ФПЭ-14

I J

ОТЮJOняющих пластин порядка 1,2 мм/в, горизонталЬНО отклоняюш:их

пластин порядка 0,5 мм/В.

Примечание: чувствительностью осциллографа называется

величина отклонения ЛУ'lа на экране. вызванная изменением

напряжения на соответствующих пластинах на 1 В.

На экране осциллографа нанесена внутренняя шкала,

используемая для измерений амплитуд исследуемых сигналов (по

вертикали) и их периода (по горизонтали). Шкала разделена на 6 десятимиллиметровых делений (6 см) по вертикали и 10 десяти­ миллиметровых делений (10 см) по горизонтали. На основных линиях шкалы каждое деление (l см) разделено на 5 равных частей. При

проведении измерений. выбор конкретных положений органов

управления будет объяснен подробнее.

J4.4.2. Генератор звуковых сигналов гз-JJ1.

Этот прибор в основном режиме своей работы является источником переменного напряжения СЮIyсоидальной формы, частота которого меняется в пределах от 20 Гц до 2 МГц. Кроме того, в дополнительном режиме работы он вырабатывает сигнал нрямоугольной формы (так называемый меандр) в том же диапазоне частот. Наибольшее значение амплитуды сигнала синусоидальной формы ПОРЯдка 5 В, а меандра - порядка 10 В. Диапазоны qaCТOT от 20 Гц до 2 МГц перекрываются пятью подциапазонами с плавным измерением частоты внyrpи каждого поддиапазона. Основные органы управления Г3-111 размещены на его передней панели (рис. 14.5).

Ручкой с надписью "множитель" устанавливается нужный поддиапазон частот. Ручка 2 "частота Hz" служит для плавной

установки требуемой частоты в данном поддиапазоне. Тумблер 3

.. ru .-.. ,. позволяет осуществлять выбор режима: в положении

"ru "звуковой генератор вырабатывает прямоугольные сигналы

(меандр), в положении" ........ ,. - сигнал синусоидальной формы.

Для выхода ПРЯМОУГОЛЬ110ГО сигнала служат гнездо 4 - .• & ЛJ " и " 1. .. (корпус), а для выхода синусоидального сигнала - гнездо 5 -

http://www.mitht.ru/e-library

12

ГJ-1ii	ЧАсТОТА Hz

Рис. 14.5. Передняя nанель ГЗ-lll

"60-40-20-0 - <1dB" и " .1. " (корпус). Для получения наибольшей

амплитуды выходного синусоидального сигнала нужно подключиться

к гнездам" .1. " и "-0-"; гнезда "-20-40-60" являются ступенчатыми

ослабителями амплитуды выходного сигнала синусоидальной формы. Потснuиометры 6 и 7 служат для IVIавной регулировки амплитул

выходных сигнал:ов прямоугольной и синусоидальной форм.

6

SOHz

s

Рис. 14.6. Задняя стенка звукового генератора ГЗ-11/:

1 - вход синхронизирующего сuгuала; 2 - гнездо " .1. "-корпус

генератора; 3 - гнездо "КТ" - выход контролЬ/юго Jlаnряжения 1,5 В; 4 - предохранитель; 5 - кле.IIt.'rtа заземления; 6 - шнур питания для включения в сеть -- 220 В.

http://www.mitht.ru/e-library

13

Перед включением звукового генератора необходимо проверить

его заземление: клемма Q;) зашитного заземления располагается на

задней стенке прибора (рис.14.6). Кроме того, при проведении

измерений, когда генератор используется совместно с другими

приборами, необходимо для выравнивания потенциалов корпусов

соединить гнездо ".1 " корпуса генератора, расположенное на его задней стенке, с корпусами клемм " .1 " всех используемых приборов.

До начала работы необходимо прогретъ генератор в течение 5 мин.

		14.5. Выполнение работы.
	14.5.1. Подготовка осциллографа к работе.
	1) Установите перед включением осциллографа органы
управления	в следующие положения:
	- ручку"	"*" -в крайнее левое;
	- ручку" @" - в среднее;
	- тумблер "сеть" - в нижнее (выключено);
	- ручки" ++ , грубо, плавно" - в среднее;
	- ручку"	t "-в среднее;
	- переключатель множителя" х 0,5; х 1; х 2 " - в положение
'" х 2";
	- переЮIючатель" У/ст" - в положение I У;
		=800 тУ,
	- кнопку	~ - в положение 2 kHz (отжата);
		Л2 kHzJ

-персключатель "вНутр., ........ , внеши. 1:10, 1:1" - в положение

"внутр.";

-переключатель " х 1; х 0,1; -е Х " - в положение" х 1 ";

-переключатель множителя" х 1; х 2; х 5" - в положение

... х 2 "~

- переК.!Iючатель "времяjсm'· - в положение" 1 ms";

http://www.mitht.ru/e-library

14

- перекл:ючатель	"Z	,	""".	,llh" _	В положение	(1.	7	"	•
			L .. J'	(			L..J

OCT<L'1bHble ручки могут находиться в произвольных поло­

жениях.

2). Проверьте соединение клеммы Ф ,расположенной на

задней панели осuиллографа, с клеммой зашитного заземления, выведенной на обший шиток электропитания для всех приборов лабораторной работы.

14.5.2. Задание 1. Наблюдение и измерение nара­ метров синусоидального сигнала.

1) Соберите схему по рис. 14.7.

Перед присоединением Г3-111 к осциллографу проверьте

соединение клеммы Ф ,расположенной на задней стенке Г3-111,

с клеммой ...j,.. защитного заземления , выведенной на щиток

электропитания. Соедините проводом клемму Ф на передней панели

осциллографа с клеммой Ф на задней панели Г3-111 для

выравнивания потенциалов их корпусов.

Специальным кабелем, один конец которого присоедините к

гнезду "1 MQ 45pF" входа усилителя вертикально ОТЮIOняющих

пластин осциллографа, подайте сигнал синусоидальной формы на осциmюграф от звукового генератора. Для этого другой конец кабеля

ОСЦИА"о.гРАф Г5-I11

.L -,20-

.... --------------

Рис. 14.7. Электрическая схема к заданию 1.

http://www.mitht.ru/e-library

15

(имеющий два штыря) соедините на передней панели ГЗ-lll с

гнездом Ф (в него включите штырь с белым проводом от кабеля

ОСЦИJlлографа с обозначением Ф ) и с гнездом @ (штырь с

черным проводом).

На генераторе ГЗ-111 тумблер" т -- "поставьте в нижнее

положение " ..-.. " (при этом генератор вырабатывает сигнал синусоидальной формы), переключатель "множитель" ноставьте в положение 1, а потенциометр 7 (рис. 14.5) - в крайнее правое

положение.

На осuиллографе левый тумблер " ~ , -- , ,. синхронизация" поставьте в верхнее положение " ~ "; положение правого тумблера

"+,- "для данного упражнения может быть любым, поскольку

он меняет только полярность вертикально отклоняющих пластин, в

чем можно убедиться переводом его из одного положения в другое.

Ручки " r "двух потенциометров на панелях "усилитель"

и "развертка" переведите в крайние правые положения " 'у " до

упора. В этом случае расположенные над ними шкалы "У/ст" и

"время/ст" калиброваны, то есть положения переключателей ручек

соответствуют указанным цифрам шкал (с учетом ноказаний

кнопочных множителей соответствующей шкалы).

Расположенный внизу на блоке "усилитель" серый рычажный

переключательдолжен находиться в срсл:нем положении "Z", если

частота исследуемого сишатrа не превышает 250 Гц. При исследовании сигналов с частотами , большими 250 ГЦ, его следует перевести в верхнее положение" Z" , что соответствует положению 102, 10) , 104 множителя на звуковом генераторе.

Включите шнуры питания осциллографа и звукового генератора в сеть -- 220 В. На передней панели ОСЦИJUюграфа включите тумблер "сеть". Дайте приборам прогреться в течение 5 мин.

2). Вращением ручки плавной установки частоты на звуковом

генераторе установите частоту синусоидального сигнала 200 гц. При

этом на экране осuиллографа появится движущаяся синусои.дальная

кривая. д:ui ее ОСТ'dНОВКИ врашайте ручку "уровень" на осuиююграфе.

После получения неllОДI:IИЖНОЙ картины (СМ. рис. 14.8), измерьте в

http://www.mitht.ru/e-library

16

сантиметрах по вертикальной шкале аМIШИТУДУ Uo полученной

синусоиды и рассчитайте ее в вольтах следующим образом. Полученное число в сантиметрах (наllример, 2,4 см) умножте на показание ручки

"Vjcm" (например, 1 Vjcm) и на величину нажатого при этом

кнопочного множителя на блоке "усилитель" (например, " х 2").

Тогда величина амплитуды Uoсинусоидального сигнала будет равна

. / о

j,

',0-' /_

Uo = 2,4 см х 1 В/см х 2 = 4,8 В.

3} Вычислите период Т исследуемого синусоидального сиrnала следующим образом. Измерьте длину по горизонтали одного цикла

синусоиды в сантиметрах по горизонтальной шкале экранной сетки

осциллографа (например, 2,5 см).

{C/Iof

Рис. 14.8. Изображение электрического сигнала на экране ОСЦWlЛографа

Умножге это число на показание ручки "времяjсm" (например, ms) И на величину нажатого кнопочного ~шожителя на блоке "развертка" (например, "х 2"). Тоща величина периода Т исследуемого

СИНУСOlшального сигнала будет равна

т= 2,5 см х 1 ms/cM х 2 = 5 ms =

=5хl0-3 С = 0,005 с

http://www.mitht.ru/e-library

17

Частота V исследуемой синусоиды может быть легко

определена по формуле:

v = 1/ Т = 1/ 0,005 = 200 гц.

Полученное значение совпадает с величиной, установленной в п.2 на звуковом генераторе. Измеренные и вычисленные по п.п. 2 и 3 данные запишите в табл. 1

Таблица 1

Частота, v

А\tплитуда, Uо

У, Гц

поло-

вели-

вели-

чина

поло-

чина

по

Т,

жение

Т,

v,

Uo'

Uo'

мно-

жение

МНО-

шкале

см

время!

жи-

с

Гц

см

V!CM

жи-

В

ГЗ

см

теля

теля

200

500

1000

4000

10000

4). Повторите

измерения по

п.п.

2 и

3, меняя

величину

амплитуды синусоидального сиrnала, подаваемого на осциллограф от звукового генератора, вращением ручки 7 на ГЗ (рис. 14.5) и устанавливая на ГЗ последоватеЛJ)НО частоты 500 Гц, 1000 Гц, 4000 Гц и 10000 Гц. (При желании эти пеличины можно выбратьотшrчными

от данных). При исследовании сиrnалов с частотами 1000 Гц и более сначала переведите серый рычажный переключатель на блоке

http://www.mitht.ru/e-library

14.9).

18

"усилитель" осциллографа в верхнее положение"Z", а на звуковом

генераторе множитель поставьте в положение IО или 102 В зависимости от устанавливаемой частоты. Полученные Л,анные запишите в табл. 1.

Примечание: ДJlЯ изменения величины картины на экране по вертикали пользуйтесь различными положениями переключателя

"Уjcm" и расположенных вверху над ним 1рех кнопочных множителей " х 0,5; х I ; х 2" на блоке "усилитель"; по горизонтали - меняйте положения переключателя "времяjсm" и трех расположенных под ним кнопочных переключателей " х 1; х 2 ; х 5 " на блоке "развертка".

14.5.3. Задание 2. Наблюдение и измерение параметров прямоyroльноrо импульса (меандра).

Целью данного задания является определение амплитуды UO' периода Т и скважности Q прямоугольноro сигнала (рис.

Ц8

Ио

Рис. 14.9. Сигнал прямоугольной формы.

Скважность определяется отношением периода Т к Дilитель­ ности ПРЯМОУГОJIЬНОГО импульса, то есть Q = т / 't .

1). для наблюдения сигнала IIРЯМОУГОЛЬНОЙ формы необходимо

гнездо ОСЦИJuюграфа с надписью" I MQ 45pF" соединить специальным

кабелем с гнездами Ф и 4" & ru "на передней навели звукового

генератора ГЗ-111 (рис. 14.5). При этом провод С пометкой" 1. "

http://www.mitht.ru/e-library

\9

(или имеющий белый uвeт) от кабеля должен быть соединен с rnездом

® на ГЗ. На генераторе Г3-11\ тумблер 3 " ru -.. "поставьте в

верхнее ноложение" ru ",а потенциометр 6 - fj крайнее правое

положение.

На осциллографе установите оба потенциометра" r" -в

крайние правые ноложения (до упора).

На панели "vсилитель" осциллограФа:

-ручку" 'Уjcm" - в положение 1О;

-кнопочные множители" х 0,5; х 1 ; х 2" - нажмите кнопку

-серый рычажный переключатель " ;::::;:; , 1. , -- " - в

положение " =".

На панели "синхронизация" ОСЦИJL1Оrpафа:

-тумблер " ;::::;:; , -.." - в положение " -- ";

-серый рычажный переключатель" внугр.) --, внеш. 1: 10,

:1" - в положение" внутр."."

На панели "развертка" осциллщрафа:

- серый рычажный переключатель " х 1 ; х 0,1 -е Х" -

вположение" х 1 ";

-ручку "времяjсm" - в положение" 1 ms";

-кнопочный множитель" х 2" - нажмите, множители" х 1 ;

х5" - отожмите;

-серый рычажный переключатель " Z , Z ,,,; " - в положение

"Z".

2). Шнурами питания включите в сеть.......

, 220 В звуковой

генератор ГЗ и осщuvюrpаф, включите 'I)'Мблер "сеть" на осцишюграфе. Дайте приборам прогреться в течение пяти минут.

3). После прогрева приборов на экране ОСШfJuюграфа вы сможете наблюдать прямоугольные импульсы (см. рис. 14.9). Установив частоту сигнала 200 Гц, вращая потенциометр 6 на звуковом генераторе и ручку "уровень" на осциллографе, добейтесь получения неподвижной

картины импульсов на экране. Измерьте величины 't и Т в

сантиметрах, переведите их значения в секунды, рассчитайте скважность Q и запишите в табл. 2.

http://www.mitht.ru/e-library

20

									Таблица 2
	NQ			т				1:
			вре-	мно-			вре-	мно-		Q
	опы-	Т,			Т,	1:,			1:.
	та		мя/	жи-			мя/	жи-
		см			с	см			с
			см	тель			см	тель

1

2

3

4

5

Далее измерьте величину амIUlИТУДЫ Uo прямоугольного

импульса в сантиметрах и вычислите ее в вольтах; полученные

значения запишите в табл. 3.

4). Изменяя часТО1У в пределах от 200 Гцдо 100 кГц и амIVШТУДУ прямоyrольноro импульса вращением потенциометра 6 на ГЗ, повто­ рите измерения "с, Т, Uo (пять измерений) и, раСС<lИтав Q , занесите данные в табл. 2 и 3.

					Таблица 3
N2 опыта	U '	СМ	положение	величина	00' В
	O		У/СМ	множителя

1

2

3

4

5

http://www.mitht.ru/e-library