Laboratorium Podstaw Pomiarów

Podobne dokumenty
Ćwiczenie 3. Wprowadzenie do obsługi oscyloskopu

INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT. Warsztaty inżynierskie elektrotechniczne

Ćwiczenie nr 28. Badanie oscyloskopu analogowego

Laboratorium Podstaw Pomiarów

Ćwiczenie 23. Cyfrowe pomiary czasu i częstotliwości.

POMIARY OSCYLOSKOPOWE II

POMIARY OSCYLOSKOPOWE II

Podstawy użytkowania i pomiarów za pomocą OSCYLOSKOPU

Lekcja 20. Temat: Elementy regulacyjne i gniazda oscyloskopu.

Ćwiczenie 23. Cyfrowe pomiary czasu i częstotliwości.

Podstawy obsługi oscyloskopu

POMIARY OSCYLOSKOPOWE. Instrukcja wykonawcza

Ćw. 8: POMIARY Z WYKORZYSTANIE OSCYLOSKOPU Ocena: Podpis prowadzącego: Uwagi:

Ćwiczenie 23. Temat: Obsługa oscyloskopu analogowego i cyfrowego. Cel ćwiczenia

Podstaw Elektroniki Cyfrowej Wykonał zespół w składzie (nazwiska i imiona):

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Przyjazna instrukcja obsługi generatora funkcyjnego Agilent 33220A

Politechnika Warszawska

Algorytm uruchomienia oscyloskopu

Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC

Laboratorium Podstaw Pomiarów

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Laboratorium Podstaw Pomiarów

MATERIAŁY POMOCNICZE DO WYKŁADU METROLOGIA ELEKTRYCZNA. Wykład 6 OSCYLOSKOPY

Lekcja 80. Budowa oscyloskopu

Ćwiczenie 22. Temat: Przerzutnik monostabilny. Cel ćwiczenia

Ćwicz. 4 Elementy wykonawcze EWA/PP

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Ćw. 8 Bramki logiczne

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

UKŁADY Z PĘTLĄ SPRZĘŻENIA FAZOWEGO (wkładki DA171A i DA171B) 1. OPIS TECHNICZNY UKŁADÓW BADANYCH

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Zapoznanie z przyrządami stanowiska laboratoryjnego. 1. Zapoznanie się z oscyloskopem HAMEG-303.

Przetwarzanie A/C i C/A

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Ćwiczenie M3 BADANIE PRZEBIEGÓW NAPIĘCIOWYCH ZA POMOCĄ MULTIOSCYLOSKOPU

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych Laboratorium 1

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu

Pomiary napięć i prądów zmiennych

DWUKANAŁOWY OSCYLOSKOP ANALOGOWY

Opis ultradźwiękowego generatora mocy UG-500

Sprzęt i architektura komputerów

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Dioda półprzewodnikowa

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

OSCYLOSKOP. Panel oscyloskopu

Oscyloskop. Dzielnik napięcia. Linia długa

Temat ćwiczenia: Przekaźniki półprzewodnikowe

Interfejsy komunikacyjne pomiary sygnałów losowych i pseudolosowych. Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POMIAR PRZESUNIĘCIA FAZOWEGO

Ćwiczenie 5. Pomiary parametrów sygnałów napięciowych. Program ćwiczenia:

Ćwiczenie 21. Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Przetwarzanie AC i CA

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

Laboratorium Podstaw Pomiarów

Badanie diod półprzewodnikowych

Ćwiczenie: "Mierniki cyfrowe"

Podstawy obsługi oscyloskopu cyfrowego

Badanie właściwości multipleksera analogowego

TRANZYSTORY BIPOLARNE

Zastosowania pomiarowe oscyloskopu analogowego

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

Ćwiczenie 3: Pomiar parametrów przebiegów sinusoidalnych, prostokątnych i trójkątnych. REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Ćwiczenie 2 Mostek pojemnościowy Ćwiczenie wraz z instrukcją i konspektem opracowali P.Wisniowski, M.Dąbek

Digital REAL - TIME Oscilloscope. TDS 210 Tektronix TDS 1002 Tektronix

LABORATORIUM TECHNIKI IMPULSOWEJ I CYFROWEJ (studia zaoczne) Układy uzależnień czasowych 74121, 74123

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych

INSTRUKCJA - Ćw. 1. Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych cz.1

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

CHARAKTERYSTYKI BRAMEK CYFROWYCH TTL

Podstawy Elektroniki dla Teleinformatyki. Generator relaksacyjny

Parametryzacja przetworników analogowocyfrowych

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 11

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO. Instrukcja wykonawcza

Detektor Fazowy. Marcin Polkowski 23 stycznia 2008

Ćwiczenie 11. Podstawy akwizycji i cyfrowego przetwarzania sygnałów. Program ćwiczenia:

Modulatory PWM CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie generatorów sinusoidalnych (2h)

POMIARY OSCYLOSKOPOWE

Ćw. 1. Oscyloskopowa rejestracja sygnałów. Elektronika przemysłowa. Instrukcja do laboratorium. Katedra Inżynierii Elektrycznej Transportu

ZASTOSOWANIA WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

METROLOGIA. Dr inż. Eligiusz PAWŁOWSKI Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki

PRZEŁĄCZANIE DIOD I TRANZYSTORÓW

Politechnika Białostocka

I Zastosowanie oscyloskopu do pomiarów kąta przesunięcia fazowego.

Laboratorium Metrologii. Ćwiczenie nr 6 Oscyloskop.

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

Uśrednianie napięć zakłóconych

ZASADY DOKUMENTACJI procesu pomiarowego

Ćwiczenie 4: Próbkowanie sygnałów

Zakres wymaganych wiadomości do testów z przedmiotu Metrologia. Wprowadzenie do obsługi multimetrów analogowych i cyfrowych

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4

D-1. Cel ćwiczenia: U(t) = U DC + f AC (t), które spełniają równania: U ŚR = 1 T U t =U DC, U ŚR = 1

INSTRUKCJA LABORATORIUM Metrologia techniczna i systemy pomiarowe.

LABORATORIUM METROLOGII Wydział Elektrotechniki i Informatyki Katedra Automatyki i Metrologii. Ćwiczenie nr 7

Transkrypt:

Laboratorium Podstaw Pomiarów Ćwiczenie 4 Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Instrukcja Opracował: dr inż. Grzegorz Tarapata Instytut Systemów Elektronicznych Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechnika Warszawska Warszawa 2017 v. 4.1

Ćwiczenie 4 Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest pogłębienie umiejętności posługiwania się oscyloskopem cyfrowym. W ćwiczeniu zostaną zaprezentowane głównie zagadnienia związane z obserwacją sygnałów w pracy jedno- i dwukanałowej oraz z pomiarami parametrów czasowych tych sygnałów. 2. Tematyka ćwiczenia zapoznanie się z obsługą oscyloskopu w trybie jedno- i dwukanałowym, pomiary parametrów czasowych sygnałów: okresu, współczynnika wypełnienia, czasu narastania i opadania impulsów. 3. Umiejętności zdobywane przez studentów: umiejętność posługiwania się podstawowymi funkcjami oscyloskopu cyfrowego związanymi z obsługą toru X (podstawy czasu) oraz blokiem wyzwalania TRIGGER, umiejętność wyboru sposobu synchronizacji oscyloskopu w zależności od obserwowanych sygnałów, umiejętność pomiaru podstawowych parametrów czasowych sygnałów okresowych (okres, częstotliwość, czas narastania i opadania zboczy oraz szerokość impulsów). 4. Teoria Ćwiczenie obejmuje głównie zagadnienia związane z torem akwizycji próbek sygnału, z obserwacją sygnałów w trybie jedno- i wielokanałowym oraz pomiarami podstawowych parametrów czasowych. Blok podstawy czasu oraz wyzwalania Na Rys. 4.1 przedstawiono panel kontrolny używanego w Laboratorium oscyloskopu cyfrowego Rigol DS 1052E. Podczas ćwiczenia należy skupić się głównie na działaniu bloków panelu czołowego: HORIZONTAL, TRIGGER oraz MENU. Jedną z podstawowych możliwości regulacyjnych oscyloskopu jest wybór wartości stałej CX dla toru X, czyli osi związanej ze skalą czasu. Zwyczajowo dla toru X używa się terminu podstawa czasu (ang. Time Base). Wyboru wartości CX można dokonać w sekcji HORIZONTAL za pomocą przełącznika SCALE. Dzięki temu użytkownik może zmieniać Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 2

skalę osi X w zakresie od 5 ns/dz do 50 s/dz stosownie do częstotliwości obserwowanego sygnału. Wartości odpowiednich nastaw wyświetlane są w dolnej części ekranu oscyloskopu i wyrażone są w jednostkach czasu (domyślnie jednostka czasu na działkę). Pokrętłem POSITION w sekcji HORIZONTAL można natomiast przesuwać oscylogram na ekranie w poziomie. Ponieważ pamięć oscyloskopu mieści o wiele więcej danych niż jest to potrzebne do wyświetlenia czytelnego kształtu sygnału, w górnej części ekranu wyświetlana jest informacja, jaka część zapisanych w pamięci próbek jest aktualnie widoczna na ekranie (patrz Rys 4.2). Menu funkcji użytkowych Blok toru Y kanałów CH1 i CH2 Blok układu wyzwalania Blok toru X Wejścia kanałów CH1 i CH2 Wyjście kalibratora sondy pomiarowej Rys. 4.1. Panel kontrolny oscyloskopu cyfrowego Rigol DS 1052E Blok TRIGGER odpowiedzialny jest za synchronizację przebiegów oraz uzyskanie stabilnego obrazu zarówno dla pracy jedno- jak i dwukanałowej. Stabilny obraz w pracy jednokanałowej można uzyskać względnie łatwo dla większości sygnałów okresowych, o ile amplituda sygnału mieści się w zakresie regulacji poziomu wyzwalania (pokrętło LEVEL). Pokrętło LEVEL służy do ustawienia wartości napięcia, od której rysowany jest obserwowany sygnał. W przypadku pracy dwukanałowej stabilny obraz obu obserwowanych sygnałów można uzyskać tylko wtedy, gdy sygnały są zsynchronizowane (różnica faz jest stała w czasie lub stosunek ich częstotliwości jest wyrażony liczbą naturalną). Ponieważ każdy oscyloskop posiada tylko jeden blok podstawy czasu, to dla sygnałów niezależnych fazowo nie jest możliwe ustawienie takiego momentu wyzwalania, aby uzyskać w czasie rzeczywistym synchronizację czyli w efekcie stabilny obraz obu sygnałów jednocześnie. Częściowym rozwiązaniem tego problemu jest wykorzystanie specyficznej cechy oscyloskopu cyfrowego, jaką jest wykorzystanie próbek sygnału uprzednio zapisanych Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 3

w pamięci urządzenia. Możliwe jest zatem niezależne odczytywanie wartości próbek każdego z sygnałów i wyświetlanie ich naprzemiennie w trybie wyzwalania Alternate. Tryb ten można uruchomić w bloku kontrolnym TRIGGER oscyloskopu, odpowiedzialnym za wyzwalanie i synchronizację. Obserwowane w tym trybie przebiegi są wyświetlane na ekranie w sposób stabilny, jednak informacja o zależnościach czasowych między nimi zostaje utracona. W sekcji TRIGGER wybiera się źródło sygnału wyzwalającego oraz warunek określający, kiedy ma nastąpić wyzwolenie podstawy czasu. Pokrętłem LEVEL można ustawić żądany poziom wyzwalania czyli wartość napięcia, po osiągnięciu której oscyloskop zaczyna wyświetlać zebrane próbki sygnału. Stan układu akwizycji Okno obserwowanego sygnału w pamięci próbek Punkt wyzwalania w pamięci Tryb i kanał wyzwalania Przebieg z kanału CH1 Ekranowe menu kontekstowe Poziom odniesienia dla kanału CH1 Przebieg z kanału CH2 Poziom odniesienia dla kanału CH2 Stała oscyloskopu toru Y i sprzężenie kanału CH1 Stała oscyloskopu toru Y i sprzężenie kanału CH2 Stała oscyloskopu toru X (podstawa czasu) Rys. 4.2. Ekran oscyloskopu cyfrowego w pracy dwukanałowej z dwoma obserwowanymi sygnałami W celu ustawienia wartości parametrów wyzwalania podstawy czasu należy nacisnąć przycisk MENU w sekcji TRIGGER, a następnie za pomocą przycisków kontekstowych wykonać stosowne regulacje. Na ekranie widoczne będą następujące opcje menu modułu wyzwalania: Mode sposób wyzwalania podstawy czasu z możliwościami: Edge Pulse Width Slope Video Alternate wyzwalanie poziomem, wyzwalanie zadaną szerokością impulsu, wyzwalanie zboczem, wyzwalanie standardowym sygnałem wideo, wyzwalanie sygnałów niezsynchronizowanych w kanałach CH1 i CH2. Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 4

Najczęściej stosuje się wyzwalanie poziomem Edge. Dla tego trybu dostępne są następujące parametry: kanał wyzwalający Source (CH1, CH2, EXT sygnał zewnętrzny, AC Line synchronizacja napięciem sieci energetycznej 50 Hz). rodzaj zbocza wyzwalającego Slope można wybrać, na którym zboczu sygnału ustawiona wartość wyzwalania spowoduje wyzwolenie podstawy czasu z dostępnymi możliwościami: zbocze narastające, opadające lub obydwa. Sweep sposób wyświetlania i wyzwalania sygnału: AUTO samobieżna podstawa czasu wyzwalana samoczynnie nawet przy braku sygnału, NORMAL podstawa czasu wyzwalana poprzez wybrany sposób wyzwolenia Mode, SINGLE podstawa czasu wyzwalana tylko raz i wyświetlany jest tylko jeden przebieg sygnału można wtedy obserwować sygnały nieokresowe (np. sygnały cyfrowe) i mierzyć ich parametry. Pomiary parametrów czasowych sygnałów zmiennych oraz ich definicje Oscyloskop umożliwia pomiary parametrów czasowych sygnałów, podobnie jak w przypadku pomiarów parametrów napięciowych. Do najważniejszych parametrów czasowych należą: okres (a także częstotliwość jako jego odwrotność), czas trwania impulsu oraz czas narastania i opadania zboczy sygnału. Pomiar okresu sygnału zgodnie z definicją polega na wyznaczeniu odległości pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie. Aby zapewnić najlepszą dokładność pomiaru okresu, punkty te powinny leżeć na najbardziej stromej części sygnału. Przykład takiego pomiaru dla napięcia sinusoidalnego pokazano na Rys 4.3a. W przypadku sygnałów prostokątnych i impulsowych, warunek ten jest spełniony zawsze ze względu na dużą stromość zboczy (Rys. 4.3b). Sygnały impulsowe dodatkowo charakteryzują się takimi parametrami, jak: czas trwania impulsu ti, czas odstępu między impulsami tp, czas narastania tn oraz czas opadania to zboczy. Ze względu na ograniczoną szybkość przełączania między stanem wysokim i niskim kształt rzeczywistego przebiegu prostokątnego jest zwykle zbliżony do trapezu. Czas trwania impulsu należy mierzyć na poziomie 50% wartości międzyszczytowej (Rys. 4.4a). Pomiary wykonane na innych poziomach mogą dać różniące się wyniki. Natomiast czasy narastania i opadania należy mierzyć pomiędzy 10% a 90% wartości międzyszczytowej sygnału (z pominięciem ewentualnych oscylacji). Zasada pomiaru tych wielkości została zilustrowana na Rys. 4.4b. Przy pomiarach czasów narastania oraz opadania impulsu należy maksymalnie rozciągnąć obraz sygnału w poziomie w taki sposób, aby na ekranie było widoczne tylko badane zbocze. Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 5

a) b) T T Rys. 4.3. Sposób pomiaru okresu sygnału dla dwóch przykładowych kształtów: a) fali sinusoidalnej, b) fali prostokątnej a) b) 90% Upp 50% 10% ti tn to Rys. 4.4. Sposób pomiaru a) czasu trwania impulsu, oraz b) czasów narastania i opadania impulsu Parametry czasowe, podobnie jak parametry napięciowe, można mierzyć za pomocą oscyloskopu cyfrowego następującymi metodami: metoda klasyczna poprzez pomiar długości odpowiednich odcinków Mierzony odcinek czasu tx jest iloczynem długości L danego odcinka na ekranie oscyloskopu oraz ustawionej wartości stałej CX podstawy czasu: t x = L C X (4-1) W tym przypadku graniczny błąd pomiaru czasu zależy od błędu pomiaru długości odcinka gl oraz od błędu określenia stałej podstawy czasu gcx i można go wyrazić zależnością δ g t x = δ g L + δ g C X (4-2) Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 6

Niepewność określenia wartości współczynnika podstawy czasu CX (opisana wartością błędu granicznego) jest parametrem technicznym danego oscyloskopu, podanym przez producenta. Dla oscyloskopów wykorzystywanych w Laboratorium wynosi on gcx = 50 ppm (ang. parts per milion), czyli gcx = 5 10-3 %. W porównaniu z parametrami oscyloskopów analogowych wartość ta jest znacząco mniejsza. Wynika to z użycia w oscyloskopie cyfrowym precyzyjnego i stabilnego zegara kwarcowego. Z kolei błąd określenia długości odcinka wynika z ograniczonej precyzji jej odczytu. Jako wartość bezwzględną tego błędu gl przyjmuje się zwykle 0,1 działki. W związku z tym błąd graniczny względny spowodowany niedokładnością odczytu wynosi 0,1 dz δ g L = 100% (4-3) L gdzie L jest zmierzoną długością odcinka, wyrażoną w działkach. metoda z wykorzystaniem kursorów W tym przypadku użytkownik zaznacza za pomocą kursorów interesujący go odcinek, a wynik pomiaru jego długości zostaje od razu wyświetlony w jednostkach czasu. Kursory można wywołać w sekcji MENU używając przycisku Cursor. Następnie przyciskami menu kontekstowego Cursors należy wybrać tryb ręczny ( Mode: Manual ) oraz typ kursora ( Type: X ). Błąd określenia długości odcinka za pomocą kursorów jest związany z rozdzielczością ekranu oscyloskopu i wynosi 0,04 działki. Względny błąd graniczny pomiaru parametrów czasowych tx za pomocą kursorów można wyrazić zależnością δ g t x = 0,04 dz C X t x 100% + δ g C X (4-4) metoda automatyczna z wykorzystaniem cyfrowych funkcji oscyloskopu Użytkownik powinien zapewnić na ekranie czytelny i stabilny obraz obserwowanego sygnału, a następnie wybrać odpowiednią wielkość mierzoną. Automatyczne pomiary parametrów czasowych dostępne są w sekcji MENU po naciśnięciu przycisku Measure. Za pomocą przycisku Time menu kontekstowego z prawej strony ekranu oraz pokrętła ( ) można wybrać wymaganą wielkość. Są tam między innymi takie wielkości jak: okres (Period), częstotliwość (Freq), czas narastania impulsu (Rise time), czas opadania impulsu (Fall time), czas trwania impulsu (+Width). Względny błąd graniczny automatycznego pomiaru parametrów czasowych tx można wyrazić zależnością δ g t x = 1 f p t x 100% + δ g C X (4-5) gdzie fp jest częstotliwością próbkowania sygnału (ang. Sample Rate). Jest to parametr zależny od ustawionej wartości stałej CX toru X. Maksymalna częstotliwość Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 7

próbkowania dla oscyloskopu Rigol DS 1052E wynosi 1 GSa/s. Aktualną wartość tego parametru można odczytać na ekranie oscyloskopu (parametr Sa Rate), wybierając przycisk MENU w sekcji HORIZONTAL. 5. Opis modułu pomiarowego F01 Moduł F01 zawiera dwa niezależne generatory: sygnału sinusoidalnego G1 oraz sygnału prostokątnego G2. Zarówno amplituda sygnału jak i częstotliwość dla obu generatorów nie są regulowane. Każdy z tych generatorów posiada dwa gniazda wyjściowe: OSC oraz f, wewnętrznie ze sobą połączone. Umożliwiają one jednoczesne dołączenie oscyloskopu oraz innego przyrządu (np. częstościomierza) lub połączenie z innym układem (np. przesuwnikiem fazy). Moduł F01 zawiera ponadto przesuwnik fazy PF. Do wejścia WE przesuwnika należy doprowadzić sygnał sinusoidalny z generatora G1 lub z generatora zewnętrznego. Sygnał przesunięty w fazie jest dostępny na wyjściu przesuwnika (gniazda OSC oraz f). Rys. 4.5. Moduł F01 6. Badania i pomiary Przedmiotem badań są podstawowe parametry czasowe sygnałów elektrycznych. Przed przystąpieniem do pracy zaleca się przywrócenie ustawień fabrycznych oscyloskopu. W tym celu należy wykonać następującą sekwencję poleceń: (MENU) Storage Waveform Factory Load Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 8

Zadanie 1. Obserwacja sygnałów w trybie dwukanałowym. Zad. 1.1. Obserwowane będą dwa sygnały synchroniczne. Sygnał sinusoidalny z generatora sygnału G1 modułu F01 należy doprowadzić do wejścia przesuwnika fazy PF. Sygnał ten należy doprowadzić też do wejścia CH1 oscyloskopu, a sygnał z wyjścia przesuwnika fazy - do wejścia CH2. Przeprowadzić regulację oscyloskopu w taki sposób, aby na ekranie były wyświetlane dwa stabilne przebiegi z tym samym poziomem odniesienia (jeden na drugim). W protokole zamieścić oscylogramy dla wyzwalania sygnałem z kanału CH1 i CH2. Jaki jest wizualny efekt wyboru kanału CH1 lub CH2 jako źródła synchronizacji w pracy dwukanałowej oscyloskopu podczas jednoczesnej obserwacji dwóch sygnałów ( (TRIGGER) MENU Source: CH1 lub CH2)? Czy można uzyskać stabilny obraz obu sygnałów przy wyborze kanału CH1 lub CH2 jako źródła synchronizacji? Odpowiedź uzasadnić. Jak zmienia się wzajemne położenie obu sygnałów oraz położenie względem momentu wyzwalania przy zmianie źródła synchronizacji (CH1 lub CH2)? Zad. 1.2. Do wejścia CH1 oscyloskopu doprowadzić sygnał z generatora G1, a do wejścia CH2 sygnał z generatora G2 modułu F01. Powtórzyć procedurę uzyskania stabilnych oscylogramów w pracy jednokanałowej dla każdego z kanałów niezależnie, tak jak w zadaniu 1.1. Następnie włączyć oba kanały jednocześnie i zbadać wpływ źródła synchronizacji w pracy dwukanałowej. Czy można uzyskać stabilny obraz obu sygnałów przy wyborze kanału CH1 lub CH2 jako źródła synchronizacji? Odpowiedź uzasadnić. Jak zachowują się przebiegi z obu kanałów przy zmianie źródła synchronizacji (CH1 lub CH2)? Zadanie 2. Pomiary okresu sygnałów elektrycznych. Sygnał z wyjścia generatora Keysight 33500B doprowadzić do wejścia CH1 oscyloskopu. Spośród sygnałów arbitralnych wybrać sygnał sinusoidalny o nazwie test5. Zad. 2.1. Zmierzyć okres sygnału metodą klasyczną (poprzez pomiar długości odcinka). W protokole zamieścić odpowiedni oscylogram, zaznaczyć na nim mierzony odcinek i uzasadnić sposób jego wyboru. Obliczyć błąd graniczny pomiaru okresu. Wyniki zamieścić w protokole. Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 9

Zad. 2.2. Zmierzyć okres sygnału z wykorzystaniem kursorów osi X: (MENU) Cursor Mode: Manual Type: X. Opisać sposób ustawienia kursorów. Obliczyć błąd graniczny pomiaru okresu. Oscylogram i wyniki zamieścić w protokole. Zad. 2.3. Zmierzyć okres sygnału wykorzystując wbudowaną funkcję automatyczną (MENU) Measure Time Period dla: widocznych na ekranie 1-3 okresów sygnału, widocznych na ekranie kilkunastu kilkudziesięciu okresów. Obliczyć błąd graniczny dla obu pomiarów. Wyniki z zadań 2.1, 2.2 i 2.3 zestawić w tabeli. Porównać uzyskane wyniki pomiaru okresu (z uwzględnieniem ich błędów granicznych) z zadań 2.1, 2.2 oraz 2.3. Która metoda pomiaru z zadań 2.1, 2.2, 2.3 zapewnia najdokładniejszy wynik? Jakie czynniki wpływają na niedokładność pomiarów? Jak zmieni się wynik pomiaru okresu za pomocą funkcji automatycznych w zależności od wartości stałej CX oscyloskopu dla toru X (w funkcji liczby obserwowanych okresów)? Zadanie 3. Pomiary parametrów czasowych sygnału prostokątnego. W generatorze funkcyjnym Keysight 33500B wybrać sygnał arbitralny o nazwie test6. Wykorzystując tryb wyzwalania ustawiony na zbocze narastające lub opadające ( (TRIGGER) MENU Mode: Edge i w tym menu kontekstowym Slope: lub Slope: ), zaobserwować kształt sygnału na ekranie oscyloskopu. Zad 3.1. Za pomocą kursorów w trybie TRACK (który można uzyskać w następujący sposób: (MENU) Cursors Mode: Track ) zmierzyć (zgodnie z definicją podaną w części teoretycznej): czas narastania tn, czas opadania to, czas trwania impulsu ti. Oscylogramy oraz uzyskane wyniki zamieścić w protokole. Przy pomiarach czasów narastania oraz opadania należy rozciągnąć oscylogram w taki sposób, aby zapewnić najlepszą dokładność pomiaru. W celu zwiększenia precyzji regulacji rozciągu pionowego należy nacisnąć pokrętło SCALE w sekcji VERTICAL. Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 10

Zad 3.2. Posługując się funkcją pomiaru automatycznego zmierzyć te same parametry czasowe sygnału, co w punkcie 3.1 ( (MENU) Measure Time i pokrętłem ( ) wybrać odpowiedni parametr: +Width / Rise time / Fall time ). Wyniki uzyskane z zadań 3.1 oraz 3.2 zestawić w tabeli. Porównać wyniki otrzymane z zadań 3.1 oraz 3.2. Zadanie 4. Pomiary parametrów sygnałów prostokątnych. W generatorze funkcyjnym Keysight 33500B wybrać sygnał arbitralny o nazwie test7 i doprowadzić go do wejścia oscyloskopu. Zad 4.1. Dobrać ustawienia oscyloskopu tak, aby zaobserwować kształt impulsu z uwzględnieniem jego fragmentów przed i po zboczu narastającym (wybrać odpowiednie zbocze wyzwalające Edge, poziom napięcia wyzwalania LEVEL, rodzaj sprzężenia, stałą oscyloskopu dla toru Y oraz dla toru X). Oscylogram zamieścić w protokole. Zad 4.2. Za pomocą kursorów zmierzyć wartość międzyszczytową Upp i okres Tosc pierwszej z oscylacji występujących po zboczu narastającym sygnału. Wartości parametrów oscyloskopu ustawić w taki sposób, aby zapewnić możliwie dużą dokładność pomiarów. Oscylogramy i wyniki zamieścić w protokole.? Pytania kontrolne 1. Jak jest zdefiniowany czas narastania impulsu? 2. Jak jest zdefiniowany czas opadania impulsu? 3. Jak jest zdefiniowana szerokość impulsu sygnału prostokątnego? 4. Jak należy dobrać ustawienia oscyloskopu oraz położenie sygnału na ekranie aby zmierzyć czas opadania sygnału prostokątnego? 5. Czy można uzyskać na ekranie oscyloskopu stabilny obraz sygnałów pochodzących z dwóch niezależnych źródeł? Odpowiedź uzasadnij. 6. Do czego służy tryb wyzwalania podstawy czasu typu Alternate? 7. Do czego służy pokrętło SCALE w sekcji HORIZONTAL w oscyloskopie cyfrowym? 8. Do czego służy pokrętło LEVEL w sekcji TRIGGER w oscyloskopie cyfrowym? 9. Do czego służy pokrętło POSITION w sekcji HORIZONTAL? Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 11

10. Opisz różnice działania bloku podstawy czasu pomiędzy oscyloskopem analogowym a cyfrowym. 11. Widok ekranu oscyloskopu pokazany został na Rys. 4.6. Wyznacz okres sygnału doprowadzonego do kanału CH1 oscyloskopu oraz oszacuj błąd względny pomiaru tej wielkości, jeżeli gcx = 50 ppm. Rys. 4.6. Widok ekranu oscyloskopu cyfrowego 12. Widok ekranu oscyloskopu pokazany został na Rys. 4.6. Wyznacz częstotliwość sygnału doprowadzonego do kanału CH2 oscyloskopu. Jaki jest błąd graniczny pomiaru tej wielkości, jeżeli w czasie pomiaru zmierzono długość odcinka równą dwóm okresom sygnału, a gcx = 50 ppm? 13. Jaki jest błąd pomiaru czasu narastania impulsu dla sygnału z Rys. 4.7? Wiadomo, że gcx = 50 ppm. Pamiętaj o definicji czasu narastania. Rys. 4.7. Widok ekranu oscyloskopu cyfrowego 14. W jaki sposób można zmierzyć okres sygnałów sinusoidalnych za pomocą oscyloskopu cyfrowego? Rozważ wszystkie możliwości. 15. Jak wyznaczyć graniczny błąd względny i bezwzględny pomiaru odcinka czasu z wykorzystaniem metody pomiaru długości odcinków? Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 12

16. W jaki sposób należy dobrać ustawienia oscyloskopu oraz położenie sygnału na ekranie aby zapewnić najdokładniejszy pomiar częstotliwości sygnału sinusoidalnego za pomocą pomiaru długości odcinków? 17. Wymień i opisz metody wyzwalania podstawy czasu w oscyloskopie cyfrowym. 18. Scharakteryzuj typy wyzwalania AUTO i NORM. 19. Do czego wykorzystywane jest wyzwalanie podstawy czasu typu SINGLE? 20. Wymień podstawowe czasowe parametry sygnałów mierzone za pomocą automatycznej funkcji Measure. 21. W jaki sposób pomiar wielokrotności okresu (metodą pomiaru długości odcinka) wpływa na dokładność pomiaru pojedynczego okresu? Ćw.4. Podstawowa aparatura pomiarowa: Oscyloskop cyfrowy II Strona 13