Измерение физических величин электронно-лучевым осциллографом

Продолжительность лабораторной работы – 4 часа, самостоятельной работы – 2 часа.

Цель работы

- изучить принцип действия и особенности конструкции двухканального электронного осциллографа типа GOS-620;

- усвоить методы измерений параметров электрических сигналов с использованием электронного осциллографа;

- приобрести навыки работы с осциллографом при измерении параметров электрических сигналов в режимах внутренней и внешней синхронизации.

 

Программа работы

1 До включения в сеть установить органы управления на передней панели осциллографа в исходное положение в соответствии с разделом «Подготовка к работе» данной инструкции.

2 После включения осциллографа в сеть произвести его балансировку.

3 Произвести калибровку коэффициента отклонения (чувствительности) и коэффициента длительности развертки.

4 Измерить амплитуду, частоту, период синусоидального и импульсного сигналов, временную задержку между двумя синхронными сигналами, длительность импульса, постоянное напряжение, ток. Результаты измерений занести в таблицы.

5 Сделать выводы по результатам измерений.

 

Приборы, используемые при выполнении лабораторной работы

1 Осциллограф двухканальный типа GOS-620.

2 Генератор звуковых частот типа Г3-118.

3 Импульсный генератор типа Г5-54.

4 Электронный вольтметр типа В3-33 или Щ 301-3.

5 Стабилизированный источник питания типа Б5-48.

 

Пояснения к работе

Электронные осциллографы предназначены для исследования формы электрических сигналов путем визуального наблюдения и измерения их временных и амплитудных значений.

Структурная схема одноканального электронно-лучевого осциллографа представлена на рисунке 1.1. Исследуемый сигнал подается на вход «Вх.Y»
делителя напряжения 1. Сигнал с выхода делителя напряжения поступает на вход усилителя 1 канала вертикального отклонения луча электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Усилитель линейно усиливает входной сигнал.

 

 

Рисунок 1.1

 

Для запуска и синхронизации генератора развертки может быть использован исследуемый сигнал (режим внутренней синхронизации), когда переключатели S₁ и S₂ установлены в положение 1, или внешний сигнал (режим внешней синхронизации), когда переключатель S₁ установлен в положение 2, а переключатель S₂ – в положение 1. Линейно-изменяющееся напряжение с выхода генератора развертки усиливается и поступает на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ (пластины Х), перемещая электронный луч по горизонтали с постоянной скоростью. Таким образом, на экране осциллографа представляется зависимость входного сигнала от времени, при этом в режиме внешней синхронизации необходимо на гнездо «Внеш. синхр.» подать дополнительный сигнал, синхронный с исследуемым.

При наблюдении и исследовании фронта входных импульсных сигналов в канале вертикального отклонения используется линия задержки. Она обеспечивает задержку сигнала с выхода усилителя 1 относительно момента начала формирования линейно-изменяющегося напряжения в режиме внутренней синхронизации.

В приборе предусмотрена возможность поступления внешнего сигнала на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ при подаче его на гнездо
«Вх. Х». В этом случае усилитель развертки отключается от генератора развертки и подключается к делителю канала горизонтального отклонения луча ЭЛТ (S₂ – в положении 2). При этом на экране осциллографа наблюдается входной сигнал, поданный на «Вх. Y», в зависимости от сигнала, поданного на «Вх. Х».

Калибратор формирует напряжение, имеющее форму «меандра», стабильное по амплитуде и частоте, используемое для калибровки коэффициента отклонения усилителя 1 и коэффициента развертки по горизонтали.

Двухканальные и двухлучевые осциллографы применяют для одновременного наблюдения осциллограмм двух сигналов на экране одной ЭЛТ.

Структура двухканального осциллографа типа GOS-620 представлена на рисунке 1.2.

Двухканальный осциллограф содержит два идентичных канала вертикального отклонения. В состав каждого из них включен аттенюатор, эмиттерный повторитель и предварительный усилитель. Электронный коммутатор попеременно подает выходные сигналы каждого канала на оконечный усилитель, линию задержки и на вертикально отклоняющие пластины обычной ЭЛТ. В осциллографе предусмотрены четыре режима работы каналов:

· одноканальный (работает либо первый канал, либо второй),

· чередования каналов (поочередное включение каналов после каждого хода развертки),

· прерывания (работают оба канала, но переключения производятся с высокой частотой, в нашем случае с частотой 250 кГц),

· алгебраического сложения (работают оба канала одновременно на одну нагрузку).

На передней панели осциллографа типа GOS-620 находятся
следующие органы управления:

POWER – включение и выключение питания прибора,

INTEN, FOCUS – управление яркостью и фокусировкой луча, соответственно,

TRACE ROTATION – выравнивание горизонтального положения луча,