1.2. Блок источников питания
Блок источников питания предназначени для организации питания исследуемых на лабораторном стенде устройств и состоит из следующих независимых источников (рисунок 1.23):
- истоника стабилизированного постоянного напряжения ИП1 с фиксированной величиной напряжения +5В,
- источника переменного напряжения ИП2 с напряжением 15 В с возможностью выбора величины напряжения 15В и 15В+15%,
- источника постоянного тока ГТ с максимальным током до 10мА, выходноной ток регулируется рукоятками ГРУБО и ТОЧНО;
- регулируемого источника постоянного напряжения ГТ1 с напряжением на выходных клеммах от +0,5В до -7В, выходное напряжение регулируется рукоятками ГРУБО и ТОЧНО;
- регулируемого стабилизированного источника постоянного напряжения ГН2 с напряжением на выходных клеммах от 0,5В до 15В, выходное напряжение регулируется рукоятками ГРУБО и ТОЧНО, выходной ток до 200 мА при выходном напряжении 15 В;
- регулируемого источника напряжение ГН3 с выходным напряжением от 0 до 100В, регулирование напряжения осуществляется рукояткой ГРУБО;
- источника двуполярного напряжения ИП3 с величиной напряжения ±12 В.
Рисунок 1.2.- Нижняя панель универсального лабораторного стенда
1.3. Осциллограф
Осциллограф, входящий в состав стенда представляет собой осциллографическую приставкуPCS500 фирмыWelleman, подключающуюся к параллельному порту персонального компьютера.
На правую лицевую панель лабораторного стенда (рисунок 1.4) выведены выключатель осциллографа зеленого цвета, светящийся во включенном состоянии, измерительные входы двух каналов осциллографа (Канал1 и Канал2) и вход синхронизации осциллографа.
Рисунок 1.4. Правая лицевая панель универсального лабораторного стенда.
Технические характеристики осциллографа:
|
Полоса пропускания, МГц: |
25 |
|
Количество каналов: |
2 |
|
Тип осциллографа: |
цифровой |
|
Чувствительность, В/дел.: |
0.005-15 |
|
Частота выборки, Мвыб./с: |
1000 |
Источник сигнала: канал 1, канал 2, триггер или свободный запуск
Частота дискретизации: 1 Гвыб./с
Временная развертка: 20 нс - 100 мс/дел.
Входная чувствительность: 5 мВ - 15 В/дел.
Частота. стробирования: 1.25 кГц - 50 МГц при повторяющемся режиме - 1 ГГц
Интерполяция: линейная или сглаженная
Маркеры: для напряжения и частоты
Длина записи: 4096 выборок/канал
Фурье-анализатор:
Частотный диапазон: 0..1-2 кГц до 25 МГц
Принцип действия: БПФ (быстрое преобразование Фурье)
БПФ разрешение: 2048 строк
БПФ входные каналы: канал 1 или канал 2
Дополнительные функции: функция масштабирования,
Самописец:
Временной масштаб: 20 мс/дел. - 2000 с/дел.
Максимальное время записи: 9.4 ч/экран
Минимальная, максимальная частота выборки: 1 выб./20 с, 100 выб./с
Запись данных: автоматически в течении 1 года и более
Входной импеданс: 1 МОм/30 пФ
Максимальное входное напряжение: 100 В (пост. перем.)
Частот. характер. ±3 дБ: 0 Гц - 50 МГц
Напряжение питания: 9-10 В/1000 мА
Осциллограф имеет оптическую гальваническую развязку от компьютера и имеет следующие особенности:
внешний триггер с запуском по нарастанию и спаду сигнала;
возможность отбражения суммы и разности сигналов на входах и инвертированного сигнала;
возможность отображения периодических сигналов с частотой стробирования до 1 ГГц;
функцию анализатора спектра сигналов с полосой частот до 25 МГц.
Для входов вертикального отклонения имеются следующие возможности:
АС – фильтрация постоянной составляющей сигнала и работа с сигналами переменного тока;
DC – непосредственное подключение источника сигнала к измерительным цепям приставки с передачей постоянной составляющей;
Ground – заземление входа.
Чувствительность входов и режимы их работы изменяются программным путем. Имеется возможность применения щупа-делителя с коэффициентом делителя 1:10. При этом щупы имеют дополнительную емкость 50-100 пФ.
В режиме оссциллографа частота дискретизации входного сигнала (рисунок 1.5.) задается режимом работы осциллографа. В режиме реального времени частота дискретизации задается автоматически, а для соединения точек осциллограмм используется линейная интерполяция или интерполяция со сглаживанием. Имеется также возможность однократного запуска. Управление осциллографом осуществляется группами вирутальных кнопок - двух каналов веритакльного отклонения под окном осциллограммы и группц кнопок горизонатльной развертки справа от окна осциллограммы. Расположение кнопок управления аналогично расположению соответствующих органов управления у обычных осциллографов.
Рисунок 1.5. Главное окно при работе в режиме осциллографа
У осциллографического модуля имеется режим просмотра осциллограмм периодических сигналов. Дискретизация создается генератором случайных чисел и в эквиваленте соответствует частотам до 1 ГГц. При этом время обработки осциллограмм увеличивается до нескольких секунд.
Любую осциллограмму, которая видна на виртуальном экране, можно записать в виде файла – графического с расширением .bmp и текстового с расширением .txt. Текстовый файл записывается в формате ASCII. Причем каждая точкасигнала при записи представлена уровнем сигнала, записанного в отдельной строчке в диапазоне строк от 1…4096. Другими словами файл содержит вектор – столбец со значениями сигнала в дискретизированной по времени функции. Диапазон уровня сигнала ограниченот 0 до 255. Значению напряжения в 0В соответствует численное значение в файле равное 128. Это позволяет использовать полученные данные для обработки внешними программами, например математическими системами Mathcad, MATLAB или электронными таблицами Exel и т.п.
Подсоединение осциллографической приставки к исследуемым цепям и алгоритм проведения измерений идентичен работе с обычным осциллографом. При измерении одного сигнала к одному из каналов подключаются измерительный кабель без делителя или в случае необходимости с делителем.
Информационный щуп кабеля красного цвета подключаются к точке, напряжение в которой требуется измерить, а общий провод черного цвета – к общей точке схемы. Использование двух каналов одновременно аналогично, однако следует помнить, что у обоих каналов «общие» проводники соединены электрически и нельзя допускать соединения щупов «общего» провода к различным точкам на схеме.