Рисунок 4. График АЧХ ДН (Зависимость Кд от частоты)

Рисунок 5. График ФЧХ ДН (Зависимость ц от частоты)

Таблица 2. Проверка градуировки генератора по частоте.

Рисунок 6. Фигуры Лиссажу на экране ЭЛО

Таблица 3. Проверка по круговым разверткам

Рисунок 7. Круговая развертка на экране ЭЛО

Вывод: В данной лабораторной работе были получены амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики делителя напряжения. На основе вычислений и измерений были построены графики зависимости АЧХ (Кд от частоты) и ФЧХ - (фазовый сдвиг между сигналами от частоты). Была проведена градуировка генератора по частоте. Проведены наблюдения фигур Лиссажу.

Контрольные вопросы

1. Поясните принцип действия ЭЛО по его функциональной схеме.

Основным элементом ЭЛО является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) с электростатическим управлением лучом. Эмитированный катодом поток электронов ускоряется и фокусируется тремя анодами и бомбардирует люминесцентный экран, вызывая свечение. Плотность потока электронов регулируется потенциалом модулятора, при этом меняется яркость свечения экрана. Две пары пластин ЭЛТ отклоняют луч в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Исследуемый сигнал как функция времени U ? f (t) изображается в прямоугольной системе координат, абсциссой которой является время, а ординатой - мгновенное значение сигнала. Для получения равномерной шкалы оси времени необходимо, чтобы луч отклонялся в горизонтальном направлении с постоянной скоростью. Для этого на горизонтально отклоняющие пластины подают линейно изменяющееся (пилообразное) напряжение. Исследуемый сигнал подводится к вертикально отклоняющим пластинам. В результате траектория луча на экране образует осциллограмму, соответствующую форме исследуемого сигнала.

2. Расскажите о методике калибровки ЭЛО по каждому каналу.

Калибратор вырабатывает сигнал с известными параметрами, необходимый для калибровки каналов вертикального и горизонтального отклонения луча. Обычно это периодическая последовательность прямоугольных импульсов (меандр) с известными амплитудой Uк и периодом Tк (на осциллографе указывается не период, а частота повторения Fк = 1/Tк).

3. Объясните назначение основных органов управления ЭЛО.

Канал вертикального отклонения служит для усиления или ослабления входного сигнала до уровня, удобного для наблюдения на экране ЭЛТ.

Канал горизонтального отклонения предназначен для создания развертывающего напряжения, синхронного с исследуемым сигналом,

Канал "Z" усиливает импульсы, поступающие от генератора развертки на модулятор ЭЛТ, чем обеспечивает подсветку траектории луча во время прямого хода развертки.

Аттенюатор служит для ослабления исследуемого сигнала.

Линия задержки обеспечивает подачу исследуемого сигнала на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ с задержкой относительно начала развертки, что позволяет наблюдать начальный участок сигнала (например, фронт импульса) в режиме внутренней синхронизации (запуска).

Оконечный усилитель Y увеличивает сигнал до уровня, позволяющего получить достаточный размер сигнала по вертикали на экране ЭЛТ.

Генератор развертки формирует линейное пилообразное напряжение, используемое для горизонтального отклонения луча.

Оконечный усилитель Х усиливает напряжение развертки до заданного уровня, а также обеспечивает симметричную подачу напряжения на горизонтально отклоняющие пластины.

Калибратор вырабатывает сигнал с известными параметрами, необходимый для калибровки каналов вертикального и горизонтального отклонения луча.

4. Как с помощью ЭЛО измерить амплитуду напряжения? Какие факторы определяют погрешность измерения?

Для амплитудных измерений на осциллографе используется откалиброванная сетка или координатная сетка на экране электронно-лучевой трубки для определения числа делений между максимальным положительным и минимальным отрицательным отклонениями сигнала (такое измерение называется измерением размаха или двойной амплитуды сигнала).

При непосредственном определении мгновенных значений и локальных параметров сигналов по калибрационной сетке на экране осциллографа важное значение имеют погрешности калибровки амплитудной и временной шкал (погрешности коэффициентов отклонения и развертки). Обеспечить стабильность этих коэффициентов во времени, тем более с учетом внешних влияющих факторов (температуры, влажности, давления и т.п.) достаточно сложно.

5. Поясните принцип получения осциллограммы.

Основным элементом электронного осциллографа является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) с электростатическим управлением луча, которая предназначена для отображения формы исследуемого сигнала. Она представляет собой вакуумную стеклянную колбу, внутри которой размещаются электронная пушка, отклоняющие пластины (Х и У) и люминесцентный экран, покрытый люминофором, который обладает способностью светиться под воздействием ударяющихся в него электронов.

Электронная пушка состоит из подогреваемого катода К, модулятора яркости светового пятна М, и трех анодов: А 1 - фокусирующего, А 2 - ускоряющего, А 3 - основного, и предназначена для формирования узкого электронного луча, при попадании которого на экран возникает светящееся пятно.

Яркость свечения люминофора ЭЛТ регулируется путем изменения отрицательного напряжения на модуляторе М. Напряжение на первом аноде А 1 фокусирует поток электронов в узкий луч. На анод А 2 подается достаточно большое напряжение (до 2 кВ) для того, чтобы сообщить электронам скорость, необходимую для свечения люминофора. На анод А 3 подается высокое положительное напряжение (до 10…15 кВ), он используется для дополнительного ускорения электронов.

Электронный луч, проходит между двумя парами взаимно перпендикулярных металлических отклоняющих пластин: вертикально отклоняющих Y и горизонтально отклоняющих Х.

Если напряжение приложено к вертикально отклоняющим пластинам Y, то между ними будет существовать электрическое поле, которое вызовет отклонение электронного луча (светового пятна на экране ЭЛТ) по оси Y; если же напряжение приложено к горизонтально отклоняющим пластинам, то луч (световое пятно) будет отклоняться по оси Х.

Если сфокусировать электронный луч так, чтобы световое пятно расположилось в центре экрана ЭЛТ, а затем к пластинам Y приложить исследуемое напряжение, а к пластинам Х - напряжение развертки, то под совместным воздействием этих двух напряжений луч вычертит на экране ЭЛТ осциллограмму, отражающую зависимость исследуемого напряжения от времени.

6. Перечислите способы измерения частоты с помощью ЭЛО.

Измерение частоты с помощью осциллографа производиться следующими методами:

1 методом линейной калиброванной развертки;

2 методом линейной развертки с внешним генератором образцовой частоты;

3 методом синусоидальной развертки;

4 методом круговой развертки.

7. Как получают фигуры Лиссажу на экране ЭЛО?

Если подать на входы "X" и "Y" осциллографа сигналы близких частот, то на экране можно увидеть фигуры Лиссажу. Этот метод широко используется для сравнения частот двух источников сигналов и для подстройки одного источника под частоту другого. Когда частоты близки, но не равны друг другу, фигура на экране вращается, причём период цикла вращения является величиной, обратной разности частот, например, при периоде оборота равен 2 с разница в частотах сигналов равна 0,5 Гц.

8. Поясните причину появления яркостных меток на круговой развертке при изменении частоты.

Метод определения частоты с помощью яркостных меток на круговой развертке реализуется при условии, что неизвестная частота fx больше образцовой f0. Круговая развертка создается при подведении ко входам "Y" и "Х" осциллографа гармонических сигналов образцовой частоты, сдвинутых взаимно по фазе на 90°. Подавая гармонический сигнал с измеряемой частотой fx на вход "Z" модуляции яркости луча осциллографа и регулируя частоту f0, можно получить практически неподвижную модулированную по яркости круговую развертку.

Размещено на Allbest.ru