Основная характеристика назначения осциллографа. Особенность наблюдения на экране процессов, изменяющихся во времени. Использование звукового генератора в качестве источника переменного напряжения. Определение чувствительности электронно-лучевой трубки.
Аннотация к работе
Осциллограф является самостоятельным измерительным прибором, предназначенным для исследования периодических и импульсных процессов в научно-исследовательской работе в лабораториях, на заводах и в полевых условиях. С его помощью можно измерить напряжение и силу тока и изменение их во времени, сдвиг фаз между ними, сравнивать частоты и амплитуды различных переменных напряжений. Кроме того, при применении соответствующих преобразователей осциллограф позволяет исследовать неэлектрические процессы, например, измерять малые промежутки времени, колебания температуры, давления и т.д.Электронно-лучевая трубка позволяет получить узкий сфокусированный пучок электронов, который практически является безынерционным. По принципу отклонения электронного луча различают трубки с электростатическим и магнитным отклонением. Внутрь вмонтированы электронная пушка 1 (выделена пунктиром на рисунке), отклоняющие пластины 8 и 9, расположенные в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, и флуоресцирующий экран 10. Электроны ускоряются электрическим полем, приложенным между катодом и первым анодом 6, находящимся под напряжением порядка 1000В. Регулировкой величины потенциала первого анода (ручка «фокус») осуществляется фокусировка луча на экране., Вследствие световой инерции экрана и способности нашего глаза сохранять некоторое время полученное световое восприятие, на экране будет видна не-подвижная вертикальная линия. Чтобы на экране наблюдать синусоиду, необходимо «развернуть» эту линию во времени путем осуществления одновременного движения луча по горизонтали. Для этой цели на вертикальные пластины подают напряжение, линейно изменяющееся во времени, осциллограф звуковой генератор напряжение Если по истечению времени, равного периоду исследуемого колебания, напряжение на вертикальных пластинах скачком упадет до нуля, то и световое пятно скачком возвратится в исходное положение. Таким образом, для получения развертки исследуемого напряжения во времени на вертикальные пластины необходимо подать так называемое «пилообразное» напряжение, причем периоды пилообразного и исследуемого напряжения должны совпадать.В качестве источника переменного напряжения используется звуковой генератор (в нашем случае Г3 - 1), который представляет собой генератор электрических колебаний звуковой частоты (?? ~ 20 - 20000 Гц) синусоидальной формы, работающей по принципу мостиковых RC - генераторов. Прибор, как и осциллограф, питается от сети переменного тока с напряжением ~ 220 В. В работе сравнение частот производится с помощью электронного осциллографа, на горизонтальные пластины которого подается исследуемое напряжение от звукового генератора, а на вертикальные пластины - напряжение от сети переменного тока с частотой ? = 2??? (?? = 50 Гц) через делитель напряжения. После преобразований получается /2/: , , Разлагая по биному Ньютона уравнение в квадратных скобках и приравнивая действительные и мнимые части слева и справа, можно получить уравнение траектории колеблющейся точки. Если частота одного из колебаний известна, то по виду фигур Лиссажу можно определить частоту другого с помощью осциллографа, подавая на вертикальные пластины напряжение неизвестной частоты ??x, а на горизонтальные - напряжение известной частоты ??y от звуковое генератора.Ручкой регулировки «усиление y» либо делителем Д добиваются, чтобы размах исследуемого сигнала оставался в пределах экрана. Затем подбором частоты развертки (грубо - переключателем «диапазоны частот», точно - ручкой «частота плавно») получают на ширине экрана устойчивую неподвижную картину одного, двух и трех периодов сигналов. Для наблюдения электрических сигналов заданной частоты необходимо отключить напряжение, подаваемое через делитель Д от сети, и на «вход y» подать напряжение заданной частоты от звукового генератора 13 - 1. Изменяя частоту сигнала звукового генератора ручкой «установка частоты» получают и зарисовывают устойчивые и неподвижные фигуры Лиссажу (5 - 8 фигур). при этом записывают частоту сигнала звукового генератора ??Г3.
Список литературы
1. Физический практикум. (Электричество и оптика) / Под ред. В.И.Иверновой. - М.: Наука, 1967. - 281 с.
2. Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н. Практикум по физике. - М.: Высшая школа, 1961. - 241 с.
3. Соловьев В.А., Яхонтова В.Е. Основы измерительной техники. - Л.: ЛГУ, 1980. - 147 с.
4. Ремез Г.А. Курс основных радиотехнических измерений. - М.: Связь, 1966. - 423 с.
5. Бонч-Бруевич А.М. Радиотехника в экспериментальной физике - М.: Наука. 1966. - 768 с.
6. Козлов В.Н. Общий физический практикум. Электричество и магнетизм. Учеб. пособие / под ред. А.И. Матвеева, Д.Ф. Кисилева. - М. : МГУ, 1987. - 197 с.