Измерение параметров импульсных сигналов с помощью осциллографа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Липецкий государственный технический университет"

Кафедра электрооборудования

Лабораторная работа №1

по курсу: "Электротехника и электроника"

на тему: "Измерение параметров импульсных сигналов с помощью осциллографа"

Выполнил студент группы АС-09

Филатов А.А.

Принял: доцент, к. т. н.

Зацепина В.И.

Липецк 2011

Цель работы: Ознакомление с устройством осциллографа и способами измерения импульсных сигналов.

Объект и средства исследования: Электронный осциллограф и лабораторный стенд ЭС-8А.

Порядок выполнения работы

Подключим осциллограф к сети, а измерительные кабели к входным разъемам. Осуществим синхронизацию напряжения генератора развертки с исследуемым сигналом.

Проведем 5 опытов при пяти различных частотах, в результате которых получим осциллограммы выходного напряжения генератора. В ходе каждого опыта измерим амплитуду, длительность импульса, время паузы и период следования импульсов. На основе полученных измерений сделаем расчеты следующих величин:

частота

;

скважность

;

коэффициент заполнения

,

где T - период следования импульсов, t_u - длительность импульса.

Таблица 1 - Измеренные и вычисленные данные

Рисунок 1 - осциллограмма №1

Параметры, измеренные и вычисленные для осциллограммы №1 приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Измеренные и вычисленные данные для осциллограммы №1

Рисунок 2 - осциллограмма №2

Параметры, измеренные и вычисленные для осциллограммы №2 приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Измеренные и вычисленные данные для осциллограммы №2

Рисунок 3 - осциллограмма №3

Параметры, измеренные и вычисленные для осциллограммы №3 приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Измеренные и вычисленные данные для осциллограммы №3

Рисунок 4 - осциллограмма №4

Параметры, измеренные и вычисленные для осциллограммы №4 приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Измеренные и вычисленные данные для осциллограммы №4

Рисунок 5 - осциллограмма №5

Параметры, измеренные и вычисленные для осциллограммы №5 приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Измеренные и вычисленные данные для осциллограммы №5

Проведем опыты по исследованию скважности импульсов. Рассмотрим осциллограммы для значений скважности 1, 2 и ? при нажатой и отжатой кнопке переключателя входов.

Рисунок 6 - осциллограмма сигнала со скважностью 2 и открытым входом

Рисунок 7 - осциллограмма сигнала со скважностью 2 и закрытым входом

Рисунок 8 - осциллограмма сигнала с единичной скважностью и открытым входом

Рисунок 9 - осциллограмма сигнала с единичной скважностью и закрытым входом

Рисунок 10 - осциллограмма сигнала с бесконечной скважностью

Рисунок 11 - подробная осциллограмма сигнала

Для данного сигнала имеем амплитуду 3 В; время импульса 0,029; длительность фронта импульса 0,001с; длительность среза 0,001с.

Вывод

осциллограф генератор амплитуда импульс

В процессе выполнения данной лабораторной работы мы познакомились с устройством осциллографа, приобрели навыки работы с ним и измерений параметров импульсных сигналов с его помощью. Были также зарисованы модели осциллограмм выходного напряжения и установлены соответствующие закономерности соответствующих величин.

По результатам опытов по исследованию скважности можно сделать вывод, что переключатель входов позволяет при закрытом входе отделить постоянную составляющую сигнала.

Ответы на вопросы к лабораторной работе

1. В чем заключается синхронизация исследуемого сигнала и напряжения генерала развертки?

При исследовании периодических процессов необходимо синхронизировать напряжение генератора развертки с исследуемым сигналом, в противном случае на экране ЭЛТ изображение будет неустойчивым, так как в момент окончания исследуемого импульсного сигнала луч не вернется в исходное положение. Синхронизацию осуществляют короткими импульсами, вырабатываемыми из входного сигнала (внутренняя синхронизация) или из подаваемого на вход гнезда "Синхронизация" внешнего сигнала (внешняя синхронизация) путем ограничения с последующим дифференцированием. При этом положение синхронизирующих импульсов соответствуют прохождению через нуль входного сигнала. Эти импульсы управляют работой генератора развертки, обеспечивая равенство периода исследуемого сигнала и периода линейно-изменяющегося напряжения.

2. Что такое скважность последовательности импульсов?

Скважность - это отношение периода следования импульсов к их длительности.

3. Что такое коэффициент заполнения последовательности импульсов?

Коэффициент заполнения - обратная скважности величина; иногда коэффициент заполнения используют и для характеристики квазипериодической и случайной последовательностей, в этом случае он равен среднему отношению суммы длительностей импульсов за достаточно большой промежуток времени к длительности этого промежутка.

4. Как определяется длительность фронта и время спада (среза)?

Фронт импульса - часть импульса, непосредственно предшествующая амплитуде, спад ("хвост") - часть импульса, следующая за амплитудой.

5. Как определяется длительность импульса?

Длительность импульса определяется как интервал времени от момента появления импульса до момента его исчезновения. Длительность переднего фронта импульса обычно определяют как время, за которое величина тока или напряжения изменяется от 0,1 до 0,9 амплитудного значения, длительность заднего фронта или спада определяют как время, за которое величина тока или напряжения изменяется от 0,9 до 0,1 амплитудного значения.

6. Что такое спад вершины импульса?

Длительность импульса определяется отрезком ad, измеряемым при напряжении, равном 0,1 Um, где Um - амплитудное значение напряжения. Отрезок ab' (от 0,1Uт до 0,9Um)показывает длительность фронта импульса, bb' - высоту импульса, c'd--длительность среза, (bb'-cc')--спад вершины импульса. Отрицательное напряжение в хвостовой части импульса является стадией восстановления.

Размещено на Allbest.ru