ΑΣΚΗΣΗ 5A. Μετρήσεις τάσης με τον παλμογράφο

Transcript

1 ΑΣΚΗΣΗ 5A Μετρήσεις τάσης με τον παλμογράφο Σκοπός : Η εξοικείωση με τη χρήση του παλμογράφου και της γεννήτριας τάσεων. Να μάθουμε να μετράμε με τον παλμογράφο συνεχή και εναλλασσόμενη τάση. Συσκευές: Παλμογράφος, Γεννήτρια τάσεων, Τροφοδοτικό συνεχούς τάσης. Θεωρητική εισαγωγή : Ένα πολύ χρήσιμο όργανο μέτρησης τάσεων είναι ο παλμογράφος. Μπορεί να θεωρηθεί σαν ένα γενικευμένο ηλεκτρονικό βολτόμετρο το οποίο έχει τόσο μεγάλη ταχύτητα απόκρισης ώστε να μπορεί να καταγράψει σε πραγματικό χρόνο τάσεις με απότομες χρονικές μεταβολές. Από πρακτικής άποψης ο παλμογράφος παρουσιάζει στην οθόνη του τη γραφική παράσταση της μετρούμενης τάσης σαν συνάρτηση του χρόνου. Η γραφική χαράσσεται με την κίνηση μιας κηλίδας επάνω στην οθόνη, η οποία αποτελεί συνισταμένη δύο «σύγχρονων» αποκλίσεων από την θέση ισορροπίας της: μιας κατά τον κατακόρυφο άξονα που είναι ανάλογη της τάσης και μιας κατά τον οριζόντιο που είναι ανάλογη του χρόνου. Ο συνολικός χρόνος οριζόντιας κίνησης καθορίζεται από το χρήστη και μετά το τέλος του η κηλίδα επανέρχεται στην αρχική της θέση για την επόμενη χάραξη. Στα πρώτα ΤΑΣΗ (α) (β) (γ) ΤΑΣΗ ΤΑΣΗ 0 ΧΡΟΝΟΣ 0 ΧΡΟΝΟΣ 0 ΧΡΟΝΟΣ Εικόνα 1: Συνήθεις εναλλασσόμενες τάσεις. α)τριγωνική, β)ημιτονοειδής και γ)τετραγωνική όργανα η κηλίδα αυτή παράγονταν κατά την πρόσπτωση δέσμης ηλεκτρονίων επάνω σε μια φθορίζουσα οθόνη. Στα σύγχρονα όργανα η κηλίδα παράγεται ψηφιακά. Μια κατηγορία χρονικά μεταβαλλόμενων τάσεων οι οποίες μετρώνται κατά κόρων με παλμογράφους είναι οι εναλλασσόμενες. Στην εικόνα 1 παρουσιάζονται τρεις κλασσικές μορφές: οι τριγωνικές, οι ημιτονοειδείς και οι τετραγωνικές τάσεις. Χαρακτηρίζονται από περιοδική εναλλαγή της τιμής της τάσης γύρω από μια στάθμη αναφοράς που είναι το μηδέν ή γείωση. Αν η στάθμη αναφοράς είναι διαφορετική από το μηδέν τότε η εναλλασσόμενη τάση λέμε ότι υπερτίθεται σε ή περιλαμβάνει συνεχή (d.c.) συνιστώσα και θα τη λέμε μικτή τάση. Στην άσκηση 41

2 ΤΑΣΗ T V O 0 ΧΡΟΝΟΣ V O Εικόνα 2: Περίοδος, Τ και πλάτος V o μιας ημιτονοειδούς εναλλασσόμενης τάσης αυτή θα μελετήσουμε ημιτονοειδείς τάσεις (ή κυματομορφές). Στην εικόνα 2 παρουσιάζεται μια ημιτονοειδής τάση και σημειώνεται η περίοδος της Τ. Η περίοδος είναι ο χρόνος που χρειάζεται για μια πλήρη εναλλαγή της τάσης. ηλαδή η τάση μιας περιόδου επαναλαμβανόμενη στο χρόνο παράγει όλη την κυματομορφή. Η περίοδος μετριέται σε δευτερόλεπτα, (s) στο διεθνές σύστημα μονάδων (SI). Η συχνότητα της, f, και η κυκλική συχνότητα της, ω, δίδονται από τις σχέσεις: f 1 T = και 42 ω = 2 πf = Η συχνότητα μετριέται σε s -1 (1/s) ή Hz και η κυκλική συχνότητα σε rad/s (ακτίνια ανά δευτερόλεπτο) στο SI. Η απόλυτη διαφορά του μεγίστου (ή του ελαχίστου) της τάσης από τη στάθμη αναφοράς ονομάζεται πλάτος τάσης, V o. Η ισοδύναμη συνεχής τάση που παράγει την ίδια θερμότητα Joule με την εναλλασσόμενη, επάνω σε μια ωμική αντίσταση για χρόνο μιας περιόδου, ονομάζεται ενεργός τιμή της εναλλασσόμενης τάσης, V rms. Σε ημιτονοειδή κυματομορφή ισχύει ότι: Vo V = rms 2 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Τα σύμβολα των κουμπιών και ρυθμιστικών του παλμογράφου που αναφέρονται στη συνέχεια παρουσιάζονται και στη σελίδα 57 (σε μεγάλη εικόνα) ενώ επεξηγούνται αναλυτικά στις σελίδες ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ α) Μέτρηση εναλλασσόμενης τάσης : 1) Θέτουμε σε λειτουργία τον παλμογράφο πατώντας τον διακόπτη λειτουργίας (ON/OFF). Περιμένουμε μερικά δευτερόλεπτα μέχρι να εμφανιστεί στην οθόνη το πλέγμα. T 2π T

3 2) Συνδέουμε την ημιτονοειδή εναλλασσόμενη τάση που θέλουμε να μετρήσουμε στην είσοδο του καναλιού 1 του παλμογράφου και ανοίγουμε την γεννήτρια εναλλασσόμενης τάσης. Προσέξτε κατά την σύνδεση της τάσης ώστε το καλώδιο που φεύγει από τη μαύρη υποδοχή του καναλιού 1 να καταλήγει στη γείωση της πηγής. Ρυθμίζουμε την γεννήτρια ώστε η συχνότητα της τάσης να είναι μεταξύ 1000 και 1100Hz Αν η ημιτονοειδής τάση δεν εμφανίζεται σταθερή στην οθόνη πατήστε το κουμπί Auto-Scale (Α1) ώστε αυτόματα ο παλμογράφος να απεικονίσει με το βέλτιστο δυνατό τρόπο την τάση στην οθόνη. Στην περίπτωση που πατήσετε το Auto-Scale ο παλμογράφος εμφανίζει στην οθόνη ταυτόχρονα τις τάσεις και των 2 καναλιών. Επειδή εμείς ενδιαφερόμαστε μόνο για το κανάλι 1 (CH1), πατήστε το κουμπί επιλογής καναλιού 2, (Κ5) ώστε να απενεργοποιήσετε την εμφάνιση της τάσης του καναλιού 2 από την οθόνη (πράσινο χρώμα). Έτσι στην οθόνη θα εμφανίζεται μόνο η τάση που έχουμε συνδέσει στην είσοδο του καναλιού 1 (κίτρινο χρώμα). 3) Περιστρέψτε αργά το κουμπί κατακόρυφης μετακίνησης τάσης καναλιού 1 (Κ3) ώστε να μεταφέρετε τη γραφική παράσταση στο κέντρο της οθόνης 4) Ρυθμίζουμε τη κλίμακα της τάσης χρησιμοποιώντας το κουμπί κλίμακας τάσης καναλιού 1 (Κ1) ώστε η τάση μας να απλωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο στην οθόνη. Παρατηρήστε ότι η κλίμακα της τάσης του καναλιού 1, δηλαδή το κάθε cm στον κατακόρυφο άξονα σε τι τάση αντιστοιχεί, εμφανίζεται στο κάτω αριστερό άκρο της οθόνης σας (κίτρινο χρώμα). Καταγράψτε στο τετράδιο την κλίμακα του άξονα της τάσης κ V =... Volt/cm Ρυθμίζουμε τη κλίμακα του χρόνου με το Ο1 ώστε στην οθόνη μας να εμφανίζονται 2-3 περίοδοι της τάσης. Καταγράψτε επίσης στο τετράδιο την κλίμακα του άξονα του χρόνου δηλαδή το κάθε cm στον οριζόντιο άξονα σε τι χρόνο αντιστοιχεί κ Τ =...s/ cm M1 M2 O1 O2 Agilent Technologies DSO3062A DIGITAL STORAGE OSCILLOSCOPE 60 MHz 1 GSa/s MENU ON/OFF Horizontal Run Control Main Run Delayed Single Stop Measure Waveform Cursors Measure Auto Acquire Display Scale A1 Vertical Save Recall P Utility Math Trigger 1 2 Ref Local Force Mode Coupling T4 50% 1 2 Ext Trig Level T2 X Y ΟΝ/OFF K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 Εικόνα 3 43

4 4) Με τη βοήθεια των κουμπιών κατακόρυφης μετακίνησης τάσης καναλιού 1 (Κ3) και οριζόντιας μετακίνησης γραφικής παράστασης Ο2 μεταφέρουμε το σήμα μας σε κατάλληλη θέση πάνω στο πλέγμα της οθόνης ώστε να ευκολύνει την μέτρηση του ύψους h AC της τάσης από κορυφή σε κορυφή (βλ. εικόνα 3). Καταγράφουμε στο τετράδιο την τιμή του h AC σε εκατοστά (cm) h AC =...cm Βρείτε τώρα την τιμή της τάσης από κορυφή σε κορυφή σε Volt με βάση την κλίμακα τάσης και το ύψος h AC που καταγράψατε πρωτύτερα: V p-p =... 5) Υπολογίζουμε τη μέγιστη τιμή της εναλλασσόμενης τάσης την οποία ονομάζουμε πλάτος της τάσης από την σχέση: V VP- 2 = P =... O Τέλος υπολογίζουμε την ενεργό τιμή της τάσης V rms ή V εν V VO = V εν =... 2 rms = 6) Για να μετρήσουμε τη συχνότητα της τάσης μετράμε αρχικά την περίοδό της. Μετράμε το μήκος της περιόδου σε cm και το καταγράφουμε στο τετράδιο. d=.. cm Η περίοδος της κυματομορφής σε sec με βάση την κλίμακα χρόνου και το μήκος d που καταγράψατε πρωτύτερα είναι: Τ=... sec Τέλος υπολογίζουμε την συχνότητα f: 1 = T f =... 7) Χωρίς να ξεσυνδέσουμε το κανάλι 1 του παλμογράφου συνδέουμε στην έξοδο της γεννήτριας εναλλασσόμενης τάσης και ένα ψηφιακό πολύμετρο και μετράμε την τιμή της εναλλασσόμενης τάσης με αυτό. Με ποια από τις τιμές V p-p, V o ή V rms που υπολόγισες προηγουμένως συμφωνεί; 8) Πατάμε δύο φορές το κουμπί επιλογής καναλιού 1 (Κ2) για να καθαρίσουμε την οθόνη. Προσοχή, δεν ξενσυνδέουμε τα καλώδια από το κανάλι 1 του παλμογράφου. 44

5 β) Μέτρηση συνεχούς τάσης : 1) Πατάμε το κουμπί επιλογής καναλιού 2 (Κ5) ώστε ο παλμογράφος να επιτρέπει την εμφάνιση (πράσινο χρώμα) στην οθόνη μιας τάσης την οποία θα συνδέσουμε λίγο αργότερα στην είσοδο του καναλιού 2. 2) Στην οθόνη του παλμογράφου θα πρέπει να εμφανίζεται μια ευθεία γραμμή. Αν δεν την βλέπετε, περιστρέψτε αργά το κουμπί Κ6 μέχρι να εμφανιστεί η ευθεία γραμμή. Παρατηρήστε ότι καθώς περιστρέφετε το Κ6, εμφανίζεται μια ένδειξη τάσης που μας δίνει την απόσταση της ευθείας γραμμής από το κέντρο της οθόνης. 3) Συνδέουμε την συνεχή τάση που θέλουμε να μετρήσουμε στην είσοδο του καναλιού 2 του παλμογράφου. Προσέξτε κατά την σύνδεση της τάσης ώστε το καλώδιο που φεύγει από τη μαύρη υποδοχή του καναλιού 2 να καταλήγει στον αρνητικό πόλο (-) της πηγής. Ανοίγουμε την πηγή δίνοντας μια τάση περίπου 10Volt (το βλέπουμε στο βολτόμετρο της πηγής). 4) Πατάμε το κουμπί επιλογής καναλιού 2 (Κ5) και στο μενού που εμφανίζεται στην οθόνη επιλέγουμε για το coupling το GND έτσι ώστε να απενεργοποιηθεί η τάση που έχουμε εισάγει στο κανάλι 2. Η ευθεία γραμμή που βλέπουμε στην οθόνη αντιστοιχεί σε τάση 0 και καθορίζει τον άξονα του μηδενός. Περιστρέφοντας το κουμπί κατακόρυφης μετακίνησης τάσης καναλιού 2 (Κ6), τοποθετώ τον άξονα του μηδενός χαμηλά στην οθόνη. Μετά θέτω το coupling στη θέση DC (αν έχει σβήσει το μενού ξαναπατάμε το Κ5) ώστε να επιτρέψουμε στη συνεχή τάση να εμφανιστεί στην οθόνη. 5) Ρυθμίζουμε τη κλίμακα της τάσης χρησιμοποιώντας το κουμπί κλίμακας τάσης καναλιού 2 (Κ4) ώστε το σήμα μας να απομακρυνθεί όσο το δυνατόν περισσότερο από τον άξονα του μηδενός. Μετράμε την κατακόρυφη απόσταση h DC του σήματός μας από τον άξονα του μηδενός (βλ. εικόνα 4) και το καταγράφουμε στο τετράδιο h DC =...cm Γράφουμε επίσης στο τετράδιο την κλίμακα του άξονα της τάσης κ V =... Volt/cm Η τιμή της τάσης είναι: V DC =.. M1 M2 O1 O2 Agilent Technologies DSO3062A DIGITAL STORAGE OSCILLOSCOPE 60 MHz 1 GSa/s MENU ON/OFF Horizontal Run Control Main Run Delayed Single Stop Measure Waveform Cursors Measure Auto Acquire Display Scale A1 Vertical Save Recall P Utility Math Trigger 1 2 Ref Local Force Mode Coupling T4 50% 1 2 Ext Trig Level T2 X Y ΟΝ/OFF K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 Εικόνα 4 45

6 6) Χωρίς να ξεσυνδέσουμε το κανάλι 2 του παλμογράφου συνδέουμε στην έξοδο της πηγής συνεχούς τάσης και ένα ψηφιακό πολύμετρο και μετράμε την τιμή της συνεχούς τάσης με αυτό. V DC =... Volt Την συγκρίνουμε με την με την τιμή που υπολογίσαμε στο προηγούμενο βήμα 5. %διαφορά=... 7) Πατάμε δύο φορές το κουμπί επιλογής καναλιού 2 (Κ5) για να καθαρίσουμε την οθόνη. γ) Μετρήσεις χρησιμοποιώντας τους δρομείς : Ένας άλλος τρόπος για να μετρήσουμε για μια εναλασσόμενη τάση το V p-p και την περίοδο Τ, είναι με τη χρήση βοηθητικών γραμμών που έχει τη δυνατότητα να μας εμφανίσει ο παλμογράφος στην οθόνη. Κάθε μια από αυτές τις βοηθητικές γραμμές θα τη λέμε δρομέα. 1) Πατάμε το κουμπί επιλογής καναλιού 1 (Κ2) ώστε στην οθόνη να εμφανιστεί ξανά η εναλασσόμενη τάση την οποία έχουμε στο κανάλι 1. 2) Πατάμε το κουμπί των δρομέων (Μ1) και εμφανίζεται ένα μενού στα δεξιά της οθόνης. Στο μενού αυτό θέτουμε το Mode στη θέση Manual στο Type πατάμε Voltage για να μετρήσουμε αρχικά το V p-p και φροντίζουμε το source να είναι στο ch1. Στην οθόνη εμφανίζονται 2 οριζόντιοι δρομείς. Στο ίδιο μενού αφού πατήσουμε CurA (δρομέας Α), μπορούμε έπειτα με το κουμπί P να μετακινήσουμε τον δρομέα Α στο μέγιστο της τάσης. Μετά πάμε πάλι στο μενού και αφού πατήσουμε για τον δεύτερο δρομέα CurΒ (αν έχει χαθεί το μενού από την οθόνη ξαναπατάμε το Μ1) μπορούμε με το κουμπί P να μετακινήσουμε τον δρομέα Β στο ελάχιστο της τάσης. Πάνω στην οθόνη εμφανίζεται η απόσταση ανάμεσα στους δύο δρομείς δηλαδή το V p-p σε μονάδες τάσης. Καταγράψτε το V p-p και υπολογίστε ξανά το V o και το V rms. 3) Για να μετρήσουμε την περίοδο Τ ακολουθούμε διαδικασία παρόμοια με αυτή του παραπάνω βήματος 2. ηλαδή πατάμε το κουμπί των δρομέων (Μ1) και στο μενού που εμφανίζεται πάμε στο Type και πατάμε Time (χρόνος). Στην περίπτωση αυτή στην οθόνη εμφανίζονται 2 κατακόρυφοι δρομείς. Μετά επιλέγοντας CurA ή CurΒ στο μενού και περιστρέφοντας το κουμπί P, μετακινούμε τους 2 δρομείς αριστερά ή δεξιά. Τοποθετήστε τον πρώτο σε ένα σημείο τομής της κυματομορφής με τον οριζόντιο άξονα και τον δεύτερο στο αντίστοιχο σημείο που βρίσκεται μια περίοδο δεξιότερα ή αριστερότερα. Στην οθόνη εμφανίζεται η απόσταση ανάμεσα στους δύο δρομείς δηλαδή η περίοδος Τ σε μονάδες χρόνου. Επίσης εμφανίζεται αυτόματα και η συχνότητα που αντιστοιχεί σε αυτή την περίοδο. Καταγράψτε το Τ και το f. ΣΤΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΑΚΟΛΟΥΘΟΥΝ ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΣ ΤΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΎΝΤΑΙ ΣΤΗΝ ΑΣΚΗΣΗ ΑΥΤΗ ΔΗΛΑΔΗ ΤΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΤΑΣΕΩΝ ΚΑΙ ΤΟΥ ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΥ. 46

7 ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ: EZ Digital FG-8002 Η γεννήτρια FG-8002 μπορεί να μας δώσει μεταβαλλόμενες τάσεις. Ο διακόπτης Power θέτει σε λειτουργία την γεννήτρια και το λαμπάκι που είναι πάνω του ανάβει. Την τάση που μου δίνει η γεννήτρια την παίρνω στην έξοδό της. Υπάρχουν δύο υποδοχές. Η μαύρη είναι η γείωση και η κόκκινη είναι η φάση. Επιλογή κυματομορφής Από τα κουμπιά FUNCTION επιλέγουμε τη μορφή της τάσης. Πατώντας το πρώτο από τα αριστερά κουμπί παίρνουμε ημιτονοειδή τάση, με το μεσαίο τετραγωνικό παλμό και με το δεξί κουμπί τριγωνικό παλμό. Ρύθμιση πλάτους τάσης Περιστρέφοντας το κουμπί AMPLITUDE μεταβάλουμε το πλάτος της τάσης. Ρύθμιση συχνότητας Με τον μεγάλο περιστροφικό διακόπτη και τα κουμπιά RANGE ρυθμίζουμε τη συχνότητα της εναλλασσόμενης τάσης. Η συχνότητα της τάσης είναι ίση με το γινόμενο της ένδειξης του περιστροφικού διακόπτη ρύθμισης συχνότητας επί τον πολλαπλασιαστικό παράγοντα που αναγράφεται πάνω από το πατημένο κουμπί της ομάδας κουμπιών RANGE. Έτσι για παράδειγμα αν ο περιστροφικός διακόπτης είναι στη θέση 2 και από τα κουμπιά RANGE έχουμε πατήσει το 100, η συχνότητα της εναλλασσόμενης τάσης που θα μας δώσει η γεννήτρια θα είναι 200Hz. 47

8 ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΣ: AGILENT TECHNOLOGIES- DSO3062A Ο ψηφιακός παλμογράφος που χρησιμοποιείται στο Εργαστήριο Φυσικής Ηλεκτρισμός / Οπτική είναι ο DSO3062A της Agilent Technologies που εικονίζεται στο παρακάτω σχήμα. Παρέχει στο χρήστη δύο εισόδους τάσης που ονομάζονται κανάλια 1 και 2. Είναι εφοδιασμένος με διάφορα ρυθμιστικά και κουμπιά τα οποία βοηθούν το χρήστη για σωστή απεικόνιση και κατόπιν μέτρηση της τάσης που εισάγει σε μια ή και τις δύο εισόδους του. Τα ρυθμιστικά χωρίζονται σε περιοχές και αυτά που κυρίως ενδιαφέρουν σε καθημερινή χρήση περιλαμβάνονται στις περιοχές: Α) Κατακόρυφης διαμόρφωσης Β) Οριζόντιας διαμόρφωσης Γ) Συνθηκών σκανδαλισμού ) Αυτόματων μετρήσεων Κάθε κουμπί αυτών των περιοχών ενεργοποιεί μια καρτέλα που αναδύεται από την δεξιά πλευρά της οθόνης. Η καρτέλα παρέχει επιπλέον παραμέτρους κάθε μια από τις οποίες έχει ακριβώς δίπλα της ένα κουμπί, με διαδοχικό πάτημα του οποίου επιλέγεται η επιθυμητή τιμή της κάθε παραμέτρου. Τα κουμπιά επιλογών της αναδυόμενης καρτέλας βρίσκονται ακριβώς κάτω από το κουμπί MENU ON/OFF. Η καρτέλα κρύβεται μετά από μερικά δευτερόλεπτα ή μετά το πάτημα του κουμπιού MENU ON/OFF. ΟΘΟΝΗ ΑΥΤΟΜΑΤΗ ΜΕΤΡΗΣΗ (Measure) ΕΠΙΛΟΓΕΣ ΑΝΑ ΥΟΜΕΝΗΣ ΚΑΡΤΕΛΑΣ (MENU ON/OFF) ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗ (Horizontal) ΚΑΘΕΤΗ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗ (Vertical) ΙΑΚΟΠΤΗΣ ON/OFF ΕΙΣΟ ΟΣ ΚΑΝΑΛΙΟΥ 1(Χ) 48 ΕΙΣΟ ΟΣ ΚΑΝΑΛΙΟΥ 2 (Υ) ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΚΑΝ ΑΛΙΣΜΟΥ (Trigger)

9 Στο παρακάτω σχήμα παρουσιάζονται οι βασικές παράμετροι λειτουργίας που απεικονίζονται στην οθόνη του παλμογράφου. Σε αυτές περιλαμβάνονται η υποδιαιρέσεις τάσης και χρόνου για τον κατακόρυφο και τον οριζόντιο άξονα αντίστοιχα καθώς και στοιχεία για τον σκανδαλισμό του οργάνου. Με την λέξη σκανδαλισμός εννοούμε την ανάγκη του οργάνου να ανιχνεύσει μια συγκεκριμένη στιγμιαία τιμή και φορά (αύξουσα ή φθίνουσα με τον χρόνο) της τάσης προκειμένου να ξεκινήσει την καταγραφή της χρονικής μεταβολής της. Όταν υπάρχει σωστός σκανδαλισμός, δηλαδή γίνεται αυτή η ανίχνευση, ανάβει η ένδειξη T D. Αν αναβοσβήνει η ένδειξη WAIT ή AUTO τότε δεν υπάρχει σκανδαλισμός και δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε την τάση μας. Η ρύθμιση των στιγμιαίων τιμών τάσης για σκανδαλισμό καθώς και της εισόδου σήματος σκανδαλισμού γίνεται με τα ρυθμιστικά της περιοχής TRIGGER για τα οποία θα μιλήσουμε στη συνέχεια. ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΚΑΝ ΑΛΙΣΜΟΥ ΕΙΣΟ ΟΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΚΑΝ ΑΛΙΣΜΟΥ ΥΠΟ ΙΑΙΡΕΣΗ ΤΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΟ ΚΑΝΑΛΙ 1 (σε V ή mv) ΥΠΟ ΙΑΙΡΕΣΗ ΧΡΟΝΟΥ ΣΕ s, ms, μs (αναγράφεται us) ή ns ΥΠΟ ΙΑΙΡΕΣΗ ΤΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΟ ΚΑΝΑΛΙ 2(σε V ή mv) 49

10 ΠΕΡΙΟΧΗ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗΣ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ (Vertical) K1 K2 K3 K4 K5 K6 Η περιοχή αυτή παρουσιάζεται στο διπλανό σχήμα. ιαδοχικό πάτημα των κουμπιών Κ2, Κ5 ή Κ7 επιτρέπει ή αποτρέπει την απεικόνιση των τάσεων του καναλιού 1, του καναλιού 2 ή της υπέρθεσης καναλιών 1&2, αντίστοιχα, στην οθόνη. Η περιοχή περιλαμβάνει τα εξής κουμπιά και επιλογές: Κ7 Α / Α ΣΗΜΑΝΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΤΕΛΑΣ Κ1, Κ4 - ΕΠΙΛΟΓΕΣ Ρυθμίζει την κλίμακα τάσης της κατακόρυφης κλίμακας για το κανάλι 1 και το κανάλι 2 αντίστοιχα. Πατώντας διαδοχικά το κουμπί επιλέγεται κλιμακωτή ή συνεχής ρύθμιση. Κ3, Κ6 - Μετακινεί την κυματομορφή του καναλιού 1 ή 2 στον κάθετο άξονα GND: Η εκάστοτε είσοδος απενεργοποιείται. Coupling ΑC: Αποβάλλεται η συνεχής συνιστώσα τάσης από την αντίστοιχη είσοδο. DC: Επιτρέπεται η είσοδος και της συνεχούς συνιστώσας. Κ2, Κ5 1, 2 BW Limit Probe Invert Digital Filter ON (το επιλέγουμε πάντοτε). Αποκόπτονται συχνότητες άνω των 20 ΜHz 1X (το επιλέγουμε πάντοτε) ON: Αντιστρέφει την κυματομορφή. ΟFF:Την αφήνει ως έχει. εν το επιλέγουμε ποτέ. 50

11 1+2: Προσθέτει τις εισόδους των καναλιών 1 και 2 Operate 1-2: Αφαιρεί την είσοδο του καναλιού 2 από εκείνη του 1. 1x2: Πολλαπλασιάζει τις εισόδους των καναλιών 1 και 2 FFT: εν το επιλέγουμε. Κ7 Math Invert ON: Αντιστρέφει την κυματομορφή της υπέρθεσης ΟFF:Την αφήνει ως έχει. Το ρυθμιστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αλλαγή της κλίμακας στον κάθετο άξονα (ισχύει μόνο για την απεικόνιση της υπέρθεσης). Το ρυθμιστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μετακίνηση της κυματομορφής της υπέρθεσης στον κάθετο άξονα ΠΕΡΙΟΧΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑΣ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ (Horizontal) O1 O3 O2 E1 E2 M1 M2 A1 51

12 A /A ΣΗΜΑΝΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΤΕΛΑΣ Ο1 - Ο2 - Delayed ΕΠΙΛΟΓΕΣ Ρυθμίζει τον χρόνο ανά υποδιαίρεση της οριζόντιας κλίμακας για όλες της κυματομορφές που απεικονίζονται στην οθόνη. Πατώντας διαδοχικά το κουμπί επιλέγεται κλιμακωτή ή συνεχής ρύθμιση. Μετακινεί την κυματομορφή κατά τον οριζόντιο άξονα μετακινώντας ανάλογα το χρονικό σημείο σκανδαλισμού. OFF (το επιλέγουμε πάντοτε) Ο3 Main Delayed Time Base Y-T: Ορίζεται η απεικόνιση τάσης στον κάθετο και χρόνου στον οριζόντιο άξονα. Αυτή είναι η κανονική λειτουργία του παλμογράφου Χ-Υ: Ορίζεται η συγχρονισμένη απεικόνιση τάσης, του καναλιού 1 στον οριζόντιο και του καναλιού 2 στον κατακόρυφο άξονα. Trig-Offset Reset Επαναφέρει το σημείο σκανδαλισμού στο μέσο του οριζοντίου άξονα Holdoff Holdoff Reset εν το επιλέγουμε ποτέ. εν το επιλέγουμε ποτέ. Ε1 Run Stop - ιακόπτει την καταγραφή τάσης οποιασδήποτε εισόδου. Η εικόνα παγώνει στην τελευταία καταγραφή. Ε2 Single - Μετά το πάτημα αυτού του κουμπιού το όργανο μπορεί να σκανδαλιστεί μόνο μια φορά. Χρησιμεύει στην καταγραφή παλμών τάσης. Α1 Auto- Scale - Ρυθμίζει αυτόματα τις κλίμακες τάσης και χρόνου για την βέλτιστη απεικόνιση της κυματομορφής στην οθόνη. 52

13 ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΣΚΑΝ ΑΛΙΣΜΟΥ (Trigger) T3 T4 T2 T1 Με την έννοια σκανδαλισμός εννοούμε την αφορμή που ζητά ο παλμογράφος για να αρχίσει την απεικόνιση της κυματομορφής εισόδου στην οθόνη. Ο σκανδαλισμός μπορεί να παρέχεται είτε από την είσοδο προς μέτρηση είτε από μη μετρούμενη είσοδο. Μπορεί για παράδειγμα να θέλουμε να μετρήσουμε το σήμα εισόδου στο κανάλι 1 αλλά να χρησιμοποιούμε για σκανδαλισμό σήμα που εισέρχεται στο κανάλι 2 ή την είσοδο Ext Trig που παρέχεται επιπλέον για αυτό το σκοπό. Ο σκανδαλισμός παρουσιάζεται όταν ικανοποιούνται συγκεκριμένες συνθήκες τάσης στην είσοδο σκανδαλισμού. Οι συνθήκες αυτές επιλέγονται από τον χρήστη. Ακατάλληλος σκανδαλισμός οδηγεί κενή οθόνη ή σε ασταθή απεικόνιση. A /A Τ1 ΣΗΜΑΝΣΗ Level ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΤΕΛΑΣ Τ2 50% - ΕΠΙΛΟΓΕΣ - Ρυθμίζει τη στάθμη της τάσης σκανδαλισμού Απεικονίζει την τιμή της τάσης σκανδαλισμού στο κέντρο της κυματομορφής που απεικονίζεται. Τ3 Force - Καταγράφεται η κυματομορφή ακόμα και όταν δεν ικανοποιούνται οι συνθήκες για σκανδαλισμό. 53

14 A /A ΣΗΜΑΝΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΤΕΛΑΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ Mode Edge (το επιλέγουμε πάντοτε). CH1: Το κανάλι 1 επιλέγεται για σκανδαλισμό. CH2: Το κανάλι 2 επιλέγεται για σκανδαλισμό. EXT: Η είσοδος Ext Trig επιλέγεται για σκανδαλισμό Source ΕΧΤ/5: Το σήμα της εισόδου Ext Trig επιλέγεται για σκανδαλισμό αφού διαιρεθεί δια του 5. AC Line: Η τάση δικτύου επιλέγεται για σκανδαλισμό ΕΧΤ(50Ω): Η είσοδος Ext Trig αποκτά εσωτερική αντίσταση 50Ω και επιλέγεται για σκανδαλισμό (για υψίσυχνες μετρήσεις) Τ4 Mode Coupling Slope Rising: Ο σκανδαλισμός ξεκινά όταν ανιχνευθεί αύξηση της τάσης. Falling: Ο σκανδαλισμός ξεκινά όταν ανιχνευθεί μείωση της τάσης. Auto: Καταγράφεται και απεικονίζεται η επιλεγμένη είσοδος ακόμα και χωρίς να υπάρξει σκανδαλισμός Sweep Normal: Καταγράφεται και απεικονίζεται η επιλεγμένη είσοδος όταν ικανοποιούνται οι συνθήκες σκανδαλισμού. Single: Καταγράφεται ένα στιγμιότυπο της κυματομορφής, το πρώτο μετά τον σκανδαλισμό. Μετά η καταγραφή σταματά AC: Αποκόπτεται η συνεχής συνιστώσα τάσης από το σήμα σκανδαλισμού. Χρήση για συχνότητες μεγαλύτερες των 50 Ηz Coupling DC: Επιτρέπεται η συνεχής συνιστώσα τάσης στο σήμα σκανδαλισμού. LF reject: Αποκόπτονται συχνότητες μικρότερες των100 khz από το σήμα σκανδαλισμού HF reject: Αποκόπτονται συχνότητες μεγαλύτερες των10 khz από το σήμα σκανδαλισμού 54

15 ΠΕΡΙΟΧΗ ΑΥΤΟΜΑΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ (Measure) Το όργανο, όντας ψηφιακό, παρέχει την δυνατότητα να μετρά αυτόματα τιμές της απεικονιζόμενης κυματομορφής τόσο όσον αφορά τις τάσεις όσο και τους χρόνους. Οι αυτόματες μετρήσεις χωρίζονται σε εκείνες που βασίζονται στη θέση δρομέων που ελέγχει ο χρήστης πάνω στην οθόνη (κουμπί Μ1 Cursors) και σε εκείνες που εκτελεί το όργανο, κατ επιλογήν του χρήστη, χρησιμοποιώντας ολόκληρη την απεικονιζόμενη κυματομορφή (κουμπί Μ2 Measure). A /A ΣΗΜΑΝΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΤΕΛΑΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ Mode Manual (το επιλέγουμε πάντοτε) Type Voltage: Παράγονται δρομείς για τη μέτρηση παραμέτρων τάσης Time: Παράγονται δρομείς για τη μέτρηση παραμέτρων χρόνου M1 Cursors Source CH1: Μετράται η είσοδος από το κανάλι 1 CH2: Μετράται η είσοδος από το κανάλι 2 Math: Μετράται η υπέρθεση καναλιών 1 & 2. CurA ---- Το ρυθμιστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μετακίνηση του δρομέα Α CurB ---- Το ρυθμιστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μετακίνηση του δρομέα Β ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Με το πάτημα του κουμπιού Μ1 εμφανίζονται δύο παράλληλες γραμμές στην οθόνη: οριζόντιες για μέτρηση παραμέτρων τάσης και κατακόρυφες για μέτρηση παραμέτρων χρόνου. Για κάθε θέση του ζεύγους των δρομέων εμφανίζεται στην οθόνη: Για την επιλογή Type:Voltage Η στάθμη τάσης στην οποία βρίσκεται ο δρομέας Α (CurA) και ο δρομέας Β (CurB) αντίστοιχα, καθώς και η απόσταση μεταξύ τους ( Υ) Για την επιλογή Type:Time H χρονική θέση στην οποία βρίσκεται ο δρομέας Α (CurA) και ο δρομέας Β (CurB) αντίστοιχα, η χρονική διαφορά μεταξύ τους ( Υ) καθώς και το αντίστροφο της (1/ Υ). 55

16 A /A ΣΗΜΑΝΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΚΑΡΤΕΛΑΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ 2 ης ΚΑΡΤΕΛΑΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ Source - CH1: Μετράται η είσοδος από το κανάλι 1 CH2: Μετράται η είσοδος από το κανάλι 2 Voltage 1/3 (το επιλέγουμε πάντοτε) Voltage Vpp Vmax Vmin Vavg Time 1/3 ιαφορά μεταξύ μεγίστου και ελαχίστου τάσης της κυματομορφής Μέγιστη τάση κυματομορφής Ελάχιστη τάση κυματομορφής Μέση τιμή της τάσης (το επιλέγουμε πάντοτε) M2 Measure Freq Συχνότητα κυματομορφής Period Περίοδος κυματομορφής Time Rise Time Fall Time Χρόνος ανόδου από το 10% του μεγίστου τάσης στο 90% του μεγίστου τάσης Χρόνος καθόδου από το 90% του μεγίστου τάσης στο 10% του μεγίστου τάσης Clear - Display All - Καθαρίζονται οι μετρούμενες παράμετροι από την οθόνη. ON: Εμφανίζεται το σύνολο των παραμέτρων που μπορεί να μετρήσει ο παλμογράφος στην οθόνη (20 συνολικά). OFF: Εξαφανίζεται το σύνολο των παραμέτρων. ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Στην οθόνη μπορούν να εμφανίζονται ταυτόχρονα οι μετρήσεις μόνο τριών από τις παραμέτρους που μπορεί να επιλέξει ο χρήστης. Εξαίρεση αποτελεί η επιλογή Display All: ON. 56

17 Χάρτης κύριων ρυθμιστικών του παλμογράφου: AGILENT TECHNOLOGIES- DSO3062A M1 M2 O1 O2 Agilent Technologies DSO3062A 60 MHz DIGITAL STORAGE OSCILLOSCOPE 1 GSa/s MENU ON/OFF Cursors Horizontal Run Control Main Delayed Measure Waveform Measure Acquire Display Run Stop Auto Scale Single Vertical Save Recall Utility Math 1 2 Ref Local Force Trigger Mode Coupling 50% 1 2 Ext Trig Level X Y ΟΝ/OFF K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 A1 P T4 T2 57

18 58