Приложение 3. Двухканальный осциллограф в режиме измерения периода, амплитуд и разности фаз двух синусоидальных колебаний

Самостоятельная лабораторная работа «Использование осциллографа в среде EWB для измерения параметров двух синусоидальных колебаний»

Цель работы

Познакомиться с панелью управления осциллографом, научиться устанавливать режимы его работы и значения параметров. Освоить операции измерения периода, амплитуд и сдвига фаз двух синусоидальных колебаний.

Программа работы

1.Ознакомление с панелью управления осциллографом пакета EWB 5.12.

2. Научиться устанавливать режимы работы и значения параметров осциллографа.

3. Приобретение навыков измерения периода, амплитуд и сдвига фаз двух синусоидальных колебаний.

Порядок выполнения

1. Ознакомиться с описанием панели управления осциллографа EWB согласно Приложению.

2. Запустить программу EWB и собрать схему согласно рисунку ниже.

3.Запустить схему и двойным щелчком курсором по изображению осциллографа открыть его панель управления. Перевести панель управления в режим расширения [Expand] , добиться устойчивого наблюдения двух синусоид:

· в канале А наблюдается напряжение, подаваемое источником на RL-цепь.

· в канале В наблюдается ток в RL-цепи, пропорциональный напряжению на сопротивлении с маленьким значением параметра 1 Ом.

4 . Отключив временно канал В измерьте период колебания Т как показано на рисунке ниже.

5. Подключите снова канал В к осциллографу. Изменяя величину переменного сопротивления в пределах 10 , 50 и 90 % максимальной величины измерьте амплитуду тока и сдвиг фаз между напряжением и током. Для расчетов используйте формулы:

I [mA] = V_B[mB], ,

Данные измерений внесите в таблицу ниже

Таблица

R, %	10	50	90
I m, mA
градус

6. Соберите новую схему согласно рисунку ниже.

7. Проделайте измерения согласно пп. 4 и 5, т.е. измерьте период колебаний, амплитуду тока и сдвиг фаз между напряжением и током для различных значений R/проставьте Ваш номер в списке группы.

9. Полярность компонента «Амперметр» поменять с помощью команды Rotate следуя рисунку выше.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

Название работы.

Краткое описание всех использованных компонентов пакета EWB.

3. Изображения в формате Word всех использованных компонентов после установления значений параметров и режимов работы.

4. Выводы: достигнуты ли цели работы.

Контрольные вопросы

Какие базовые элементы программы EWB Вы знаете и какими свойствами они обладают?

Какие независимые источники напряжения и тока имеет программа EWB; как они обозначаются и какими свойствами обладают?

Какие зависимые источники напряжения и тока содержатся в программе EWB. Как они означаются и какими свойствами они обладают"?

Какие ключи содержатся в программе EWB, как они обозначаются и какими свойствами обладают?

Какие приборы для проведения измерений напряжения и тока содержит программа EWB, как они обозначаются и какими свойствами обладают''

Как производится установка значений параметров элементов и приборов в программе EWB?

Приложение 3. Двухканальный осциллограф в режиме измерения периода, амплитуд и разности фаз двух синусоидальных колебаний

П 3.1. Назначение осциллографа

Двухканальный осциллограф показывает изменения величины и частоты повторения двух периодических сигналов во времени. Он может обеспечить показ осциллограмм одного или двух сигналов в течение долгого времени, или позволяет сравнивать одно гармоническое колебание с другим.

Как только исследуемая цепь была активизирована и её поведение смоделировано, исследования с помощью осциллографа могут быть перемещены на другие испытательные объекты. Перемещение исследований автоматически меняет показ осциллограмм применительно к новым испытательным объектам.

Параметры настройки осциллографа могут быть отрегулированы и во время и после моделирования цепи, при этом показываемые осциллограммы изменяются автоматически

П 3.2. Описание панели управления осциллографа

Осциллограф Electronics Workbench имеет дваY -канала (Channel A и Channel В) с раздельной регулировкой чувствительности от 0.01 милливольта/деление до 5 кВ/деления и регулировкой смещения вверх-вниз по вертикали (Y position). Выбор режима по входу осуществляется нажатием курсором мыши кнопок . Режим АС предназначен для наблюдения сигналов переменного напряжения. В режиме О сигнал замыкается на землю. В режиме DC можно проводить измерения как постоянного, так и переменного напряжений. С правой стороны от кнопок располагается входной зажим канала (А или В).

Режим развертки выбирается кнопками .

В режиме Y / T реализуются следующие режимы развертки: по вертикали – напряжение сигнала, по горизонтали – время.

В режиме В / А: по вертикали –сигнал канала В, по горизонтали – сигнал канала А.

В режиме А / В: по вертикали –сигнал канала А, по горизонтали – сигнал канала В.

В режиме Y / T длительность развертка (Time base) может быть задана от 1 нс/дел до 1 с/дел с возможностью установки смещения по горизонтали в тех же единицах (X position).

В режиме Y / T предусмотрен также ждущий режим (Trigger) с запуском развертки Edge по переднему или заднему фронту запускающего сигнала (выбирается нажатием кнопок ) при регулируемом уровне Level запуска. Вход для запускающего сигнала расположен справа от кнопок . На этот вход можно подавать сигнал от внешнего источника нажатием кнопки EXT или один из сигналов каналов А или В нажатием кнопки Auto. Рассмотренные режимы запуска выбираются кнопками .

Заземление осциллографа осуществляется с помощью кнопки Ground в правом верхнем углу лицевой панели.

П 3.3. Подключение осциллографа к исследуемой схеме

Подключение канальных сигналов и «Земли» к осциллографу показывает рисунок ниже.

Напряжение, приложенное к цепи, наблюдается в канале А. Ток в цепи, пропорциональный напряжению на сопротивлении с очень малым значением параметра 1 Ом, наблюдается в канале В.

Включение осциллографа в работу производится двойным щелчком курсором по изображению осциллографа на схеме, выключение – щелчком по кнопке X в правом верхнем углу его панели управления.

Подсказка. Если параметры настройки осциллографа или варианты анализа были изменены, чтобы обеспечить более детальное изображение, форма колебания может оказаться изменчивой или неравномерной во времени. Если так получилось, то следует выключить и затем активизировать цепь снова, чтобы получить больше деталей изображения. Можно также увеличить точность наблюдения формы волны, увеличивая временной шаг моделирования (для этого выберите вкладку "Инструменты" из диалогового окна командами Analysis/Analysis Options/ Instruments).

П 3.4. Расширение лицевой панели осциллографа

Возможности наблюдения осциллограмм значительно расширяются в режиме «Расширения лицевой панели». Для этого следует найти на панели осциллографа кнопку [Expand] и щёлкнуть по ней левой клавишей мышки. После чего образуется расширенная передняя панель осциллографа, которая займёт почти весь экран дисплея монитора.

Панель управления расширенной моделью осциллографа в отличие от простой модели расположена под экраном и дополнена тремя информационными табло, на которые выводятся результаты измерений. Кроме того, непосредственно под экраном осциллографа находится линейка прокрутки, позволяющая наблюдать любой временной отрезок процесса от момента включения до момента выключения схемы.

На экране осциллографа расположены два курсора, обозначенные «1»( красный) и «2» (синий), при помощи которых можно измерить мгновенные значения напряжений в любой точке осциллограммы. Для этого перетащите мышкой курсоры за треугольники в их верхней части в требуемое положение. Координаты точек пересечения первого курсора с осциллограммами отображаются на левом табло, координаты второго курсора - на среднем табло.
На правом табло отображаются значения разностей между соответствующими координатами первого и второго табло.

П 3.4 Измерения периода, амплитуд и разности фаз двух синусоидальных колебаний

При сравнении двух синусоидальных напряжений одной и той же частоты использование всех трех табло позволяет измерить их период, амплитуды и разность фаз между ними:

Измерение периода колебания. Оставим на экране осциллографа одно из двух синусоидальных колебаний, например нажатием курсором на кнопку 0 в табло канала В

Установим курсоры так, чтобы они указывали на два ближайших максимума в оставшейся осциллограмме, см. рисунок выше. Тогда правое табло покажет разность моментов отсчетов двух ближайших амплитудных значений сигнала: - . По определению эта разность равна периоду Т колебания, т.е:

Например, используя правое табло рисунка выше, найдем: Т= - = 1000 мкс.

Измерение амплитуд. Установим курсоры так, чтобы первый из них (красный) указывал на амплитуду сигнала в канале В, а второй (синий)- на амплитуду сигнала в канале А. Используя левое табло найдем амплитуду сигнала в канале А, среднее табло – амплитуду сигнала в канале В. Например, используя рисунок выше, найдем:

= 2,3695 mV,

Измерение разности фаз. Установим курсоры так, как было описано ранее. Тогда правое табло покажет разность моментов отсчетов амплитуд двух сигналов: - . Разность фаз двух сигналов определим по формуле:

где Т - период колебаний, который, как правило, известен заранее. Например, используя рисунок выше, найдем:

т.е. колебание, обозначенное цифрой 1(в канале В) отстает от колебания, обозначенного цифрой 2 ( в канале А) примерно на 36 градусов.

Чтобы вернуться к прежнему изображению осциллографа, следует нажать клавишу REDUCE.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 595; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!