LUCRAREA 5

7

LUCRAREA 7MSURRI EFECTUATE CU AJUTORUL OSCILOSCOPULUI CATODIC

I. PARTEA TEORETIC:

Osciloscopul este un aparat care permite vizualizarea pe ecranul unui tub catodic a curbelor ce reprezinta variatia in timp a diferitelor marimi A=f(t) sau a curbelor ce reprezinta dependenta dintre doua marimi.

Imaginile obtinute pe ecran se numesc oscilograme.

Elementul principal al osciloscopului este tubul catodic. Pentru a afisa pe ecranul tubului catodic curba de dependenta intre doua marimi A=f(B),este necesar:

sa se obtina pe ecran un punct luminos numit spot;

sa se deplaseze spotul dupa doua directii, orizontala x si verticala y astfel incat sa descrie pe ecran curba dorita;

sa existe relatia de proportionalitate intre frecventele celor doua marimi:

fA=n*fBunde n este un numar intreg, astfel incat pe ecran imaginea devine stabila.

Fig.1.

Utilizari:

vizualizarea si studierea curbelor de variatie in timp a diferitelor semnale electrice (curenti, tensiuni);

compararea diferitelor semnale electrice;

masurarea unor marimi electrice: tensiuni, curenti, frecvente, etc;

masurarea intervalelor de timp;

vizualizarea caracteristicilor componentelor electronice. I.1. Masurarea intervalelor de timp Se realizeaza cunoscand viteza de deplasare a spotului si masurand pe ecran lungimea segmentului care corespunde intervalului de timp considerat.Pentru aceasta baza de timp este calibrata in ms/cm sau I.2. Masurarea tensiunilor Se bazeaza pe faptul ca deviatia spotului este proportionala cu amplitudinea tensiunii aplicate placilor de deflexie Y.

I.2.1. Msurarea tensiunilor continue.

Tensiunea continua de masurat se aplica canalului Y al osciloscopului, avind comutatorul de intrare pe pozitia c.c. Valoarea tensiunii continue va fi: E=CyY unde Y este distanta de la linia mediana a ecranului pina la trasa de pe ecran (div). Cy este coeficientul de deflexie pe verticala (V/div). Daca trasa se va deplasa in sus pe linia mediana, polaritatea tensiuni este pozitiva, iar daca se va deplasa in jos polaritatea tensiunii este negativa.

I.2.2. Masurarea tensiunilor alternative

Fie , tensiunea de masurat aplicat canalului Y al osciloscopului, avind comutatorul de intrare pe pozitia c.a. Pe ecran va aparea o sinusoid de forma din figura de mai sus. Se determin urmtoarele mrimi:

a) tensiunea virf la virf Uvv=CyY unde Y este distana n diviziuni, pe ecranul osciloscopului, corespunztoare valorii vrf la vrf, iar Cy este coeficientul de deflexie pe vertical (V/div)

b) amplitudinea semnalului

Umax=Uvv/2=1/2CyY

c) valoarea efectiva a semnalului sinusoidal

d) perioada semnalului T = CxX

unde X este distana n diviziuni, pe ecranul osciloscopului, corespunztoare perioadei tensiunii, iar Cx este coeficientul de baleiaj (s/div)

e) frecventa semnaluluif= 1/T = 1/ CxX

I.3. Masurarea frecventei

Cu baza de timp calibrata, masurarea unui semnal periodic de orice forma, se poate face simplu orin masurarea perioadei sale. Pentru aceasta se urmareste obtinerea unei imagini stabile, care sa cuprinda mai multe perioade ale semnalului. Inmultind numarul de diviziuni pe care se intind n perioade cu coeficientul de baleiaj si impartind la cele n perioade, se obtine perioada semnalului studiat. Alte metode de determinare a frecventei sunt metodele de comparatie, caz in care frecventa necunoscuta este comparata cu o frecventa etalon.

Msurarea frecvenei prin metoda figurilor Lissajous

Se aplica numai in cazul semnalelor sinusoidale. Semnalul sinusoidal de frecventa necunoscuta se aplica pe placile de deflexie orizontala, deconectind baza de timp proprie, iar pe placile de deflexie verticale se aplica semnalul de frecventa etalon. Daca cele doua semnale au ecuatiile parametrice x(t)=Xsin(xt: y(t)=Ysinyt, pe ecran va aparea o curba loc geometric f(x,y), obtinuta prin eliminarea timpului intre cele doua relatii. Se demonstreaza ca daca raportul (x/ (y este un numar rational, curba obtinuta este inchisa si se numeste figura Lissajous. Forma figuri este caracterizata pentru un anumit raport al frecventelor si pentru o anumita valoare a dafazajului dintre cele doua semnale:

unde Nx ; Ny numarul punctelor de tangenta ale figurii Lissajous cu o dreapta orizontala respectiv verticala , fx ; fy frecventa semnalelor aplicate intrarilor X, respectiv Y. Pentru ca determinarea raportului dintre frecvente sa fie corecta, trebuie ca imaginea obtinuta pe ecran sa fie formata dintr-o curba inchisa. Cu ajutorul figurilur Lissajousse se pot determina frecvente al caror raport este mai mic decit 10.

II. PARTEA EXPERIMENTAL:

II.1. Se va masura o tensiune continua cu ajutorul osciloscopului, rezultatul masuratorii comparindu-l cu indicatia unui volmetru numeric . Se va realiza montajul din fig.2, unde S.T.C. este sursa de tensiune continua, VN voltmetru numeric etalon. Se vor stabili pe osciloscop tensiunile continue E date n TAB.1 i se vor compara cu tensiunea etalon indicat de VN.

Fig.2

TAB1

EE0(E(E

[V][V][V][%]

6

8

II.2. Pentru msurarea unui semnal alternativ se realizeaz shema din fig.3, unde G.S.- generator de semnal alternativ sinusoidal, iar VN-voltmetru numeric. Rezultatele msurtorilor se trec in tabelul TAB2.

Fig.3

TAB2Uvv[V]U0[V]U[V]T[s]f[Hz](U[V](u[%]

4150

6500

85 103

II.3. Pentru msurarea frecvenei utiliznd metoda figurilor Lissajous se va realiza montajul din Fig. 4, unde G.J.F.- generator de joas frecven, F.N.frecvenmetrul numeric. Rezultatele se trec n tabelul TAB3.

TAB 3.NyNx fy fx

11

2

1

4

21

31

Fig.4.III. PRELUCRAREA REZULTATELOR

1. Se completeaz TAB 1 utiliznd relaiile:E=CyY [V]; (E=E-E0 [V]; (E=((E/E0)100.

2. Se completeaz TAB 2 utiliznd relaiile:

(U=U-U0

(u =((U/U0)100unde U este valoarea efectiv a tensiunii dedus cu osciloscopul, iar U0 este tensiunea msurat de VN.

T = CxX

unde X este distana n diviziuni, pe ecranul osciloscopului, corespunztoare perioadei tensiunii, iar Cx este coeficientul de baleiaj (s/div)

3. Se completeaz TAB 3 utiliznd relaia:

EMBED CorelDraw.Graphic.8

EMBED CorelDraw.Graphic.8

PAGE 2

_1208435414.doc

Timp/Div

Poz X

Baza de timp

Trigger

Plcile Y

Plcile X

Anozi

Catod

Filament

Comutator

ca/cc

Semnalul de vizualizat

Intrare semnal

Canalul 1

Amplificator Y

Tub catodic

Ecran

Fascicol electroni

Spot

Volt/Div

Poz Y

_1235022899.unknown

_873277058.unknown

_1024393274.unknown

_1024393504.unknown

_873192467.unknown