Задание на эксперимент.

1. Исследование параметров сигналов в цепях однофазного синусоидального тока.

1.1 .Собрать электрическую цепь, схема которой представлена на рис.2.1, используя в качестве элементов цепи резистор R₂(910Ом) и конденсатор С₁(0,01мкФ) панели №1.

1.2 .Подать на вход цепи с генератора АНР-1002 сигнал синусоидальной формы с действующим значением напряжения 3В и частотой 10кГц. (уровень сигнала контролируется по вольтметру В7-35).

1.3 .С помощью прибора В7-35 измерить входное напряжение U_вх, падение напряжения на конденсаторе U_C и на резисторе U_R, сопротивление резистора R и тока в цепи 1(1^’).

Результаты измерений внести в табл.2.1

Таблица2.1

Здесь:I – peзультат измерения тока прямым методом с использованием прибора В7-35, работающего в режиме измерения силы тока (собирается цепь, схема которой изображена на рис.2.2);I’ – peзультат измерения тока косвенным методом (производится расчет тока по данным прямых измерений U_R и R).

В строке «Погрешность» здесь и далее приводятся значения предельно допускаемых основных относительных погрешностей в предположении их нормального распределения.

1.4. Проверить работоспособность осциллографа ТDS2002B и провести осциллографические измерения размахов U_P (P_к-Р_к), cpeдних квадратических значений U (RMS), периода Т и фазовых сдвигов φ₁ и φ₂ напряжений U_вх(t), U_C(t) и U_R(t) методом калиброванной шкалы и при работе прибора в режимах Аutoset, Autorange, курсорных измерений и наблюдения фигур Лиссажу [φ₁ и φ₂ – значение фазовых сдвигов U_R(t) и U_C(t)относительно «опорного» напряжения U_вх(t), т.е. φ₁=ψ_вх-ψ_R, φ₂=ψ_вх-ψ_С; ψ_вх, ψ_R, ψ_С – начальные фазы напряжений U_вх, ,U_R и U_C, соответственно].

Примечания:

Поскольку осциллографические измерения проводятся относительно «земли», то для определения U_C и φ₂ необходимо собрать цепь по схеме, представленной на рис.2.3.

Рис.2.4

- Нахождение фазового сдвига по фигуре Лиссажу (рис. 2.4) производится по формуле:

φ=arcsin(y/Y) или φ=arcsin(x/X).

Полученные результаты и их погрешности внести в табл.2.2.

Таблица2.2

2. Исследование несинусоидальных периодических процессов

2.1. Подать на вход цепи, схема которой изображена на рис.2.3, последовательность однополярных положительных импульсов прямоугольной формы с размахом 3В, частотой 10кГц и длительностью 40мкс (рис. 2.5), используя генератор АНР-1002 в качестве источника сигнала, а осциллографTDS2002B в качестве устройства контроля и измерения. Формирование сигнала осуществляется путем изменения его амплитуды, частоты, постоянной составляющей и скважности, реализуемого с помощью ручек АМРLITUDE, FREQUENCY, OFFSET и SYMMETRY, соответственно.

Рис. 2.5. Осциллограмма сигнала при К₀=0,5В/дел.иД_р=20мкс/дел.

(→ - маркер опорного уровня)

2.2. Получить на экране осциллографа устойчивое изображение сигнала U_с(t), подав на вход первого канала (СН1) соответствующее напряжение, и с помощью элементов управления отображением по вертикали и горизонтали добиться появления осциллограммы с удобными для работы максимально возможными размерами.

2.3. Провести осциллографические измерения времени фронта τ_ф, времени спада τ_сп, длительности τ_п, периода Т, размаха U_Р, постоянной составляющей U₀, cpeднего квадратического значения U и частоты ƒ сигнала при работе прибора в режимах курсорных и автоматических измерений. Полученные результаты и их погрешности внести в табл.2.3.

Таблица 2.3

2.4. Подать на вход осциллографа с генератора последовательность однополярных положительных импульсов пилообразной формы с размахом 2В, частотой 10кГц и нулевым временем спада (рис.2.6), полученных с помощью регулировок АМРLITUDE, FREQUENCY, OFFSET и SYMMETRY генератора, и добиться устойчивого изображения сигнала с удобными для работы размерами.

Рис.2.6. Осциллограмма сигнала при К₀=0,5В/дел.иД_р=20мкс/дел.

(→ - маркер опорного уровня)

2.5. Провести осциллографические измерения амплитуды U_Р, среднего значения U₀, среднего квадратического значения U, периода Т и частоты ƒ сигнала, реализовав оптимальный режим работы прибора. Определить постоянную составляющую U₀ сигнала, анализируя положение осциллограммы в зависимости от типа входа осциллографа (DC и AC), при переходе от режима открытого входа к режиму закрытого входа наблюдается смещение изображения виз на N делений и значение U₀^’ можно рассчитать по формуле U₀^’=NK₀, гдеK₀ – коэффициент вертикального отклонения.

2.6. Подключить к выходу генератора прибор В7-35 и снять его показания в режиме измерения напряжения постоянного (α_) и переменного (α_~) тока.

2.7. Выполнить аналогичные измерения (п.п. 2.5 и 2.6) для сигнала, изображенного на рис.2.5.

2.8. Результаты измерений, полученные в п.п. 2.5, 2.6 и 2.7, внести в табл. 2.4.

Таблица 2.4

	Uм, В	U, В	U0, В	U0’, В	T, мкс	f, кГц	α_, В	α~, В
TDS2002B								-	-
B7-35		-	-	-	-	-	-
Расчет