Laboratorium elektroniki. Ćwiczenie E01IS. Miernictwo. Wersja 2.0 (luty 2017)

Transkrypt

1 Laboratoriu elektroniki Ćwiczenie E1IS Miernictwo Wersja. (luty 17)

2 Spis treści: 1. Cel ćwiczenia ZagroŜenia Wprowadzenie Dostępna aparatura Multietry Zasilacz laboratoryjny Generator funkcyjny Oscyloskop analogowy Oscyloskop cyfrowy Przebieg doświadczenia Część podstawowa Część rozszerzona Wskazówki do raportu Literatura Literatura podstawowa Literatura uzupełniająca Aneksy... 6 A1. Pojęcia podstawowe... 6 A. Wartości średnie i skuteczne A3. Współczynniki wzocnienia i tłuienia A4. Współczynnik wypełnienia A5. Wprowadzenie do poiarów oscyloskopowych A6. Poiar wartości napięcia przy uŝyciu oscyloskopu... 4 A7. Poiar wartości czasu przy uŝyciu oscyloskopu A8. Rachunek błędów dla poiarów wykonywanych z uŝycie generatora funkcyjnego. 44 A9. Rachunek błędów dla poiarów wykonywanych ultietrai

3 Przed zapoznanie się z instrukcją i przystąpienie do wykonywania ćwiczenia naleŝy opanować następujący ateriał teoretyczny: 1. Prąd stały i zienny. Napięcie i natęŝenie prądu, opór elektryczny. [1], [].. Zasady poiaru wielkości elektrycznych. [3], [4]. 3. Czwórniki. [1], []. 4. Zasada działania oscyloskopu. [5]. 1. Cel ćwiczenia Cele ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościai i zasadai uŝytkowania wybranych elektronicznych przyrządów poiarowych. Do przeprowadzenia poiarów w raach ćwiczenia przewidziane jest wykorzystanie: zasilacza stabilizowanego, generatora funkcyjnego, oscyloskopów dwukanałowych oraz ultietrów cyfrowych.. Zagrożenia Rodzaj Brak Małe Średnie DuŜe zagroŝenie elektryczne + zagroŝenie optyczne + zagroŝenie echaniczne (w ty akustyczne, hałas) + zagroŝenie pole elektro-agnetyczny (poza wide optyczny) + zagroŝenie biologiczne + zagroŝenie radioaktywne (jonizujące) + zagroŝenie cheiczne + zagroŝenie tericzne (w ty wybuch i poŝar) + Przewody z wtykai bananowyi są przeznaczone wyłącznie do uŝytku w obwodach niskiego napięcia nie wolno podłączać ich do gniazda sieci zasilającej 3 V. 3. Wprowadzenie Wykonywanie prac laboratoryjnych wyaga znajoości aparatury poiarowej, jej budowy oraz zasad funkcjonowania. Istotna jest takŝe uiejętność prawidłowego przeprowadzenia poiaru. Poiar polega na porównaniu wartości wielkości ierzonej z pewną jej wartością przyjętą za jednostkę wzorcową. Porównania tego dokonuje się za poocą przyrządu poiarowego iernika. Mierniki są wyskalowane w jednostkach wielkości ierzonej. Nazwa iernika pochodzi najczęściej od jednostki wielkości ierzonej (np. woltoierz, aperoierz, ooierz, częstościoierz). Rzeczywista wartość ierzonej wielkości nigdy nie jest znana. W wyniku poiaru zastępuje się ją pewny przybliŝenie obarczony błęde. W przypadku pojedynczego poiaru ty przybliŝenie jest wartość odczytana z iernika. W przypadku serii poiarów tej saej wielkości najczęściej jest to średnia arytetyczna obliczona na podstawie wyników uzyskanych w danej serii poiarowej. Przed przystąpienie do poiarów za poocą ultietru cyfrowego naleŝy sprawdzić czy przełącznikie został wybrany właściwy przyrząd poiarowy oraz czy końcówki poiarowe przyłączone zostały do właściwych zacisków wejściowych. NaleŜy jednocześnie - 3 -

4 paiętać o wyborze odpowiedniego zakresu poiarowego. Oddziaływanie przyrządu poiarowego na źródło wielkości ierzonej charakteryzuje rezystancja wejściowa (wewnętrzna) przyrządu. ObciąŜenie źródła wielkości ierzonej rezystancją wewnętrzną przyrządu oŝe spowodować zianę wartości wielkości ierzonej. Do najczęściej dokonywanych poiarów w elektronice naleŝy poiar napięć stałych jak i ziennych. Poiary napięć dokonywane są za poocą woltoierzy. Ze względu na rodzaj ierzonego napięcia woltoierze dzieli się na woltoierze napięcia stałego (DC) i woltoierze napięcia ziennego (AC). Napięcie zienne oŝe być opisane przez trzy wartości: szczytową, skuteczną i średnią. Wartość szczytowa jest największą wartością chwilową napięcia w czasie obserwacji. Wartość skuteczna sk jest definiowana jako wielkość średnia liczona po okresie z kwadratu wszystkich wartości chwilowych u(t): 1 sk = u (t) dt. (1) Woltoierze napięcia ziennego wskazują najczęściej wartości skuteczne dla przebiegów sinusoidalnych z określonego przez producenta zakresu częstotliwości. W przypadku innych przebiegów ziennych (np.: prostokątnych i trójkątnych) wskazania woltoierzy napięcia ziennego obarczone są zazwyczaj bardzo duŝy błęde. Wartość średnia napięcia śr liczona po okresie jest definiowana jako: 1 śr = u(t) dt. () Do bezpośredniego poiaru napięcia woltoierz włączany jest poiędzy dwa punkty o określonych potencjałach, których róŝnica jest napięcie ierzony. Woltoierz naleŝy włączać w obwód poiarowy równolegle. Do bezpośredniego poiaru natęŝenia prądu słuŝy aperoierz. Miernik ten włączany jest w obwód poiarowy szeregowo. Przy doborze aperoierza szczególną uwagę naleŝy zwrócić na wybór właściwego zakresu poiarowego, gdyŝ przekroczenie dopuszczalnej wartości natęŝenia prądu oŝe być przyczyną uszkodzenia iernika. Do pośredniego poiaru natęŝenia prądu oŝe słuŝyć woltoierz. W taki przypadku dokonuje się poiaru spadku napięcia na rezystorze wzorcowy włączony szeregowo w obwód poiarowy. Poiaru rezystancji oŝna dokonywać etodą bezpośrednią przy uŝyciu ooierza lub etodą techniczną polegającą na równoczesny poiarze napięcia na zaciskach rezystora i natęŝenia prądu płynącego przez rezystor. Przykładowy przebieg napięcia sinusoidalnego przedstawiony jest na rys Wartość iędzyszczytową napięcia PP oŝna wyznaczyć ze wzoru: Rys Idea poiaru napięcia Y PP = Y C, (3) gdzie Y oznacza odczytaną z ekranu oscyloskopu wysokość obrazu badanego przebiegu ierzoną w działkach [DIV], natoiast C przyjuje wartość aktualnego współczynnika odchylania ierzoną w woltach na działkę [V/DIV]. Aplituda przykładowego przebiegu jest równa połowie napięcia iędzyszczytowego PP : = ½ PP = ½ Y C. (4) - 4 -

5 JeŜeli badany sygnał zienny a składową stałą, to przełączenie w oscyloskopie przełącznika z pozycji AC na DC spowoduje przesunięcie przebiegu obserwowanego na ekranie w górę (przy dodatniej składowej stałej) lub w dół (przy ujenej składowej stałej). Wartość składowej stałej DC oŝna określić noŝąc wielkość przesunięcia przebiegu Y (ierzoną w działkach) przez aktualną wartość współczynnika odchylania C. Poiaru częstotliwości ν oŝna dokonać poprzez poiar okresu badanego sygnału. W celu zwiększenia dokładności poiaru przełącznikie skokowej regulacji podstawy czasu (9) naleŝy wybrać taką pozycję, aby na ekranie uzyskać jak najniejszą liczbę pełnych okresów (jednak nie niejszą niŝ jeden). Przykładowy przebieg napięcia prostokątnego przedstawiony jest na rys. 3.. Częstotliwość badanego sygnału oŝna określić ze wzoru: 1 1 = = X G ν, przy czy okres = X G, (5) gdzie X oznacza odczytaną z ekranu długość (w działkach [DIV]) odcinka odpowiadającego okresowi badanego sygnału, natoiast G przyjuje wartość aktualnego współczynnika podstawy czasu ierzoną w sekundach na działkę [s/div]. X Rys. 3.. Idea poiaru okresu kłady elektroniczne zawierają źródła (np. źródła prądu lub napięcia) i odbiorniki sygnału. Poiędzy te dwie podstawowe części układu najczęściej włączone są inne eleenty, które ogólnie biorąc posiadają jedno wejście i jedno wyjście. Wejście i wyjście ają po dwa zaciski. Ze względu na cztery zaciski eleenty te nazyway czwórnikai. Stan czwórnika opisują dwa napięcia we i wy oraz natęŝenia prądu I 1, I, I 3 i I 4 spełniające warunek równości prądów na wejściu i równości prądów na wyjściu (I 1 = I oraz I 3 = I 4 ). Pojedynczy czwórnik charakteryzuje się właściwościai odnoszącyi się na ogół tylko do jednej częstotliwości. Z tego powodu podane niŝej definicje są słuszne dla ustalonej w dany przypadku częstotliwości. Rys Scheat czwórnika Rys Model czwórnika liniowego Ogólnie czwórnik stanowi eleent z dwoa zaciskai wejściowyi (1 i ) oraz dwoa zaciskai wyjściowyi (3 i 4). Scheat czwórnika przedstawiony jest na rys Czwórnik czynny jest w stanie dostarczyć odbiornikowi większą oc czynną od pobranej ze źródła. Wykazuje zate pewne wzocnienie ocy, które a wartość większą od jedności. Przykłade takiego czwórnika oŝe być wzacniacz tranzystorowy

6 Czwórnik bierny oŝe oddać odbiornikowi co najwyŝej tyle ocy czynnej, ile otrzyuje na wejściu. Czwórnikai biernyi są zate takie układy, które poza kondensatorai, cewkai i rezystorai nie zawierają Ŝadnych innych eleentów lub takie układy wzacniaczy, których wzocnienie ocy nie przekracza jedności niezaleŝnie od typu odbiornika dołączanego do wyjścia wzacniacza. Czwórnik liniowy charakteryzuje się ty, Ŝe po podłączeniu do wyjścia czwórnika (zaciski 3 i 4) liniowego odbiornika, zaleŝności iędzy napięcie wejściowy we, napięcie wyjściowy wy i natęŝenie prądu wyjściowego I wy = I 3 = I 4 są liniowe. Oznacza to, Ŝe do opisu czwórnika liniowego oŝna stosować prawa Kirchhoffa i zasadę superpozycji. Słuszny zate będzie związek wy = k we wiąŝący napięcie wejściowe i wyjściowe, w który k oznacza stały współczynnik wzocnienia napięciowego czwórnika liniowego. Do dalszych rozwaŝań przyjęty został odel czwórnika liniowego pokazany na rys W przyjęty odelu czwórnik ten charakteryzuje się ipedancją wejściową r we, ipedancją wyjściową r wy oraz zastępczą SEM wyjściową ε wy. W celu oszacowania ipedancji wyjściowej r wy badanego czwórnika, przy ustalonej SEM ε g na generatorze o ipedancji wyjściowej r g, naleŝy dokonać poiarów napięć wyjściowych A i B w dwu przypadkach: bez dodatkowego obciąŝenia czwórnika (R L ; rys. 3.5, poiar napięcia A) oraz z dodatkowy obciąŝenie (R L ; rys. 3.6, poiar napięcia B ). Rys Scheat układu do poiaru napięcia wyjściowego A Przeprowadziy następujące rozuowanie dla układu z rys. 3.5: zakładay, Ŝe: R * L * rwy RL >> rwy, (Z1) * R wtedy dla obwodu wyjściowego czwórnika z II prawa Kirchhoffa wynika, Ŝe: po przekształceniach wzoru (6) otrzyujey: wy * wy wy * wy * L L ε = I r + I R, (6) * wy wykorzystując załoŝenie (Z1) w (7a) ay: I wy * L R εwy εwy RL = =, (7a) * * r + R (r R ) + 1 wy I a poniewaŝ z (6) wynika równieŝ, Ŝe: ε wy * wy * wy L wy L *, (7b) ε I r =, (8) więc uwzględniając (7b) w (8) ostatecznie otrzyujey zaleŝność: wy A ε wy A. (9) Wykazaliśy zate, Ŝe zierzone napięcie A jest równe zastępczej SEM w przyjęty odelu czwórnika.

7 Rys Scheat układu do poiaru napięcia wyjściowego B Podobne rozuowanie oŝna przeprowadzić dla układu z rys. 3.6: zakładay, Ŝe: z II prawa Kirchhoffa oraz z (9) wynika, Ŝe: z prawa Oha ay: podstawiając (1) do (11) otrzyujey: R, (Z) L wy A wy = =, (1) rwy + RL rwy + RL I B wy ε = I R, (11) L R A L B =. (1) rwy + RL W ten sposób znaleźliśy związek iędzy napięciai A oraz B. Na podstawie wzoru (1) oŝna wyznaczyć wartość ipedancji wyjściowej rozwaŝanego czwórnika: A B wy = RL. (13) B r W celu oszacowania ipedancji wejściowej r we, przy ustalonej SEM ε g na generatorze o ipedancji wyjściowej r g, naleŝy dokonać poiarów napięć wyjściowych C i D w dwu przypadkach: z dodatkowy szeregowy rezystore na wejściu czwórnika (R S ; rys. 3.7, poiar napięcia C ) oraz bez dodatkowego szeregowego rezystora na wejściu czwórnika (R S = ; rys. 3.8, poiar napięcia D ). Rys Scheat układu do poiaru napięcia wyjściowego C Rys Scheat układu do poiaru napięcia wyjściowego D Przeprowadzając następujące rozuowanie dla układu z rys. 3.7: g * we ( r + R r ) ε = I + (14) C g * we S we = k (15a) - 7 -

8 C * I we rwe oraz analogiczne rozuowanie dla układu z rys. 3.8: = k (15b) g we ( r r ) ε = I + (16) D g we we = k (17a) = k I r, (17b) D we we a następnie porównując (15b) i (17b) oŝna pokazać (zakładając Ŝe współczynnik wzocnienia napięciowego k jest stały w obu przypadkach pokazanych na rys. 3.7 i rys. 3.8), Ŝe napięcia C oraz D są ze sobą związane zaleŝnością: dzieląc stronai (14) i (16) dostajey: * C I = we, (18) D I we r + r * we g we we rg + RS + rwe podstawiając (19) do (18) otrzyujey: I I po przekształceniach () ay: C D C D =, (19) ( rg RS + rwe ) = rg + rwe +, () ( ) + = C rg RS rg rwe 1 D, (1) stąd łatwo juŝ wyznaczyć poszukiwaną ipedancję wejściową czwórnika: RSC rg ( D C ) r =, () we D czyli ostatecznie po przekształceniu () otrzyujey: C C we = RS rg. (3) D C r Najprostszą etodą poiaru przesunięcia fazowego iędzy dwoa sygnałai sinusoidalnyi o tej saej częstotliwości jest porównanie ich przebiegów na ekranie oscyloskopu dwukanałowego. Przy poiarze naleŝy paiętać o ty, Ŝe pozioe osie zerowe obu przebiegów uszą się pokrywać tak jak pokazano na rys. 3.9a. Przesunięcie fazowe oblicza się ze wzoru: o ϕ = 36 x, (4) x przy czy: x ierzony w działkach odstęp iędzy dwoa przebiegai na przecięciu z osią zerową (rys. 3.9a); x ierzona w działkach długość odpowiadająca pełneu okresowi przebiegu sinusoidy. Za poocą pokręteł płynnej regulacji wzocnienia (9)/(1) patrz rozdział 4, rys. 4.5 ustalay wysokość obu przebiegów na jednakową wartość 5 działek. Podstawę czasu dobieray pokrętłai (9)/(3) patrz rozdział 4, rys. 4.5 tak, aby jeden okres przebiegu zajął ok. 75% szerokości ekranu oscyloskopu

9 a) b) Rys Idea poiaru przesunięcia fazowego (a) w trybie pracy dwukanałowej i (b) w trybie pracy X-Y oscyloskopu Rys Przykładowe przebiegi zarejestrowane w trybie pracy X-Y oscyloskopu i odpowiadające i wartości przesunięć fazowych Drugą bardzo popularną etodą poiaru przesunięcia fazowego jest poiar paraetrów figury Lissajous (rys. 3.9b) uzyskanej na ekranie oscyloskopu pracującego w trybie X-Y. Na rys. 3.1 pokazane zostały figury uzyskane na ekranie, gdy do wejść X i Y oscyloskopu doprowadzono sygnały sinusoidalne o tej saej częstotliwości, ale przesunięte w fazie o pewien kąt fazowy ϕ. Aplitudy badanych przebiegów ogą być róŝne i nie ają wpływu na wynik poiaru, wygodnie jest jednak stosować aplitudy o zbliŝonych wartościach, przez co w pełni wykorzystuje się pole ekranu oscyloskopu. Z poiaru paraetrów elipsy uzyskanej dla dwu przebiegów sinusoidalnych o tej saej częstotliwości oŝey obliczyć przesunięcie fazowe. W ty celu korzystay z następującego wzoru: a = arcsin b ϕ. (5) Wielkości występujące we wzorze (5) są zdefiniowane na rys. 3.9b. NaleŜy paiętać, Ŝe opisana etoda poiarów paraetrów elipsy jest ało precyzyjna w przypadku analizy przesunięć fazowych niejszych niŝ

10 4. Dostępna aparatura KaŜde stanowisko laboratoryjne wyposaŝone jest w zestaw aparatury poiarowej, w skład którego wchodzą następujące eleenty: zasilacz stabilizowany SPD333, generator funkcyjny DF1641B, analogowy oscyloskop dwukanałowy GOS-6 lub GOS-63, cyfrowy oscyloskop dwukanałowy SDS15DL. Dodatkowo kaŝde stanowisko jest wyposaŝone w przenośne ultietry cyfrowe typu -84, Protek 56, M-465, lub M-466 oraz w rezystor wzorcowy i rezystor obciąŝenia a takŝe w koplet niezbędnego okablowania Multietry Rys Multietry na górze -84, na dole od lewej Protek56, M-465 oraz M

11 Czułością przyrządu poiarowego nazyway iarę jego reakcji na ziany wartości ierzonej. Rozdzielczością nazyway najniejszą zianę wartości wielkości ierzonej, którą oŝna odczytać. eoretyczna rozdzielczość iernika (r) wynika z ilości wyświetlanych cyfr (N) oraz wybranego zakresu poiarowego (Z). W ultietrach cyfrowych spotykay dwa rodzaje wyświetlaczy: pełne, tzn. takie, w których na wszystkich iejscach są wyświetlane wszystkie cyfry od do 9 oraz niepełne, na których na najwyŝszej pozycji (pierwsza z lewej cyfra) jest wyświetlana ograniczona ilość cyfr lub nie jest wyświetlana Ŝadna cyfra. Dla tzw. wyświetlaczy pełnych rozdzielczość odczytu obliczay korzystając z zaleŝności: r = Z/1 N. Np. dla woltoierza z pełny wyświetlacze 4-cyfrowy na zakresie 1 V oŝey dokonywać poiarów w przedziale 99,99 V z rozdzielczością odczytów: r = 1 V/1 4 =,1 V. Dla iernika z wyświetlacze niepełny przy określaniu rozdzielczości bierzey pod uwagę jedynie liczbę cyfr w pełni wyświetlanych. Jednocześnie zaiast pełnej wartości zakresu do rozwaŝań bierzey rząd wybranego zakresu (np. przy wybrany zakresie V, bierzey Z = 1 V). Przykładowo, dla iernika z wyświetlacze pokazujący 3½ cyfry (w zasadzie wyświetlacz jest 4-cyfrowy, ale na pierwszej z lewej pozycji nie oŝe on wyświetlać wszystkich cyfr) i dla zakresu V (rząd zakresu 1 V) oŝey dokonywać poiarów w zakresie 199,9 V z rozdzielczością odczytu: r = 1 V/1 3 =,1 V. Niedokładność poiaru (błąd bezwzględny poiaru) a dwa składniki. Jeden stanowi procentową część wartości odczytanej, oznaczanej jako rdg, np. ±,5% rdg. Drugi składnik zaleŝy od rozdzielczości r (oznaczanej równieŝ jako LSB, LSD lub dgts) i najczęściej podawany jest w postaci krotności rozdzielczości, np. +5dgts. Na polu odczytowy ierników cyfrowych nie a Ŝadnych inforacji dotyczących ich dokładności, konieczne jest zate skorzystanie z danych zawartych w instrukcji obsługi iernika. Jeśli przykładowo cyfrowy woltoierz na zakresie V wskazuje wartość 1, V, a z instrukcji woltoierza odczytano, Ŝe na zakresie V błąd bezwzględny iernika wynosi = ±(,7% rdg + dgts), natoiast jego rozdzielczość wynosi,1 V to oznacza, Ŝe bezwzględny błąd poiaru napięcia = ±(,7 1 V +,1 V) =,7 V,3 V. Zwróćy uwagę na istotną róŝnicę iędzy rozdzielczością, a wartością błędu bezwzględnego. Rozdzielczość wynosi w ty przykładzie dgts =,1 V a zate prawidłowo obliczony błąd bezwzględny =,3 V jest 3 razy większy od rozdzielczości. Jak łatwo zauwaŝyć, błąd bezwzględny jest zazwyczaj większy a jedynie w najlepszy przypadku równy rozdzielczości. Wybór zakresu w zasadniczy sposób wpływa na dokładność odczytu. Optyalny wybore (ze względu na obniŝenie wartości błędu zaleŝnego od rozdzielczości) jest najniejszy dopuszczalny dla ierzonej wielkości zakres (wartość ierzona jest wtedy najbardziej zbliŝona do aksyalnej wartości danego zakresu). Rachunek błędów dla poiarów wykonywanych z uŝycie ultietrów oówiono bardziej szczegółowo w rozdziale 8 w aneksie A9 do niniejszej instrukcji. Fabryczne instrukcje obsługi ultietrów dostępne są w Internecie [6]

12 4.. Zasilacz laboratoryjny Rys. 4.. Zasilacz SPD333 Zasilacz stabilizowany jest regulowany źródłe napięcia lub prądu stałego. Na płycie czołowej zasilacza uieszczone są [6]: pokrętło uniwersalne słuŝące. in. do płynnej regulacji napięcia i natęŝenia prądu wyjściowego, pary gniazd wyjść regulowanych (+) i ( ) oraz gniazdo uzieienia (GND), gniazda wyjścia stabilizowanego napięcia 5V/3,3V/,5V, wielofunkcyjny wyświetlacz, który doyślnie pełni funkcję 4 kontrolnych ierników wielkości wyjściowych ( woltoierzy oraz aperoierzy), przyciski wyboru funkcji i trybu pracy (np. szeregowa, równoległa bądź niezaleŝna praca sekcji MASER i SLAVE), kontrolki sygnalizujące tryb pracy zasilacza. Zazwyczaj stabilizacji podlega napięcie na zaciskach wyjściowych zasilacza. JeŜeli z zasilacza pobiera się prąd o natęŝeniu niejszy od nastawionego, wówczas na zaciskach wyjściowych utrzyuje się stałe nastawione napięcie. Po zwiększeniu natęŝenia pobieranego prądu ponad nastawioną wartość zasilacz przechodzi w tryb stabilizacji natęŝenia prądu (sygnalizuje to odpowiednia kontrolka), przy czy tak obniŝa napięcie, aby utrzyywać nastawioną wartość natęŝenia prądu. MoŜliwość nastawy aksyalnego natęŝenia prądu (podczas pracy ze stabilizacją napięcia) lub aksyalnego napięcia (podczas pracy ze stabilizacją natęŝenia prądu) wykorzystuje się w celu zabezpieczenia zasilanego układu przed uszkodzenie. NaleŜy paiętać, Ŝe nastawy aksyalne powinny być nieco wyŝsze od spodziewanych rzeczywistych wartości dla danego obciąŝenia. Fabryczna instrukcja obsługi zasilacza dostępna jest w Internecie [6]

13 4.3. Generator funkcyjny Rys Generator funkcyjny DF1641B Generator funkcyjny jest źródłe przebiegów napięciowych (sinusoidalnego, trójkątnego lub prostokątnego) o nastawialnej częstotliwości, aplitudzie i składowej stałej. Rodzaj przebiegu i zakres częstotliwości wybiera się za poocą przycisków uieszczonych na płycie czołowej. Po wybraniu zakresu zian częstotliwości jej wartość ustawia się płynnie za poocą pokrętła (FREQENCY). Z kolei po wybraniu zakresu zian aplitudy jej wartość oŝna płynnie zieniać za poocą pokrętła (AMPLIDE). BieŜące wartości częstotliwości oraz napięcia iędzyszczytowego oŝna odczytać z odpowiednich wyświetlaczy. Dodatkowo z panelu czołowego generatora regulować oŝna takŝe składową stałą oraz współczynnik wypełnienia generowanego przebiegu. Sygnał wyjściowy dostępny jest na gnieździe BNC oznaczony jako (OP). Ipedancja wyjściowa generatora DF1641B wynosi 5Ω, dlatego trzeba się liczyć z oŝliwością wyraźnego zniejszenia się aplitudy sygnału na wyjściu generatora przy wzroście jego obciąŝenia (czyli przy zniejszaniu ipedancji obciąŝenia np. do wartości poniŝej 1kΩ). Generatory dostępne w pracowni ają wbudowane tłuiki. Na płycie czołowej kaŝdego generatora, obok gniazda BNC w sekcji OP, znajduje się przycisk wyboru zakresu zian aplitudy, który oŝna utoŝsaić z wybore jednej z czterech wartości współczynnika tłuienia napięciowego. Naciśnięciai przycisku ustawia się wartość tłuienia sygnału wyjściowego w sekwencji db, db, 4 db, 6 db. stawienie sygnalizowane jest świecenie odpowiedniej diody LED poczynając od górnej diody sygnalizującej wybór tłuika db, a kończąc na dolnej diodzie sygnalizującej wybór tłuika 6 db. Zaleca się stosowanie tłuika wyjściowego, gdy Ŝądana aplituda sygnału wyjściowego jest niejsza niŝ 1% aksyalnej nastawy potencjoetru regulacji aplitudy. Rachunek błędów dla poiarów wykonywanych z uŝycie generatora funkcyjnego oówiono bardziej szczegółowo w rozdziale 8 w aneksie A8. Fabryczna instrukcja obsługi generatora dostępna jest w Internecie [6]

14 4.4. Oscyloskop analogowy Rys Oscyloskop analogowy GOS6 Analogowy oscyloskop dwukanałowy jest typowy przyrząde przeznaczony do obserwacji i poiarów przebiegów elektrycznych zarówno napięcia stałego jak i ziennego w zakresie częstotliwości od kilku Hz do kilkunastu MHz. Płyta czołowa oscyloskopu pokazana została na rys. 4.5 [6]. Rys Płyta czołowa oscyloskopu analogowego GOS-6 Oscyloskop składa się z zasadniczych odułów takich jak lapa oscyloskopowa, wzacniacze odchylania oraz generator podstawy czasu. Czułość lapy oscyloskopowej jest stała i niewielka, a w praktyce często usiy dokonywać poiaru napięć z duŝego zakresu wartości aplitud, np. od ułaków wolta do kilkudziesięciu woltów. Dlatego teŝ w

15 oscyloskop są wbudowane odpowiednie wzacniacze. Są to wzacniacze szerokopasowe, tzn. ogące wzacniać napięcia zienne w szeroki zakresie częstotliwości (od ułaka Hz do kilkudziesięciu MHz), o duŝy współczynniku wzocnienia (kilka tysięcy razy). Wzocnienie reguluje się poprzez dobór właściwego współczynnika odchylania. Współczynnik odchylania ustawia się patrz rys. 4.5 pokrętłai (7) i (). Pokrętłe (7) regulujey wzocnienie w kanale pierwszy wejście CH1 (8) a pokrętłe () w drugi wejście CH (). PoniewaŜ wyjścia wzacniaczy dołączone są do układu odchylania pionowego lapy oscyloskopowej dokonując regulacji wzocnienia wpływay na wielkość (wysokość) obserwowanego przebiegu. JeŜeli natoiast do układu podstawy czasu lapy oscyloskopowej przyłoŝyy zienne napięcie o kształcie zębów piły, czyli tzw. napięcie piłokształtne, to na ekranie lapy plaka świetlna będzie się bardzo szybko przesuwała ze strony lewej na prawą kreśląc jednocześnie odpowiedni przebieg sygnału z wejścia (8) lub (). Do wytwarzania napięcia piłokształtnego słuŝy wbudowany w oscyloskop generator podstawy czasu. Częstotliwość tego generatora jest regulowana pokrętłe (9) w stosunkowo szeroki zakresie od ikrosekund do sekund. Obraz, który powstaje na ekranie oscyloskopu jest stabilny i nieruchoy tylko wtedy, gdy częstotliwości sygnału badanego i generatora podstawy czasu są jednakowe lub są wielokrotnościai. Przykładowo, jeŝeli częstotliwość badanego napięcia sinusoidalnego będzie równa częstotliwości generatora podstawy czasu, uzyskay na ekranie jeden pełny okres sinusoidy, jeśli będzie dwa razy większa dwa pełne okresy itd. stalenie ścisłej zgodności częstotliwości dokonywane jest autoatycznie poprzez synchronizację generatora podstawy czasu sygnałe ierzony. Przy braku pełnej synchronizacji obraz na ekranie lapy oscyloskopowej będzie się przesuwał w pozioie (w lewo lub w prawo). Przed włączenie zasilania oscyloskopu naleŝy przygotować oscyloskop do pracy. W ty celu naleŝy zniejszyć do iniu jasność () oraz ustawić inialne wzocnienie sygnału wejściowego (7)/(). Następnie pokrętła płynnej regulacji wzocnienia (9)/(1) i podstawy czasu (3) powinny zostać ustawione w pozycji CAL. Z kolei pokrętła ostrości (3) oraz połoŝenia pozioego (3) i pionowego (11)/(19) naleŝy ustawić w połoŝeniach środkowych. Po wykonaniu opisanych czynności wstępnych oŝna włączyć zasilanie oscyloskopu (6) i odczekać kilka inut, aby oscyloskop się nagrzał. Istotną trudnością dla początkujących uŝytkowników oscyloskopu jest uzyskanie stabilnego obrazu na ekranie oscyloskopu. Najwygodniej jest rozpocząć pracę od lokalizacji linii pozioej kreślonej na ekranie dla zerowej wartości sygnału wejściowego. W ty celu przełączniki sprzęŝenia badanych sygnałów (1) oraz (18) naleŝy ustawić w pozycji GND. Aby uruchoić generator podstawy czasu, naleŝy przełącznikie (5) wybrać tryb wyzwalania autoatycznego AO. Następnie pokrętłai jasności () INEN i ostrości (3) FOCS trzeba skorygować jaskrawość i ostrość obserwowanego na ekranie obrazu (powinna być widoczna ostra linia pozioa), a pote pokrętłai połoŝenia (11)/(19) i (3) przesunąć obraz na środek ekranu. JeŜeli do gniazda wejściowego (8) CH1 lub () CH doprowadzony jest sygnał to po zianie sprzęŝenia wejścia (1)/(18) na DC powinien on być widoczny na ekranie oscyloskopu, choć oŝe być niestabilny. MoŜe się równieŝ zdarzyć, Ŝe składowa stała sygnału jest tak duŝa, Ŝe obraz przesunięty jest w pionie poza widoczny obszar ekranu. W taki przypadku naleŝy zniejszać współczynnik odchylania (7)/() wybranego kanału wejściowego, aŝ do uzyskania widocznego obrazu. W przypadku sygnałów o duŝej wartości składowej stałej konieczna oŝe być ziana sprzęŝenia (1)/(18) na AC. Aby obraz widoczny na ekranie oscyloskopu był stabilny, konieczne jest spełnienie warunku synchronicznego wyzwalania podstawy czasu. Najłatwiej i najczęściej spełnienie powyŝszego warunku osiąga się stosując synchronizację wewnętrzną. Jeśli badany sygnał podawany jest na wejście CH1 to przełącznik źródła wyzwalania (3) ustawia się w pozycji CH1. W przypadku obserwacji dwukanałowych przełącznikie (3) oŝna wybrać zarówno pozycję CH1, jak i CH, zaleŝnie od celu

16 obserwacji i właściwości sygnałów. W szczególnych przypadkach, gdy obserwowane przebiegi są synchroniczne z napięcie sieci zasilającej o częstotliwości 5Hz, wygodne oŝe być wykorzystanie pozycji LINE przełącznika (3). Po ustawieniu we właściwej pozycji przełącznika (3) oraz po wybraniu prawidłowego poziou wyzwalania (np. ręcznie za poocą pokrętła (8) LEVEL i przełącznika (6) SLOPE) obraz powinien być stabilny. Po uzyskaniu stabilnego obrazu naleŝy ewentualnie skorygować jasność i ostrość obrazu za poocą pokręteł () INEN i (3) FOCS. Podczas wykonywania wszystkich oówionych wyŝej czynności oŝna ograniczyć się do korzystania z trybu wyzwalania autoatycznego (przełącznik (5) pozycja AO). Jest to wygodne nie tylko w trakcie wstępnej lokalizacji obrazu, ale równieŝ podczas obserwacji i poiarów. Z trybu NORM naleŝy korzystać jedynie w przypadku sygnałów stwarzających trudności z synchronizacją. W trybie X-Y ustawiany przełącznikie (9) wzacniacz podstawy czasu jest sterowany sygnałe zewnętrzny. Wybór trybu pracy X-Y oznacza przyłączenie sygnału z kanału CH1 do wzacniacza podstawy czasu (X), a sygnału z kanału CH do wzacniacza odchylania pionowego (Y). Po zapoznaniu się z obsługą oscyloskopu naleŝy połączyć wejście oscyloskopu z wyjście generatora funkcyjnego. Po wstępny ustawieniu paraetrów sygnału pojawiającego się na wyjściu generatora naleŝy tak dobrać połoŝenia nastaw oscyloskopu, aby obraz widoczny na ekranie wypełniał go w 8% (cały przebieg ieści się na ekranie). Dokonując ziany współczynnika podstawy czasu, pokrętłe (9) naleŝy z kolei wybrać takie połoŝenie, aby obraz był stabilny i nieruchoy a jednocześnie, aby na ekranie widoczne było kilka pełnych okresów przebiegu badanego sygnału. Rachunek błędów dla poiarów wykonywanych z uŝycie oscyloskopów oówiono bardziej szczegółowo w rozdziale 8 w aneksach A6 oraz A7. Fabryczna instrukcja obsługi oscyloskopu dostępna jest w Internecie [6] Oscyloskop cyfrowy Rys Oscyloskop cyfrowy SDS15DL Cyfrowy oscyloskop dwukanałowy jest typowy nowoczesny przyrząde przeznaczony do obserwacji i poiarów przebiegów elektrycznych, zarówno napięcia stałego jak i ziennego, w zakresie częstotliwości od kilku Hz do kilkunastu MHz. Płyta czołowa oscyloskopu cyfrowego pokazana została na rys W odróŝnieniu od oscyloskopu

17 analogowego w oscyloskopie cyfrowy badany przebieg jest przechowywany w paięci oscyloskopu, a następnie oŝe być zobrazowany na ekranie/wyświetlaczu oscyloskopu. Jeśli cyfrowy oscyloskop posiada interfejs uoŝliwiający transisję danych, np. RS3C lub SB, to przy uŝyciu odpowiedniego oprograowania badany przebieg oŝe być równieŝ zapisany na zewnętrznej paięci SB, albo przesłany do koputera i bezpośrednio wyświetlony na ekranie onitora koputerowgo. Zgodnie z instrukcją zalecana przez producenta oscyloskopu SDS15DL pojeność zewnętrznej paięci SB, którą zaierzay wykorzystać do zapaiętywania oscylograów, nie powinna być większa niŝ 4GB. Oprócz typowych dla dwukanałowego oscyloskopu analogowego sekcji odchylania pozioego oraz sekcji szerokopasowych wzacniaczy wejściowych wejścia CH1 i CH w oscyloskopie cyfrowy dostępne jest rozbudowane wielopozioowe kontekstowe enu pojawiające się na ekranie wyświetlacza oscyloskopu i uoŝliwiające wykonywanie szeregu dodatkowych operacji bezpośrednio na zarejestrowanych w paięci oscyloskopu przebiegach sygnału. MoŜliwe jest np. dokonywanie precyzyjnych poiarów napięć oraz czasu iędzy wybranyi dwoa punktai zarejestrowanych przebiegów. Do tego celu wykorzystywane są tzw. kursory pojawiające się na wyświetlaczu w postaci dodatkowych linii pionowych i pozioych. Kursory te ogą być przeieszczane na obrazie przebiegu przez uŝytkownika lub ustalają swe połoŝenie autoatycznie. MoŜliwe jest równieŝ wykonywanie prostych działań ateatycznych bezpośrednio na zarejestrowanych przebiegach (dodawanie, odejowanie, noŝenie i dzielenie) a takŝe wykonywanie zaawansowanej analizy badanego sygnału z wykorzystanie róŝnych odian szybkiej transforaty Fouriera (ang. FF). Badany przebieg jest doprowadzony do wzacniacza wejściowego (CH1 i CH), układu ziany sprzęŝenia (AC lub DC) oraz układu przesuwu pionowego. Sygnał ze wzacniacza wejściowego podawany jest na wejścia układu próbkująco-paiętającego oraz układu sterowania logicznego. W układzie próbkująco-paiętający zostaje pobrana i zapaiętana analogowa wartość chwilowa badanego przebiegu w chwili jego próbkowania. Jest to tzw. pojedyncza próbka badanego przebiegu. O chwili próbkowania i częstotliwości próbkowania decyduje układ sterowania logicznego. Zapaiętana w postaci analogowej wartość chwilowa przebiegu zostaje następnie przetworzona w słowo cyfrowe w przetworniku a/c. Liczba bitów w słowie cyfrowy (długość słowa) decyduje o zdolności rozdzielczej oscyloskopu cyfrowego. Przy 8-bitowy słowie w oscyloskopie SDS15DL zdolność rozdzielcza w kierunku osi pionowej Y wynosi 1: 8 = 1:56 =,391% zakresu. Oznacza to, Ŝe badany ciągły przebieg analogowy oŝe zostać podzielony na aksyalnie 56 dyskretnych pozioów. Słowo cyfrowe, odpowiadające pojedynczej próbce badanego przebiegu, zostaje zapaiętane w wewnętrznej paięci cyfrowej oscyloskopu. W celu zapaiętania całego przebiegu naleŝy pobrać wiele próbek w odstępach czasu wynikających z częstotliwości próbkowania. I większa jest liczba pobranych próbek ty drobniejsze szczegóły przebiegu ogą być zapaiętane, a następnie odtworzone na wyświetlaczu. Liczba próbek, na jaką został podzielony przebieg, nosi nazwę rekordu. W oscyloskopach cyfrowych spotyka się rekordy o długości od 51 do wielu tysięcy słów. Długość rekordu paięci oscyloskopu SDS15DL wynosi 3 tys. słów (3 kpts). Zapaiętany przebieg, po pobraniu go z rekordu w paięci cyfrowej oscyloskopu, przesyłany jest do układu rekonstrukcji przebiegu. W efekcie końcowy na wyświetlaczu oscyloskopu uzyskujey w ten sposób zrekonstruowany obraz przebiegu w postaci kropek, o których połoŝeniu w kierunku osi pionowej decyduje wartość zapisana w dany słowie cyfrowy, a w kierunku osi pozioej generator cyfrowej podstawy czasu. Generator cyfrowej podstawy czasu działa na zasadzie zliczania ipulsów, których częstotliwość jest precyzyjnie określona przez zegar, zrealizowany zazwyczaj w postaci oscylatora kwarcowego. Dzięki teu w oscyloskopie cyfrowy SDS15DL oŝna uzyskać dokładność podstawy czasu z błęde bezwzględny niejszy niŝ s dla czasów krótszych niŝ 1 s. Na wyświetlaczu oscyloskopu obraz przebiegu oŝe być

18 odtworzony w postaci oddzielnych lub połączonych kropek (jasnych pikseli), co stwarza iluzję przebiegu ciągłego. Istnieje kilka etod łączenia kropek. Dostępne w oscyloskopie SDS15DL łączenie kropek odcinkai linii prostej nosi nazwę interpolacji liniowej, a łączenie odcinkai sinusoidy interpolacji sinusoidalnej. Przy tworzeniu obrazu złoŝonego z kropek oŝe dochodzić do tzw. przeinaczenia (ang. aliasing). RozróŜniay dwa rodzaje przeinaczenia: przeinaczenie właściwe oraz przeinaczenie percepcyjne. Przeinaczenie właściwe występuje wtedy, gdy liczba próbek/kropek jest niejsza niŝ dwie na jeden okres przebiegu. Chcąc uniknąć przeinaczenia właściwego naleŝy zwiększyć liczbę próbek na jeden okres przebiegu (czyli zwiększyć częstotliwość próbkowania). Inną etodą uniknięcia przeinaczenia właściwego jest włączenie w torze wzacniacza wejściowego (CH1 i CH) filtru eliinującego częstotliwości o wartości większej niŝ połowa wartości częstotliwości próbkowania. Niestety filtr taki skutecznie usuwa takŝe wszystkie szybkie składowe badanego sygnału, zniekształcając ty say jego przebieg. Z kolei przeinaczenie percepcyjne jest złudzenie optyczny spowodowany nie przez oscyloskop, a przez oko obserwatora, które a tendencję do łączenia ze sobą najbliŝej leŝących punktów/kropek. Zjawiska przeinaczenia percepcyjnego oŝna uniknąć przez łączenie kropek odcinkai linii prostych (interpolacja liniowa). W praktyce wystarczy 1 kropek przypadających na jeden okres sinusoidy, aby po połączeniu ich odcinkai uzyskać dość wierny obraz przebiegu. Natoiast stosując interpolację sinusoidalną do wiernej rekonstrukcji przebiegu sinusoidalnego wystarczają -3 kropki na jeden okres. Niestety w przypadku rekonstrukcji przebiegów niesinusoidalnych zastosowanie interpolacji sinusoidalnej wprowadza najczęściej znaczące zniekształcenia, natoiast zastosowanie interpolacji liniowej wyaga do wiernej rekonstrukcji iniu 5 kropek na okres przebiegu. Wyboru rodzaju interpolacji sinusoidalnej bądź liniowej dokonuje się poprzez ustalenie odpowiedniej wartości w pozycji Sinx/x enu oscyloskopu SDS15DL. Jak zostało to powyŝej wykazane, i większa jest liczba próbek przypadających na jeden przebieg, ty wierniej będzie on odtworzony. Względy techniczne ograniczają jednak liczbę próbek do skończonej wartości. Jak juŝ wsponianio wyŝej długość rekordu paięci oscyloskopu SDS15DL wynosi 3 tys. słów. Z kolei aksyalna częstotliwość próbkowania jest głównie ograniczona przez szybkość działania przetwornika a/c i przez układy próbkująco-paiętające a wyraŝana jest w egapróbkach/sekundę (MS/s, MSa/s). W przypadku oscyloskopu cyfrowego SDS15DL aksyalna częstotliwość próbkowania przyjuje wartość 5 MSa/s, co w przypadku rejestracji przebiegów niesinusoidalnych, wyagających do wiernej rekonstrukcji 5 kropek na okres przebiegu, daje uŝyteczne paso ok. MHz. W przypadku rejestracji przebiegów sinusoidalnych, wyagających do wiernej rekonstrukcji 1 kropek na okres przebiegu, daje uŝyteczne paso ok. 5 MHz. NaleŜy w ty iejscu zwrócić uwagę na jeszcze jedną, nietypową cechę oscyloskopu cyfrowego. Przy pracy dwukanałowej wiele oscyloskopów rozdziela próbki po połowie na kaŝdy kanał i wtedy uŝyteczne paso aleje dwukrotnie. W przypadku oscyloskopu SDS15DL dzieje się tak w przypadku, gdy wybrana przez uŝytkownika podstawa czasu jest szybsza niŝ 5 [ns/div]. Oscyloskop cyfrowy oŝe być wykorzystany do rejestracji przebiegów powtarzalnych lub jednorazowych. Mierzony przebieg powtarzalny oŝe być zaroŝony w paięci oscyloskopu na stałe i nawet po odłączeniu sygnału od wejścia oscyloskopu oŝe być rekonstruowany na wyświetlaczu przez dowolnie długi czas. Przy ty sposobie pracy oscyloskopu ziany występujące w badany przebiegu po jego zaroŝeniu nie są widoczne. W przeciwieństwie do pracy w trybie z zaroŝenie oŝliwe jest równieŝ uzyskanie tzw. obrazu aktywnego, co jest uzyskiwane przez cykliczne kasowanie zawartości paięci oscyloskopu i ponowne jej wypełnianie danyi pobranyi z bieŝącego przebiegu. Mierzony przebieg jednorazowy (niepowtarzalny) oŝe być oczywiście rekonstruowany tylko przy pracy w trybie z zaroŝenie. Wyboru odpowiedniego trybu pracy dokonujey

19 przyciskie RN/SOP z panelu sterowania oscyloskopu SDS15DL. Warto w ty iejscu zauwaŝyć, Ŝe przy rejestracji przebiegu jednorazowego paso oscyloskopu aleje wraz ze zniejszanie się prędkości podstawy czasu, przy czy i wolniejsza jest podstawa czasu, ty węŝsze jest paso oscyloskopu cyfrowego. Jest to właściwość, która nie występuje w oscyloskopie analogowy. Ze względu na nogość nastaw i opcji, które oŝna ustawić w oscyloskopie cyfrowy SDS15DL, zaleca się, aby po włączeniu zasilania oscyloskopu przywrócić jego doyślną fabryczną konfigurację. SłuŜy do tego przycisk DEFAL SEP na panelu czołowy. W ten sposób ustaliy. in. współczynnik odchylania (wejścia CH1 i CH) na wartość 1 [V/DIV], sprzęŝenie wejść na DC, podstawę czasu na wartość 5 [µs/div]. Wyłączane są teŝ wszystkie filtry i tłuiki wejściowe a takŝe wyłączane jest wykonywanie dodatkowych operacji ateatycznych. Na wyświetlaczu oscyloskopu pojawi się siatka z podziałką, natoiast obraz badanego przebiegu będzie odtwarzany w postaci połączonych kropek. NaleŜy paiętać, Ŝe bardzo waŝną cechą oscyloskopu cyfrowego jest oŝliwość przetwarzania danych i liczne udogodnienia poiarowe. WaŜny zagadnienie jest równieŝ łatwość obsługi. Istnieje tylko jeden sposób zweryfikowania, czy dany oscyloskop cyfrowy jest łatwy w obsłudze: nauczyć się go obsługiwać. Nieraz producenci zdają się zapoinać, Ŝe oscyloskop cyfrowy będzie obsługiwał np. przyszły inŝynier, a nie zawodowy prograista. Rachunek błędów dla poiarów wykonywanych z uŝycie oscyloskopów oówiono bardziej szczegółowo w rozdziale 8 w aneksach A6 oraz A7. Fabryczna instrukcja obsługi oscyloskopu dostępna jest w Internecie [6]

20 5. Przebieg doświadczenia 5.1. Część podstawowa 1. stalić z nauczyciele prowadzący zajęcia, które z dostępnych na stanowisku ultietrów będą uŝywane do poiarów rezystancji opornika wzorcowego. Zalecane jest uŝycie przynajniej dwu ultietrów, np. -84 oraz M-465. Wykorzystując wszystkie dostępne zakresy ooierzy ultietrów wskazanych przez prowadzącego dokonać poiaru rezystancji opornika wzorcowego ( srebrny duŝy walec z 4 zaciskai na górze obudowy). W przypadku kaŝdego z ultietrów poiary rozpoczynać od największego dostępnego zakresu ooierza (w przypadku wątpliwości poprosić prowadzącego zajęcia o sprawdzenie). Na podstawie danych zawartych w instrukcji obsługi danego ultietru oraz wskazówek z aneksu A9 do niniejszej instrukcji wykorzystać odpowiednie wzory i obliczyć błąd poiaru rezystancji na kaŝdy z zakresów. Po wykonaniu rachunków ustalić, na który ultietrze oraz na jaki zakresie ooierza wykonane poiary są najdokładniejsze.. Po sprawdzeniu czy do zasilacza nic nie jest podłączone włączyć zasilacz do sieci. Wyłączyć (deaktywować) wyjścia sekcji MASER i SLAVE zasilacza oraz sprawdzić czy wyłączony jest IMER zasilacza (w przypadku wątpliwości poprosić obsługę pracowni o sprawdzenie). Wybrać funkcję regulacji ograniczenia prądowego zasilacza. MoŜna to zrobić przy poocy oznaczonych strzałkai dwu cienych przycisków znajdujących się pod uniwersalny pokrętłe lub przy poocy saego pokrętła naleŝy je wówczas wcisnąć. Po wybraniu funkcji regulacji ograniczenia prądowego, przy poocy uniwersalnego pokrętła ustawić wartość odpowiadającą (1 ) % pełnego zakresu regulacji. Jeśli konieczne będzie zwiększenie precyzji regulacji wcisnąć przycisk (FINE) znajdujący się pod uniwersalny pokrętłe (w przypadku wątpliwości poprosić obsługę pracowni o sprawdzenie). Wybrać funkcję regulacji napięcia zasilacza. MoŜna to zrobić przy poocy oznaczonych strzałkai dwu cienych przycisków znajdujących się pod uniwersalny pokrętłe lub przy poocy saego pokrętła naleŝy je wówczas wcisnąć. Po wybraniu funkcji regulacji napięcia, przy poocy uniwersalnego pokrętła ustawić wartość inialną (w przypadku wątpliwości poprosić obsługę pracowni o sprawdzenie). W szereg z aperoierze wybranego ultietru włączyć opornik obciąŝenia ( złoty rezystor zaocowany na radiatorze) i taki układ podłączyć do regulowanego wyjścia sekcji MASER zasilacza (gniazdo czarne i czerwone). Narysować scheat badanego układu. W zaleŝności od uŝytego ultietru na aperoierzu wybrać zakres A DC lub 4A DC. - -

21 Włączyć (aktywować) wyjście sekcji MASER zasilacza i pokrętłe uniwersalny ustawić napięcie o wartości 8V, posiłkując się woltoierze wbudowany w zasilacz (w przypadku wątpliwości poprosić obsługę pracowni o sprawdzenie). Po wybraniu funkcji regulacji ograniczenia prądowego przy poocy pokrętła uniwersalnego w zasilaczu stopniowo zniejszać natęŝenie prądu płynącego przez rezystor obciąŝenia odczytując jednocześnie wartość tego natęŝenia z aperoierza ultietru (zauwaŝyć, Ŝe od pewnego oentu powinna równieŝ zacząć aleć wartość napięcia zasilacza). stawić wartość ograniczenia prądowego na ok. 15A. Zanotować ustawioną wartość natęŝenia prądu odczytaną z ultietru oraz odpowiadające u napięcie odczytane z woltoierza zasilacza. Powtórzyć poiary z powyŝszego punktu dla ograniczenia prądowego o wartości ok. 1A. Wyłączyć zasilacz i rozontować badany układ. Po rozontowaniu układu zierzyć rezystancję uŝytego opornika obciąŝenia przy poocy ooierza. Podczas opracowywania wyników poiarów porównać wartości napięć odczytanych z zasilacza (odpowiadających ustalony podczas wykonanych poiarów dwu wartościo ograniczenia prądowego, ok. 15A oraz 1A) z wartościai napięć wyliczonyi na podstawie prawa Oha zastosowanego do badanego układu (czyli dla znanego natęŝenia prądu płynącego przez opór obciąŝenia o znanej rezystancji). Wyjaśnić dlaczego ustawienie ograniczenia prądowego na iniu utrudnia regulację napięcia na wyjściu zasilacza (oŝna to sprawdzić doświadczalnie przystępując do wykonania kolejnego punktu ćwiczenia). 3. stawić i dokonać poiaru określonego napięcia na regulowanych wyjściach zasilacza korzystając z woltoierzy napięcia stałego w ultietrach. Zwrócić szczególną uwagę na właściwy dobór zakresu woltoierzy przed ich podłączenie do wyjść zasilacza. Poiary naleŝy przeprowadzić dla trzech róŝnych trybów pracy sekcji MASER i SLAVE zasilacza. Sekcje oŝna skonfigurować do pracy niezaleŝnej, szeregowej lub równoległej. Skonfigurować sekcje zasilacza do pracy w trybie niezaleŝny. Dla sekcji pracujących niezaleŝnie ustawić napięcia: 5V (MASER) i 1V (SLAVE). Skonfigurować sekcje zasilacza do pracy w trybie szeregowy. Dla sekcji połączonych szeregowo ustawić syetryczne napięcie ±15V z zere na asie. Skonfigurować sekcje zasilacza do pracy w trybie równoległy. Dla sekcji połączonych równolegle ustawić napięcie 18V. Na podstawie instrukcji do wykorzystywanego ultietru i wskazówek z aneksu A9 do niniejszej instrukcji obliczyć błędy poiarów napięć. 4. Połączyć generator funkcyjny z wejście CH1 oscyloskopu cyfrowego. Przed rozpoczęcie właściwych poiarów sprawdzić, czy sprzęŝenie wejścia jest ustawione w oscyloskopie na DC. Sygnał w generatorze ustawić tak, aby jego częstotliwość wynosiła 1kHz oraz aby wartość jego aplitudy wynosiła = 3V. Zwrócić uwagę, Ŝe z wyświetlacza generatora nie oŝna wprost odczytać wartości aplitudy. Na wyświetlaczu pokazywana jest bowie wartość napięcia iędzyszczytowego pp generowanego sygnału. Związek iędzy i pp oówiono w aneksie A1 do niniejszej instrukcji patrz równieŝ wzory (3) i (4) oraz koentarz do nich. Sprawdzić czy ziana częstotliwości i kształtu generowanego sygnału wpływa na wartość aplitudy przebiegu obserwowanego na ekranie oscyloskopu. W ty celu dla dwóch rodzajów generowanego sygnału (sinus, prostokąt) odczytać z ekranu oscyloskopu wartości aplitudy dla częstotliwości 1Hz, 1kHz, khz oraz MHz

22 5. Połączyć generator funkcyjny z wejście CH1 oscyloskopu cyfrowego. Przy poocy generatora ustawić przebieg sinusoidalny o aplitudzie 8V i częstotliwości 1kHz. Na podstawie przebiegów obserwowanych na ekranie oscyloskopu narysować oscylogra wraz z podanie wartości nastaw oscyloskopu [V/DIV] oraz [s/div]. W celu wykonania oscylograu naleŝy wykorzystać szablon dostępny na stronie internetowej laboratoriu lub zapisać oscylogra w postaci pliku graficznego. 6. Połączyć generator funkcyjny z wejście CH oscyloskopu cyfrowego. stawić następujące paraetry generatora: kształt przebiegu prostokąt, aplituda = V, częstotliwość ν = 1kHz, współczynnik wypełnienia W % = 5% (patrz aneks A4) i składowa stała DC = 1V (patrz aneks A1). stawić stabilny obraz na ekranie oscyloskopu. Aby uzyskać najlepszą dokładność poiaru, dobrać paraetry nastaw oscyloskopu w taki sposób, aby uzyskać oŝliwie największy roziar obrazu jednego okresu badanego przebiegu. Wykonać odpowiedni oscylogra. Nanieść na oscylogra paraetry nastaw oscyloskopu. Zaznaczyć na oscylograie wielkości takie jak: napięcie iędzyszczytowe, aplituda, okres oraz pozio odniesienia i składowa stała. 7. Połączyć generator funkcyjny z wejście CH oscyloskopu cyfrowego. Przy poocy generatora ustawić przebieg sinusoidalny o aplitudzie 1V i częstotliwości 1kHz. Sprawdzić, jak uŝycie tłuika wyjściowego w generatorze wpływa na zianę aplitudy. Poiary wykonać dla tłuienia db, db, 4dB, 6dB (patrz opis dotyczący ustawień tłuika generatora w rozdziale 4.3 niniejszej instrukcji). Na podstawie przebiegów obserwowanych na ekranie oscyloskopu wykonać cztery oscylogray z zaznaczenie wartości tłuienia oraz nastaw oscyloskopu. Otrzyane wyniki porównać z przewidywaniai teoretycznyi patrz aneks A3 do niniejszej instrukcji. 8. Połączyć generator funkcyjny z dwoa wejściai X i Y oscyloskopu cyfrowego (zastosować trójnik rozdzielający sygnał z wyjścia generatora). W generatorze ustawić przebieg sinusoidalny o częstotliwości 1kHz. Wybrać tryb pracy X-Y oscyloskopu. Poprzez regulację wzocnienia w torach X i Y doprowadzić do uzyskania na ekranie oscyloskopu odcinka linii prostej nachylonego pod kąte 45 do poziou. Zieniać częstotliwość generatora i obserwować wpływ tych zian na obraz oscyloskopowy. Wyznaczyć częstotliwość graniczną, przy której zaczyna występować niepoŝądane przesunięcie fazowe w torach poiarowych X i Y oscyloskopu, objawiające się przekształcenie obserwowanego na ekranie oscyloskopu odcinka w elipsę. 9. Połączyć generator funkcyjny z oscyloskope (cyfrowy lub analogowy) i jednocześnie z woltoierze napięcia ziennego (zastosować trójnik rozdzielający sygnał z wyjścia generatora). Przy poocy ultietru zierzyć wartości skuteczne napięcia o przebiegu sinusoidalny dla pięciu zadanych częstotliwości: 5Hz, 5Hz, 5kHz, 5kHz i 5kHz. Na podstawie przebiegów obserwowanych równolegle na ekranie oscyloskopu wykonać pięć odpowiednich oscylograów. Nanieść na oscylogray paraetry nastaw oscyloskopu. Dokonać porównania wartości skutecznych odczytanych z ultietru z wartościai wyznaczonyi na podstawie wykonanych oscylograów oraz wzoru (1) patrz równieŝ aneks A do niniejszej instrukcji. Wykonać rachunek błędów zarówno dla poiarów przeprowadzonych przy uŝyciu ultietru jak i oscyloskopu. We wnioskach naleŝy przeprowadzić krytyczną analizę otrzyanych wyników w oparciu o uwagi wyienione pod wzore (1) oraz w oparciu o wskazówki zawarte w instrukcji do ultietru. W instrukcji obsługi ultietru naleŝy sprawdzić, dla jakiego rodzaju sygnałów i w jaki zakresie częstotliwości producent iernika dopuszcza przeprowadzanie rzetelnych poiarów wartości skutecznych. 1. Połączyć oscyloskop (cyfrowy lub analogowy) i generator funkcyjny z czwórnikie (poprosić dyŝurnego technika o wypoŝyczenie odpowiedniego czwórnika). Korzystając - -

23 z oscyloskopu i/lub ultietru dokonać poiarów napięć A, B, C oraz D w układach pokazanych na rysunkach od 3.5 do 3.8. Następnie przy poocy ultietru dokonać poiarów eleentów czwórnika i zanotować wartości R L oraz R S. Wartość r g przyjąć równą 5Ω. Korzystając z wzorów (13) i (3) wykonać odpowiednie rachunki i oszacować ipedancję wejściową i wyjściową badanego czwórnika. 5.. Część rozszerzona waga! Do wykonania poiarów konieczne będzie wykorzystanie zarówno oscyloskopu analogowego jak i cyfrowego. W związku z ty przed rozpoczęcie wykonywania poiarów z części rozszerzonej naleŝy ustalić z prowadzący zajęcia, z którego stanowiska wyposaŝonego w dwa oscyloskopy analogowy i cyfrowy będzie oŝna skorzystać. 11. Powtórzyć poiary z punktu 4 z wykorzystanie oscyloskopu analogowego. 1. Powtórzyć poiary z punktu 5 z wykorzystanie oscyloskopu analogowego. 13. Powtórzyć poiary z punktu 6 z wykorzystanie oscyloskopu analogowego. 14. Połączyć generator funkcyjny z oscyloskope analogowy. Wybrać sinusoidalny kształt przebiegu wyjściowego z generatora. stawić aplitudę sygnału na 6V oraz jego częstotliwość na 5kHz. zyskać stabilny obraz przebiegu na ekranie oscyloskopu. Pokrętłe przesuwu pozioego (3) przesunąć obraz na ekranie w prawo w taki sposób, aby widoczny był początek obrazu (jego lewa krawędź). Pokrętłe (8) LEVEL zieniać pozio wyzwalania i obserwować wpływ tych zian na obraz oscyloskopowy. Porównać obrazy uzyskane przy wyzwalaniu zbocze dodatni i ujeny wybierany przełącznikie (6) SLOPE. Wykonać oscylogray wraz z opise nastaw oscyloskopu dla czterech przebiegów (wyzwalanie zbocze dodatni dla dwu pozioów wyzwalania +3V oraz 3V oraz wyzwalanie zbocze ujeny dla dwu pozioów wyzwalania +3V oraz 3V). 15. Powtórzyć poiary z punktu 14 z wykorzystanie oscyloskopu cyfrowego. 16. Połączyć generator funkcyjny z wejście CH1 oscyloskopu analogowego. Przy poocy generatora ustawić przebieg sinusoidalny o aplitudzie 8V i częstotliwości khz. Sprawdzić, jakie ziany aplitudy wywołuje uŝycie tłuika wyjściowego w generatorze. Poiary wykonać dla tłuienia db, db, 4dB, 6dB (patrz opis dotyczący ustawień tłuika generatora w rozdziale 4.3 niniejszej instrukcji). Na podstawie przebiegów obserwowanych na ekranie oscyloskopu narysować cztery oscylogray z zaznaczenie wartości tłuienia oraz nastaw oscyloskopu. Otrzyane wyniki porównać z przewidywaniai teoretycznyi patrz aneks A3 do niniejszej instrukcji oraz z wynikai uzyskanyi w punkcie Połączyć generator funkcyjny z dwoa wejściai X i Y oscyloskopu analogowego (zastosować trójnik rozdzielający sygnał z wyjścia generatora). W generatorze ustawić przebieg sinusoidalny o częstotliwości 5kHz. Wybrać tryb pracy X-Y oscyloskopu przełącznik (9). Poprzez regulację wzocnienia w torach X i Y doprowadzić do uzyskania na ekranie oscyloskopu odcinka linii prostej nachylonego pod kąte 45 do poziou. Zieniać częstotliwość generatora i obserwować wpływ tych zian na obraz oscyloskopowy. Wyznaczyć częstotliwość graniczną, przy której zaczyna występować niepoŝądane przesunięcie fazowe w torach poiarowych X i Y oscyloskopu, objawiające się przekształcenie obserwowanego na ekranie oscyloskopu odcinka w elipsę. Otrzyaną wartość porównać z wynikie uzyskany w punkcie

24 6. Wskazówki do raportu Raport powinien zawierać: 1. Stronę tytułową (wg wzoru).. Wstęp i sforułowanie celu ćwiczenia. 3. Scheaty układów poiarowych. 4. Wykaz aparatury (nr inwentarzowy, typ, wykorzystywane nastawy i zakresy). 5. Wyniki poiarów oraz analizę wyników i wnioski odnoszące się do pierwszego punktu z rozdziału Przebieg doświadczenia niniejszej instrukcji. 6. Wyniki poiarów (w ty oscylogray i stabelaryzowane wyniki) oraz analizę wyników (analiza oscylograów, obliczenia wartości skutecznych, rachunek błędów itp.) i wnioski odnoszące się do kaŝdego kolejnego punktu z rozdziału Przebieg doświadczenia niniejszej instrukcji. 7. wagi końcowe i wnioski odnoszące się do całego ćwiczenia. Wstęp do raportu powinien zawierać definicje podstawowych pojęć występujących w sprawozdaniu. W celu łatwiejszego i jednoznacznego odwoływania się do wzorów występujących we wstępie jak i w dalszej części sprawozdania wszystkie z nich powinny być opatrzone nuerai porządkowyi. W sprawozdaniu naleŝy uieścić scheaty tylko takich układów, które były rzeczywiście zestawiane w trakcie wykonywania poiarów. KaŜdy scheat powinien być zatytułowany i opatrzony nuere kolejny. Wszystkie eleenty pokazane na scheacie uszą być jednoznacznie opisane i oznaczone za poocą powszechnie stosowanej syboliki. W wykazie aparatury naleŝy jednoznacznie opisać uŝywaną aparaturę poiarową poprzez podanie nueru inwentarzowego, typu itd. Nadane poszczególny przyrządo oznaczenia naleŝy konsekwentnie stosować na wszystkich scheatach i w opisach. KaŜdeu punktowi, z poszczególnych części rozdziału Przebieg doświadczenia niniejszej instrukcji, powinien odpowiadać pewien fragent sprawozdania składający się z zestawionych wyników poiarów, po których następuje ich analiza zakończona podsuowanie i wnioskai cząstkowyi zawierającyi ocenę dokładności poiarów. Po taki fragencie powinien następować następny fragent odpowiadający kolejneu punktowi z rozdziału Przebieg doświadczenia, itd. Jako wyniki poiarów naleŝy zaieścić oscylogray (jeśli w dany punkcie są wykonywane) oraz tabele ze zierzonyi i obliczonyi wartościai badanych wielkości, łącznie z wartościai wyznaczonych błędów poiarowych. KaŜda tabela powinna posiadać swój nuer kolejny i tytuł oraz wyraźne oznaczenie, co zostało zierzone, a co obliczone. Wszystkie oscylogray w sprawozdaniu powinny ieć nuery porządkowe oraz podpisy zawierające inforację o ty, co dany oscylogra przedstawia oraz inforację o nastawach oscyloskopu ([V/DIV] oraz [s/div]). W uwagach końcowych naleŝy zaieścić własne spostrzeŝenia, co do przebiegu całego ćwiczenia. WaŜną częścią wniosków końcowych powinno być takŝe wyszczególnienie czynności i procedur poiarowych, które naleŝałoby przeprowadzić inaczej (jak?), gdyby ćwiczenie iało zostać powtórzone

25 7. Literatura 7.1. Literatura podstawowa [1] F. Przezdziecki, A. Opolski, Elektrotechnika i elektronika, PWN, Warszawa, [] M. Krakowski, Elektrotechnika teoretyczna, PWN, Warszawa, [3] B. B. Oliver, J. M. Cage, Poiary i przyrządy elektroniczne, WKŁ, Warszawa, [4] B. śółtowski, Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych z fizyki, Skrypt PŁ, Łódź, 1. [5] J. Rydzewski, Poiary oscyloskopowe, WN, Warszawa, Literatura uzupełniająca [6] Instrukcje obsługi do ultietrów, zasilacza laboratoryjnego, generatora funkcyjnego i oscyloskopu dostępne są na stronie internetowej:

26 8. Aneksy A1. Pojęcia podstawowe W celu uniknięcia nieporozuień podczas wykonywania ćwiczeń w pracowni naleŝy zrozuieć, zapaiętać i stosować wyienione poniŝej trzy podstawowe zasady: Pierwsza zasada. Paiętajy, Ŝe podając konkretne ianowane wartości fizycznych wielkości elektrycznych unikay niejednoznaczności. Starajy się zate unikać określeń w rodzaju: niejsze napięcie, większy prąd, róŝne potencjały. Są to ogólniki, które niewiele ówią a często wprowadzają nawet w błąd. Przy rozpatrywaniu kaŝdego obwodu elektrycznego usiy precyzyjnie i jednoznacznie określać: wartość natęŝenia prądu płynącego w obwodzie, oporność obwodu lub jego poszczególnych odcinków, napięcie źródła zasilania, napięcia w róŝnych punktach układu, oc wydzielaną na obciąŝeniu i wiele innych konkretnych wartości. Do precyzyjnego wyraŝenia wartości wielkości elektrycznych słuŝą liczby, natoiast do jednoznacznego wyraŝenia wielkości elektrycznych słuŝą jednostki główne: aper [A], wolt [V], o [Ω], wat [W], farad [F], henr [H] i herc [Hz] wraz z pokrewnyi. Często jednostka główna jest zbyt duŝa (lub zbyt ała) dla wyraŝenia pewnej wielkości. Z tego powodu wprowadza się jednostki pokrewne, które są wielokrotnościai 1 n jednostki głównej, przy czy n jest liczbą całkowitą (dodatnią lub ujeną). Jeśli n jest dodatnie to jednostkę pokrewną nazyway wielokrotną, a jeśli n jest ujene to jednostkę pokrewną nazyway podwielokrotną. Nazwę jednostki pokrewnej tworzyy przez dodanie odpowiedniego przedrostka, zaleŝnego od wartości 1 n. PRZEDROSKI JEDNOSEK POKREWNYCH 1 n przedrostek skrót 1 n przedrostek skrót ili kilo K ikro µ ega M nano n giga G 1-1 piko p Przykładowo: 1 kiloo = 1 kω = 1 3 Ω 1 iliaper = 1 A = 1-3 A 1 egaherc = 1 MHz = 1 6 Hz 1 ikrowolt = 1 µv = 1-6 V 1 pikofarad = 1 pf = 1-1 F Druga zasada. Paiętajy, Ŝe w elektronice wiele pojęć jest albo uownych albo względnych. Początki uowności sięgają XVIII w. kiedy to Benjain Franklin ( ) wprowadził teriny ładunek i bateria oraz sybole plus i inus. Wybór znaków biegunów baterii niestety nie był udany, gdyŝ stał się podstawą utrzyywanej do dziś uowy, Ŝe prąd elektryczny płynie od plusa do inusa. a uowność pozostała z czasów, - 6 -

27 gdy nie znano jeszcze elektronów, a juŝ ustalono podstawowe prawa elektrotechniki. yczase obecnie wiey, Ŝe nośnikai ładunku prądu elektrycznego w etalach są ujenie naładowane elektrony, które poruszają się od ujenego do dodatniego bieguna baterii. owy tej nie zieniono, poniewaŝ bez względu na to, czy prąd w obwodzie płynie od plusa do inusa, czy od inusa do plusa, to i tak bieguny źródła prądu ogą pozostać na scheacie bez ziany. a) b) c) d) e) Rys. A1.1. Względność potencjałów elektrycznych: (a) potencjał dodatni (+3V) względe asy ( ) inus na asie; (b) potencjał ujeny ( 3V) względe asy plus na asie; (c) dwa potencjały dodatnie względe asy oraz róŝnica potencjałów = 1,5V; (d) to sao co na rys. (c), lecz z dodatkowy ogniwe 1,5V; (e) potencjał dodatni (+3V) i ujeny ( 1,5V) względe asy zero na asie oraz róŝnica potencjałów = 4,5V Względność oŝna wyjaśnić na prosty przykładzie. Spośród kilku róŝnych potencjałów dodatnich na przykład +3V, +5V i +8V, potencjał +5V jest dodatni względe potencjału +3V, ale jednocześnie ujeny względe potencjału +8V. Jak w tej sytuacji oŝna jednoznacznie określić czy potencjał elektryczny jakiegoś eleentu jest dodatni czy ujeny? W ty celu wprowadzono uowny stan odniesienia tzw. potencjał zerowy. Zgodnie z uową potencjał zerowy a powierzchnia kuli zieskiej. PoniewaŜ we współczesnej elektronice rzeczywiste połączenie urządzenia z zieią stosuje się tylko wyjątkowo, przyjęto uownie, Ŝe punkt asy ( ) układu stanowi punkt potencjału zerowego, względe którego ierzyy wszystkie pozostałe potencjały (napięcia). W praktyce w pracowni spotkay się z ty, Ŝe raz będziey ieli do czynienia z trzea rodzajai potencjałów (dodatni, zerowy i ujeny), a drugi raz tylko z dwoa (dodatni i ujeny). W pierwszy przypadku ówiy, Ŝe potencjał zerowy połączony jest z asą układu lub krótko, Ŝe zero jest na asie. W drugi przypadku potencjał zerowy będzie najczęściej utoŝsaiany z potencjałe ujeny ówiy wtedy, Ŝe potencjał ujeny połączony jest z asą układu lub krótko, Ŝe inus jest na asie. rzecia zasada. Paiętajy, Ŝe do poprawnego działanie układu elektronicznego wyagane jest właściwe zasilanie tego układu. Zasada ta wynika z faktu, Ŝe podstawą działania wszystkich układów elektronicznych jest przepływ nośników prądu elektrycznego przez cewki, kondensatory, rezystory oraz przyrządy półprzewodnikowe

28 Rysunek składający się z szeregu połączonych ze sobą powszechnie przyjętych syboli graficznych, oznaczających poszczególne eleenty elektryczne i elektroniczne nazywa się scheate elektryczny. Scheat elektryczny, który obrazuje zasadę działania (ideę) układu lub urządzenia, nazywa się scheate ideowy, a scheat pokazujący, jak dane urządzenie jest wykonane (zontowane) scheate ontaŝowy. Istnieje jeszcze trzeci rodzaj scheatu, który nazywa się scheate blokowy. Pokazuje on, z jakich zasadniczych członów (bloków) składa się interesujące nas urządzenie. Scheat blokowy jest jakby streszczenie scheatu ideowego i stosuje się go przewaŝnie przy opisie bardziej złoŝonych układów i urządzeń. W pracowni wykorzystywane są głównie scheaty ideowe i blokowe. Sygnały, z któryi ay do czynienia przy analizie scheatów elektrycznych ogą być róŝnyi wielkościai fizycznyi zaleŝnyi od czasu, jak na przykład natęŝenia prądów, napięcia, oce itp. Dla ułatwienia rozpatrywania scheatów ideowych stosuje się pewne zasady rysowania scheatów. ak więc, wszystkie obwody napięcia zasilającego rysuje się z reguły w górnej części scheatu. Nieco niŝej uieszcza się sybole eleentów elektronicznych, zaś w dolnej części scheatu wspólną asę lub obwody drugiego bieguna zasilania. Na scheatach ideowych i blokowych sygnał wejściowy przechodzi zazwyczaj od lewej strony rysunku do prawej. Eleenty robocze stopnia (członu) wejściowego badanego układu (takie jak np. ultietr, oscyloskop, generator funkcji czy zadajnik stanów logicznych) uieszcza się z lewej strony. Eleenty robocze stopnia (członu) wyjściowego analizowanego układu (takie jak np. ultietr, oscyloskop czy wskaźnik stanów logicznych) uieszcza się z prawej strony. Eleenty odnoszące się do tego saego stopnia rysuje się obok siebie w pionie lub pozioie. kłady ostkowe (np. ostek Graetza) przedstawia się w postaci robu. I tak dalej. KaŜde, nawet najbardziej skoplikowane urządzenie elektroniczne oŝna zawsze rozpatrywać jako zespół stosunkowo prostych układów lub obwodów. e układy i obwody zostały na przestrzeni wielu lat bardzo starannie i wnikliwie zbadane i na tej podstawie sforułowano wiele praw rządzących przepływe sygnałów elektrycznych. Dlatego właśnie kaŝde urządzenie oŝe być rozpatrywane jako zespół względnie prostych obwodów stanowiących poszczególne stopnie (człony) urządzenia. KaŜdy scheat ideowy rozpatruje się stopniowo, kolejno od lewej do prawej. Analizę scheatu zaczynay od wyróŝnienia poszczególnych stopni. Główny eleente kaŝdego stopnia jest najczęściej przyrząd półprzewodnikowy, np. tranzystor lub wzacniacz operacyjny. Następnie ogląday wszystkie części (rezystory, kondensatory, cewki) otaczające eleent główny, śledziy drogę prądów przez nie płynących i staray się ustalić drogę sygnału elektrycznego przepływającego od wejścia do wyjścia układu i w ten sposób określay przeznaczenie danego stopnia (członu) analizowanego układu. Prądy i napięcia stałe, niezaleŝne od czasu, oznaczay duŝyi literai I oraz. NatęŜenie prądu i oraz napięcie u są w ogólny przypadku funkcjai czasu. Funkcje czasu i = i(t) oraz u = u(t) nazyway wartościai chwilowyi odpowiednio prądu i napięcia. Wartości chwilowe oznacza się ałyi literai. Przykładowo (patrz rys. A1.4) w chwili t 1 natęŝenie prądu a wartość chwilową i(t 1 ) = i 1, a w chwili /4 wartość chwilowa przyjuje największą oŝliwą wartość równą i(/4) = I. Wartości chwilowe prądu i napięcia ogą przyjować zarówno wartości dodatnie jak i ujene. KaŜdy sygnał jest w pełni określony przez funkcję czasu opisującą daną wielkość fizyczną. Funkcję tę przedstawia się często w postaci graficznej, a wykres tego rodzaju nazywa się przebiegie czasowy lub po prostu przebiegie sygnału

29 i Rys. A1.. Przebieg czasowy prądu stałego Rys. A1.3. Przykładowe przebiegi czasowe sygnałów okresowych I pp -I Rys. A1.4. Przebieg czasowy prądu sinusoidalnie ziennego Sygnały (np. prądy i napięcia), których wartości zieniają się w czasie dzieliy na okresowe i nieokresowe. Wielkości nazyway okresowyi, gdy ich wartości powtarzają się w jednakowych odstępach czasu. en charakterystyczny odstęp czasu nazyway okrese i oznaczay sybole (rys. A1.3 i A1.4). Odstęp czasu liczony od oentu t = i równy połowie okresu nazyway półokrese. Przebieg wszystkich zian zachodzących w czasie jednego okresu nazyway cykle. Liczbę cykli przypadających na jednostkę czasu nazyway częstotliwością. Na rys. A1.4 przedstawiono przebieg prądu sinusoidalnie ziennego opisanego funkcją czasu: π (t) = I sin t i. (A1.1) Aplitudą (lub aksyalną wartością szczytową) nazyway największa wartość, jaką oŝe osiągnąć wartość chwilowa (na rys. A1. oraz w wyraŝeniu A1.1 aplituda natęŝenia prądu wynosi I ). Aplitudę oznaczay duŝą literą z indekse. Minialną wartością szczytową nazyway najniejszą oŝliwą wartość jaką oŝe osiągnąć wartość chwilowa (na rys. A1.4 i(¾) = I ). RóŜnicę iędzy aksyalną i inialną wartością szczytową nazyway wartością iędzyszczytową. W przypadku przebiegu natęŝenia prądu z rys. A1.4 wartość - 9 -

30 iędzyszczytową oznaczay sybole I pp (indeks pp pochodzi od ang. peak-to-peak), przy czy I pp = I ( I ) = I. Wartość chwilową y(t) sygnału sinusoidalnego o aplitudzie Y oŝna przedstawić za poocą ogólnego wyraŝenia: y(t) = Y sin( ωt + ϕ ). (A1.) y W wyraŝeniu ty arguent funkcji sinus nazyway fazą, φ y fazą początkową, a ω pulsacją (częstością). Podstawiając do wzoru (A1.) t = stwierdzay, Ŝe faza początkowa φ y równa jest fazie i określa wartość y w chwili t =. PoniewaŜ po upływie okresu następuje powtarzanie się wartości chwilowych, więc: y(t + ) = Y sin[ ω(t + ) + ϕy ] = Y sin[ ωt + ϕy + π] = Y sin[ ωt + ϕy ] = względniając fakt, Ŝe okrese funkcji sinusoidalnej jest π, otrzyujey: y(t). (A1.3) ω = π, (A1.4) a stąd pulsacja π ω = = πν, (A1.5) przy czy sybole ν = 1/ oznaczyliśy częstotliwość. Wielkości zieniające się nieokresowo w funkcji czasu nazyway nieokresowyi. y y y Rys. A1.5. Przykładowe przebiegi czasowe sygnałów przeiennych y y y Rys. A1.6. Przykładowe przebiegi czasowe sygnałów tętniących - 3 -

31 Wielkości okresowe dzieliy na przeienne oraz tętniące. Przeiennyi nazyway wielkości okresowe, których wartość średnia w ciągu okresu równa się zeru (patrz część A). Przykładowe przebiegi sygnałów przeiennych są pokazane na rys. A1.5. Przebiegie wielkości przeiennej jest krzywa oscylująca wokół osi odciętych (osi czasu). ętniącyi nazyway wielkości okresowe, których wartość średnia w ciągu okresu jest róŝna od zera. Przykładai przebiegów wielkości okresowych tętniących są krzywe oscylujące wokół prostej równoległej do osi odciętych (rys. A1.6). Podsuowując oŝey stworzyć następujący scheat: sygnał sygnał stały sygnał zienny sygnał okresowy sygnał nieokresowy sygnał przeienny sygnał tętniący W dalszych rozwaŝaniach przyjiey, Ŝe rozpatrywać będziey okresową funkcję czasu f(t) o okresie, czyli f(t + n) = f(t), przy czy n = ±1, ±,... ; przyjiey równieŝ, Ŝe funkcja f(t) spełnia następujące warunki (warunki Dirichleta): 1. Przedział czasu o długości oŝna podzielić na skończoną liczbę takich części, w których funkcja f(t) jest onotoniczna, tzn. jest rosnąca, bądź teŝ alejąca,. Funkcja f(t) a w przedziale czasu o długości skończoną liczbę punktów nieciągłości, a ponadto jej wartość bezwzględna jest ograniczona w kaŝdy punkcie tego przedziału czasu. Niech π = ω oznacza pulsację okresowej funkcji f(t). Wtedy funkcję f(t) oŝna przedstawić w postaci szeregu: C f (t) = [ B sin(zωt) + C cos(zωt ] (A1.6) + z z ) z= 1 zwanego szeregie Fouriera, przy czy: t + B z = f(t)sin(zωt) dt, z = t t + C f(t) cos(zωt) dt. (A1.7) t W powyŝszych wyraŝeniach t oznacza dowolną wartość chwili czasu t. Współczynniki B z oraz C z są stałyi niezaleŝnyi od t. Zazwyczaj do obliczeń przyjuje się t = lub t = /. W ten sposób otrzyuje się powszechnie stosowane wzory na współczynniki B z i C z : lub B z = f(t) sin(zωt) dt, z = f(t) cos(zωt) dt C (A1.8) B z = f(t) sin(zωt) dt, C z = f(t) cos(zωt) dt. (A1.9)

32 Stałą C obliczay za poocą wzoru na C z, przyjując z =. Łatwo zauwaŝyć, Ŝe w przypadku sygnałów przeiennych C =. PowyŜsze wzory (A1.8) i (A1.9) ają tę zaletę, Ŝe uoŝliwiają znalezienie współczynników szeregu Fouriera jedynie na podstawie znajoości postaci funkcji f(t) oraz jej okresu. Wprowadziy teraz trzy wielkości: A DC (stała zaleŝna od C ), A z (aplituda) oraz ϕ z (faza początkowa) zdefiniowane następująco: wtedy: C DC =, A = z B z + C, C z z ϕz = tg Bz A B z = Az cosϕz, Cz Az sinϕz arc (A1.1) =. (A1.11) MoŜey zate przedstawić szereg Fouriera (A1.6) w postaci następującej: DC + Az sin(zωt + ϕz ) z= 1 f (t) = A. (A1.1) PowyŜsze wyraŝenie a szczególnie prostą interpretację fizyczną: kaŝdy sygnał okresowy spełniający warunki Dirichleta oŝna przedstawić w postaci suy wielkości stałej A DC zwanej składową stałą oraz nieskończenie wielu sygnałów sinusoidalnych zwanych haronicznyi. Sygnał sinusoidalny o najniŝszej (z = 1) wartości pulsacji nazyway haroniczną podstawową lub pierwszą haroniczną. Haroniczna podstawowa a taką saą pulsację ω = π/ jak funkcja okresowa f(t) o okresie. Kolejne haroniczne o pulsacjach zω, przy czy z > 1, nazyway wyŝszyi haronicznyi, a z oznacza rząd haronicznej. ak więc druga haroniczna (z = ) a pulsację ω, trzecia haroniczna (z = 3) a pulsację 3ω itd., a ogólnie z-ta haroniczna a pulsację zω (rys. A1.7). Rozwinięcie w szereg Fouriera zawiera teoretycznie nieskończenie wiele haronicznych. W praktyce aplitudy wyŝszych haronicznych, których rząd jest wyŝszy od pewnej liczby z, są zazwyczaj poijalnie ałe, wobec czego oŝna je zaniedbać. W związku z ty w szeregu Fouriera (A1.1) uwzględnia się najczęściej jedynie skończoną liczbę początkowych haronicznych (patrz rys. A.3 i A.4 odpowiednio dla sygnału prostokątnego i trójkątnego). a) b) Rys. A1.7. Krzywe odkształcone napięcia powstałe jako sua (a) pierwszej i drugiej haronicznej oraz (b) pierwszej i trzeciej haronicznej - 3 -

33 A. Wartości średnie i skuteczne Wartość średnia A śr funkcji okresowej f(t) w ciągu okresu zgodnie z definicją wyraŝa się wzore: A śr 1 = f(t) dt. (A.1) Jeśli na podstawie podanego wcześniej wzoru (A1.8) wyznaczyy wartość C z dla z =, to otrzyay: Jak łatwo zauwaŝyć = f(t) dt C. (A.) C A śr =, czyli na podstawie (A1.1) ay: A śr = ADC. (A.3) Stwierdzay zate, Ŝe wielkość stałą A DC szeregu Fouriera (A1.1) oŝna równieŝ obliczyć za poocą wzoru (A.1) na wartość średnią funkcji okresowej f(t) w ciągu okresu. Wartość średnia w ciągu okresu jest zate równowaŝna wprowadzoneu wcześniej pojęciu składowej stałej. Wartość średnia w ciągu okresu (składowa stała) dla sygnałów przeiennych jest równa zeru. W szczególności, jeśli natęŝenie prądu ziennego jest postaci i(t) = I sin(ωt), to paiętając, Ŝe: π = ω oraz 1 sin( ωt)dt = cos( ωt) ω oŝna łatwo wykazać, Ŝe: 1 I π I π I I Iśr = I sin( t) dt sin t dt cos t = ω = = + = π π π. (A.4) NaleŜy jednak zwrócić uwagę, Ŝe wartość średnia dla tego saego sygnału przeiennego liczona w ciągu innego przedziału czasu oŝe być róŝna od zera. Przykładowo, wartość średnia w ciągu półokresu (rys. A.1) będzie równa: I śr I = I sin( t) dt ω = π I sin t dt = π cos t π = I π,637 I. (A.5)

34 Rys. A.1. Wartość średnia prądu przeiennego w ciągu półokresu Wartość skuteczna A sk sygnału okresowego f(t) wyraŝa się wzore: 1 A sk = f (t) dt. (A.6) W celu wyjaśnienia sensu fizycznego pojęcia wartości skutecznej rozpatrzyy opornik idealny o rezystancji R, przez który przepływa prąd okresowy o wartości chwilowej i. Moc chwilowa p wydzielana w idealny oporniku w postaci ciepła równa się p(t) = Ri (t), a więc średnia oc w ciągu okresu wynosi: P śr 1 = 1 1 p (t) dt = Ri (t) dt = R i (t) dt. (A.7) względniając definicję (A.6) wartości skutecznej A sk otrzyujey: P śr = RI sk. (A.8) Zate ilość ciepła Q wydzielonego w czasie równy okresowi wynosi: Q = RI. (A.9) sk W przypadku prądu stałego o natęŝeniu I ilość ciepła wydzieloną w oporniku R w czasie oŝna wyznaczyć jako: Q = RI. (A.1) Wobec tego jeśli I sk = I, to skutek wywołany przez okresowy prąd zienny o wartości skutecznej I sk jest taki sa jak skutek wywołany przez prąd stały o natęŝeniu I. Inaczej ówiąc prąd stały o natęŝeniu równy wartości skutecznej okresowego prądu ziennego wytwarza w oporniku w czasie równy okresowi taką saą ilość ciepła, co okresowy prąd zienny

35 I sk Rys. A.. Wartość skuteczna sinusoidalnego prądu przeiennego Obliczy teraz wartość skuteczną natęŝenia prądu sinusoidalnie przeiennego. Podstawiając i(t) = I sin(ωt) do wzoru (A.6) na wartość skuteczną, otrzyujey: I sk = i (t) dt = I sin ( ωt) dt = I sin ( ωt) dt. (A.11) PoniewaŜ sin (ωt) = ½ [1 cos(ωt)], więc I sk = I [ 1 cos(ωt) ] dt = I [ 1 cos(ωt) ] dt = I =,77 I 1 I. (A.1) Przeprowadzając analogiczne rachunki oŝna obliczyć wartość skuteczną napięcia sinusoidalnie przeiennego. Podstawiając u(t) = sin(ωt) do wzoru (A.6) na wartość skuteczną otrzyujey: sk =,77. (A.13) Wyznaczyy teraz wartości skuteczne okresowych sygnałów prostokątnego i trójkątnego pokazanych na rysunkach A.3 oraz A.4. Przyjijy, Ŝe pokazany na rys. A.3 przebieg sygnału prostokątnego jest opisany funkcją i(t) postaci:

36 =., t dla I, t dla I i(t) (A.14) Wartość skuteczna I sk tak określonego sygnału prostokątnego wynosi:. I I I dt I dt (t) i I sk sk = = = = (A.15) Rys. A.3. Przebieg prostokątnego prądu przeiennego w ciągu okresu Przyjijy z kolei, Ŝe pokazany na rys. A.4 przebieg sygnału trójkątnego jest opisany funkcją u(t) postaci: ( ) + =., t dla t, t dla t, t dla t u(t) (A.16) Rys. A.4. Przebieg trójkątnego napięcia przeiennego w ciągu okresu Ze względu na syetrię tak określonego sygnału trójkątnego przy wyznaczaniu wartości skutecznej sk oŝey uprościć rachunki ograniczając je do pierwszej ćwiartki okresu: t 64 dt t 16 4 dt (t) u sk = = = = = =. (A.17) Wykonując rachunki dla całego okresu:

37 sk = u (t) dt t dt t dt = ( t ) dt sk = t t + 3 t + t t + 3 t + t 3 4 (A.18) sk = = = 3 = 3 otrzyujey dokładnie ten sa wynik co poprzednio patrz wzór (A.17). A3. Współczynniki wzocnienia i tłuienia Nazwa jednostki bel pochodzi od nazwiska wynalazcy telefonu Alexandra Graha Bella ( ). Bel (oznaczany sybole B) jest jednostką wzocnienia określoną przy uŝyciu logarytu przy podstawie 1. Jeśli przyjiey, Ŝe P wy jest ocą na wyjściu, a P we odpowiadającą jej ocą na wejściu to współczynnik wzocnienia ocy k wz definiujey jako: wz P wy [ B] = log1 Pwe k (A3.1) i wyraŝay go w belach. Bardziej dogodną w praktyce jednostką jest 1 decybel (db), który równy jest,1 bela (1 db =,1 B). WyraŜony w decybelach współczynnik wzocnienia ocy wynosi: wz P wy [ db] = 1 log1 Pwe k. (A3.) Przykładowo, jeŝeli oc na wyjściu P wy jest 1 razy większa niŝ oc na wejściu P we, to współczynnik wzocnienia ocy wynosi 1 log 1 1 = 1 db. Natoiast jeŝeli oc na wyjściu jest 1 razy większa niŝ oc na wejściu, to współczynnik wzocnienia ocy wynosi 1 log 1 1 = db. Jeśli w obwodzie istnieje tłuienie i oc na wyjściu jest niejsza niŝ oc na wejściu, to współczynnik wzocnienia ocy przyjuje wartości ujene. W przypadku tłuienia oŝna się równieŝ spotkać z pojęcie współczynnika tłuienia. Współczynnik tłuienia ocy definiujey jako: P k. (A3.3) tł [ ] we db = 1 log 1 Pwy PoniewaŜ oc wydzielana w obwodzie elektryczny jest proporcjonalna do kwadratu napięcia lub natęŝenia prądu płynącego w obwodzie (P ~ albo P ~ I ) to ze względów praktycznych często spotykay się z pojęcie współczynnika wzocnienia napięciowego

38 k wz (lub rzadziej prądowego k I ). Współczynnik wzocnienia napięciowego k wz podobnie jak współczynnik wzocnienia ocy wyraŝay w decybelach i definiujey go jako: wz wy [ db] = log1 we k. (A3.4) Słuszność definicji współczynnika wzocnienia napięciowego oŝna łatwo wykazać na podstawie wzoru (A3.): [ ] = = wy wy wy k wz db = 1 log1 1 log 1 log1. (A3.5) we we we Zate kiedy napięcie na wyjściu wy jest 1 razy większe niŝ napięcie na wejściu we, to współczynnik wzocnienia napięciowego wynosi log 1 1 = db, a kiedy napięcie na wyjściu jest 1 razy większe niŝ napięcie na wejściu to współczynnik wzocnienia napięciowego wynosi log 1 1 = 4 db. Jeśli w obwodzie istnieje tłuienie i napięcie na wyjściu jest niejsze niŝ napięcie na wejściu, to współczynnik wzocnienia napięciowego przyjuje wartości ujene. W przypadku tłuienia oŝna się równieŝ spotkać z pojęcie współczynnika tłuienia. Współczynnik tłuienia napięciowego definiujey jako: k. (A3.6) tł [ ] we db = log 1 wy W decybelach oŝna zate określać wzocnienie i tłuienie sygnału elektrycznego, ale takŝe paraetry urządzeń, przyrządów, anten czy teŝ selektywność filtrów. Decybel nie jest wielkością fizyczną, jak wolt, aper lub wat, ale pojęcie ateatyczny opisujący względną zianę ocy lub napięcia (natęŝenia) prądu elektrycznego. A4. Współczynnik wypełnienia Współczynnik wypełnienia W definiujey jako bezwyiarowy współczynnik charakteryzujący ipulsowy przebieg okresowy, liczbowo równy stosunkowi efektywnego czasu trwania ipulsu t ef do okresu przebiegu. W przypadku przebiegu prostokątnego pokazanego na rys. A1.5 czas efektywnego trwania ipulsu t ef = (t t 1), natoiast okres = (t 3 t 1), więc współczynnik wypełnienia jest w ty przypadku równy: W t t t ef 1 = =. (A4.1) t3 t1 Współczynnik wypełnienia przyjuje wartości z przedziału (, 1). Wartość współczynnika wypełnienia często podaje się równieŝ w procentach: tef W% = 1%. (A4.)

39 A5. Wprowadzenie do poiarów oscyloskopowych Jedny z podstawowych i zaraze najwaŝniejszych eleentów składowych oscyloskopu jest lapa oscyloskopowa, na ekranie której wyświetlany jest obraz badanych przebiegów sygnałów elektrycznych. W pracowni dostępne są: oscyloskop cyfrowy SDS15DL, oscyloskop analogowy GOS-6, oscyloskop analogowy GOS-63. W oscyloskopach analogowych obraz przebiegu jest rysowany na ekranie lapy oscyloskopowej w czasie rzeczywisty, tzn. Ŝe plaka świetlna na bieŝąco odwzorowuje na ekranie ziany przebiegu sygnału wejściowego. Do podstawowych paraetrów oscyloskopów analogowych zalicza się: paso przenoszenia oscyloskopu, współczynnik odchylania, współczynnik podstawy czasu, liczbę kanałów wejściowych, wielkość pola poiarowego ekranu lapy oscyloskopowej. Dolna granica częstotliwości wyznaczająca paso przenoszenia oscyloskopu wynosi zazwyczaj Hz, a za wartość górną przyjęto uwaŝać częstotliwość, przy której wzocnienie aleje o 3 db w stosunku do wzocnienia dla niskich częstotliwości (bliskich Hz). Na przykład paso oscyloskopu GOS-6 zawiera się w przedziale MHz, natoiast oscyloskopu GOS-63 w przedziale 3MHz. Współczynnik odchylania (wzocnienia) określa tzw. czułość oscyloskopu i wyraŝony jest w jednostkach napięcia na działkę, np. w woltach na działkę [V/dz] lub [V/DIV] (DIV to skrót od ang. division; zazwyczaj 1 dz = 1 DIV = 1 c). Współczynnik odchylania ówi na jaką wartość iędzyszczytową (ang. peak-to-peak) napięcia pp naleŝy doprowadzić do wejścia oscyloskopu, aby na ekranie uzyskać obraz o wysokości 1 c lub 1 DIV, jeśli podziałka na ekranie oscyloskopu nie jest wyskalowana w centyetrach. Współczynnik odchylania oŝna zieniać skokowo. I niejsza jest wartość współczynnika odchylania, ty większa jest czułość oscyloskopu. Z kolei ze wzroste czułości oŝey ierzyć coraz słabsze sygnały. Współczynnik podstawy czasu wyraŝony jest w jednostkach czasu na działkę, np. w sekundach na działkę [s/dz] lub [s/div] (zazwyczaj 1 dz = 1 DIV = 1 c). Współczynnik podstawy czasu przyjęto określać jako czas potrzebny do przesunięcia plaki na ekranie oscyloskopu w kierunku pozioy na odległość 1 c lub 1 DIV, jeśli podziałka na ekranie oscyloskopu nie jest wyskalowana w centyetrach. Współczynnik podstawy czasu oŝna zieniać skokowo. I niejsza jest wartość współczynnika podstawy czasu, ty szybsze i krótsze przebiegi oŝey obserwować. Dostępne w pracowni oscyloskopy posiadają dwa kanały wejściowe, co uoŝliwia jednoczesną obserwację i wzajene porównywanie dwu róŝnych przebiegów. Ekran lapy oscyloskopowej jest płaski, co ułatwia odczyt i wyskalowanie osi w kierunku pozioy i pionowy. Skupiony przez wyrzutnię lapy oscyloskopowej struień elektronów uderza od wewnętrznej strony w ekran pokryty specjalną substancją (luinofore), która przetwarza kinetyczną energię elektronów w energię świetlną z zakresu proieniowania widzialnego przez oko ludzkie. Aby wyeliinować błąd paralaksy, producenci lap oscyloskopowych nanoszą trwałą skalę na wewnętrznej stronie ekranu oscyloskopu. Dzięki teu obraz ierzonego przebiegu znajduje się w tej saej płaszczyźnie co podziałka skali. Skala naniesiona na ekran oscyloskopów GOS-6 i GOS-63 składa się z 1 działek w kierunku pozioy oraz z 8 działek w kierunku pionowy. Dodatkowo kaŝda z działek podzielona jest na 5 części

40 Rys. A5.1. Skala ekranu oscyloskopów GOS-6 oraz GOS-63 Skala naniesiona na ekran oscyloskopów cyfrowych SDS15DL składa się z 18 działek w kierunku pozioy oraz z 8 działek w kierunku pionowy. Dodatkowo kaŝda z działek podzielona jest na 5 części. Po prawej stronie ekranu wyświetlone jest enu kontekstowe zasłaniające część skali. Rys. A5.. Skala ekranu oscyloskopu SDS15DL A6. Poiar wartości napięcia przy użyciu oscyloskopu W przypadku oscyloskopu analogowego, chcąc uzyskać aksyalną dokładność poiaru, naleŝy przestrzegać następujących zasad: oscyloskop powinien być wykalibrowany (pokrętła płynnej ziany czułości i podstawy czasu naleŝy bezwzględnie ustawić w pozycji kalibracji CAL.), obraz ierzonego przebiegu powinien zająć aksyalną oŝliwą wysokość na ekranie, obraz na ekranie naleŝy dobrze zogniskować, obraz na ekranie powinien ieć zredukowaną jaskrawość, z poiaru naleŝy eliinować grubość linii obrazu, odczytując wysokość obrazu przy tej saej krawędzi linii (zawsze górnej lub zawsze dolnej)