Pobierz POMIARY OSCYLOSKOPOWE i więcej Streszczenia w PDF z Informatyka tylko na Docsity! Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka POMIARY OSCYLOSKOPOWE - Ćwiczenie nr 2 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z oscyloskopem analogowym i cyfrowym oraz ich praktycznymi zastosowaniami. W trakcie ćwiczenia wykonywane jest wzorcowanie kanału Y, dokonywane są pomiary napięcia i czasu w układzie całkującym pobudzonym przebiegiem prostokątnym, obserwacja przebiegów w układach cyfrowych, pomiary parametrów impulsów, rejestracja pojedynczych impulsów oraz obserwacja charakterystyk I = f(U) diod półprzewodnikowych. 2. Wprowadzenie 2.1. Budowa i właściwości oscyloskopu 2.1.1. Zasada działania Oscyloskop jest przyrządem pomiarowym służącym do mierzenia lub obserwacji przebiegów elektrycznych. Do wytworzenia obrazu przedstawiającego chwilowe napięcie w funkcji czasu wykorzystano lampę oscyloskopową. Lampa zapewnia przetwarzanie napięcia chwilowego na przemieszczenie wiązki elektronów. Przemieszczenie jest obserwowane na fluorescencyjnym ekranie jako przemieszczenie plamki świecącej. Na rys. 1 przedstawiono schemat blokowy oscyloskopu dwukanałowego. Mierzony sygnał przez dzielnik wejściowy o skokowo regulowanej wartości tłumienia steruje wzmacniaczem o skokowej i płynnej regulacji wzmocnienia. Regulacja skokowa tłumienia i wzmocnienia jest realizowana wspólnym przełącznikiem. Zadaniem dzielnika jest zmniejszenie sygnału wejściowego do wartości zależnej od czułości wzmacniacza i wymaganej wysokości obrazu na ekranie. Pokrętło płynnej regulacji wzmocnienia umożliwia uzyskanie obrazu przebiegu o dogodnej do obserwacji wysokości. Realizuje się oscyloskopy wielokanałowe do równoczesnego obserwowania większej liczby niezależnych sygnałów. Typowe są oscyloskopy dwukanałowe. Wielokanałowość realizuje się za pomocą komutacji sygnałów wejściowych. Przełącznik elektroniczny przełącza sygnał z kilku (na rys. 1 z dwóch) wzmacniaczy wejściowych na jeden wspólny tor sterujący lampą oscyloskopową. Opis pracy przełącznika elektronicznego przedstawiony będzie w dalszej części wprowadzenia. W torze wspólnym kanału Y znajduje się linia opóźniająca i wzmacniacz sterujący symetrycznie płytki odchylania pionowego lampy oscyloskopowej. Pokrętło przesuwu ustala położenie obrazu na ekranie w kierunku pionowym oddzielnie dla każdego kanału w dogodnym miejscu ekranu. Z każdego kanału Y może być pobrany mierzony sygnał, którego zadaniem jest uzyskanie synchronizacji podstawy czasu z mierzonym przebiegiem. Sygnał synchronizujący steruje układy wyzwalania i generacji podstawy czasu. Układ podstawy czasu generuje piłokształtne napięcie liniowo narastające. Napięcie to po wzmocnieniu we wzmacniaczu odchylania poziomego X steruje symetrycznie płytki odchylania X lampy oscyloskopowej. Wzmacniacz odchylania poziomego X Y Y X X Dzielnik Wzmacniacz przesuw Y1 Dzielnik Wzmacniacz przesuw Y2 Linia opóźniająca lampa oscyloskopowa 1 2 przełącznik elektroniczny wyzwalanie zewnętrzne wyzwalanie wewnętrzne Formowanie impulsów wyzwalających sieć 50Hz wybór zbocza Sterowanie komutacją kanałów Generator liniowej podstawy czasu WE X Przesuw X Ux Uy WE Y1 DC AC GND WE Y2 DC AC GND Wzmacniacz odchylania pionowego Y Rys. 1. Schemat blokowy oscyloskopu dwukanałowego Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka Obecnie coraz powszechniejsze zastosowanie znajdują oscyloskopy cyfrowe. Uproszczony schemat oscyloskopu cyfrowego przedstawiony jest na rys. 2. WE Y Wzmacniacz wejściowy Wzmacniacz sygnału synchronizującego Mikrokomputer sterujący Wzmacniacz odchylania pionowego Y Wzmacniacz odchylania poziomego X Przetwornik a/c Układ próbk. pam. S&H Układ rekonstrukcji przebiegu Pamięć cyfrowa Y Y X X Generator podstawy czasu Interfejs GPIB,USB RS 232 wyjście cyfrowe Rys. 2. Schemat blokowy oscyloskopu cyfrowego Badany przebieg jest doprowadzony do wzmacniacza wejściowego, zawierającego tłumiki, układy zmiany sprzężenia (wejście zmienno lub stałoprądowe) i przesuwu pionowego. Sygnał ze wzmacniacza wejściowego podawany jest na układ próbkująco-pamiętający S&H (ang. sample and hold). W układzie S&H zostaje pobrana i zapamiętana analogowa wartość chwilowa przebiegu w chwili jego próbkowania. O chwili próbkowania i częstotliwości próbkowania decyduje układ sterowania zrealizowany najczęściej w postaci mikrokomputera. Zapamiętana w postaci analogowej w układzie S&H wartość chwilowa przebiegu zostaje następnie przetworzona na słowo cyfrowe w przetworniku analogowo-cyfrowym (a/c). Liczba bitów w słowie decyduje o rozdzielczości w pionie oscyloskopu cyfrowego. Najczęściej stosowane jest słowo 8 bitowe. Słowo cyfrowe, odpowiadające jednej pobranej próbce przebiegu, zostaje zapamiętane w pamięci cyfrowej. W celu zapamiętania całego przebiegu należy pobrać wiele próbek w odstępach czasu wynikających z częstotliwości próbkowania. Liczba próbek na jaką został podzielony przebieg nosi nazwę rekordu. Zapamiętany przebieg, po pobraniu go z pamięci cyfrowej, steruje układem rekonstrukcji przebiegu. Podstawowym elementem tego układu jest przetwornik cyfrowo-analogowy. Na ekranie lampy oscyloskopowej uzyskujemy obraz przebiegu w postaci kropek, o których położeniu w kierunku pionowym decyduje przetwornik cyfrowo-analogowy, a w kierunku osi poziomej generator podstawy czasu. Mierzony przebieg może być zamrożony na stałe w pamięci i pomimo odłączenia sygnału od wejścia oscyloskopu może być odtwarzany dowolnie długo na ekranie. Możliwe jest również uzyskanie obrazu aktywnego (tzw. praca z odświeżaniem) przez okresowe kasowanie zawartości pamięci i ponowne jej wypełnianie sygnałem o aktualnym kształcie. Wzmacniacz sygnału synchronizującego pobiera sygnał mierzony w postaci analogowej i przesyła do mikrokomputera sterującego i generatora podstawy czasu w celu zsynchronizowania ich pracy z badanym przebiegiem. Oprócz możliwości bezpośredniego oglądania przebiegów na ekranie oscyloskop cyfrowy pozwala na przesłanie ich w postaci cyfrowej poprzez interfejs do dalszej obróbki i analizy. Interfejs taki pozwala również na zdalne sterowanie nastawami oscyloskopu i organizację pobierania próbek (ilość próbek w rekordzie, moment rozpoczęcia próbkowania, ilość zarejestrowanych rekordów). Najczęściej wykorzystywany w tym celu jest interfejs RS 232, USB i GPIB. Obserwacja napięcia zmiennego na ekranie lampy wymaga jednoczesnego oddziaływania na strumień elektronów dwu sił. Odchylenie plamki w kierunku pionowym jest proporcjonalne do napięcia mierzonego (dołączonego do wejścia Y), a odchylenie plamki w kierunku poziomym musi być wprost proporcjonalne do czasu, co uzyskuje się przez doprowadzenie do płytek X napięcia narastającego liniowo w funkcji czasu. Ponieważ ekran ma skończone wymiary, dlatego plamka po dojściu do prawego skraju pola ekranu musi powrócić z powrotem, a napięcie odchylające powinno zmaleć do swej wartości początkowej. Wytworzony w ten sposób sygnał jest piłokształtny. Zasadę powstawania obrazu na ekranie pokazano na rys. 3. Liniowo narastające napięcie przesuwa plamkę w prawo wzdłuż osi X. Ruch powrotny plamki odbywa się ze skończoną prędkością, co mogłoby spowodować rysowanie na ekranie rozciągniętego w czasie fragmentu przebiegu. 2 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka W sposobie pierwszym przełączanie kanałów zachodzi w czasie ruchu powrotnego plamki na ekranie i odbywa się z każdym ruchem powrotnym plamki. Podstawa czasu rysuje zatem na ekranie cały przebieg z toru Y1, a następnie z toru Y2. Obraz obu przebiegów powstaje na przemian. Dzięki bezwładności oka ludzkiego obrazy "nakładają się" i są odbierane jako równoczesne. Rys. 6 ilustruje tryb pracy przemiennej. Ten rodzaj pracy jest możliwy tylko przy przebiegach periodycznych. Częstotliwość powtarzania każdego obrazu na ekranie jest dwukrotnie mniejsza niż w przypadku pracy jednokanałowej. Dlatego przy badanych przebiegach małej częstotliwości powstaje migotanie obrazu. obraz na ekranie t Uy1 t Uy t t Ux Uy2 Rys. 6. Ilustracja pracy przełącznika elektronicznego w oscyloskopie dwukanałowym w trybie przemiennym obraz na ekranie t Uy1 t t t Ux Uy Uy2 Rys. 7. Ilustracja pracy przełącznika elektronicznego w oscyloskopie dwukanałowym w trybie siekanym Wady tej pozbawiona jest praca siekana, polegająca na tym, ze przełącznik elektroniczny przełącza się wielokrotnie w trakcie trwania przebiegu liniowej podstawy czasu. Rys. 7 ilustruje tryb pracy siekanej. Ponieważ przełączanie nie jest synchroniczne z podstawą czasu, dlatego nałożone na siebie posiekane obrazy zakrywają przerwy. Tryb pracy siekanej stosuje się w dwóch przypadkach: przy pomiarze sygnałów o małej częstotliwości, w celu zmniejszenia migotania obrazu , oraz przy obserwacji dwu przebiegów jednorazowych (nieokresowych). Typowa wartość częstotliwości przełączania przy pracy siekanej wynosi od setek kHz do kilku MHz. Oscyloskopy z dwoma kanałami Y (wzmacniaczami) mają możliwość sumowania lub odejmowania algebraicznego obu przebiegów. 5 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka Typowe są następujące rodzaje pracy: • pracuje tylko kanał Y1. Przełącznik elektroniczny ustawiony jest w pozycji 1 (rys. 1); • pracuje tylko kanał Y2. Przełącznik elektroniczny ustawiony jest w pozycji 2; • na ekranie ogląda się jeden obraz, który jest sumą lub różnicą przebiegów wejściowych z toru Y1 i Y2 (±Y1± Y2). 2.2. Opis oscyloskopu analogowego HM 303-6 Przyrząd HM303-6 firmy Hameg jest popularnym dwukanałowym oscyloskopem analogowym. Oscyloskop posiada 3 dB pasmo przenoszenia 35 MHz, podstawę czasu regulowaną płynnie i skokowo w zakresie od 0,1 μs/cm do 0,2 s/cm oraz dodatkowo wzmacniacz odchylania poziomego x 10. Wzmacniacz odchylania pionowego zapewnia płynną i skokową regulację wzmocnienia w zakresie od 5 mV/cm do 20 V/cm oraz dodatkowo umożliwia wzmocnienie odchylania pionowego x 5. Układ wyzwalania oscyloskopu zapewnia stabilne wyzwalanie przebiegów o niskim poziomie (od 0,5 działki) i częstotliwości do ponad 100 MHz. Oscyloskop wyposażony jest w rzadko spotykany w tego typu urządzeniach tester elementów elektronicznych. Tester pozwala na szybkie sprawdzenie rezystorów, kondensatorów, cewek indukcyjnych, diod i tranzystorów. Sprawdzanie odbywa się na zasadzie pobudzania badanego elementu przebiegiem z wbudowanego do oscyloskopu generatora sinusoidalnego i wyświetlaniu na ekranie jego charakterystyki napięciowo-prądowej. Wygląd płyty czołowej oscyloskopu przedstawiono na rys. 8. Poszczególne pokrętła i przyciski oscyloskopu zgrupowano w blokach tematycznych. Rys. 8. Wygląd płyty czołowej oscyloskopu HM303-6 Poniżej przedstawiono opis elementów wyszczególnionych na płycie czołowej: 1. POWER – włącznik zasilania. 2. INTENS – pokrętło regulacji jaskrawości. 3. TRACE ROTATION – korekcja nachylenia linii zerowej. 4. FOCUS – pokrętło regulacji ostrości. 5. Y-POS. I pokrętło przesuwu w pionie kanału CH1. 6, 7. Y-MAG. x5 – przełączniki włączania 5 krotnego dodatkowego wzmocnienia w kanałach Y; przy wciśniętym przycisku maksymalna czułość odchylania pionowego wynosi 1mV/cm. 8. Y-POS. II pokrętło przesuwu w pionie kanału CH2. 9. SLOPE – przełącznik wyboru zbocza wyzwalania; przycisk wyciśnięty zbocze narastające, wciśnięty opadające. Umieszczona nad przyciskiem SLOPE dioda LED TR informuje, że sygnał wyzwalający osiągnął odpowiednią amplitudę, i nastąpiło wyzwolenie podstawy czasu. 10. LEVEL – pokrętło regulacji poziomu wyzwalania. 11. X-POS. – pokrętło regulacji położenia w poziomie. 12. X-MAG.x10 – przełącznik włączania 10 krotnego rozciągu w osi X, przy wciśniętym przycisku maksymalna rozdzielczość 10ns/dz. 13, 18. VOLTS/DIV. – pokrętła skokowego wyboru stałej napięciowej wzmacniacza odchylania pionowego. 6 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka 14, 19. VAR. GAIN – pokrętła płynnej regulacji wzmocnienia w kanale CH1 i CH2. W celu uzyskania wartości stałej napięciowej opisanej na pokrętłach (13), (18) pokrętła płynnej regulacji powinny być ustawione w położeniu kalibrowanym – skręcone w prawo do oporu. 15. CHI/II – przełącznik wyboru kanału. Przy pracy jednokanałowej: przełącznik wyciśnięty – wybrany kanał CH1 i wyzwalanie kanałem CH1, przełącznik wciśnięty wybrany kanał CH2 i wyzwalanie kanałem CH2. Przy pracy dwukanałowej wybór odpowiednio źródła wyzwalania. 16. DUAL – przełącznik włączenia pracy dwukanałowej. Przy wciśniętym przełączniku praca dwukanałowa w trybie przemiennym ALT. Łączne wciśnięcie przełącznika DUAL i ADD - praca dwukanałowa w trybie siekanym CHOP. 17. ADD – przełącznik włączenia pracy sumacyjnej. 20. TRIG. MODE – przełącznik wyboru wyzwalania podstawy czasu: AC: 10 Hz – 100 MHz, DC: 0 – 100 MHz, LF: 0 – 1.5 kHz, TV: wyzwalanie impulsami synchronizacji linii i ramki sygnału TV ∼: wyzwalanie przebiegiem sieci energetycznej (wciśnięte jednocześnie przyciski AT/NM i ALT). 21. AT/NM – przełącznik wyboru trybu pracy podstawy czasu. Przełącznik wyciśnięty wyzwalanie automatyczne, przełącznik wciśnięty wyzwalanie normalne z regulacją poziomu wyzwalania. 22. ALT – przełącznik włączania wyzwalania podstawy czasu na przemian sygnałami kanału CH1 i CH2, aktywny tylko w trybie pracy dwukanałowej DUAL. 23. HOLD OFF – pokrętło płynnej regulacji czasu podtrzymania między kolejnymi cyklami podstawy czasu. W położeniu podstawowym (normalny czas podtrzymania) pokrętło skręcono w lewo do oporu. 24. TIME/DIV - pokrętło skokowego wyboru wartości współczynnika podstawy czasu. 25. Variable time base control – pokrętło płynnej regulacji podstawy czasu. W celu uzyskania wartości współczynnika podstawy czasu opisanej na pokrętle (24) pokrętło płynnej regulacji powinno być ustawione w położeniu kalibrowanym – skręcone w prawo do oporu. 26. X-Y – przełącznik włączania trybu XY odchylania (podstawa czasu nie pracuje). Odchylanie plamki w osi X sygnałem kanału CH1. UWAGA! Przy braku sygnału w trybie XY jest niebezpieczeństwo wypalenia luminoforu przy zbyt dużej jaskrawości ! 27. TRIG. EXT. – przełącznik włączania wyzwalania zewnętrznego. Przełącznik wciśnięty - wyzwalanie sygnałem podanym na gniazdo wyzwalania zewnętrznego (36), przełącznik wyciśnięty wyzwalanie wewnętrzne. 28, 32. INPUT CHI, INPUT CHII - wejścia odpowiednio kanału CH1 i CH2. 29, 33. AC/DC – przełącznik rodzaju sprzężenia sygnału wejściowego odpowiednio kanału CH1 i CH2. Przełącznik wciśnięty - sprzężenie bezpośrednie DC, wyciśnięty sprzężenie przez kondensator AC. 30, 34. GD – przełączniki odłączania sygnału odpowiednio dla kanału CH1 i CH2. Wejście wzmacniacza odchylania pionowego na potencjale masy. 35. INV – przełącznik odwracania fazy przebiegu z kanału CH2. W trybie pracy ADD umożliwia obserwowanie różnicy przebiegów w kanałach CH1 i CH2. 36. TRIG. EXT – gniazdo BNC, wejście sygnału synchronizacji zewnętrznej. 37. COMP. TESTER – przełącznik włączania trybu testera elementów. Przełącznik wciśnięty - testowanie elementów, wyciśnięty - praca przyrządu w charakterze oscyloskopu. 38. COMP. TESTER – gniazdo służące do podłączenie elementów testowanych za pomocą testera. 39. CALIBRATOR 0.2 Vpp – wyjście sygnału kalibratora (fala prostokątna o amplitudzie 0.2 Vpp). 40. CALIBRATOR 1kHZ/1MHz – wybór częstotliwości sygnału kalibratora. Przełącznik wciśnięty wybrany przebieg o częstotliwości 1MHz, wyciśnięty 1kHz. 2.2.1. Rozpoczęcie pracy z oscyloskopem Przed rozpoczęciem pracy zaleca się: • wyciśnięcie wszystkich przełączników, • ustawienie pokręteł płynnej regulacji wzmocnienia (14), (19) w prawej skrajnej pozycji, • ustawienie pokrętła płynnej regulacji podstawy czasu (25) w prawej skrajnej pozycji, • ustawienie pokrętła płynnej regulacji czasu podtrzymania HOLD OFF (23) w lewej skrajnej pozycji, • ustawienie pozostałych pokręteł w środkowej pozycji (markery na gałkach w pozycji pionowej). Po włączeniu oscyloskopu przyciskiem POWER (1) po ok. 10 s powinna pojawić się na ekranie linia zerowa. Ustawić pokrętłem FOCUS (4) ostrość a następnie pokrętłem INTENS (2) żądaną jaskrawość. Pokrętłami Y- POS. I (5) i X-POS. (11) ustawić linię zerową na środku ekranu. Dołączyć badany sygnał do oscyloskopu. 7 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka Przycisk RUN/STOP jest podświetlony na żółto, kiedy oscyloskop czeka na sygnał wyzwalający. Jeśli tryb wyzwalania ustawiony jest na normalny Normal, ekran nie będzie odświeżany, dopóki nie pojawi się zdarzenie wyzwalające. Jeśli wyzwalanie jest ustawione w tryb automatyczny Auto, oscyloskop czeka na sygnał wyzwalający i jeśli taki się nie pojawi, oscyloskop zostanie automatycznie wyzwolony po określonym czasie. W celu zatrzymania akwizycji danych należy wcisnąć przycisk RUN/STOP – przycisk RUN/STOP podświetli się na czerwono. Zatrzymany przebieg jest gotowy do analizowania, przeglądania i powiększania/pomniejszania. powtórne przyciśnięcie przycisku RUN/STOP uruchamia powtórnie akwizycję danych – przycisk RUN/STOP podświetla się na żółto. Wciśnięcie przycisku SINGLE przy wybranym wyzwalaniu podstawy Normal powoduje pojedynczą akwizycję danych. Przycisk będzie podświetlony na pomarańczowo, aż do chwili wyzwolenia, po wyzwoleniu podświetlenie zgaśnie. Przygotownie do nastepnej akwizycji wymaga powtórnego wciśnięcia przycisku SINGLE. 8. VERTICAL - grupa pokręteł i przycisków regulacji odchylania pionowego. Pokrętło regulacji pionowej pozwala ustalać pozycję przebiegu, przesuwając go na ekranie w górę i w dół. Każdy z kanałów kontrolowany jest oddzielnym pokrętłem. Wciśnięcie przycisków CH1 lub CH2 powoduje włączanie/wyłączanie danego kanału oraz dostęp do ich menu za pomocą klawiszy funkcyjnych (15). Wciśnięcie przycisku MATH włącza dostęp do operacji dodawania, odejmowania i mnożenia przebiegów oraz do szybkiej transformaty Fouriera FFT (Fast Fourier Transform). Wciśnięcie przycisku REF powoduje zapisanie/załadowanie przebiegu odniesienia z wewnętrznej pamięci oscyloskopu lub z pamięci masowej USB. Przy użyciu pokręteł można zmieniać stałą napięciową volt/div. 9. HORIZONTAL - grupa pokręteł i przycisków odchylania poziomego. W trakcie pracy pokrętło regulacji poziomej pozwala przesuwać okno akwizycji w stosunku do momentu wyzwolenia. Gdy rejestracja jest zatrzymana, pokrętło to pozwala przewijać przebieg w poziomie. Pozwala to obejrzeć kształt przebiegu przed i po wyzwoleniu. Pokrętło służy do zmian podstawy czasu. Podstawa czasu zmienia się w sekwencji 1-2-5. Aktualna wartość podstawy czasu jest wyświetlana w białym kolorze u dołu ekranu z indeksem M dla głównej podstawy czasu i indeksem Z dla opóźnionej podstawy czasu. Włączenie opóźnionej podstawy czasu następuję po naciśnięciu pokrętła . Wciśnięcie przycisku MENU otwiera dostęp do menu, dzięki któremu można podzielić ekran na dwie części – ekran główny i z opóźnioną podstawą czasu, wybrać tryb X-Y lub Roll, ustawić czas podtrzymania Holdoff. 10. TRIGGER - grupa pokręteł i przycisków pozwalająca regulować i zmieniać ustawienia wyzwalania podstawy czasu. 11. Wyjścia sygnału kompensacji sond - sygnał 3 Vpp 1kHz służący do kontroli dopasowania sond do obwodów wejściowych oscyloskopu. 12. EXT TRIG - gniazdo BNC do dołączenia zewnętrznego wyzwalania. 13. CH1, CH2. – gniazda wejściowe BNC do dołączenia kanału CH1 i CH2. 14. MENU ON/OFF – przycisk włączania/wyłączania wyświetlania menu po prawej stronie ekranu. 15. Przyciski funkcyjne (softkeys) menu wyświetlanego na ekranie. Po prawej stronie ekranu, na płycie czołowej, znajduje się 5 przycisków funkcyjnych, które używane są do kontrolowania funkcji i parametrów. Aktualne znaczenie każdego przycisku wyświetlane jest po jego lewej stronie. 16. Wyłącznik sieciowy. 17. Ekran LCD - wyświetla przebiegi rejestrowane z kanałów pomiarowych, informacje o ustawieniach, wyniki pomiarów oraz menu ekranowe związane z przyciskami funkcyjnymi. Na ekranie oscyloskopu wyświetlone są przebiegi z kanałów, informacje o ustawieniach, wyniki pomiarów oraz menu ekranowe. Poszczególne elementy ekranu pokazane są na rys. 10. 1. Zegar czasu rzeczywistego. 2. Ikona USB wyświetlana w czasie podłączenia do oscyloskopu urządzenia USB. 3. Status akwizycji danych: RUN (rejestracja), STOP, WAIT (czekanie) oraz ROLL (przewijanie). 4. Nawiasy kwadratowe wskazują, który fragment zarejestrowanego przebiegu jest aktualnie wyświetlany na ekranie. Kolor paska rejestracji jest adekwatny do koloru danego przebiegu. 5. Marker wyzwolenia – wskazuje miejsce wyzwolenia na pasku rejestracji. 6. Ikona wyzwolenia – wskazuje miejsce wyzwolenia na aktualnie wyświetlanym przebiegu. 7. Odczyt częstotliwości sygnału wyzwalającego. 8. Status wyzwalania. 9. Menu ekranowe dla klawiszy funkcyjnych znajdujących się na prawo od ekranu na panelu przednim. 10. Powierzchnia, na której wyświetlane są przebiegi, znaczniki kanałów, poziom wyzwalania. Informacje dla każdego kanału wyświetlane są innym kolorem. 10 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka Rys. 10. Wygląd ekranu oscyloskopu TDO2062B 11. Wyświetlanie informacji o nastawie opóźnionej podstawy czasu, źródle wyzwalania, rodzaju i poziomie wyzwalania. 12. Wyświetlanie nastaw głównej lub opóźnionej podstawy czasu. 13. Wyświetlanie wzmocnienia kanału, rodzaju sprzężenia (DC, AC, GND), statusu włączenia filtru cyfrowego oraz statusu odwrócenia przebiegu. 14. Znaczniki linii zerowej – dla każdego kanału znacznik linii zerowej ma taki sam kolor jak kolor wyświetlanego przebiegu (żółty CH1, niebieski CH2). 2.3.1. Rozpoczęcie pracy z oscyloskopem Rozpoczynając po raz pierwszy prace z oscyloskopem najwygodniej jest skorzystać z funkcji Autoset, która zapewnia automatyczne ustawienie regulacji odchylania pionowego, poziomego oraz wyzwalania, tak by były one dopasowane do dołączonego przebiegu. Funkcja Autoset włącza kanał jeżeli doprowadzony jest do niego sygnał okresowy o współczynniku wypełnienia większym niż 0,5% i amplitudzie powyżej 10 mVpp. Kanał niespełniający tych założeń pozostaje wyłączony. We włączonym kanale ustawiane są wzmocnienie, podstawa czasu oraz wyzwalanie zapewniające optymalne wyświetlanie obrazu na ekranie. W przypadku używania więcej niż jednego kanału, Autoset ustawia wzmocnienie indywidualnie dla każdego kanału, natomiast skalę czasu i wyzwalanie, wg kanału o najniższym numerze. Funkcję Autoset uruchamia się wciskając przycisk AUTO. Aby ustawić wyświetlanie wielu okresów przebiegu należy wybrać z menu ekranowego funkcji AUTO Multi-Cycle, natomiast dla wyświetlania jednego okresu Single Cycle. 2.3.2 Kanały oscyloskopu Sygnały mierzone doprowadza się do gniazd wejściowych BNC oznaczonych CH1, CH2 (13). Liczby w nawiasach określają lokalizację opisywanego elementu na rys. 9. Aby przesuwać w pionie przebieg należy użyć pokrętła regulacji pionowej znajdującego się nad przyciskiem włączającym kanał. Wraz z przesuwaniem przebiegu przesuwa się równocześnie znacznik linii zerowej 1 . W trakcie przesuwania wyświetlane jest wartość napięcia, mówiąca o przesunięciu linii zerowej od położenia środkowego. Aby powrócić, do domyślnego ustawienia linii zerowej, tj. w środku ekranu należy wcisnąć pokrętło regulacji pionowej danego kanału. Przyciski CH1, CH2 służą do włączania/wyłączania wyświetlania przebiegu danego kanału. Ponadto ich wciśnięcie powoduje wyświetlenie menu dla danego kanału. W menu kanału najważniejsza jest pozycja odpowiadająca za rodzaj sprzężenia Coupling. Najczęściej używane jest sprzężenie bezpośrednie DC. Sprzężenie AC poprzez kondensator eliminuje składową stałą. Sprzężenie AC jest przydatne do obserwacji przebiegów zmiennych z dużą składową stałą. Sprzężenie GND odłącza badany przebieg od oscyloskopu i pozwala na ustawienie linii zerowej. Do zmiany stałej napięciowej kanału służy pokrętło znajdujące się poniżej przycisku kanału. Pokrętło pozwala na skokową zmianę stałej napięciowej kanału zgodnie z sekwencją 1-2-5. Aktualna wartość stałej napięciowej kanału wyświetlana jest w lewym dolnym rogu ekranu. 11 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka Wciskając pokrętło regulacji poziomej, można przełączać cykl regulacji: zgrubna (Coarse) – dokładna (Fine). Regulacja dokładna zapewnia regulację z lepszą rozdzielczością, natomiast zgrubna na skalowanie skokowe. Na przebiegach dołączonych do oscyloskopu możliwe jest wykonywanie operacji matematycznych po wciśnięciu przycisku MATH. W menu Operate możliwe jest wybranie następujących operacji: A+B - wyświetlana jest suma przebiegów, A-B - wyświetlana jest różnica przebiegów, AxB - wyświetlana jest iloczyn przebiegów, FFT - wyświetlana jest transformata Fouriera dołączonego przebiegu. W trakcie pomiarów możliwe jest zapamiętanie wyświetlanego aktualnie przebiegu w pamięci referencyjnej. Aby zapamiętać przebieg należy wcisnąć przycisk REF a następnie Internal Storage Save. Zapamiętany przebieg jest wyświetlany w kolorze białym i może być porównywany z aktualnie wyświetlanymi przebiegami (kolor żółty dla CH1, niebieski dla CH2). UWAGA! Funkcja REF nie jest dostępna podczas używania trybu XY. 2.3.3 Podstawa czasu Pokrętła i przyciski związane z podstawą czasu zgrupowane są w bloku HORIZONTAL. Nastawę współczynnika podstawy czasu dokonuje się pokrętłem umieszczonym nad gniazdem BNC EXT TRIG. Nastawy współczynnika podstawy czasu są w sekwencji 1-2-5. Aktualna wartość współczynnika podstawy czasu jest wyświetlana w białym kolorze u dołu ekranu. Wciśnięcie pokrętła współczynnika podstawy czasu pozwala włączyć opóźnioną podstawę czasu Delayed i obserwować powiększony w poziomie interesujący nas fragment przebiegu. Wybór pracy w trybie X-Y, ROLL oraz ustawienie czasu podtrzymania Holdoff są możliwe po wciśnięciu przycisku MENU nad pokrętłem nastawy współczynnika podstawy. Tryb ROLL sprawia, że przebieg przemieszcza się po ekranie od prawej do lewej bardzo powoli. Działa tylko przy podstawie czasu 500 ms/div lub wolniejszej. W trybie ROLL nie ma wyzwalania. W celu zatrzymania przewijania przebiegu należy wcisnąć klawisz SINGLE. Regulacja położenia przebiegu w osi poziomej jest realizowana pokrętłem . W trakcie pracy oscyloskopu regulacja ta pozwala zmieniać położenie okna akwizycji względem punktu wyzwalania. Kiedy akwizycja jest zatrzymana, pokrętło to służy do przesuwania przebiegu po ekranie. Pozwala to na obejrzenie przebiegu przed i po wyzwoleniu. Moment wyzwolenia oznaczony jest na przebiegu literką “T” w górze okna akwizycji oraz na górze ekranu na pasku położenia. Mały odwrócony trójkąt jest oznaczeniem odniesienia czasowego. Podczas zmian skali poziomej przebieg rozciąga się lub kurczy względem tego punktu. Wyzwalanie podstawy czasu Ustawienia wyzwalania podstawy czasu określają, kiedy ma się rozpocząć proces akwizycji danych i wyświetlania przebiegu. Kiedy pojawi się zdarzenie wyzwalające oscyloskop rozpoczyna akwizycję wystarczającej ilości danych, aby móc wyświetlić przebieg. Pokrętła i przyciski związane z wyzwalaniem zgrupowano w bloku tematycznym TRIGGER. Najczęściej do prawidłowego wyzwalania dla sygnałów okresowych wystarczy ustawić poziom wyzwalania na połowie amplitudy sygnału wyzwalającego, poprzez naciśnięcie przycisku 50%. W przypadku gdy potrzebny jest inny poziom wyzwalania, właściwą jego wartość ustawiamy pokrętłem LEVEL. Podczas zmian poziomu wyzwalania, na ekranie chwilowo wyświetla się czerwona linia określająca aktualny poziom wyzwalania, natomiast cały czas wyświetlany jest z prawej strony ekranu kursor określający poziom wyzwolenia. W przypadku potrzeby wymuszenia wyzwolenia, np. przy braku sygnału wyzwalającego, wyzwolenie możemy uzyskać naciskając przycisk FORCE. Szczegółowy opis opcji związanych z wyzwalaniem jest przedstawione poniżej. Opcje te są dostępne po naciśnięciu przycisku MENU. Type -rodzaj wyzwalania: Edge - wyzwalanie zboczem; najczęściej używane, Pulse - wyzwalanie po osiągnięciu przez impuls wcześniej ustawionej szerokości, Video - wyzwalanie sygnałem wizyjnym. Source - wybór źródła wyzwalania CH1 - wyzwalanie przebiegiem w kanale CH1, CH2 - wyzwalanie przebiegiem w kanale CH2, EXT - wyzwalanie przebiegiem dołączonym do gniazda EXT TRIG, EXT/5 - wyzwalanie przebiegiem dołączonym do gniazda EXT TRIG, sygnał - stłumiony 5x, Alternating - wyzwalanie alternatywne CH1 lub CH2, w tym trybie możliwe jest wyświetlanie w dwóch kanałach przebiegów o różnych częstotliwościach, nieskorelowanych ze sobą. 12 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka 4. Zadania pomiarowe 4.1. Wzorcowanie kanału Y oscyloskopu napięciem stałym Celem zadania jest wyznaczenie metodą najmniejszych kwadratów stałej napięciowej kanału za pomocą odchylania napięciem stałym plamki o określoną liczbę działek od położenia zerowego. Przeprowadzić wzorcowanie kanału Y1 (CH1) dla stałej napięciowej kanału Y Dy = 1V/cm w układzie pomiarowym podanym na rys. 13. Wyniki pomiarów zanotować w tablicy 1. Warunkiem poprawnego wykonania ćwiczenia jest ustawienie możliwie jak najmniejszej grubości linii oraz dokładne ustawienie położenia linii zerowej. Zasilacz Agilent E3640A Oscyloskop HM303-6 INPUT CHI Multimetr cyfrowy Agilent 34405A HI LO trójnik BNC przewód BNC-bananki CH1 1V/cm Rys. 13. Wzorcowanie kanału Y oscyloskopu Przed rozpoczęciem pomiarów należy 1° wyciskając przełącznik CHI/CHII wyboru kanału wybrać kanał Y1, 2° włączyć automatyczne wyzwalanie podstawy czasu – przełącznik AT/NM wyciśnięty, 3° ustawić za pomocą pokrętła VOLTS/DIV stałą napięciową kanału CH1 na 1V/cm, 4° sprawdzić, czy czerwone pokrętło płynnej regulacji wzmocnienia VAR kanału Y1 znajduje się w położeniu "kalibrowane" CAL (skrajne prawe położenie), 5° ustawić pokrętłem jasności FOCUS i INTENSITY jak najmniejszą grubość linii, 6° wcisnąć przełącznik GD, odłączając w ten sposób napięcie wejściowe od oscyloskopu, 7° za pomocą pokrętła Y-POS.I ustawić linię kreśloną przez oscyloskop na środku ekranu, 8° wybrać sprzężenie DC wciskając przełącznik AC/DC, 9° włączyć zasilanie multimetru 34405A oraz wybrać pomiar napięcia stałego wciskając przycisk DCV, 10° sprawdzić czy w multimetrze jest wybrana automatyczna zmiana zakresów - w lewym górnym rogu wyświetlacza nie powinien być widoczny napis ManRng, a jeżeli jest wcisnąć przycisk Shift a następnie Auto. Włączyć zasilacz E3640A poprzez wciśniecie przycisku Output On/Off. Przy pomocy przycisków < > ustawić rozdzielczość nastawy napięcia na 0,01 V. Zwiększając przy pomocy pokrętła napięcie z zasilacza odchylać plamkę o wartości podane w tablicy 1, notując jednocześnie napięcia z multimetru 34405A. Ujemne odchylenia uzyskać przez zmianę polaryzacji napięcia z zasilacza (zamiana miejscami przewodów łączących oscyloskop z zaciskami "+" i "-" zasilacza). Tablica 1 y cm 1 2 3 4 -4 -3 -2 -1 Uy V Dypom V/cm δy % Dyobl V/cm Dypom = Uy/y Dyobl = my - współczynnik kierunkowy prostej Uy = my y + ny wyznaczony metodą najmniejszych kwadratów (patrz p. 5.1. opracowania) 15 δy = (Dypom - Dyobl) /Dyobl Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka 4.2. Pomiary napięcia i czasu oscyloskopem Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej czasowej układu całkującego na podstawie pomiarów napięcia i czasu, przeprowadzonych za pomocą oscyloskopu. Badany układ całkujący jest pobudzony przebiegiem prostokątnym o wypełnieniu 1/2. Stałą czasową RC (rys. 14) można wyznaczyć na podstawie pomiaru czasu t oraz napięć U(t1) i U(t2). U(t ) U(t )e2 1 t RC= − t t1 t2 U(t1) U(t2) t UC(t) Rys. 14. Przebieg napięcia w układzie całkującym pobudzonym napięciem prostokątnym Połączyć układ pomiarowy według rys. 15. C Układ całkujący R Oscyloskop HM303-6 CH1 1 V/cm CH2 1 V/cm 50 μs/cm CH2 CH1 Generator Agilent 33210A Square Freq 2 kHz LoLevel 0 mV HiLevel 2 V Duty Cycle 50% Output Rys. 15. Pomiary napięcia i czasu w układzie całkującym Aby przygotować do pracy generator Agilent 33120A należy: 1° włączyć zasilanie i po kilku sekundach wybrać generację przebiegu prostokątnego przez wciśnięcie przycisku Square, 2° ustawić parametry przebiegu prostokątnego podane na rys. 15. Wybór parametru odbywa się przy pomocy klawiszy soft menu znajdujących się pod wyświetlaczem natomiast nastawa odpowiedniej wartości za pomocą obrotowego pokrętła. Dla wyboru częstotliwości należy podświetlić Freq, niskiego poziomu impulsów LoLevel, wysokiego poziomu impulsów HiLevel, współczynnika wypełnienia DutyCycle (wartości napięcia na wyświetlaczu generatora są prawidłowe przy obciążeniu rezystancją 50 Ω, a ponieważ generator obciążony jest rezystancją znacznie większą rzeczywista wartość wysokiego poziomu napięcia na wyjściu będzie wynosiła ok. 4 V), 3° uaktywnić wyjście generatora wciskając przycisk Output. Przygotować oscyloskop do pracy: 1° ustawić za pomocą pokrętła VOLTS/DIV stałe napięciowe kanału CH1 i CH2 na 1V/cm, 2° za pomocy pokrętła TIME/DIV ustawić współczynnik podstawy czasu na 50 μs/cm i sprawdzić, czy czerwone pokrętło płynnej regulacji współczynnika podstawy czasu VAR znajduje się w położeniu "kalibrowane" CAL (prawe skrajne położenie), 3° wejścia INPUT CHI i INPUT CHII oscyloskopu ustawić na pracę DC wciskając przełącznik AC/DC. Ustawić linie zerowe obu kanałów na środku ekranu przy odłączonym sygnale (pozycja GD), od ich prawidłowego ustawienia będzie zależeć dokładność pomiarów. Wybierając odpowiedni kanał (przełącznik CHI/II) zaobserwować oddzielnie przebieg w kanale CH1 (U) i kanale CH2 (UC) oraz dwóch kanałach jednocześnie (wciśnięty przełącznik trybu pracy DUAL). Przy wybranym kanale CH2 wyznaczyć wartości napięć U(t1) i U(t2) oraz wartość czasu t zgodnie z rys. 14. Pomiary wykonywać określając w cm długość odcinka odpowiadającego napięciu U(t1) i U(t2) lub czasowi t i mnożąc uzyskany wynik przez stałą napięciową 1 V/cm lub współczynnik podstawy czasu 50 μs/cm. Wyniki zapisać w tablicy 2. W celu późniejszego porównania wyznaczonej doświadczalnie stałej czasowej z jej wartością teoretyczną zanotować rzeczywiste wartości elementów układu całkującego. R =...............Ω C =..............nF 16 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka Tablica 2 U(t1) V U(t2) V t μs RCpom μs RCteor μs δRC % δRC = (RCpom - RCteor )/ RCteor 4.3. Obserwacja przebiegów w układach cyfrowych W ćwiczeniu będą obserwowane przebiegi na wyjściu licznika binarnego oraz na bramce AND. Przed rozpoczęciem pomiarów należy: 1° połączyć układ zgodnie z rys. 16, 2° dołączyć zasilanie układu do sieci elektrycznej 230 V, 3° wybrać nastawy generatora Agilent 33210A analogiczne jak w poprzednim zadaniu, 4° do momentu sprawdzenia układu przez prowadzącego nie uaktywniać wyjścia generatora (klawisz Output nie podświetlony) 5° uaktywnić dwa kanały oscyloskopu CH1 i CH2 - podświetlone przyciski CH1 i CH2, 6° ustawić wzmocnienia kanałów CH1 i CH2 na 2 V/dz, 7° ustawić linie zerowe kanałów CH1 i CH2 tak, aby optymalnie wykorzystać całą powierzchnię ekranu oscyloskopu. Zalecane ustawienie linii zerowej kanału CH1 y=0, CH2 y= −3 dz, korzystać z trybu DC, 8° ustawić współczynnik podstawy czasu tak, by na ekranie zaobserwować jeden pełen okres przebiegu z kolejnego wyjścia licznika, 9° w celu uzyskania stabilnego obrazu wyzwalać podstawę czasu przebiegiem z kanału CH1 - TRIGGER Source CH1. Poziom wyzwalania 50%. 4.3.1. Obserwacja przebiegów w liczniku binarnym Generator Agilent 33210A Square Freq 2 kHz LoLevel 0 mV HiLevel 2 V Duty Cycle 50% Output A B C D IN (CH2) Generator impulsów Licznik binarny Bramka AND IN1 (CH1) IN2 (CH2) GEN OUT (CH2) CH1 – 2 V/dz CH2 – 2 V/dz 200 μs/dz 500 μs/dz 1 ms/dz CH1 CH2 Oscyloskop TDO2026B (CH1) Q Rys. 16. Obserwacja przebiegów w układach cyfrowych W układzie pomiarowym, pokazanym na rys. 16 zaobserwować przebiegi w liczniku binarnym. Kanał CH2 dołączyć do wejścia IN licznika, natomiast kanał CH1 kolejno do wyjść A, B, C, D. Zanotować, ile okresów przebiegu wejściowego Tin przypada na jeden okres przebiegu TA, TB, TC, TD na wyjściach A, B, C, D licznika binarnego. TA = ...... x Tin TB = ...... x Tin TC = ...... x Tin TD = ...... x Tin 17 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka 6° wybrać jednorazowe wyzwalanie podstawy czasu oscyloskopu - wcisnąć przycisk SINGLE, (podświetlenie przycisku powinno zmienić kolor na pomarańczowy), 7° ustawić w generatorze funkcyjnym Agilent 33210A przebieg prostokątny o parametrach podanych na rys. 18, 8° wybrać generację jednego okresu ustawionego przebiegu (pojedynczego impulsu) przez wciśnięcie przycisku Burst i ustawienie następujących parametrów: liczba okresów - #Cycles 1 Cyc, faza początkowa - Start Phase +0.0 °, 9° wybrać ręczne wyzwalanie generacji impulsu: podświetlić opcje N Cycle oraz #Cycles, wybrać z menu Triger Setup źródło wyzwalania - Source Manual, zakończyć nastawę wciskając DONE. Wygenerować pojedynczy impuls naciskając przycisk Trigger w generatorze Agilent 33210A. Na ekranie oscyloskopu powinien pojawić się zarejestrowany impuls oraz powinno zgasnąć podświetlenie przycisku SINGLE natomiast podświetlenie przycisku RUN/STOP powinno się zmienić na czerwone. Pomierzyć za pomocą kursorów czas trwania tw oraz poziom UHi impulsu. W celu zaobserwowania pełnego impulsu wyłączyć wyświetlanie menu okrągłym przyciskiem Menu ON/OFF lub przesunąć obraz impulsu w obrębie pamięci za pomocą pokrętła . Powtórne uaktywnienie podstawy czasu z czuwaniem następuje po naciśnięciu przycisku SINGLE. tw =..........μs UHi =........V 4.6. Obserwacja charakterystyk diod półprzewodnikowych I = f (U) w obszarze przewodzenia Celem zadania jest obserwacja charakterystyk I = f(U) w obszarze przewodzenia dla trzech diod półprzewodnikowych: germanowej, krzemowej i z arsenku galu (LED). Charakterystyki diod obserwujemy wykorzystując pracę XY oscyloskopu. W tym trybie kanał X jest dołączony do wejścia CH1, a kanał Y do CH2. Rezystor RW=1 Ω występujący w układzie pomiarowym połączony jest szeregowo z badaną diodą i przekształca płynący przez diodę prąd na napięcie, które jest podawane na kanał Y (CH2). Na kanał X (CH1) oscyloskopu podane jest napięcie występujące na diodzie. Rezystor Rw powinien mieć jak najmniejszą wartość, ponieważ odkładające się na nim napięcie dodaje się do napięcia na diodzie, zniekształcając charakterystykę I = f(U). W układzie pomiarowym jak na rys. 19 zaobserwować i przerysować charakterystyki I = f (U) diody germanowej, krzemowej i LED. Na oscylogramach zaznaczyć środek układu współrzędnych oraz opisać osie OX w woltach oraz OY w miliamperach. Podczas opracowania na podstawie przerysowanych oscylogramów uzupełnić tablicę 4. CH1 (X) Oscyloskop HM303-6 CH2 (Y) Ge, SI CH1 0.1 V/cm LED CH1 0.5 V/cm CH2 10 mV/cm Ge Si LED 50 Ω OUTPUT RS=120 Ω RW=1 Ω Generator Hameg HM 8131-2 f=100 Hz Rys. 19. Obserwacja charakterystyk I(U) diod półprzewodnikowych Przed rozpoczęciem badania charakterystyki diod należy: 1° ustawić tryb pracy XY oscyloskopu HM303-6 wciskając przełącznik X-Y, 2° ustawić wzmocnienie kanału Y (CH2) równe 10m V/cm, 3° ustawić wzmocnienie kanału X (CH1) równe 0.1 V/cm dla diody Ge i Si, a dla diody LED 0.5 V/cm (napięcie przewodzenia diody germanowej wynosi ok. 0.3 V, krzemowej ok. 0.7 V LED ok. 2.5 V), 4° regulując położeniem plamki środek układu współrzędnych I-U ustawić w punkcie x = -5 cm, y = -2 cm, 5° ustawić maksymalny prąd diody równy 50 mA (co odpowiada 50 mV w kierunku pionowym na ekranie oscyloskopu) regulując napięcie wyjściowe generatora HM 8131-2 (w celu regulacji napięcia nacisnąć klawisz AMPL. a następnie ustawić żądane napięcie za pomocą obrotowego pokrętła), 6° dla podanych warunków przerysować charakterystykę I = f(U) każdej z diod, a następnie w trakcie wykonywania sprawozdania na podstawie wykonanych oscylogramów uzupełnić tablicę 4. 20 Podstawy elektroniki i metrologii na kierunku Informatyka 21 Tablica 4 typ diody UF [V] R [Ω] ΔU [V] ΔI [mA] rd [Ω] germanowa krzemowa LED 5. Opracowanie 1. Uzupełnić tablicę 1. Jako Dyobl przyjąć współczynniki kierunkowe takich prostych Uy = myy + ny i, dla których sumy Sy kwadratów odchyłek poszczególnych punktów /yi,Uyi/ od prostych osiągają minimum. Np. w celu wyznaczenia współczynnika kierunkowego prostej Uy = myy + ny poszukuje się minimum sumy [ ]S = U m y +ny yi y i y i= k −∑ ( ) 2 1 tj. ∂ ∂ S m y y = 0 , skąd m k U y y U My yi i i k i i k yi i k = − ⋅ = = = ∑ ∑ ∑ 1 1 1 oraz ∂ ∂ S n y y = 0 , skąd n U y U y My yi i i k i k yi i i k i i k = ⋅ − ⋅ == = ∑∑ ∑2 11 1 y = ∑ 1 gdzie M k , k - liczba pomiarów. y yi i k i i k = − ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = ∑ ∑2 1 1 2 Wyznaczając my, ny, zwrócić uwagę na symetryczny przedział yi i zerowanie się członów Σyi. Zamieścić pełne obliczenia Dyobl. Przedstawić zależność δy(y) w postaci wykresów z uwzględnieniem znaków błędów. 2. Obliczyć i porównać stałą czasową RC otrzymaną na podstawie pomiarów w p. 4.2. oraz na podstawie zanotowanych wartości R i C. 3. Na podstawie obserwacji w p. 4.3.3 podać, dla jakiego stanu logicznego wejścia IN1 bramka jest otwarta, tzn. przenosi sygnał z wejścia IN2 na wyjście OUT. 4. Na podstawie pomierzonego w p. 4.4 czasu trwania impulsu tw oraz okresu T obliczyć współczynnik wypełnienia kobl. Porównać otrzymany wynik z wartością współczynnika wypełnienia uzyskaną w pomiarze automatycznym. 5. Na podstawie oscylogramów uzyskanych w p. 4.6 wyznaczyć napięcie przewodzenia badanych diod UF dla prądu I = 25mA. Wyznaczyć graficznie rezystancję dynamiczną rd = dU/dI dla I = 25 mA, jako nachylenie stycznej do charakterystyki I = f(U), oraz dla tego samego prądu rezystancję statyczną R = U/I. Wyniki zanotować w tablicy 4. Sposób wyznaczania parametrów diod przedstawiony jest na rys. 20. Na oscylogramach w protokole narysować styczną do charakterystyki i zaznaczyć odcinki ΔU i ΔI oraz podać ich wartości. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 U [V] 60 50 40 30 20 10 0 I [mA] U [V] [ ] I [mA] Δ Δ UF ][, Ω Δ Δ ≈== I U di dUr I UR d F Rys 20. Sposób wyznaczania parametrów diod półprzewodnikowych: UF, R, rd