Д3.7.2 Проведення вимірювань

Для спостереження досліджуваних сигналів і вимірювання їх основних параметрів таких, як амплітуда, частота, часові інтервали, фазовий зсув, в переважній більшості випадків можна обмежитися такими режимами розгорнення і синхронізації.

Чекаюче розгорнення з синхронізацією досліджуваним сигналом

Встановити ручку вибору роду синхронізації в положення “Внутр.1” або “Внутр. 2” залежно від використовуваного каналу, ручку “Уровень” – в одне з крайніх положень. Якщо приблизно відома тривалість досліджуваного сигналу, перемикач тривалості розгорнення слід поставити в потрібне положення.

Тумблер множника тривалості встановлюється в положення “1” або “0.2”.

Перемикач вхідного атенюатора відповідного каналу встановити в положення, при якому величина досліджуваного сигналу на екрані приладу найбільш зручна для спостереження. Тумблер режиму роботи підсилювача встановити в потрібне положення. Подати досліджуваний сигнал на гніздо ”Вход 1 МОм 40 пФ” використовуваного вертикального каналу через з’єднувальний кабель.

Обертаючи ручку “Стаб.” з крайнього лівого положення вправо, домогтися появи зображення на екрані ЕПТ. Обертанням тієї ж ручки в протилежну сторону встановити її в положення, при якому розгорнення зривається. Повертаючи ручку “Уровень” синхронізації, встановити ії в таке положення, при якому зявляється стійке зображення сигналу.

Для отримання стійкої синхронізації низькочастотних сигналів ручка “Стаб.” повинна знаходитися в положенні, якомога близькому до зриву розгорнення.

Тумблером полярності синхронізації можна здійснити запуск розгорнення від позитивної або негативної частини сигналу, встановити тумблер в положення “+” або “-“.

Безперервне розгорнення з синхронізацією досліджуваним сигналом

Провести ті ж операції з приладом, що і для роботи в чекаючому режимі, необхідно тільки при відсутності сигналу на вході повернути ручку “Стаб.” до появи на екрані лінії розгорнення. Подавши на одне з гнізд ”Вход 1 МОм 40 пФ” підсилювача “” досліджуваний сигнал, повертаючи ручку “Уровень” синхронізації, отримати стійке зображення. Якщо повертання цієї ручки не дає стійкого зображення, слід домогтися його незначним поворотом ручки “Стаб. ”.

Синхронізація від зовнішнього джерела

Для синхронізації розгорнення зовнішнім сигналом необхідно ручку вибору роду синхронізації поставити в положення “Внеш.” і подати сигнал на одне з гнізд “Вход 1:1” або “Вход 1:10”.

Положення тумблера полярності синхронізації “+” або “-“ повинно відповідати полярності синхронізуючого сигналу.

Розгорнення від зовнішнього джерела

Якщо для горизонтального відхилення променя необхідно використовувати не пилкоподібну напругу генератора розгорнення, а сторонній сигнал, наприклад, для вимірювання частот методом фігур Ліссажу, для отримання синусоїдальних та інших форм розгорнення, то слід встановити ручку “Синхронизация” в положення “Вход Х”, а розгортаючу напругу від зовнішнього джерела подати на одне з гнізд “Вход 1:1” або “Вход 1:10”.

Зовнішня модуляція променя по яскравості

Для модуляції зовнішнім сигналом променя по яскравості необхідно на гніздо “Вход Z”, яке знаходиться на задній стінці приладу, подати модулюючий сигнал.

Для отримання нерухомих яскравісних міток на екрані ЕПТ необхідно цим же сигналом засинхронізувати розгорнення.

Відмірювання часових інтервалів

При відмірюванні часових інтервалів необхідно ручку “Плавно” встановити в крайнє праве положення. В цьому положенні ручки “Плавно” розгорнення каліброване і відповідає градуюванню перемикача “Длительность Время/дел”.

Перед проведенням вимірювання часових інтервалів рекомендується перевірити калібрування тривалості розгорнення по внутрішньому калібратору, частота проходження імпульсів якого дорівнює 2 кГц3%. Для цього на вхід одного з підсилювачів подається напруга з виходу калібратора “Выход” “Длительность Время/дел” відповідної амплітуди. Перемикач “Длительность Время/дел” поставити в положення “0.5мск” “1”. При цьому повинно укладатися 10 періодів на 10-ти поділках шкали і при “0.2” – 2 періоди на 10-ти поділках шкали. Калібрування проводиться потенціометрами, виведеними шліцами з правого боку і позначеними “Калибр. длит. 1; 0.2”.

Вимірюваний часовий інтервал бажано встановити в центрі екрана за допомогою ручки “”.

Перемикач тривалості розгорнення і тумблер множника розгорнення слід встановити в таке положення, щоб вимірюваний інтервал часу займав довжину на екрані не менше 4-х поділок шкали. Для зменшення похибки вимірювання за рахунок товщини лінії розгорнення вимірювання проводиться або обоє по правим, або обоє по лівим краям лінії зображення. Точність вимірювання часових інтервалів збільшується при збільшені довжини вимірюваної відстані на екрані ЕПТ. Тому при вимірюваннях необхідно правильно вибирати робочу тривалість розгорнення.

Вимірюваний часовий інтервал визначається добутком 3-х величин: довжини вимірюваного інтервалу часу на екрані по горизонталі в поділках шкали, значення величини часу на одиницю поділу шкали в даному положенні перемикача “Длительность Время/дел” і значення множника розгорнення (“1”, “0.2”).

Вимірювання часових інтервалів можна провести за допомогою яскравих міток. Для модуляції можна використовувати синусоїдальну або імпульсну напругу зовнішнього джерела.

Для цього необхідно отримати на екрані ЕПТ чітке нерухоме зображення, використати режим зовнішньої синхронізації розгорнення модулюючим сигналом. Потім ручками “Яркость” і “Фокус” відрегулювати зображення так, щоб на екрані осцилографа були помітні чіткі яскраві мітки з темними проміжками між ними. Тривалість часового інтервалу визначається методом підрахунку кількості періодів проходження міток, які вкладаються в його зображенні.

Вимірювання частоти

Частоту сигналу можна визначити, виміривши його період Т:

Підраховують відстань в поділках цілого числа періодів сигналу, що вкладаються найбільш близько до 10-ти поділок шкали.

Хай, наприклад, пять періодів займають відстань 8.45 поділок при тривалості розгорнення Т_р=2 мкс/под.

Тоді шукана частота сигналу дорівнює:

Іншим методом визначення частоти є порівняння невідомої частоти з еталонною частотою по фігурам Ліссажу. В цьому випадку на вхід підсилювача вертикального відхилення подається сигнал, частоту якого необхідно виміряти, а на підсилювач горизонтального відхилення – напругу від генератора зразкової частоти.

При зближенні частот на екрані зявиться еліпс, що обертається, його зупинка вказує на повне співпадіння частот.

При кратному співвідношенні частот на екрані отримується більш складна фігура, причому частота по вертикалі так відноситься до частоти по горизонталі, як число точок дотику дотичної по горизонталі.

Можливе також визначеня частоти за допомогою яскравісних міток, які отримуються шляхом подачі еталонної частоти кратної з досліджуваним сигналом, на гніздо “Вход Z”.

Вимірювання амплітуди досліджуваних сигналів

Перед проведенням вимірювання амплітуди досліджуваного сигналу рекомендується перевірити по черзі калібрування коефіцієнта відхилення підсилювачів 1 і 2 по калібратору амплітуди.

Для цього ручки вхідних атенюаторів “Вольт/дел” встановити в положення “0.05”, ручки “Усиление” – в крайнє праве положення.

Ручку калібратора “V” встановити в положення “0.2”, тумблер виду калібрувальної напруги в положення “ 2 кГц”. За допомогою прямого кабелю по черзі подати на входи підсилювачів 1 і 2 калібрувальну напругу з гнізда "Виход”. Встановити один з діапазонів розгорнення, який забезпечує дві паралельні лінії зображення прямокутного імпульсу калібратора. Ручками “” домогтися збігу на екрані двох паралельних ліній зображення з поділками шкали. Величина зображення при цьому повинна дорівнювати чотирьом поділкам. При невідповідності провести коректування шліцами “кор.”, виведеними на передню панель приладу.

Для зменшення похибки за рахунок товщини лінії і перекосу вершини калібрувального імпульсу необхідно зміщувати з лініями шкали або обидва верхніх, або обидва нижніх краї лінії зображення. Зміщення слід проводити в точках схрещування з однією і тією ж вертикальною лінією в середині шкали.

Після суміщення ліній чутливості трактів вертикального відхилення променів будуть відповідати величинам, позначеним на шкалі перемикача “Воль/дел”.

Вимірювання амплітуди досліджуваних сигналів роводиться таким чином. На вхід підсилювача 1 або 2 подається досліджуваний сигнал. Ручка “Усиление” повинна знаходитись в крайньому правому положенні. За допомогою ручок “” і “” сигнал зміщується з потрібними поділками шкали і вимірюється розмах зображення по вертикалі в поділках.

Величина досліджуваного сигналу в вольтах дорівнює добутку виміряної величини зображення в поділках, помноженій на цифрову позначку показань перемикача “Вольт/дел”. При роботі з виносним подільником “1:10” отриманий результат необхідно помножити на 10. Точність вимірювання амплітуд гарантується при розмірі зображення від 3 до 7 поділок. Тому вхідний атенюатор необхідно поставити в таке положення, при якому розмір досліджуваного сигналу отримується найбільшим в межах робочої частоти екрана.

Примітка: для зменшення похибки вимірювання калібрування коефіцієнта відхилення підсилювача необхідно проводити в тому положенні вхідного подільника “Вольт/дел”, в якому проводиться вимірювання. При цьому вилучається похибка, яка вноситься вхідним подільником.

Вимірювання зсуву фаз

Двопроменевий осцилограф дає можливість вимірювання фазового кута між двома сигналами однакової частоти. Фазовий кут вимірюється безпосередньо на екрані електронно-променевої трубки.

Один сигнал подається на вхід 1, а другий – на вхід 2. Якщо добрати тривалість розгорнення так, щоб один період синусоїдального сигналу, що дорівнює 360, займав довжину, наприклад, 10 поділок, то тоді поділка буде відповідати 36.

Зміщуємо сигнали за допомогою ручок “”. Вимірюючи відстань в поділках між відповідними точками зображень двох фаз і помножуючи її на число градусів, що припадає на одну поділку, отримаємо зсув фаз у градусах.

ЗМІСТ

Передмова…………………………………………………………………….3

Загальні положення………………………………………………………….4

Лабораторна робота 1. Методика застосування і градуювання вимірювальних ліній надвисокихчастот……………………………………….8

Лабораторна робота 2. Перевірка та розширення меж вимірювання електровимірювальних приладів……………………………..……………….26

Лабораторна робота 3. Дослідження електронно-лічильного часто-томіраЧ334А…..………………………………………………………………..…46

Лабораторна робота 4. Вимірювання коефіцієнта нелінійних спот-ворень……...…………………………………………………………………..…..60

Лабораторна робота 5. Аналогові вольтметри………………………...79

Лабораторна робота 6. Цифрові вольтметри…………...……………118

Лабораторна робота 7. Дослідження вимірювального генератора високих частот…………..……………………………………………….……...139

Лабораторна робота 8. Перевірка поляризаційних атенюаторів

надвисоких частот………………….……………………………………..158

Лабораторна робота 9. Дослідження електронно-променевого

осцилографа…………………………………………………………..…172

Лабораторна робота 10. Цифровий частотомір-хронометр………..194

Лабораторна робота 11. Вимірювальний генератор низької час-

тоти.....……………………………………………………………………….210

Додаток 1. Генератор сигналів низькочастотний......................225