ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №
Изучение осциллографа и измерение параметров
сигнала генератора.
Цель работы: изучение органов управления универсального осциллографа ОСУ-20 и генератора ГСФ-2 и измерение с помощью осциллографа параметров различных сигналов генератора ГСФ-2.
Замечание: лабораторная работа производится только под руководством преподавателя кафедры физики на стенде лабораторного комплекса ЛК3-1.
Приборы и принадлежности: лабораторный комплекс ЛК3-1 , содержащий генератор ГСФ-2 и осциллограф ОСУ-20.
Введение.
Осциллограф
сервисный универсальный ОСУ-20 является
сложным и многофункциональным электро-
и радиотехническим прибором и для работы
с ним необходимо ознакомиться с
назначением органов управления на его
передней панели. Маркировка гнёзд и
органов управления на приборе произведена
на английском языке и, поэтому, необходимо
знать перевод обозначений органов
управления на русский язык. Общий вид
передней панели осциллографа ОСУ-20
показан на рисунке 1.
Рис.1 Передняя панель осциллографа ОСУ-20.
. Перевод обозначения органов управления.
(назначение органов управления см. далее )
1. |
POWER |
1. |
СЕТЬ |
2. |
INTEN |
2. |
ЯРКОСТЬ |
|
TRACE |
|
ЛУЧ |
4. |
TRACE ROTATION |
4. |
ПОВОРОТ ЛУЧА |
5. |
FOCUS |
5. |
ФОКУС |
6. |
ILLUM |
6. |
ПОДСВЕТКА |
7. |
CAL |
7. |
КАЛИБРАТОР |
8. |
POSITION (VERTICAL) |
8. |
ПОЛОЖЕНИЕ ПО ВЕРТИКАЛИ |
9. |
VOLTS/DIV |
9. |
ВОЛЬТ/ДЕЛ |
10. |
VAR |
10. |
ПЛАВНО |
11. |
x5 |
11. |
УВЕЛИЧЕНИЯ ЧУВТСВИТЕЛЬНОСТИ В 5 РАЗ |
12. |
AC/DC |
12. |
ПОСТОЯННЫЙ/ПЕРЕМЕННЫЙ |
13. |
GND |
13. |
ЗЕМЛЯ |
14. |
CHI |
14. |
КАНАЛ1 |
15. |
CH2 |
15. |
КАНАЛ2 |
16. |
DUAL |
16. |
ДВА КАНАЛА ОДНОВРЕМЕННО |
17. |
ADD |
17. |
СУММА ДВУХ КАНАЛОВ |
18. |
INV |
18. |
ИНВЕРСИЯ |
19. |
POSITION (HORIZONTAL) |
19. |
ПОЛОЖЕНИЕ ПО ГОРИЗОНТАЛИ |
20. |
x10 |
20. |
РАСТЯЖКА 10 РАЗ |
21. |
TRIGGER LEVEL |
21. |
УРОВЕНЬ ЗАПУСКА |
22. |
SLOPE |
22. |
ПОЛЯРНОСТЬ |
23. |
MODE |
23. |
РЕЖИМ ЗАПУСКА РАЗВЕРТКИ |
24. |
TRIGGER SOURCE |
24. |
ИСТОЧНИК СИНХРОНИЗАЦИИ |
25. |
TV-V |
25. |
ТВ СТРОКИ |
26. |
TV-H |
26. |
ТВ КАДРЫ |
6 НАЗНАЧЕНИЕ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ
6.1 Расположение и назначение органов управления (передняя панель)
Цепи ЭЛТ:
(16) POWER (Выключатель сетевого питания). Когда этот выключатель включен, загорается индикатор (16-1).
(1) FOCUS (фокус) Регулировка фокуса изображения.
(2) INTEN (яркость) Регулирует яркость изображения.
(29) TRACE ROTATION (поворот) Регулировка изображения, параллельно линиям шкалы.
Органы управления тракта вертикального отклонения:
(24) СН 1(Х) (Канал 1) вход канала 1. В режиме Х-У, входной канал Х-оси.
(28) СН 2(Y) (Канал 2) вход канала 2. В режиме X-Y, входной канал Y-оси.
(28) Клемма заземления.
(26)(23) VOLTS/DIV (вольт/дел) Устанавливают коэффициенты отклонения каналов от 5 мВ/дел до 5 В/дел в 10 диапазонах.
(27)(20) VARIABLE (плавно) Плавное изменение коэффициентов отклонения каналов с перекрытием не менее чем в 2.5 раза в каждом положении переключателей в/дел. Когда ручка находится в крайнем правом положении, это обеспечивает калиброванное значение положений переключателя ВОЛТЬ\ДЕЛЕНИЕ.
(4)(7) POSITION (положение) Регулировка положения лучей обеих каналов по вертикали.
(6) INV СН 2 (инвертирование в канале 2) Инвертирование сигнала в канале 2
(5) MODE (режимы) Переключатель режима работы усилителя в положениях;
СН 1: на экране наблюдается сигнал канала 1.
СН 2: на экране наблюдается сигнал канала 2.
DUAL: двухканальный режим работы, на ЭЛТ одновременно присутствует сигнала канала 1 и канала 2, режим работы коммутатора выбирается автоматически исходя из положения ручки время/дел.
ADD: На экране наблюдается алгебраическая сумма или разность (при нажатии кнопки СН 2 INV) сигналов каналов 1 и 2.
Органы управления синхронизации:
(23) EXT TRIG IN (внешний). Вход внешней синхронизации. Чтобы использовать этот вход переключите выключатель (18) в положение ЕХТ.
(23) TRIGGER SOURCE (источник синхронизации). Выбирает источник синхронизации при запуске линии развертки.
Vert (dual alt): в одно канальном режиме развертка синхронизируется сигналом от канала 2. В двухканальном режиме, развертка синхронизируется поочередно от сигнала канала 1 и канала 2.
СН 1 (Канал 1): Развертка синхронизируется сигналом со канала 1.
ЕХТ (внешний): Развёртка синхронизируется внешним сигналом
LINE (сеть): Развёртка синхронизируется от питающей сети
(8) SLOPE (полярность). Переключатель полярности синхронизирующего сигнала. "+":Развёртки синхронизируются положительным перепадом исследуемого сигнала. "-":Развёртки синхронизируются отрицательным перепадом исследуемого сигнала.
(9) TRIG LEVEL (уровень). Выбирает уровень исследуемого сигнала, при котором происходит запуск развёртки.
(14) MODE выбор режима работы запуска развертки
AUTO (автоколебательный): если нет сигнала синхронизации или он меньше 25 Гц, развертка переходит в автоколебательный режим
NORM (ждущий) развертка запускается только при наличии входного сигнала
TV-V синхронизация по вертикали (по кадрам)
TV-H синхронизация по горизонтали (по строкам)
В обоих режимах ТВ синхронизации полярность ТВ сигнала должна быть отрицательной
Органы управления развёрткой.
(15) ВРЕМЯ /ДЕЛ устанавливает коэффициент развёртки от 0,2 мкс/дел до 0,5 с/дел 20 ступенями. При переводе в положение X-Y обеспечивается наблюдение фигур Лисажжу.
(12) VARIABLE (развертка плавно) Обеспечивает плавную регулировку коэффициента развёртки с перекрытием 2.5 раза в каждом положении переключателя время/дел.
(10) POSITION (положение). Перемещает изображение по горизонтали.
(11) xlO MAG (увеличение в 10). Скорость развёртки увеличивается в 10 раз.
Кроме осциллографа ОСУ-20 в лабораторной работе используется также генератор сигналов функциональный ГСФ-2.Общий вид генератора ГСФ-2 показан на рисунке 2.
Генератор сигналов функциональный гсф-2
Рис,2. Генератор ГСФ-2.
Генератор ГСФ-2 подключается кабелем к колодкам питания на каркасе установки и к разъёму питания на задней стенке ГСФ-2.Включение генератора осуществляется тумблером «Сеть»,находящимся в правом нижнем углу передней панели генератора. Тумблер «= ~»,находящийся в верхней части панели, необходимо установить в положение «~».Тумблер переключения режимов «┌┐,~,∆» установить в положение «┌┐».Переключатель «ген., внеш.» в левой части панели установить в положение «ген.».Переключатель диапазонов в левой части панели установить в положение «Гц».
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
0.1 Проверить подключение кабеля питания осциллографа к колодке на задней стенке стенда и к гнезду на задней панели осциллографа. Включить осциллограф и убедиться, что на экране появилась горизонтальная линия. При необходимости отрегулировать яркость регулятором «INTEN (Яркость)» Включить генератор ГСФ-2.
1.1 Подключить генератор ГСФ-2 к осциллографу, используя гнёзда генератора «ВЫХ,» и «ОБЩ,» и первый канал «СН1» осциллографа. Для подключения использовать соответствующий кабель из комплекта осциллографа.
1.2 Все регуляторы осциллографа установить в среднее положение. Освоить приёмы изменения масштаба по напряжению с помощью переключателя «VOLTS/DIV (Вольт/Дел.)» и масштаба по времени с помощью переключателя «TIME/DIV (Время/Дел.)»
Примечание.
Масштаб сигнала на экране осциллографа соответствует масштабу , выбранному при помощи переключателей «VOLTS/DIV» и «TIME/DIV» , в том случае, когда плавные регуляторы, расположенные на переключателях, находятся в крайнем правом положении.
1.3 На
генераторе проверить работу регулятора
частоты «Гц», подстройки частоты «%»,
регулятора уровня «АМПЛИТУДА»,
переключателей диапазона частот «
3»,
«
10»,
«
100»,
«
»,
Примечание.
Сигнал частотой до 20 кГц снимать с гнёзд «ВЫХ.» и «ОБЩ.» , а сигнал частотой выше 20 кГц снимать с гнёзд «ГЕН.» и «ОБЩ.».
1.4 Установить частоту порядка 300 Гц. Наблюдать на экране осциллографа: синусоидальный сигнал, пилообразный сигнал, прямоугольный сигнал.
1.5 Сравнить работу осциллографа при автоматическом («AUTO») и ждущем («NORM») режимах развёртки. Освоить работу с регулятором полярности запуска развёртки осциллографа («SLOPE»).
1.6 Определить частоту сигнала с помощью осциллографа и сравнить с показаниями индикатора генератора, применяя расчётные формулы:
ν =1/Т – частота сигнала, изображённого на экране осциллографа,
∆ν =
- абсолютная погрешность нахождения
частоты при помощи осциллографа, где
- частота, которую показывает индикатор
генератора, а
- частота, полученная по формуле (1).
1.7 По сигналу на экране осциллографа определить времена нарастания и спада прямоугольных импульсов при амплитуде порядка 1 В на частоте 3 – 5 кГц при подключении осциллографа:
а) к выходам «ВЫХ» и «ОБЩ» генератора;
б) к выходам «ГЕН» и «ОБЩ» генератора.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.
Измерения и вычисленные результаты должны быть представлены в виде таблицы:
-
№
Т
∆ν
«ВЫХ»
«ВЫХ»
«ГЕН»
«ГЕН»
Гц
1
2
3
4
5