POMIARY OSCYLOSKOPOWE

Laboratorium Metrologii
POMIARY OSCYLOSKOPOWE - Ćwiczenie nr 2
4.2. Różnicowe pomiary napięć między dwoma punktami nieuziemionymi (dodatkowe)
Używany w ćwiczeniu oscyloskop posiada wejścia niesymetryczne, w których jeden z przewodów połączony jest
z masą. Za pomocą oscyloskopu z wejściem niesymetrycznym niemożliwe jest bezpośrednie obserwowanie
przebiegów pomiędzy punktami, z których żaden nie jest połączony z masą. Dołączenie do takich punktów
przewodu masy powoduje zmianę konfiguracji układu lub nawet jego uszkodzenie.
Chcąc obserwować napięcie między punktami nie połączonymi z masą za pomocą oscyloskopu z wejściami
niesymetrycznymi należy użyć dwóch kanałów w trybie pracy sumacyjnej jak na poniższym rysunku.
UR
Generator
Agilent 33210A
CH2
"1"
R
"2"
C
Square
CH1 1 V/cm
CH2 1 V/cm
"0"
Freq 2 kHz
LoLevel 0 mV
HiLevel 2 V
Duty Cycle 50%
Oscyloskop
TDS2002C
50 µs/cm
Output
CH1
Rys. A. Różnicowe pomiary napięć między dwoma punktami, z których żaden nie jest połączony z masą
W celu obejrzenia napięcia na rezystorze U12 pomiędzy punktami "1" i "2" kanał CH1 dołączony jest
przewodem gorącym do p. "1", natomiast kanał CH2 przewodem gorącym do p. "2". Przewody zimne są dołączone
do p. "0" - masy układu.
Napięcie U12 otrzymamy dodając do napięcia U10 napięcie U20 z ujemnym znakiem.
U12 = U10+(-U20)
Warunkiem prawidłowego kształtu przebiegów przy różnicowych pomiarach są jednakowe wzmocnienia
w kanale CH1 i CH2.
W układzie jak na rys. A zaobserwować napięcie U12=U10-U20 na rezystorze. Wyznaczyć wartości chwilowe
napięć U(t1) i U(t2) oraz wartość t zgodnie z rys.B. Wyniki zanotować w protokole.
UR(t)
U(t 2 ) = U(t1 )e
−
t
RC
U(t1)
poziom linii
zerowej
U(t2)
t
t2
t1
t
Rys. B. Przebiegi napięcia U12 na rezystorze R w układzie całkującym
W celu przygotowania oscyloskopu TDS2002C do pracy należy:
1° uaktywnić dwa kanały oscyloskopu CH1 i CH2 - nacisnąć klawisz żółty 1 oraz niebieski 2 tak by na dole ekranu
pojawił się napis CH1 xxxV oraz CH2 xxx V,
2° ustawić pokrętłami Scale (7, 8) wzmocnienia kanałów CH1 i CH2 na 1 V/dz,
3° ustawić pokrętłami Position (5, 6) linie zerowe obu kanałów na środku ekranu ekranu - żeby uzyskać linę zerową
z menu kanału CH1 lub CH2 wybrać opcję Coupling GND, (dodatkowo zawsze z lewej strony ekranu
wyświetlane są znaczniki linii zerowej 1 dla kanału CH1 i 2 dla kanału CH2), po ustawieniu linii zerowych
wrócić do nastawy Coupling DC,
Laboratorium Metrologii
4° ustawić współczynnik podstawy czasu pokrętłem (11) na 50 µs/dz - wartości współczynnika podstawy czasu są
wyświetlane na dole ekranu w kolorze białym,
5° ustawić automatyczną podstawę czasu, synchronizować obraz narastającym zboczem przebiegu z kanału CH1.
W tym celu w bloku TRIGGER nacisnąć przycisk Trig MENU (16) i wybrać poniższe ustawienia:
rodzaj wyzwalania - Type Edge,
źródło wyzwalania - Source CH1,
aktywne zbocze narastające - Slope Rising,
tryb pracy podstawy czasu - Mode Auto,
sprzężenie wyzwalania - Coupling DC.
6° wybrać poziom wyzwalania na poziomie połowy amplitudy przebiegu - przycisk Set to 50% (17).
7° ustawić odejmowanie od przebiegu w kanale CH1 przebiegu z kanału CH2. W tym celu nacisnąć różowy
przycisk Math i wybrać poniższe ustawienia:
odejmowanie przebiegów - Operation -,
źródła przebiegów - Sources CH1- CH2,
8° ustawić linię zerową przebiegu różnicowego (kolor czerwony) na środku ekranu. W tym celu w menu Math
i wybrać opcję Position i wielofunkcyjnym pokrętłem (22) ustawić linię zerową naśrodku ekranu.
9° ustawić wzmocnienie 1 V/dz przebiegu różnicowego. W menu Math wybrać opcję Vertical Scale
iwielofunkcyjnym pokrętłem (22) ustawić wzmocnienie przebiegu różnicowego (wyświetlane w kolorze
czerwonym) na 1 V/dz.
Pomierzyć za pomocą kursorów wartości napięć U(t1) i U(t2) oraz wartość czasu t (rys. B). Wyniki zapisać
w protokole. W celu uaktywnienia pomiarów z wykorzystaniem kursorów należy nacisnąć u góry płyty czołowej
przycisk CURSOR (28) a następnie przyciskami menu ekranowego:
1° ustawić dla pomiarów napięć Type Amplitude a dla pomiaru czasu Type Time ,
2° źródło sygnału - Source MATH,
3° regulując pokrętłem wielofunkcyjnym (22) pomierzyć odpowiednie odcinki. Zmiana aktywnego kursora
następuje za pomocą przycisków menu ekranowego.
4° mierząc napięcia ustawiamy jeden z kursorów na linii zerowej natomiast drugi kursor powinien być zgodnie
z rys. B na wysokości U(t1) lub U(t2). Szukana wartość napięcia wyświetlana jest w kolorze czerwonym jako ∆V.
5° mierząc czas pierwszy z kursorów ustawiamy na początku odcinka czasu t (rys. B), natomiast drugi na jego
końcu. Szukane wartość czasu wyświetlana jest w kolorze czerwonym jako ∆t.
U(t1)
V
U(t2)
V
t
µs
RCteor
µs
RCpom
µs
%
δRC
Po zakończeniu pomiarów wyłączyć kursory - Cursor Type Off oraz tryb pracy różnicowej - wcisnąć przycisk
MATH, tak by wyłączyć wyświetlanie nastaw w kolorze czerwonym.
2