Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar
Műszertechnikai és Automatizálási Intézet
MÉRÉSTECHNIKA LABORATÓRIUMI MÉRÉSEK ÚTMUTATÓ
20/8. sz. mérés
PC oszcilloszkóp Markella Zsolt
Budapest 2013 második javított kiadás
BMF – Kandó – MAI
20/8. sz. mérés
Méréstechnika laboratórium
Lehetőség szerint aki teheti kétoldalasan nyomtassa ki! Kérem NE változtassák meg az oldalszámozást! A méréseken mindenképpen kétoldalasan használja ezt az útmutatót. Megpróbáltuk a rajzokat és az információkat két oldalanként tagolni. Mielőtt elkezdene egy mérést az egyes mérési pontokat kérem olvassák végig! Bizonyos instrukciókat csak a mérési pont végén kapnak meg! Bár megjegyzem a mérésre való felkészülés része a teljes útmutató elolvasása is. A dőlt betűs rész minden esetben kiegészítő információkat tartalmaz a munkájuk segítése érdekében.
2
BMF – Kandó – MAI
20/8. sz. mérés
Méréstechnika laboratórium
Biztonsági előírások Figyelem, nagyon fontos! Ha nem használja az Optikai Leválasztó egységet, akkor az oszcilloszkóp földje közvetlenül a számítógép földjére van kötve. A mérőföld soha nem köthető más potenciálra, mint a PC földelése. Biztonságosan mérhető berendezések: Teleppel ellátott berendezés Transzformátoron vagy adapteren keresztül ellátott berendezés. Potenciálisan veszélyes berendezések: A berendezés közvetlenül a 230V-os hálózatra csatlakozik (régi TV-k). A berendezés egyes alkatrészei közvetlenül a 230V-os hálózatra csatlakoznak ("dimmer"-ek). Ha ilyen berendezéssel szeretnénk mérni, akkor egy izoláló transzformert kell, hogy használjunk a műszerhez való csatlakozáshoz. Ha a PC földje a hálózati védőföldre és az oszcilloszkóp földje esetlegesen a tápfeszültségre van csatlakoztatva, akkor az oszcilloszkópon és a PC-n nagy áram fog keresztül folyni. Ez tönkreteheti az oszcilloszkópot és a számítógépet is.
3
BMF – Kandó – MAI
20/8. sz. mérés
Méréstechnika laboratórium
A készülék kezelése: Kezelőszervek a készüléken: RV2 és RV5 pontenciométerek: Y pozíció, a képernyőn való függőleges beállításra használhatók. SW2 és SW3 (3 állású) kapcsolók: AC: A bemeneti jel kapacitívan van összekötve a bemeneti fokozattal. Csak AC komponensek mérhetők. GND: A bemeneti jel meg van szakítva és a bemeneti fokozat a földre van kötve. Használjuk ezt a beállítást a referencia pont kiválaszásához a képernyőn. DC: A bemeneti jel közvetlenül a bemeneti fokozattal van öszekötve. AC (váltakozó áram) és DC (egyenáram) is mérhető. A Digitális Tároló Oszcilloszkóp (DSO) üzemmód kezelőszervei a képernyőn:
A megfelelő piktogramra való kattintással lehet a megfelelő értéket kiválasztani. ON/OFF: A csatorna BE/KI kapcsolása VOLTS/DIV: Az egy osztást kitöltő csúcstól-csúcsig tartó értéket jelöli TRIG ON/OFF: A szabadon futó és az indított üzemmód közt vált TRIG LEVEL: A trigger szint beállítása, a képernyőn jel mutatja a szintet TRIG CH: A trigger forrásának kiválasztása: CH1 vagy CH2 EDGE: Triggerelés felfutó vagy lefutó élre történjen RUN ON/OFF: Képernyő folyamatos frissítése (RUN) a a képernyő megállítása (OFF) SINGLE: A trigger jel létrejötte után csak egyszer frissíti a képet (Csak a RUN OFF állásában működik) X-POSITION:Vízszintesen mozgat a képernyőn. Egy kék vonal mutatja a trigger referencia szintjét. "0" megnyomásával az előző állapotra áll vissza. SAVE: Lemezre menti a jelet, a név hozzárendelés automatikus egy gomb megnyomásáig EXIT: A programból való kilépés 4
BMF – Kandó – MAI
20/8. sz. mérés
Méréstechnika laboratórium
TIME/DIV: Az vízszintes osztás hoz tartozó időt állítja be L/S: A monitoron kirajzolásra kerülő mintavett jel pontokból áll, szükségszerűen két pont közötti távolságot egy görbével kell összekötni. Ez a gomb lehetőséget ad lekerekített S (magas frekvencia esetén) és lineáris interpolációra L (alacsony jel esetén). Az L/S csak a következő TIME/DIV poziciók esetén működik; 0.5, 0.2 és 0.1s.
lineáris interpoláció
lekerekített interpoláció
Nagyítási és görgetési funkció: Egy álló kép egyszerűen kinagyítható a TIME/DIV kapcsoló állásának változtatásával.
Az erdeti jel. Időskála 0.5us/DIV
Ugyanaz a jel 0.2us/DIV-es időskálával
Elő-triggerelési funkció lehetőséget ad a triggerelés előtti jel megtekintésére
Az X irányú triggerelési szint referencia pontja látható a képernyőn
5
BMF – Kandó – MAI
20/8. sz. mérés
Méréstechnika laboratórium
Markerek használata: Négy marker áll rendelkezésre: két vizszíntes a feszültség és kettő függőleges az idő és a frekvencia mérésére. Feszültség mérése: -mozgassuk az egeret a jelablak felső szegélyéhez -nyomjuk meg a bal egérgombot és tartsuk is nyomva, majd húzzuk bele a markert a jelbe -a második markert ugyanígy használhatjuk -a két marker közötti feszültség leolvasható a bal alsó sarokban.
Megjegyzés: Ha mindkét csatornát használjuk, akkor az egyes csatorna markereinek elsőbbsége van. Idő és frekvencia mérése: - Mozgassuk az egeret a képernyő bal oldali szegélyéhez. - Nyomjuk meg a bal egérgombot és tartsuk továbbra is nyomva és húzzuk bele a markert a jelbe. -a második markert ugyanígy használhatjuk - Az két marker közötti idő és az ebből számított frekvencia a képernyő jobb sarkában olvasható le.
Megjegyzés: Nagyításnál megeshet, hogy a függőleges marker valamelyik oldalról eltűnik a képernyőről. Ha ez történik, akkor előhívható a szegélyről a fentiekben leírtak alapján.
6
BMF – Kandó – MAI
20/8. sz. mérés
Méréstechnika laboratórium
Hogyan kerüljük el az interferenciát (aliasing) a mintavételi frekvenciával: A bejövő jel és a mintavételi frekvencia közötti interferencia esetén, megeshet, hogy a képernyőn latható frekvencia hamis; ha ezt el akarjuk kerülni, célszerű az időalapot olyan kis értékkel kezdeni, amilyennel csak lehetséges (0.1s) ha ismeretlen frekvenciát akarunk leolvasni. A mintavételi frekvencia értékének legalább kétszer akkorának kell lennie, mint a mérendő frekvenciának. (Lásd az alábbi táblázatban). TIME/DIV 0,1s 0,2s 0,5s 1s 2s 5s 10s 20s 50s 0,1ms 0,2ms 0,5ms 1ms 2ms 5ms 10ms 20ms 50ms 100ms
A látszólagos mintavételi fekvencia 32MHz 32MHz 32MHz 32MHz 16MHz 6,4MHZ 3,2MHz 1,6MHz 640KHz 320KHz 160KHz 64KHz 32KHz 16KHz 6,4KHz 3,2KHz 1,6KHz 640Hz 320Hz
A valóságos mintavételi frekvencia 32MHz 32MHz 32MHz 32MHz 32MHz 32MHz 16MHz 8MHz 3,2MHz 1,6MHz 800KHz 320KHz 160KHz 80KHz 32KHz 16KHz 8KHz 3,2KHz 1,6KHz
A Spektrumanializátor (FFT) üzemmód kezelőszervei a képernyőn: Megírás alatt! A Regisztráló (REC) üzemmód kezelőszervei a képernyőn: Megírás alatt!
7
BMF – Kandó – MAI
20/8. sz. mérés
Méréstechnika laboratórium
Mérési feladatok: A Digitális Tároló Oszcilloszkóp (DSO) üzemmódban: - Mérjen a kurzorokkal - Állapítsa meg a legnagyobb és legkisebb mérhető jel-frekvenciáját - Idézze elő az aliasing jelenséget A Spektrumanializátor (FFT) üzemmódban: - Vegye fel egy 1 kHz-es négyszög, háromszög és szinusz jel spektrumát - Adjon magyarázatot a szinusz jel spektrumára A Regisztráló (REC) üzemmódban: - Próbálja meg a generátorral beállítható legkisebb frekvenciát ábrázolni
8
