Саратовский государственный технический университет
ИЗУЧЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ ОСЦИЛЛОГРАФА
Методические указания
к выполнению лабораторной работы по физике
для студентов всех специальностей
всех форм обучения
Электронное издание локального распространения
Одобрено
редакционно-издательским советом
Саратовского государственного
технического университета
САРАТОВ-2006
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.
Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
Составитель – Царев Вячеслав Павлович.
Под редакцией - Зюрюкина Юрия Анатольевича.
Рецензент - Шведова Наталья Дмитриевна.
410054, Саратов, ул. Политехническая 77,
Научно-техническая библиотека СГТУ,
тел. 52-63-81, 52-56-01
http: // lib.sstu.ru
Регистрационный
номер 060556Э
© Саратовский государственный
технический университет 2006 г.
Цель работы: изучение особенности измерения амплитуды и частоты переменных сигналов с помощью осциллографа.
Общие представления об осциллографе
Современный осциллограф является универсальным измерительным прибором для наблюдения, исследования формы электрических процессов и измерения их временных характеристик и амплитудных значений.
Используя вспомогательные схемы, которые согласуют электрические сигналы или преобразуют механические и другие неэлектрические величины, изменяющиеся во времени, в электрические, можно с помощью осциллографа визуально наблюдать и определять различные характеристики всевозможных приборов и устройств.
Достоинством электронного осциллографа является наглядность полученных результатов и малая инерционность. Современный осциллограф позволяет исследовать периодические процессы в диапазоне частот от 0 до 1010 Гц и одиночные процессы длительностью до 10-9 с.
Осциллограф состоит из следующих блоков: базовый блок с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), блок предварительного усиления (БПУ), блок развёртки (БР), блок питания, обеспечивающий напряжениями всю схему осциллографа.
Устройство и принцип работы базового блока с электронно-лучевой трубкой
Основным узлом базового блока является ЭЛТ, с помощью которого преобразуется исследуемый сигнал в видимое изображение.
На Рис.1 схематически показано устройство ЭЛТ.
 |
яркость фокус
рис.1.
Она представляет собой стеклянную колбу, в которой создан вакуум. Группа электродов, включающих катод К с нитью накала НН, сетку С и аноды А1 и А2 образуют так называемую электронную пушку, предназначенную для получения узкого пучка электронов - электронного луча. Отклоняющая система состоит из двух пар пластин: горизонтальные пластины используют для отклонения луча по вертикали ВП и вертикальные для отклонения луча по горизонтали ГП. Экран Э трубки покрывается специальным веществом – люминофором, обладающим способностью светиться под действием ударяющихся в него электронов.
 |
Поверхность катода покрывается оксидными веществами, легко отдающими электроны при подогреве с помощью нити накала НН. На сетку, имеющую форму цилиндра с отверстием в торце, подаётся отрицательное относительно катода и регулируемое напряжение, которое используется для изменения количества электронов в луче и регулирования за счёт этого яркости пятна на экране. С помощью системы анодов А1 и А2, на которые поданы положительные относительно катода регулируемые напряжения, осуществляется разгон электронов до необходимой скорости и фокусировка пучка электронов в точку на экране трубки.
На Рис.2 показана фокусирующая система осциллографа. Сплошными линиями изображены эквипотенциальные поверхности.
рис.2.
Отклонение электронов, летящих между пластинами ВП и ГП, происходит под действием электрического поля, создаваемого подводимым к пластинам напряжением.
Таким образом, пара горизонтальных пластин отклоняет электронный пучок в вертикальном направлении вдоль оси Y, а пара вертикальных пластин отклоняет электронный пучок в горизонтальном направлении вдоль оси Х. В зависимости от формы напряжений на Х, Y пластинах (электродах) осциллограф может работать в разных режимах.