Work № 34
Vizsgálata rezgési folyamatok segítségével oszcilloszkóp
A szabad elektromos oszcilláció a hurok, amely tartalmaz C kapacitás, induktivitás L, R ellenállás során kontúr állomány csillapodnak. A tárolt energia kezdetben a hurok fokozatosan elfogyasztott hő és Joule rezgésamplitúdót idővel csökken.
Legyen K a kulcsos áramkört a kondenzátor feltöltődik a potenciális különbség, és a töltés (1.). A záró gombot () kondenzátor elkezd lemerül, és az áramkör generál elektromos áramot, amelynek pillanatnyi értéke egyenlő:
ahol Q - töltésmennyiség a tetszőleges időben t.
A pillanatnyi feszültség egyenlő:
A pillanatnyi értéke a feszültség az L induktivitás és az ohmos ellenállása R megtalálható a generalizált az Ohm-törvény az AFB áramköri rész egy önindukciós EMF
Abban az esetben szabad rezgésének a kontúr a külső feszültséget nem alkalmazunk, így az összeg a feszültség minden területén nulla. ezért:
(7) következik, hogy
mentesítés fogja viselni aperiodikus. ellenállás kielégítő
Ez az úgynevezett kritikus út ellenállás. A kritikus ellenállás:
Csillapító oszcilláció különböző R ábrán látható. 3.
- Self-oszcillációk
- Folyamatos hullámú rezgő rendszereket használnak. Ezek a következők:
1) oszcilláló rendszerhez (inga rezgőkör);
2) energiaforrás, amely miatt a veszteségek ellensúlyozására az energia a rendszerben (tavasszal emelt teher, áramforrás);
3) szelep vagy a kulcs, amely egy időben a bemenő energia bizonyos részeit egy oszcilláló rendszer (anchor, vákuum cső);
4) visszajelzést, amely fordított hatást az oszcillációs rendszerben szelepet (kulcs), és szabályozza a szelep működését folyamatok miatt oszcillációs rendszer maga.
Auto-rezgések spontán hatása alatt a véletlenszerű eltérések, kiválasztó rendszer stabil egyensúlyi állapot (van öngerjesztés rendszerek). Kis rezgések hatására spontán fejlődik, és végül a rendszerre rezgési frekvencia és amelynek alakja határozza meg a rendszer paramétereit. Ebben a tekintetben önálló oszcilláció hasonló szabad rezgését. Azonban, ellentétben a szabad rezgésének amplitúdója állandó rezgések nem függ a kezdeti feltételek, és határozza meg kizárólag a mértéke a kommunikációs rendszer, hogy egy áramforráshoz. Steady rezgések amplitúdója van, ahol van teljes mértékben pótolni az energiaveszteség miatt érkező energia forrás.
Egy példa a mechanikus rezgő rendszer óra, amely csillapítatlan rezgések által fenntartott a horgony vezérlő beáramló energiát a forrás (összenyomott rugó emelt súly).
Egy példa egy elektromos oszcilláló rendszer egy vákuumcső oszcillátor, amely az egyik kiviteli alakja áramköri ábrán látható. 4.
Rezgéskör tartalmazó C kapacitás és induktivitás L, sorba kapcsolt akkumulátor Ba az anód áramkör egy három-elektródos lámpa. A katód és a rács (rácsáramkör) tartalmazza hurok tekercs. Keresztül induktív csatolás a tekercsek között végezzük a visszacsatoló rezgőkör és a szelep-lámpa.
A működési elve a generátor a következő. Amikor a oszcillációs áramkört, amelynek rezgési (self-oszcilláció) és váltakozó áram folyik át a tekercsen L, az EMF a tekercsben indukált kölcsönös induktivitás és a lámpa rács töltött pozitívan vagy negatívan tekintetében a katód.
Az az időszak lengésének a rács feszültség, nyilván, ugyanaz, mint az időszakban a rezgések az áramkörben.
Ha egy negatív potenciál a rács lámpa „zárva”, azaz elektronokat a katód nem éri el az anód, az anód áram nulla. A rezgőkör nem töltődik.
Ha pozitív hatásúak a rács lámpa „nyitva”, folyik áram az anód áramkör, amely növeli az energiát egy rezgőkör, a kondenzátor feltöltődik miatt anód akkumulátor Ba.
Attól függően, hogy a relatív iránya tekercs menetei, valamint az anód áram vagy gátolják oszcillációk az áramkörben, vagy hogy támogassák őket. Nyilvánvaló, hogy ha szükséges, újra össze a végeket a tekercs keresztül P kapcsolóval lehet elérni lasing oszcillációk az áramkörben.
3. A katódsugár oszcilloszkóp (EO)
Katódsugár oszcilloszkóp a megfigyelés és tanulmány a gyorsan változó elektromos folyamatok. Például egy oszcilloszkóp mérheti áramerősség, a feszültség és a változás őket időben, fáziseltolódás közöttük, hogy hasonlítsa össze a frekvenciája és amplitúdója különböző váltakozó feszültséggel. Az előnyök az oszcilloszkóp a nagyfokú érzékenysége és anélkül tehetetlenségi fellépés, amely lehetővé teszi, hogy vizsgálja folyamatok 0-tól Hz.
Ábra. 5 ábra egy blokk diagram egy oszcilloszkópon. A fő komponens a MA katódsugárcső, tápegység, feszültség erősítőt, a fűrészfog-generátor, szinkronizálás egység. Az előlapon a EO származó oszcilloszkóp képernyőjén, a gerenda kezelőgombok - a fényerő, fókusz, sugáreltolódás jobbra, balra; foglalat bemeneti jelek a tengelyek X és Y; átveheti az irányítást blokkok mentén a X és Y tengely, a szinkronizálás sweep generátor (fűrészfog) feszültség kapcsolási kampós „hálózat” et al.
A CRT tartalmaz egy üveggömböt, amelyen belül nagyvákuumban (ábra. 5). Egy lombikba van katód fűtőtekercs 1, egy katód 2, vezérlőelektrődán 3, az első anód (fókuszálás) 4, egy második anód (gyorsuló) 5, a függőleges terelőlemezek 6, vízszintes terelőlemezek 7, 8. A spirál képernyőn flyuoristsiruyuschy fűtésű katód, egy vezérlő elektródája és mind az anód alkotnak egy elektronágyú és a létrehozásához használt egy keskeny fókuszált elektronok áramlását (elektronsugaras). Az elektronok alá a képernyőn flyuoristsiruyuschy 8, amitől világítani kezd.
Eltérítő lemezek egy síkkondenzátor, létrehozva egy homogén elektromos mező. Az elektronok kerülnek a lemez közötti rést, nagy sebességgel, és az elektromos mező eltérülnek az eredeti mozgási irányát. Mennyiségének beállításával a feszültséget a lemezeket, meg lehet változtatni az összeget sugáreltérítési. A lemezeket vízszintesen vannak elrendezve eltereli a gerenda a függőleges (Y tengely); lemezek függőlegesen helyezkednek eltereli a sugárnyaláb vízszintes (X tengely). A feszültség hiánya a terelőlemezek a fénysugár eléri a képernyő közepén.
Tegyük fel, hogy az az alkalmazott feszültség az elektronsugár pályán eltoljuk mennyiségben x vízszintes irányban, és az intézkedés alapján - a mennyisége Y függőleges irányban.
Az értékek és érzékenységeket hivatkozunk A cső feszültségét, illetve a irányban a tengelyek X és Y. Az érzékenység feszültség jelzi a mértékű elhajlás az elektronsugár a képernyőn, amikor a potenciális különbség nem a lemezeket 1 V.
Generátor többletet. Általában oszcilloszkópok vizsgált ismételt szakaszos folyamatok. Ha a vizsgálati feszültség van vertikolno terelőlemezek, a fényes folt a képernyőn oszcillál. Amikor az oszcilláció frekvenciájának Hz, a képernyő látható, hogy egy egyenes vonal (fény hatására enertsii képernyő és a szem). Ahhoz, hogy a grafikon a képernyőn ez a jel együtt jel egy vízszintes eltérítési lemezeket kell alkalmazni arányos feszültség az idő - az úgynevezett söprés feszültség :. Ugyanakkor a képernyőn az oszcilloszkóp gerenda telek egy szinuszos függés:
Létrehozásához stabilabb minta az X-tengelyen az oszcilloszkópon képernyőn van szükség, hogy a kínálat fűrészfog feszültség (ábra. 6) egy időszakban több az időszak a jel jut a D-tengely generált feszültség sweep generátor. lineárisan változik az idő csak a helyszínen előremenetben a fény. Ezalatt az idő alatt, az elektronsugár elmozdul a cső képernyőn balról jobbra. Alatt flyback sugár visszatér a bal polozhenie.V ezúttal a kontroll elektróda negatív feszültséget, kioltó gerenda. A forrás a fűrészfog generátor spa nevezett sweep generátor, amely tárolja az oszcilloszkóp, a szabályozó gombot annak időszakban (frekvencia) jelennek meg az előlapon az oszcilloszkóp.
A szinkronizálás. A megfigyelés időszakos gyors folyamatok, és különösen fontos, hogy az oszcilloszkóp jelenít meg egy állóképet jelet. Ebből a célból a szkennelés időtartama többszöröse az időszak a jel is vizsgálták. Azonban általában a pontos arányt időszakok nehéz megfigyelni, mert az instabilitás jeleit. Ezért használat kénytelen harmonizáció periódus - időzítés, amelynél a vizsgált törzs „impozáns” saját időszakban a sweep generátor. Erre a célra szolgál, mint egy időzítő egység. Kinevezése a fennmaradó alap blokk oszcilloszkóp nyilvánvaló.
Mérjük ismeretlen jel frekvencia két módja van:
- Összehasonlítva a frekvencia (időtartam) az ismeretlen jel a frekvencia (időtartam) az oszcilloszkóp sweep generátor;
- Hozzáadása két egymásra merőleges rezgési frekvenciája az egyikük ismert (Lissajous számok módszer).
A frekvencia méréseket (időtartama) ismeretlen jel az első módszer, ez a jel bemeneti hogy az oszcilloszkóp és a sweep generátor van kapcsolva (szignál fűrészfog alakban tápláljuk rá a tengely „X” az oszcilloszkóp). Kezeli frekvenciaeltérítés generátor kívánnak szerezni egy stabil mintát a képernyőn. Összehasonlításából az időszakok száma az oszcilláció jelnek tengellyel „Y”, sweep oszcillátor lehet meghatározni időszak időtartama és gyakorisága ismeretlen jel (lásd. Az utasítások a munkahelyen).
Méréséhez ismeretlen szinuszos jelet a második módszer, a sweep generátor kikapcsol, és a tengely „X” az oszcilloszkóp szinuszos jelnek egy külső generátor PG típusú vagy a hálózaton.
Lissajous nyert szám hozzáadásával két egymásra merőleges harmonikus rezgéseket, amelyek több frekvencián (ábra. 7). Minél magasabb a rezgési frekvenciája, annál nagyobb a szám, ahányszor a oszcilláló ponton metszi egyenes irányára merőleges az oszcilláció. X - ingadozások szervezeti egységbe, hogy rezgések ezen OX. ezért:
ahol - a metszéspontok száma Lissajous számok DU tengely - a metszéspontok száma a Lissajous számok az OX tengellyel. Ha tudja a frekvenciát, a frekvencia ismeretlen
Forma Lissajous ábra függ a fáziskülönbség D j szolgáltatott jelek a OX és OY. Amikor a fáziskülönbség változás minta Dj lesz deformált, amikor arányának változtatásával (9) - bonyolult vagy egyszerűsített. Meghatározásának elősegítése ismeretlen gyakoriságú jelek vannak speciális atlaszok különböző Lissajous számadatok és D j.
A munka két független kísérleti feladatokat.
Az első feladat az ellenőrzés és a mért feszültség hullámforma meghatározott mennyiségnél jellemző csillapítás rezgések az áramkörben (D ,.) És tanulmányozott lengések különböző értékek ohmos ellenállása az áramkör.
A második probléma mérjük egy oszcilloszkóp és gyakorisága feszültség rezgések a kimeneti jel generátor által előállított cső különböző paramétereinek értékeit a rezgőkör.
Elvégzése előtt minden egyes feladat ismernie kell a működési elvei oszcilloszkóp és módja oszcillografikus megfigyelések és mérések szerint a kapott utasításokat a munkát.