4.5: Порядок дій

Last updated
Save as PDF

Page ID: 31252

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

1. Малюнок 4.4.1 являє собою контур основної грані осцилографа Tektronix TDS 3000 серії. Порівняйте це з стендовим осцилографом і виділіть наступні елементи:

Один канал і два вхідні роз'єми BNC.
Тригер вхідного роз'єму BNC.
Кнопки вибору першого каналу і двох.
Ручки горизонтальної чутливості (або масштабу) та положення.
Ручки вертикальної чутливості (або масштабу) та положення.
Ручка рівня тригера.
Кнопка швидкого меню.
Кнопка «Друк/Зберегти».
Кнопка автоустановки.

2. Зверніть увагу на численні кнопки уздовж нижньої та бічної частини екрана дисплея. Ці кнопки контекстно-чутливі і їх функція буде залежати від режиму роботи осцилографа. Увімкніть осцилограф і виберіть кнопку Quick Menu. Зверніть увагу, що функції вказані поруч з кнопками. Це дуже корисне меню і служить гарною відправною точкою для більшості налаштувань експериментів. Зверніть увагу, що основний дисплей схожий на аркуш графічного паперу. Кожен квадрат матиме відповідний коефіцієнт масштабування або зважування, наприклад, 1 вольт на поділ по вертикалі або 2 мілісекунди на поділ по горизонталі. Напруги форми хвилі та таймінги можуть визначатися безпосередньо з дисплея за допомогою цих шкал.

3. Виберіть один канал і дві кнопки (жовту і синю), а також натисніть кнопку Autoset. (Autoset намагається створити розумні налаштування на основі вхідного сигналу і корисний як свого роду «тривожна кнопка»). Тепер на дисплеї повинні бути дві горизонтальні лінії, одна жовта і одна синя. Їх можна переміщати за допомогою ручки положення. Ручка положення переміщує поточний вибраний вхід (виберіть кнопки каналів по черзі, щоб перемикатися назад і вперед між двома входами). Ручки вертикальної та горизонтальної шкали поводяться подібним чином і не включають калібрувальне маркування. Це тому, що налаштування цих ручок відображаються на головному дисплеї. Налаштуйте регулятори «Масштаб» і зауважте, як змінюються відповідні значення на дисплеї. Напруги знаходяться в послідовності масштабу 1/2/5, тоді як Час знаходиться в послідовності масштабу 1/2/4.

4. Однією з найважливіших фундаментальних налаштувань осцилографа є вхідна муфта. Управління цим здійснюється за допомогою однієї з кнопок нижнього ряду. Є три варіанти: Земля знімає вхід, таким чином, показуючи нульове посилання, змінний струм дозволяє лише сигнали змінного струму через, таким чином, блокуючи постійний струм, а постійний струм пропускає всі сигнали через (це не запобігає змінному струму).

5. Встановіть один канал Вертикальна шкала на 5 вольт на поділ. Встановіть два каналу Шкала на 2 вольта на поділ. Встановіть шкалу часу (по горизонталі) на 1 мілісекунда на поділ. Нарешті, встановіть вхідну муфту на землю для обох вхідних каналів та вирівняйте сині та жовті лінії дисплея до центральної лінії дисплея за допомогою ручки вертикального положення.

6. Побудувати схему малюнка 4.4.2 використовуючи Е = 10 В, R1 = 10 к\(\Omega\) і R2 = 33к\(\Omega\). Підключіть щуп від входу каналу один до блоку живлення (червоний або наконечник до плюсової клеми, чорний затискач на землю). Підключіть другий щуп від каналу два до R2 (знову червоний або наконечник до високої сторони резистора і чорний затискач на землю).

7. Переключіть обидва входи на постійну муфту. Жовта і синя лінії повинні були відхилитися вгору. Перший канал повинен бути піднятий двома поділами (2 поділу при 5 вольт на поділ дає джерело 10 вольт). Використовуючи цей метод, визначте напругу на R2 (пам'ятайте, на вході два повинні були бути встановлені по 2 вольта на поділ). Обчисліть очікувану напругу на R2 за допомогою вимірюваних значень резистора і порівняйте два в таблиці 4.6.1. Зверніть увагу, що за допомогою цього методу неможливо досягти надзвичайно високої точності (наприклад, чотири або більше цифр). Дійсно, DMM часто є більш корисним для прямого вимірювання потенціалів постійного струму. Двічі перевірте результати за допомогою DMM і кінцевого стовпця таблиці 4.6.1.

8. Виберіть З'єднання змінного струму для двох входів. Плоскі лінії постійного струму повинні опуститися до нуля. Це пов'язано з тим, що AC Муфта блокує постійний струм. Це буде корисно для вимірювання компонента змінного струму комбінованого сигналу змінного струму/постійного струму, наприклад, який можна побачити в аудіопідсилювачі. Встановіть вхідну муфту для обох каналів назад на постійний струм.

9. Замініть джерело живлення постійного струму на генератор функцій. Встановіть функцію генератора для пікової синусоїди на один вольт на частоті 1 кГц і застосуйте її до мережі резисторів. Тепер на дисплеї повинні відображатися дві маленькі синусоїди. Налаштуйте параметри вертикальної шкали для двох входів так, щоб хвилі займали більшу частину дисплея. Якщо дисплей дуже розмитий, коли синусоїдальні хвилі з'являються, щоб стрибати з боку в бік, можливо, доведеться відрегулювати рівень тригера. Крім того, відрегулюйте шкалу часу так, щоб було видно лише один-два цикли хвилі. Використовуючи налаштування Масштаб, визначте дві напруги (за методом кроку 7), а також період сигналу та порівняйте їх із значеннями, очікуваними за допомогою теорії, записуючи результати в таблицях 4.6.2 та 4.6.3. Також перехресна перевірка результатів за допомогою DMM для вимірювання RMS напруги.

10. Щоб знайти напругу на R1, напруга каналу два (\(V_{R2}\)) можна відняти від першого каналу (джерело E) за допомогою функції Math. За допомогою червоної кнопки виберіть функцію Math і створіть відповідний вираз з меню (ch1 — ch2). Цей дисплей відображається червоним кольором. Щоб вилучити форму сигналу, виділіть її, а потім натисніть кнопку Вимкнути. Видаліть математичну форму хвилі, перш ніж перейти до наступного кроку.

11. Одним з найбільш корисних аспектів осцилографа є можливість показати реальну форму хвилі. Це може бути використано, наприклад, як засіб визначення спотворень в підсилювачі. Змініть форму хвилі на генераторі функцій на квадратну хвилю, трикутник або іншу форму і зверніть увагу, як осцилограф реагує. Зверніть увагу, що осцилограф також покаже компонент постійного струму, якщо такий є, як зміщений сигнал змінного струму або «їде на постійному струмі». Налаштуйте генератор функцій, щоб додати зміщення постійного струму до сигналу та зауважте, як зміщується дисплей осцилографа. Поверніть генератор функцій назад до синусоїди і видаліть будь-яке зміщення постійного струму.

12. Часто корисно проводити точне диференціальне вимірювання на формі хвилі. Для цього знадобляться бруски або курсори. Натисніть кнопку Курсор у верхній частині осцилографа. У меню на дисплеї виберіть Вертикальні смуги. На дисплеї з'являться дві вертикальні смуги (можливо, що одна або обидві можуть бути розташовані поза основним дисплеєм). Їх можна переміщати вліво і вправо за допомогою регулятора функцій (поруч із кнопкою Cursor). Кнопка «Вибрати» перемикає між двома курсорами. У верхній частині дисплея з'явиться зчитування значень смужки. Вони вказують положення курсорів, тобто місце, де вони перетинають форму хвилі. Вертикальні смуги дуже корисні для отримання інформації про час, а також амплітуди в певних точках вздовж хвилі. Подібною функцією є горизонтальні смуги, які особливо корисні для визначення амплітуд. Спробуйте Горизонтальні смуги, вибравши їх за допомогою кнопки Курсор ще раз.

13. Для деяких параметрів форми сигналу доступні автоматичні показання. Доступ до них здійснюється за допомогою кнопки Meas (Вимірювання). Виберіть Meas і сторінку через різні варіанти. Виберіть Частота. Зверніть увагу, що на дисплеї тепер з'явиться невелике зчитування частоти. Одночасно можливе до чотирьох вимірювань. Важливо: Існують певні обмеження щодо правильного використання цих вимірювань. Якщо вказівки не дотримуються, можуть призвести до помилкових значень. Завжди виконуйте наближення за допомогою методу масштабного коефіцієнта та ділення навіть при використанні автоматичного вимірювання!