1.Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się studentów z obsługą oscyloskopu cyfrowego i zastosowaniem go do obserwacji, rejestracji oraz pomiaru parametrów złożonych sygnałów elektrycznych.

Ćwiczenie zostało wykonane przy użyciu oscyloskopu cyfrowego Agilent 54621A

2.Przebieg ćwiczenia :

Wyznaczanie podstawowych parametrów dwóch sygnałów

Parametry sygnału	-	Sygnał sinusoidalny	Sygnał prostokątny
Częstotliwość sygnału	[Hz]	150,0	149,9
Okres sygnału	[μs]	6,670	6,670
Napięcie międzyszczytowe	[V]	1,228	1,386
Maksymalna wartość napięcia	[mV]	771,7	869,4
Minimalna wartość napięcia	[mV]	-456,4	-518,1
Czas narostu zbocza	[μs]	1,990	40
Czas opadania zbocza	[μs]	2,025	55
Współczynnik wypełnienia	[%]	50,0	49,9
Wartość skuteczna sygnału	[mV]	455,56	648,02
Czas trwania stanu wysokiego	[μs]	3,335	3,325
Czas trwania stanu niskiego	[μs]	3,330	3,345
Wartość średnia sygnału	[mV]	161,65	160,49
Przepięcie początkowe	[%]	0,00	6,343
Przepięcie końcowe	[%]	0,00	0,187

Obserwacja sygnału prostokątnego pojawiającego się na wyjściu generatora bezpośrednio po włączeniu generatora.

Obraz który uzyskaliśmy na ekranie oscyloskopu, dokładnie zaobserwowana dzięki funkcji ZOOM, parametry i poszczególne ustawienia:

Korzystając z funkcji ZOOM zbadaliśmy po jakim czasie od momentu włączenia generatora, generowany sygnał osiąga stałą amplitudę i częstotliwość

Obraz uzyskany na ekranie oscyloskopu po włączeniu generatora:

Częstotliwości kolejnych okresów wynosiły :

f₁ = 1,88 mHz

T₁ = 46,00 ms

f₂ = 0,79 mHz

T₂ = 19,20 ms

f₃ = 0,59 mHz

T₃ = 34,40 ms

f₄ = 0,49 mHz

T₄ = 11,80 ms

f₅ = 0,44 mHz

T₅ = 10,60 ms

f₆ = 0,44 mHz

T₆ = 10,60 ms

Czas po jakim generowany sygnał osiągnął stabilną amplitudę i częstotliwość jest sumą pierwszych pięciu okresów sygnału i wynosi T = 122 ms.

Badanie obrazu sygnału na wyjściu układu przekształcającego, zasilanego sygnałem prostokątnym o poszczególnych częstotliwościach i maksymalnej amplitudzie.

Oscyloskop cyfrowy

Dla f = 100 Hz , 1 kHz , 10 kHz - obraz nie stabilny, nie możliwe jakiekolwiek odczyty

Przykład obrazu nie stabilnego uzyskanego na ekranie oscyloskopu :

Dla f = 100 kHz - Obraz stabilny, umożliwiający pomiary i obserwację.

Częstotliwość graniczna przy jakiej uzyskiwaliśmy obraz stabilny wynosi 66,0 kHz.

Przykład obrazu stabilnego uzyskanego na ekranie oscyloskopu :

Oscyloskop analogowy

Dla f = 100 Hz , 1 kHz - obraz nie stabilny, nie możliwe jakiekolwiek odczyty

Dla f = 10 kHz - Obraz stabilny, umożliwiający pomiary i obserwację.

Częstotliwość graniczna przy jakiej uzyskiwaliśmy obraz stabilny wynosi 1,24 kHz.

3. Wnioski :

Wykonane przez nas ćwiczenie umożliwiło nam zapoznanie się z podstawowymi funkcjami oscyloskopu cyfrowego, jak również porównania go z oscyloskopem analogowym. Zastosowanie wielu przydatnych funkcji, takich jak ZOOM, czy pomiarów przy użyciu funkcji kursorów ułatwia i skraca czas pomiaru parametrów sygnału i zwiększa ich dokładność. Inną zaletą tego urządzenia jest możliwość obserwacji sygnału bezpośrednio po włączeniu generatora, dzięki czemu możliwe było zaobserwowanie pewnych zniekształceń, jak również wyznaczenie czasu po jakim obraz uzyskany na ekranie oscyloskopu posiadał stabilną amplitudę i okres, w naszym przypadku było to pięć, pierwszych okresów przebiegu prostokątnego, w sumie trwających 122 ms . Jedyną wadą przez nas zauważoną w porównaniu z oscyloskopem analogowym była obserwacja sygnału podawanego z wyjścia układu przekształcającego, kiedy to do obserwacji stabilnego obrazu na oscyloskopie cyfrowym wymagana była częstotliwość generatora f = 66,0 kHz, a przy użyciu oscyloskopu analogowego tylko f =1,24 kHz.