Порядок выполнения работы

1. Подготовить осциллограф и генератор к измерениям.

1. Установить органы управления на передней панели осциллографа в положения, указанные в таблице 1.1;

2. На генераторе ГСФ–2 установить органы управления в следующее положение:

• в положение «  »;

• "20В - 1А" – в положение "20В";

• «  – 0 – = » – в положение «  »;

• переключатель "ГЕН-ВНЕШ" в полошение "ГЕН";

• ручками «частота» и «множители» задать частоту 500 – 2000 Гц (по указанию преподавателя).

3. Вилку питающего шнура включить в сеть 220 В. Включить осциллограф кнопкой «MAINS». При этом должна загореться сигнальная лампочка. Дайте осциллографу прогреться 2 – 3 минуты. Ручкой «яркость» отрегулируйте яркость свечения, при этом на экране должна появиться горизонтальная полоса. Ручкой «фокусировка» добейтесь четкого изображения полосы.

4. С помощью специального шнура подключите гнездо «ГЕН» генератора к Y входу осциллографа.

5. Включить тумблер «сеть» на генераторе ГСФ-2.

6. Наблюдайте на экране осциллографа сигнал синусоидальной формы. Если размах синусоиды по вертикали слишком мал или велик (сигнал выходит за пределы экрана), то переключателем «V/DIV» установите размер по вертикали такой, чтобы сигнал занимал бóльшую часть экрана.

Отрегулировать яркость сигнала и вывести его в центральную часть экрана. Ручкой «LEVEL» остановить картину.

7. Проанализировать форму исследуемого сигнала, вычислить его период по формуле:

,

где N – число горизонтальных делений N_S полных колебаний синусоиды.

На экране осциллографа нанесена специальная измерительная сетка из горизонтальных и вертикальных линий, разделяющих его на клетки. На центральных линиях нанесена дополнительная шкала, состоящая из мелких делений, которые делят каждую клетку на пять частей, что позволяет проводить измерения до пятой части (0,2) большого деления.

Проводят измерения с помощью такой сетки следующим образом:

1. Для измерения амплитуды напряжения переменного сигнала (например, синусоидального) нужно просто подсчитать число делений по вертикальной оси (с точностью до 0,2 деления с помощью дополнительной шкалы) от центральной горизонтальной линии на экране до максимального отклонения и умножить на цену одного деления. Цену деления показывает метка (белая черта) на ручке «V/DIV» (например, 0,2 (В) или 50 (мВ)).

2. Измерить напряжение по горизонтальной оси, когда изучаемый сигнал подается на вход « Х » осциллографа можно точно также, только в этом случае цена деления не изменяется ручками управления осциллографа и равна 0,5 В.

3. Для измерения периода колебаний нужно подсчитать число N делений между двумя соседними вершинами горбов или наинизшими участками впадин (это одно колебание), или двумя вершинами горбов, разделенных одним горбом (это 2 колебания) и т.д.; умножить число делений на цену одного деления, которую показывает метка на ручке «TIME/DIV» (например, 10; 0,5 или 0,1) и поделить на число колебаний. Полученное значение периода будет выражаться в миллисекундах или микросекундах с учетом положения переключателя развертки: ms (10^-3 c) или s (10^-6 с).

8. Вычислить частоту исследуемого сигнала по формуле: .

9. Сравнить полученное значение с частотой, показываемой на индикаторе генератора _ГЕН и рассчитать погрешность измерения частоты осциллографом по формуле:

(%)

10. Выключить генератор и осциллограф.

2. Определение частот по фигурам Лиссажу.

   1. Cобрать схему LC- генератора (рис.1.6);

На этой схеме индуктивность L – соленоид, выводы которого находятся у левого конца соленоида блока «Поле в веществе». Емкости конденсаторов С1 и С2 выбираются одинаковыми и равными по 1 мкФ (их обозначения на блоке: 1М). Точка А – выход операционного усилителя DA1.

2. С выводов катушки L подать сигнал на вход Y - осциллографа;

3. Представить собранную схему на проверку преподавателю.

4. Включить осциллограф и генератор.

Блок «Поле в веществе» работает совместно с ГСФ-2, т.к. генератор ГСФ-2 вырабатывает постоянное напряжение, необходимое для питания операционного усилителя блока, которое подается на блок с помощью специальных проводников, смонтированных на установке.

5. Включить генератор в режим частотомера:

Тумблер «ген/внеш» в положении «внеш». С помощью выводов «вх1/общ» и соединительных проводов измерить частоту исследуемого сигнала относительно « земли  » и записать это значение в табл. 1.2.

6. Переключить частотомер в режим генератора кнопкой «ген/внеш» в положении «ген».

7. Переключить осциллограф в работу на два канала кнопкой «ТV/NORM» в положение «ТV».

8. Подать сигнал с генератора (гнездо «ВЫХ») на вход X осциллографа, отрегулировать ручкой «амплитуда» размах сигнала так, чтобы он занимал большую часть экрана по горизонтали. Выход «общ» генератора-частотомера соединить с входом «» осциллографа.

9. Подбирая частоту генератора, используя тумблеры «множитель» и ручку «частота», получить фигуры Лиссажу, которые получаются при сложении двух взаимно перпендикулярных колебаний и представляют собой вид эллипсов (при совпадении частот исследуемого сигнала и генератора) или «восьмерок» с двумя, тремя или большим числом петель при кратном соотношении частот генератора и исследуемого сигнала т.е. 1:2, 1:3 или 2:1, 3:1 и т.д.

10. Полученный вид фигур изобразить схематически и записать значения их частот в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 частота сигнала  = Гц

Фигура	Вид	Частота , Гц
«1:1»
«1:2» или «2:1»
«1:3» или «3:1»
«1:4» или «4:1»

1. Сделать вывод по полученным частотам и ответить на следующие контрольные вопросы:

• Электронный осциллограф: назначение, основные узлы осциллографа.

• Устройство электронно–лучевой трубки и её основы физической работы.

• Назначение основных ручек управления, размещённых на панели осциллографа.

• Какой диапазон измерения частот имеет осциллограф.

• Каким должно быть входное сопротивление осциллографа. Какое входное сопротивление имеет осциллограф С1–112А.

• Определение амплитуды сигналов.

• Определение периода колебаний и частоты.

• Фигуры Лиссажу и использование их для определения частоты сигналов.