Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Принцип действия осциллографа

Липецкий государственный технический университет

Кафедра Электрооборудования

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

по электронике

«Исследование работы осциллографа»

Студент ______________ Андреев Д.В.

Группы ЭО-14-2

Руководитель

доцент Пушница К.А.

Липецк 2016 г.

Цель работы

Изучение назначения органов управления осциллографа.

Оборудование и приборы

Объектом изучения является электронный осциллограф и лабораторный стенд ЭС-8А.

Рисунок 1. Осциллограф С1-118

Принцип действия осциллографа

Осциллограф – прибор, показывающий форму напряжения во времени. Также он позволяет измерять ряд параметров сигнала, такие как напряжение, ток, частота, угол сдвига фаз. Но главная польза от осциллографа – возможность наблюдения формы сигнала. Во многих случаях именно форма сигнала позволяет определить, что именно происходит в цепи.

«Сердцем» прибора является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

Рисунок 2. Устройство электронно-лучевой трубки с электростатическим управлением

ЭЛТ является электронной лампой, и, как и все лампы, она «заполнена» вакуумом. Катод излучает электроны, а система фокусировки формирует из них тонкий луч. Этот электронный луч попадает на экран, покрытый люминофором, который под воздействием электронной бомбардировки светится, и в центре экрана возникает светящаяся точка. Две пары пластин ЭЛТ отклоняют электронный луч в двух взаимно перпендикулярных направлениях, которые можно рассматривать как координатные оси. Поэтому для наблюдения на экране ЭЛТ исследуемого напряжения необходимо, чтобы луч отклонялся по горизонтальной оси пропорционально времени, а по вертикальной оси – пропорционально исследуемому напряжению. Поскольку напряжение измеряется между двумя точками, то вход осциллографа имеет две клеммы. Причем они не равнозначны. Одна клемма, называемая «фаза», подключена ко входу усилителя вертикального отклонения луча. Вторая клемма – «земля» или «корпус». Она называется так потому, что электрически соединена с корпусом прибора (это общая точка всех его электронных схем). Осциллограф показывает напряжение фазы по отношению к земле. Очень важно знать, какой из входных проводников является фазой. В импортных приборах обычно используются специализированные щупы, земля которых имеет зажим типа «крокодил» так как часто подключается к корпусу исследуемого устройства, а фаза оканчивается либо «иголкой», которой можно удобно и надежно «воткнуться» даже в контакт маленького размера, либо зажимом (рис. 3). В этом случае перепутать фазу и корпус в принципе невозможно.

Рисунок 3. Щуп импортного осциллографа, слева «игла», справа зажим

Осциллографы отечественного производства чаще всего комплектуются шнурами, имеющими стандартные для России 4-мм штекеры (к ним иногда применяется название «банан», пришедшее из аудиотехники), рисунок 3. В этом случае оба штекера одинаковы, и для того, чтобы их различать используются дополнительные признаки. Этих признаков несколько, и они могут встречаться в любом сочетании:

земляной провод длиннее;
земляной провод имеет коричневый (стандарт) или черный цвет;
на корпусе штекера земляного провода нанесены условные обозначения «корпус» или «земля» .

Однако, к сожалению, эти правила выполняются не всегда. Особенно это относится к кабелям, прошедшим ремонт: туда могут поставить любой проводник, имеющийся в наличии и первый попавшийся штекер. Поэтому есть еще один способ определения фазы и корпуса, дающий стопроцентную гарантию.

Рисунок 4. Штекер отечественного осциллографа

Управление осциллографом

Рассмотрим переднюю панель двухканального осциллографа С1-118 (рисунок 5).

Рисунок 5. Передняя панель осциллографа С1-118

А – управление каналом I

Б – управление каналом II

В – управление разверткой.

Г – регулировка яркости луча и подсветки экрана.

Д – подключение приборов к сети.

Е – управление синхронизацией.

Ж – так же управление синхронизацией.

Хорошо видно, что экран осциллографа разбит на клетки. Эти клетки называются делениями, и используются при измерениях: к ним привязываются все масштабы по вертикали и горизонтали. Масштаб по вертикали – вольты на деление (В/дел или V/дел), масштаб по горизонтали секунды (милли- и микросекунды) на деление. Обычно осциллограф имеет 6…10 делений по горизонтали и 4…8 делений по вертикали. Центральные вертикальная и горизонтальная линии имеют дополнительные риски, делящие деление на 5 или 10 частей (рисунок 6, на рисунке 5 тоже видно). Риски служат для более точных измерений, они являются долями деления.

Рисунок 6. Деления экрана осциллографа

Управление обоими каналами одинаковое. Рассмотрим его на примере канала I (рисунок 7).

Рисунок 7. Органы управления канала I.

1. Входной разъем канала.

2. Регулятор чувствительности канала вертикального отклонения (масштаба по вертикали)

3. Переключатель 3 задает масштаб ступенчато. Задаваемые им значения нанесены рядом с ним. На выбранное значение указывает риска на переключателе.

Значения масштабов указаны в милливольтах на деление – об этом говорит надпись «mV».

Канал II (рисунок 8) аналогичен каналу I:

Рисунок 8. Органы управления канала II

1. Входной разъем канала.

2. Регулятор чувствительности канала вертикального отклонения (масштаба по вертикали)

Панель управления разверткой (рисунок 9) похожа на панель управления каналом вертикального отклонения луча.

Рисунок 9. Органы управления разверткой

Переключатель «ВРЕМЯ/ДЕЛ» устанавливает коэффициент развертки.

1. Регулятор чувствительности канала горизонтального отклонения (масштаба по горизонтали)

2. Переключатель 2 задает масштаб ступенчато. Задаваемые им значения нанесены рядом с ним. На выбранное значение указывает риска на переключателе.

Рисунок 10. Органы регулировки яркости луча и подсветки экрана.

1. Ручка регулировки яркости

2. Ручка регулировки фокусировки

Рисунок 11. Панель подключения прибора к сети

1. Кнопка подключения прибора к сети.

2. Переключатель YII. Включает канал YII.

3. Переключатель YI. Включает канал YI.

4. Переключатель режима входа. В верхнем положении «» на вход поступает и постоянное и переменное напряжение. Это называется «открытый вход» – то есть открытый для постоянного тока. В нижнем положении «~» на вход проходит только переменное напряжение, это позволяет измерять маленькое переменное напряжение на фоне большого постоянного, например, в усилителях. Реализуется это очень просто: вход усилителя подключается через конденсатор. Это называется «закрытый вход». При закрытом входе очень низкие частоты (ниже 1...5 Гц) сильно ослабляются, поэтому измерять их можно только при открытом входе. В среднем положении переключателя 4 вход усилителя осциллографа отключается от входного разъема и замыкается на землю.

5. Переключатель режимов коммутации.

Рисунок 12. Панель переключателей

1. Переключатель «». Предназначен для грубого переключения коэффициента развертки.

2. Переключатель 2, позволяющий инвертировать его входной сигнал. В нажатом положении канал работает как обычно, а в вытянутом – инвертируется, то есть при отрицательном входном сигнале луч движется вверх, а при положительном – вниз. Это необходимо при измерении, например, сдвига фаз.

3. Переключатель . Предназначен для переключения внутренней синхронизации сигналом или

4. Переключатель «ВНУТР/ВНЕШ». Предназначен для переключения режима синхронизации.

5. Переключатель «ТВ/НОРМ». Предназначен для переключения режима запуска развертки. (ТВ – для телевизионных сигналов)

Рисунок 13. Органы обеспечения устойчивого изображения

1. Ручка «УРОВЕНЬ». Устанавливает уровень запуска развертки. Обеспечивает устойчивое неподвижное изображение.

2. Вход для подачи сигнала внешней синхронизации.

Измерено	Вычислено
Амплитуда	Период	Частота
Дел	В	Дел	с	Гц
0,5	0,001		0,02

Частота следования: ;

Список источников:

1. СТО-13-2011. (МУ 2929) Стандарт организации. Студенческие работы. Общие требования к оформлению. Липецк: ЛГТУ, 2011. – 32 с.

2. Электроклуб // Работа с осциллографом. URL:http://www.electroclub.info/article/oscillograf.htm. 17.03.2016.

Воспользуйтесь поиском по сайту: