background image

 

 
 
Uwagi prowadzącego ćwiczenie: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
Wykaz przyrządów znajdujących się na stanowiskach 

Lp. 

Nazwa przyrządu 

Typ 

Producent 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH 

WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT 

Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych 

Laboratorium Miernictwa Elektronicznego 2

 

Ćwiczenie 1 

Temat: OSCYLOSKOPY CYFROWE  

Grupa

Data wykonania ćwiczenia: 
.................................................................. 

Zespół w składzie: 

 

1. 

2. 

3. 

Data oddania sprawozdania: 
.................................................................. 
Ocena: 
.................................................................. 
Prowadzący ćwiczenie: 
.................................................................. 

background image

 

1. CHARAKTERYSTYKA OGÓLNA BADANEGO OSCYLOSKOPU. 

    Oscyloskopy cyfrowe mogą pracować przy sterowaniu bezpośrednim (ręcznym) lub zdalnym ( np. sterowanie 
za pomocą komputera). Ćwiczenie nie obejmuje zagadnień związanych ze sterowaniem zdalnym oscyloskopu. 
Sterowanie bezpośrednie pracą oscyloskopu odbywa się za pomocą klawiszy i pokręteł umieszczonych na płycie 
czołowej. 
1.1. Widok płyty czołowej oscyloskopu. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Oznaczenia: 
1 – ekran, 
2 – klawisze menu ekranowego,  
3 – blok kanałów odchylania pionowego, 
4 – blok kanału odchylania poziomego (podstawy  
      czasu), 
5 – blok kanału wyzwalania, 
6 – pokrętło wielofunkcyjne, 

 
7 – klawisze menu, 
8 – klawisze sterowania akwizycją, 
9 – źródło sygnału do kompensacji sondy  
      pomiarowej, 
10 – wejście sygnału wyzwalania zewnętrznego, 
CH1, CH2 – wejścia kanałów odchylania  
                     pionowego. 

 

1.2. Widok ekranu i rodzaje wyświetlanych informacji. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

10 

CH1        CH2 

Paramerty wyzwalania 

D

Parametry kanałów Y 

Stan akwizycji 

[~~~~~~~~~~~~~~~~~] 

Pozycja okna 

przebiegu w pamięci 

Ekran 

 12 dz. 

Menu

 e

kr

ano

we

 

background image

 

Włączyć zasilanie oscyloskopu. Na podstawie obserwacji płyty czołowej przyrządu, ekranu oraz wskazówek 
prowadzącego sporządzić wykaz podstawowych parametrów oscyloskopu. 

 

Typ oscyloskopu 

 

Liczba kanałów 

 

Zakres współczynnika napięcia [V/dz] 

 

Zakres współczynnika czasu [s/dz] 

 

Źródła napięcia wyzwalania  

 

Rodzaje wyzwalania podstawy czasu (Sweep) 

 

Rodzaje sprzężenia toru Y 

 

Pasmo częstotliwości toru Y 

 

 

                               
2. PRACA AUTOMATYCZNA OSCYLOSKOPU. 
2.1. Układ pomiarowy 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2. Pomiary 

Połączyć układ zgodnie ze schematem z p. 2.1. 
Do oscyloskopu doprowadzić napięcie sinusoidalne o częstotliwościach  podanych w tabeli i różnych  
amplitudach (U

 U

2

 

 U

3

). 

W polu „RUN CONTROL” nacisnąć przycisk [AUTO] – automatyczne skalowanie.  
Zapisać wartości współczynników odchylania pionowego D

y

 [V/dz] i poziomego D

t

 [jednostka czasu/dz], 

wysokość oscylogramu H [dz] oraz liczbę pełnych cykli napięcia (n) widocznych na ekranie. 
Naszkicować oscylogram (wybrany). 
 

kHz

 

f

1

 = 0,1

 

f

2

 = 1,5  

f

3

 = 17  

 

 

U

1

 = 

U

2

 = 

U

3

 = 

D

Y

 

V/dz 

 
 

 

 

D

t

 

…s/dz 

 

 

 

 

 

dz 

 

 

 

− 

 

 

 

 
 
 
 
 

CH 1 

 

Generator  

funkcyjny 

 

 Oscyloskop cyfrowy 

typ: DS1052E 

background image

 

3. POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW OBSERWOWANYCH PRZEBIEGÓW 
3.1. Układ pomiarowy 

Układ pomiarowy jak w punkcie 2.1.  

3.2. Pomiary 

Do oscyloskopu doprowadzić sygnał prostokątny o następujących parametrach: U

pp

  

 5 V, f 

 1 kHz. 

Zmierzyć odpowiednie parametry badanego sygnału metodami podanymi w tabeli. 
 
A) Wykorzystanie współczynników D

y

 i D

t

 

W polu „RUN CONTROL” nacisnąć przycisk [AUTO].  
Pokrętłem [SCALE] w polu „HORIZONTAL” dobrać odpowiedni współczynnik podstawy czasu (D

t

 ). 

 
B) Pomiary automatyczne 
W polu „RUN CONTROL” nacisnąć przycisk [AUTO].  
W polu „MENU” nacisnąć przycisk [Measure], 
- w menu ekranowym przyciskiem [Source] wybrać – „CH1”, 
- nacisnąć przycisk [Voltage] i wybrać V

pp

 – pomiar U

pp

- nacisnąć przycisk [Time] i pokrętłem wielofunkcyjnym wybrać „Period” lub „+Width” (okres lub czas trwania  
  impulsu), nacisnąć pokrętło w celu zaakceptowania wyboru. 
Wynik pomiaru pojawi się na dole ekranu. 
 
C) Pomiary z użyciem kursorów 
W polu „RUN CONTROL” nacisnąć przycisk [AUTO].  
W polu „MENU” nacisnąć przycisk [Cursor], 
-  w menu ekranowym nacisnąć przycisk [Mode] i pokrętłem wielofunkcyjnym wybrać „Manual”, 
- nacisnąć przycisk [Source] i wybrać „CH1”, 
- nacisnąć przycisk [Type] i wybrać „X” – linie pionowe (pomiary czasu) lub „Y” linie poziome (pomiary 
  napięcia), 
- ustawić kursory w odpowiednich pozycjach za pomocą pokrętła wielofunkcyjnego. 
Wyniki pomiarów wyświetlane są prawym górnym rogu ekranu. 

 

Sposób pomiaru 

T [

s] 

t

+

 [

s] 

U

pp

 [V] 

Wykorzystanie współczynników D

y

 i D

t

 

 

 

 

Pomiar automatyczny 

 

 

 

Użycie kursorów 

 

 

 

 
Oznaczenia:  
T – okres powtarzania impulsów, 
t

 – czas trwania impulsu (część dodatnia), 

U

pp

 – napięcie międzyszczytowe. 

 

4. POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI PRÓBKOWANIA 
4.1. Układ pomiarowy 

Układ pomiarowy jak w punkcie 2.1.  

4.2. Pomiary 

Do oscyloskopu doprowadzić sygnał sinusoidalny o częstotliwościach podanych w tabeli.

 

Wykonać następujące operacje: 
- w polu „RUN CONTROL” nacisnąć przycisk [AUTO],  
- w polu [MENU]  nacisnąć przycisk [Displey], 
- w „menu” ekranowym nacisnąć przycisk [Type] i wybrać  [Dots], 
- w polu „RUN CONTROL” nacisnąć przycisk [RUN/STOP], 
- regulując pokrętłem „SCALE” w polu „HORIZONTAL” zmniejszać wartość współczynnika czasu do  
  pojawienia się na ekranie oscylogramu składającego się z punktów. 
Metodą kursorów (opisaną w p.3.2.C) zmierzyć przedział czasu „

t” między najbliższymi punktami (jest to 

okres próbkowania). Odwrotność „

t” jest częstotliwością próbkowania „f

S

”. 

Powyższe operacje powtórzyć dla pozostałych częstotliwości.  

background image

 

Częstotliwość napięcia 
wejściowego 

50 Hz 

2 kHz 

50 kHz 

200 kHz 

1 MHz 

Zmierzona częstotliwość 
próbkowania

 

f

 

 
 

 

 

 

 

Pasmo częstotliwości 
oscyloskopu 

 

 

 

 

 

 
Na podstawie pomiarów f

S

 obliczyć pasmo częstotliwości toru „Y” oscyloskopu z zależności:  

 ½ f

S

Wyjaśnić otrzymane wyniki pomiarów. 
 

5. WYKORZYSTANIE „OPÓŹNIONEJ" PODSTAWY CZASU („LUPY CZASOWEJ") 
   DO POMIARU PARAMETRÓW SYGNAŁÓW IMPULSOWYCH. 
5.1. Układ pomiarowy 

 
 
 
 

 

 
 

5.2. Pomiary 

Podłączyć do badanego oscyloskopu sygnał pomiarowy o zadanych w tabeli parametrach. 
Praca z „opóźnioną” podstawą czasu („lupą czasową”) wymaga wykonania następujących operacji: 
- w polu „HORIZONTAL” nacisnąć przycisk [MENU], 
- w „menu” ekranowym nacisnąć przycisk [Delayed] – wybrać [ON], 
- pokrętłem [SCALE] w polu „HORIZONTAL” wybrać odpowiednią wartość współczynnika „opóźnionej”  
  podstawy czasu, 
- pokrętłem przesuwu poziomego ustawić „lupę czasową” na odpowiedni fragment badanego napięcia. 
Naszkicować uzyskany oscylogram i zmierzyć (dowolną metodą) podane w tabeli parametry obserwowanego 
przebiegu. 

 

f

i

  oraz t

i

  ustawione przez prowadzącego 

Pomiary 

 

 

T

i

 = 

 
 

 t

i

 = 

 
 
 t

n

 = 

 
 
 t

o

 = 

 

 

 

 

 

 

 
Oznaczenia:  
T

i

 – okres powtarzania impulsów zmierzony oscyloskopem, 

t

i

 – czas trwania impulsu zmierzony oscyloskopem, 

t

n

 – czas narastania zbocza impulsu zmierzony oscyloskopem, 

t

o

 – czas opadania zbocza impulsu zmierzony oscyloskopem. 

 
Omówić zalety i wady obserwacji sygnałów napięciowych przy wykorzystaniu „opóźnionej” podstawy czasu. 
 
 
 
 

CH 1 

 

Generator 

impulsów 

prostokątnych 

Oscyloskop 

cyfrowy 

 

background image

 

6. WYKORZYSTANIE JEDNORAZOWEGO CYKLU AKWIZYCJI (JEDNOKROTNEJ 
    PODSTAWY CZASU) 
6.1. Układ pomiarowy jak w p. 5.1. 
6.2. Pomiary 

Obserwacja impulsów jednokrotnych wymaga wykonania następujących operacji: 
- generator impulsów prostokątnych: praca zewnętrzna, 
- zakres czasu trwania impulsów: zgodnie z tabelą, 
- regulator płynny czasu trwania impulsów: położenie środkowe, 
- pokrętłem [SCALE] w polu „HORIZONTAL” wybrać odpowiednią wartość współczynnika  podstawy czasu, 
- w polu „TRIGGER” nacisnąć przycisk [MENU], 
- w „menu” ekranowym nacisnąć przycisk  [Sweep] – regulując pokrętłem wielofunkcyjnym wybrać [Single],  
- w polu „RUN CONTROL” nacisnąć przycisk [RUN/STOP], 
- wyzwolić generator przyciskiem „ręczne”, 
- zmierzyć czas trwania i amplitudę impulsu. 
Przy kolejnych pomiarach dobierać odpowiednią wartość współczynnika  podstawy czasu. 
 

Zakres czasu trwania impulsów 

ustawiony na generatorze 

t

i osc. 

- czas trwania impulsu 

zmierzony oscyloskopem 

U

i

 – amplituda impulsu zmierzona 

oscyloskopem 

500ms 

 50ms    (200ms

 20ms) 

 

 

50ms 

 5ms        (20ms

 2ms) 

 

 

5ms 

 500

s       (2ms

 200

s) 

 

 

500

 50

s     (200

s

 20

s) 

 

 

50

 5

s         (20

s

 2

s) 

 

 

5

 500ns       (2

s

 200ns) 

 

 

500ns 

 25ns     (200ns

 10ns) 

 

 

 
Dla najkrótszego impulsu (zakres 500ns 

 25ns  (200ns

 10ns) narysować oscylogramy badanego sygnału przy 

włączonej i wyłączonej funkcji wygładzającej. 
Wymaga to wykonania następujących operacji: 
- w polu [MENU]  nacisnąć przycisk [Displey], 
- w „menu” ekranowym nacisnąć przycisk  [Type] i wybrać [Vectors] lub [Dots]. 
 

Vectors – włączona funkcja wygładzająca 

Dots  - wyłączona funkcja wygładzająca 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
Na podstawie powyższych pomiarów i obserwacji: 
- skomentować otrzymane wyniki pomiarów i oscylogramy, 
- wyjaśnić różnice występujące między oscylogramami. 

 

background image

 

7. WYKORZYSTANIE PAMIĘCI W OSCYLOSKOPIE. 
7.1. Układ pomiarowy. 

 
 
 
 
 

 

 

 
 
7.2. Pomiary 

    Wykorzystując wewnętrzną pamięć oscyloskopu zapamiętać trzy sygnały (o różnych parametrach czasowych 
i napięciowych) podane kolejno na wejście CH1. 
Po ustawieniu oscylogramu wykonać następujące operacje: 
- w polu [MENU]  nacisnąć przycisk [STORAGE], 
- w „menu” ekranowym nacisnąć przycisk  [Internal] i pokrętłem wielofunkcyjnym wybrać żądaną komórkę  
  pamięci wewnętrznej, 
- nacisnąć przycisk [Save] aby zapisać ustawiony przebieg, 
Takie same operacje wykonać dla dwóch kolejnych przebiegów. 
Odłączyć przewód pomiarowy od oscyloskopu.  
W celu odtworzenia zapisanego przebiegu, po wyborze odpowiedniej komórki pamięci, w „menu” ekranowym 
nacisnąć przycisk [Load]. 
W celu skasowania zapisanego przebiegu, w „menu” ekranowym nacisnąć przycisk [Delete]. 
Narysować odpowiednie oscylogramy i zmierzyć podane parametry.  

 
 

Parametry napięcia 

ustawione 

 na generatorze 

Włączona 

pamięć 

Oscylogram 

Pomiary 

T ≈ 
 
 
U

pp

 ≈ 

Int 00 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

T ≈ 
 
 
U

pp

 ≈ 

Int 01 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

T ≈ 
 
 
U

pp

 ≈ 

Int 02 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

 
 
 
 
 
 

CH 1 

 

Generator 
funkcyjny 

Oscyloskop 

cyfrowy 

   

background image

 

8. ZASTOSOWANIE OSCYLOSKOPU CYFROWEGO DO OBSERWACJI I POMIARÓW  
    PRZEBIEGÓW WOLNOZMIENNYCH. 
8.1. Układ pomiarowy  

 
 
 
 
 

8.2. Pomiary 

Parametry badanych sygnałów:  
- napięcie sinusoidalne,  
- f

1

 

 1 Hz, f

2

 

 0,1 Hz, 

-  U

pp

 – dowolne. 

Zadanie powyższe wykonać metodą rejestracji pojedynczej oraz z wykorzystaniem trybu „przewijania”. 
A) Wykorzystanie rejestracji pojedynczej wymaga wykonania następujących operacji: 
- w polu „TRIGGER” nacisnąć przycisk [MENU], 
- w „menu” ekranowym nacisnąć przycisk [Sweep] – regulując pokrętłem wielofunkcyjnym wybrać [Single],  
- dobrać odpowiedni współczynnik czasu i odchylania, 
- w polu „RUN CONTROL” nacisnąć przycisk [RUN/STOP] – podstawa czasu gotowa do wyzwolenia.  
Narysować odpowiednie oscylogramy i zmierzyć (dowolną metodą) podane w tabelach parametry.  
 

Sinusoida           

f = 1 Hz 

Pomiary 

f = 0,1 Hz 

Pomiary 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

 

 

 

Fala trójkątna 

f = 1 Hz 

Pomiary 

f = 0,1 Hz 

Pomiary 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

 

 

 

Fala prostokątna 

f = 1 Hz 

Pomiary 

f = 0,1 Hz 

Pomiary 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

 

 

 
 

CH1 

Generator 
funkcyjny 

Oscyloskop 

cyfrowy 

 

background image

 

B) Wykorzystanie trybu „przewijania” wymaga wykonania następujących operacji: 
- w polu „HORIZONTAL” nacisnąć przycisk [MENU],   
- w „menu” ekranowym nacisnąć przycisk [Time Base] - regulując pokrętłem wielofunkcyjnym wybrać [Roll], 
- dobrać odpowiedni współczynnik czasu i odchylania, 
- nacisnąć przycisk [RUN/STOP] w celu zatrzymania przebiegu. 
Narysować odpowiednie oscylogramy i zmierzyć (dowolną metodą) podane w tabelach parametry.  
  
 

Sinusoida           

f = 1 Hz 

Pomiary 

f = 0,1 Hz 

Pomiary 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

 

 

 

Fala trójkątna 

f = 1 Hz 

Pomiary 

f = 0,1 Hz 

Pomiary 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

 

 

 

Fala prostokątna 

f = 1 Hz 

Pomiary 

f = 0,1 Hz 

Pomiary 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

T = 
 
 
U

pp

 = 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

10 

Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać: 

1) Protokół pomiarowy z wypełnionymi tabelami. 
2) Przykłady obliczeń do każdego punktu pomiarowego. 
3) Wymagane wykresy (odpowiednio opisane). 
4) Porównanie wyników pomiarów z danymi technicznymi. 
5) Własne wnioski, spostrzeżenia i uwagi wynikające z przeprowadzonych pomiarów i obserwacji. 

 
 
 
 
Przykładowe pytania kontrolne: 

1

 Oscyloskop cyfrowy: budowa, działanie, zadania poszczególnych bloków. 

2

 Metody próbkowania stosowane w oscyloskopach cyfrowych. 

3

 Podstawowe parametry charakterystyczne dla oscyloskopów cyfrowych. 

4

 Metody pomiaru napięcia i czasu stosowane w oscyloskopach cyfrowych. 

5

 Sondy pomiarowe oscyloskopów elektronicznych. 

 

Literatura dodatkowa: 

1) A.Chwaleba, M.Poniński, A.Siedlecki, „Metrologia elektryczna”, Wyd. 5, 6, 7, 8, 9 WNT, 1996r, 1998r,  
    2000r, 2003r, 2007r. 
2) J. Parchański „Miernictwo elektryczne i elektroniczne”   W S i P  1991r. 
3) J. Rydzewski   „Pomiary oscyloskopowe”   WNT, 1994r 
4) M. Stabrowski  "Miernictwo elektryczne : cyfrowa technika pomiarowa "   
    Ofic. Wyd. Politechniki Warszawskiej 1994r. 
5) M. Stabrowski. „Cyfrowe przyrządy pomiarowe”,  Wyd. PWN, 2002.