) и второго (4) каналов;
  

Рис. 3.1 Внешний вид модели электронного осциллографа

• 
  регуляторы перемещения луча в вертикальном направлении первого (5) и второго (6) каналов;
  
• 
  переключатель (7) управления режимом работы каналов осциллографа «I»-«II»-«I+II»;
  
• 
  регулятор (8) перемещения луча в горизонтальном направлении;
  
• 
  переключатель (9) коэффициента развертки «Время/дел.» для двух каналов;
  

• 
  переключатель (10) режима синхронизации развертки «Внутр/Внеш» для выбора синхронизации внутреннего генератора развертки ЭО либо исследуемым сигналом (в положении «Внутр») или внешним источником (в положении «Внеш»);
  
• 
  переключатель (11) режима работы КГО «X-X/X-Y» (в положении Х-Х обеспечивается подача исследуемых сигналов на пластины Y, а напряжение генератора линейной развертки - на пластины X (режим внутренней развертки), в положении «Х-У» обеспечивается подача одного исследуемого сигнала на пластины Y, а второго исследуемого сигнала - на пластины X (режим внешней развертки));
  
• 
  переключатель (12) режима запуска развертки «+», «–», в положении «+» синхронизация развертки осуществляется положительным перепадом сигнала, а в положении «–» – отрицательным перепадом;
  
• 
  регулятор (13) «Уровень» изменяет порог срабатывании устройства синхронизации;
  
• 
  два коаксиальных входных гнезда первого (14) и второго (15) каналов.
  

Калибратор фазовых сдвигов. ([1],С.19)

Модель калибратора фазовых сдвигов используют при выполнении работы № 3.5 для формирования двух гармонических сигналов, фазовый сдвиг между которыми можно регулировать.

Ниже приведены некоторые характеристики модели:
Таблица 3.3

Характеристика	Значение
диапазон воспроизводимых углов фазового сдвига	от 0° до ±360° с дискретностью 10°
диапазон рабочих частот выходных напряжений	от 5 Гц до 5 МГц с шагом 1-2-5 на декаду
предел допускаемой относительной погрешность установки номинальных значении частоты	не более 5 х 10-2
среднеквадратическое значение выходных напряжений на нагрузке не менее 500 Ом	1±0,1В
ослабление выходных напряжений устанавливается раздельно по каждому каналу в пределах	от 0 дБ до 60 дБ с дискретностью 10 дБ

---

• 
  предел допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения углов фазового сдвига не превышает значений, указанных в табл. 7.2;
  

Таблица 3.4 Значения погрешности калибратора фазового сдвига

Частота, Гц	5	204	104< F< 105	1066
предел допускаемой основной абсолютной погрешности, градус	±0,1	±0,03	±0,05	±0,1

Н

а лицевой панели модели калибратора фазовых сдвигов расположены:

• 
  тумблер (1) «СЕТЬ» для включения прибора;
  

• 
  три кнопки (2) «F» для установки частоты выходного сигнала;
  
• 
  три кнопки (3) « » для установки угла фазового сдвига (из них (слева направо) первая - для установки знака фазового сдвига, вторая - для установки разряда сотен значения угла фазового сдвига, третья - для установки разряда десятков угла фазового сдвига);
  
• 
  два регулятора напряжения для установки напряжения на выходе соответствующего канала «Вых. 1» (4) и «Вых. 2» (5);
  
• 
  две коаксиальных гнезда «Вых. 1» (6) и «Вых. 2» (7) - выходы гармонического сигнала первого (опорного) и второго каналов калибратора;
  
• 
  трехразрядный цифровой индикатор (8) частоты выходного сигнала;
  
• 
  трехразрядный цифровой индикатор (9) фазового сдвига с ценой деления младшего разряда 1°.
  

4. Расчетные формулы
Оценка погрешности измерения напряжений.

Н
а рис. 4.1 показана осциллограмма импульсного сигнала на экране ЭО. Значение напряжения сигнала находят по формуле:
U = hk_o ([1],С.15)

Следовательно, погрешность измерения этого напряжения будет определяться погрешностью коэффициента отклонения k_o и погрешностью измерения линейных размеров осциллограммы h .

---

Предел допускаемой относительной погрешность измерения напряжения определяется соотношением:
, % ([1],С.15)

где и – относительные погрешности коэффициента отклонения и неравномерности переходной характеристики соответственно, которые берут из перечня основных метрологических характеристик осциллографа.

– визуальная погрешность, определяемая точностью совмещения линии осциллограммы с делениями шкалы и погрешностью отсчета линейного размера в делениях масштабной сетки.
Визуальная погрешность определяется по формуле:
, % ([1],С.16)
где b – ширина (толщина) линии осциллограммы, h – линейный размер измеряемого параметра напряжения сигнала по вертикали (см. рис. 4.1). При расчетах необходимо, чтобы величины b и h были выражены в одинаковых единицах измерения.
Оценка погрешности измерения временных параметров сигнала электронным осциллографом.

Длительность импульса, показанного на рис. 4.1, определяют по формуле:

t= lk_р. ([1],С.16)
Следовательно, погрешность измерения временных параметров сигнала зависит от погрешности коэффициента развертки k_р и погрешности измерения линейных размеров временного интервала l. Предел допускаемой относительной погрешность измерения временных интервалов определяется соотношением:
; %, ([1],С.16)
Где - относительная погрешность коэффициента развертки, которая указана в основных метрологических характеристиках осциллографа;

- относительная погрешность, вызванная неточностью определения уровня 0,5 пикового значения сигнала:
; ([1],С.16)

---

если углы и малы, то погрешностью можно пренебречь, эту погрешность также не учитывают при измерении периода сигналов;

- визуальная погрешность определения временного интервала в процентах оценивается по формуле (см. рис. 7.1):
. ([1],С.16)
При расчетах необходимо, чтобы величины l, b и h были выражены в одинаковых единицах измерения.

Период сигнала развертки T_p должен быть равен целому числу периодов наблюдаемого сигнала T_c, то есть
T_р = nT_c, ([1],С.22)
где n – целое число; это условие принято называть условием синхронизации;

Сумма времен прямого Т_пр и обратного Т_обр хода луча равна периоду развертки:

T_р = T_пр +T_обр. ([1],С.21)
Условные обозначения.
– пиковое значение сигнала

– период следования сигнала

– частота сигнала

– длительность импульсного сигнала, с (мс, мкс)

– длительность фронта, с (мс, мкс)

– длительность среза, с (мс, мкс)

– линейные размеры изображения по горизонтали, дел

– линейные размеры изображения по вертикали, дел

---

Смотрите также файлы

• Контрольная работа Задание к теме 7 Государственный кредит и государственный долг.doc

• Контрольная работа по математике в 8 классе составлена в 4х вариантах равноценных по трудности, одинаковых по структуре и расположению заданий. Каждый вариант заданий контрольной работы содержит 12 заданий базового уровня сложности.doc

• Тест сратары жауаптарымен 9 сынып 1 нса Маалды табыыз.docx

• азастан республикасыны білім жне ылым министірлігі.docx

• Портфолио студента.docx