generator przycisk

Wyznaczanie częstotliwości sygnału na podstawie
obserwacji dudnień i krzywych Lissajous
Przyrządy:
1. Generator G1.
2. Generator wzorcowy G2.
3. Oscyloskop z możliwością zatrzymania obrazu.
Przebieg czynności:
Pomiar bezpośredni
I.
1. Sprawdzić czy generator G1 jest podłączony do wejścia 1, a generator G2 do wejścia 2
oscyloskopu.
2. Włączyć oscyloskop i generator G1. Odczekać do momentu, aż oscyloskop zakończy
proces samotestowania. Na oscyloskopie powinny być podświetlone pola: „A”, „RFR”,
„TR”, CHI” i „AC” (w przypadku innych ustawień powiadomić prowadzącego zajęcia).
3. Potencjometrem 8 przesunąć sygnał tak, aby znajdował się na środku ekranu.
Następnie, potencjometrem znajdującym się na generatorze G1, ustawić amplitudę
sygnału napięciowego tak, aby na ekranie oscyloskopu jego wysokość wynosiła 4 cm.
4. Dobrać przełącznikiem 6 minimalną wartość podstawy czasu TC (jej aktualna wartość
wyświetlana jest w lewym górnym rogu ekranu), dla której na ekranie oscyloskopu
widoczny jest pełen okres sygnału pochodzącego z generatora G1.
5. Zmierzyć w centymetrach odległość L odpowiadającą jednemu okresowi badanego
sygnału. W trakcie pomiaru potencjometrami 8 i 10 można zmieniać położenie sygnału.
6. Obliczyć okres sygnału pochodzącego z generatora G1
T1  LTC ,
jego częstotliwość
f1 
1
T1
i częstość
1  2πf 1 .
II.
Pomiar metodą obserwacji krzywych Lissajous
7. Włączyć generator G2. Wcisnąć przycisk 5. Potencjometrem 9 przesunąć sygnał tak,
aby znajdował się na środku ekranu. Następnie, potencjometrem „AMPLITUDE”
znajdującym się na generatorze G2, ustawić amplitudę sygnału napięciowego tak, aby
na ekranie oscyloskopu jego wysokość wynosiła 4 cm. Ustawić na generatorze
wzorcowym G2 częstotliwość f 1 obliczoną w punkcie 6.
8. Wcisnąć przycisk 4 i przytrzymać go wciśniętym przez około 2 s  na ekranie pojawi
się elipsa. Przełącznikiem 6 ustawić szybkość próbkowania na 100 kS/s (jej aktualna
wartość wyświetlana jest w lewym górnym rogu ekranu).
9. Wyregulować częstotliwość sygnału z generatora G2 tak, aby krzywa Lissajous na
ekranie była możliwie nierozmyta i stabilna. Zapisać ustawioną na generatorze G2
częstotliwość f 2 .
10. Zatrzymać krzywą Lissajous wciskając na krótko przycisk 7. Przerysować na papierze
milimetrowym obraz z ekranu oscyloskopu. Ponownie wcisnąć przycisk 7.
11. Powtarzając czynności wykonane w poprzednim punkcie, przerysować krzywe
Lissajous dla innej wartości przesunięcia fazowego.
12. Powtórzyć czynności wykonane w punktach 9–11 dla 3 częstotliwości wyższych i 3
niższych od częstotliwości f 1 . Po zakończeniu pomiarów na ekranie powinna
znajdować się niezatrzymana krzywa Lissajous.
13. Na podstawie dokonanych pomiarów wyznaczyć dla każdej częstotliwości f 2 liczby
przecięć krzywej Lissajous z osiami N x i N y . Obliczyć częstotliwość
f1 
oraz częstość
Ny
Nx
f2
1  2πf 1 .
sygnału z generatora G1.
14. Obliczyć wartość średnią częstotliwość f1 sygnału z generatora G1 oraz jej odchylenie
standardowe.
III. Pomiar metodą obserwacji dudnień
15. Ustawić na generatorze wzorcowym G2 częstotliwość o około 50 Hz mniejszą od
częstotliwości f 1 obliczonej w punkcie 6.
16. Wcisnąć przycisk 4. Sprawdzić, czy amplitudy obu sygnałów są jednakowe i wynoszą 4
cm.
17. Wcisnąć jednocześnie przyciski 4 i 5. Ustawić podstawę czasu 6 na TC  5 ms . Na
ekranie pojawi się obraz dudnień.
18. Zatrzymać obraz dudnień przyciskiem 7. Zapisać częstotliwość ustawioną na
generatorze G2. Zapisać wartość podstawy czasu TCd oraz długość okresu dudnień Ld .
W trakcie pomiaru potencjometrami 8 i 10 można zmieniać położenie sygnału.
19. Wciskając na krótko przycisk 11 zmniejszyć 10-krotnie wartość podstawy czasu.
Zapisać wartość podstawy czasu TCw oraz długość okresu wypadkowego Lw . W trakcie
pomiaru potencjometrami 8 i 10 można zmieniać położenie sygnału.
20. Ponownie wcisnąć, najpierw przycisk 11 a następnie przycisk 7.
21. Wykonać czynności opisane w punktach 18-20 dla dwóch innych częstotliwości poniżej
częstotliwości f 1 i trzech powyżej częstotliwości f 1 .
22. Przerysować obraz dudnień dla jednej wybranej częstotliwości f 2 .
23. Po zakończeniu pomiarów zwolnić obraz dudnień przyciskiem 7.
24. Wcisnąć przycisk 3, tak aby na ekranie oscyloskopu znajdował się jedynie sygnał z
generatora G1 (pole „CHI” nad przełącznikiem 4 jest podświetlone).
25. Wyłączyć oscyloskop i oba generatory.
26. Na podstawie każdego z dokonanych pomiarów wyznaczyć:
– liczbę drgań fali wypadkowej przypadających na jeden okres dudnień Td
n
Ld TCd Td
,

LwTCw Tw
– częstotliwość
f1 
2n  1
f2
2n  1
– gdy częstotliwość f 2 sygnału z generatora G2 jest większa
od częstotliwości f1 wyznaczonej pomiarem bezpośrednim
lub
f1 
2n  1
f2 ,
2n  1
– gdy częstotliwość f 2 sygnału z generatora G2 jest mniejsza
od częstotliwości f1 wyznaczonej pomiarem bezpośrednim
– częstość
1  2πf 1
sygnału z generatora G1.
27. Obliczyć wartość średnią częstotliwość f1 sygnału z generatora G1 i jej odchylenie
standardowe.
28. Porównać wartości częstotliwości f 1 otrzymane trzema metodami.
29. Sformułować wnioski.
8
9 7
10
11
6
3
1
4
5
2
Tabele pomiarowe:
I.
TC
[…s/cm]
L
[cm]
T1
[s]
1
f1
[Hz]
[Hz]
Pomiar metodą obserwacji krzywych Lissajous
II.
f2
[Hz]
Pomiar bezpośredni
Ny
[–]
Nx
[–]
1
f1
[Hz]
[Hz]
f1  ........  ........Hz
III. Pomiar metodą obserwacji dudnień
f2
[Hz]
TCd
[…s/cm]
Ld
[cm]
Td
[s]
TCw
[…s/cm]
Lw
[cm]
Tw
[s]
n
[–]
f1
[Hz]
1
[Hz]
f1  ........  ........Hz