Aihearkisto: M2 Elektroniikka

Oskilloskoopin käyttöohje

Oskilloskooppi


20150113_125036
Kuvassa oskilloskooppi

On elektroniikaan ja sähkötekniikan mittalaite, joka piirtää mitattavan signaalin kuvaajan näyttölaitteelle. 

Analoginen  oskilloskooppi                                                                                  keskeinen osa on sen näyttönä toimiva katodisädeputki, josta  lähtee elektronisuihku poikkeavalla jännitteellä  (jännitteeseen verrannollisesti).

Digitaalinenoskilloskoopin  Etuna on muistiominaisuus ja liitettävyysmahdollisuus mittaustietojärjestelmään.

pc oskilloskooppi 

Toimii nimensä mukaisesti  täysin tietokoneella sille suunnitellun ohjelman kanssa. Suuremman näyttötilan ansiosta PC-oskilloskooppi on helpompi  esittää tutkittavan signaalin lisäksi ison määrän valmiiksi laskettuja suureita ja niiden tuloksia.

x ja y akselin merkitykset


Oskilloskoopin näytölle ilmestyy heti käynnistyksen jälkeen seuraavanlainen näkymä joka eroaa hieman eri mallien mukaan, mutta perusperiaate on sama:

Oskiloskoopin näyttö
Vaaka akseli x kuvaa aikaa ja pysty akseli y jännitettä.

X-akseli                                                                                                                              Tämä akseli kuvaa signaaliin kulunutta aikaa, yleensä sekunteina.  Y-akseli                                                                                                                              Kuvaa jännitteen tai muun suureen aaltomuotoa.

 Oskilloskoopin perussäätimet ja liittimet


Sieppaa

  1.  CH1 ja CH2  painikkeet.  Näillä painikeilla vaihellaan kuvaajan näytämää kuvaa.
  2. kanavien vahvistuksen säädin
  3. Kanavien tuloliitännät
  4. Testausliitin
  5. pyyhkäisyajan säädin
  6. Matemaattisien toimintojen painike.
  7. Vertikaalisen viivan säädin
  8. Horisontaalisen viivan säädin

Voltti ja aika säätimen merkitys ja vaikutus

Voltti säätimellä säädetään vahvistuksen hienosäädöt ja kalibrointi.

Aika säätimellä säädetään pyyhkäisyaika hienosäätö ja kalibrointi.

Yhden yksittäisen ruudun merkitys ja mittasuhteet mittauksessa

Pystysuunnassa yksi ruutu kertoo volttien määrän ja vaakasuunnassa ajan suhteessa kiertokytkimen asentoon.

Vaihtosähkön (AC) ja tasasähkön (DC) eroavaisuus.

Tasasähkö nakyy oskilloskoopissa suorana viivana ja vaihtosähkö aaltoilevana jaksona.

Kotitalouksiin tuleva vaihtovirta Suomessa ja suurimassa osassa Eurooppaa on nimellisarvoltaan 230 volttia ja 50 hertziä. Tiettyjen standardien mukaan jännite saa vaihdella 207 voltin ja 244 voltin välillä.

Kuvallinen havannoistiosuus

Funkitiogeneraattorin syöttämän 50 herzin taajuuden mittaustapahtuma oskilloskoopilla

Seuraavaksi itse oskilloskoopin kimpuun.

  1. Siivoa työalueesi jotta tarvittavat laitteet ja muut tarvittavat välineet mahtuvat pyödälle.
  2. Hae funktiogeneraattorisi, oskilloskooppisi ja BNA-liitin
  3. Liitä funktiogeneraattori ja oskilloskooppi toisiinsa seuravalla tavalla: liitä BNC -liitin valitsemaasi kanavaan oskilloskoopissa ja toisen pään funktigeneraattoriin OUTput osion Main-porttiin.
  4. kytke virrata laitteisiin
  5. säädä funktiogeneraattoriisi haluamasi taajuus, kuvan mukaisesti 50 hertziä.
  6. Säädä oskilloskoopista haluamasi pyyhkäisyaika ja voimakkuus.
  7. Mittaa tarvittavat tulokset, mikäli haluat tarkistaa signaalin paikaansa pitävyyden matemaattisesti se tapahtuu kaavalla : ƒ=1/T
  8. Lopuksi siivoa paikkasi ja vie laitteesi sekä muu käyttämäsi tavarat omalle paikalleen.

 

20150113_122515
Kuvassa taajuusgeneraattori on kytketty oskilloskooppiin, joka piirtää näytölle taajuusgeneraattorin syöttämää 50 hertzin taajuutta.

20150113_123551

Kuvassa oskilloskooppi on kytkentty vaihtovirtalähteeseen, joka syöttää oskilloskooppin 7-10 voltin jännitettä 10 millisekunnin pyyhkäisyajalla jonka oskilloskooppi havainnolistaa näytölleen 50 hertzin signaalliaalloilla.

 

Laskukaavat


Digitaalisen ja PC-oskilloskoopin etuja ovat niiden älykkyys jolloin seuraavat laskut ovat jo laskettu näytölle valmiiksi mutta varmuuden saamiseksi ja analogisen oskilloskoopin käyttäjälle seuraavat laskukaavat ovat tärkeä osa käyttöä.

Vaihtovirran (AC) jakson pituuden määritys oskilloskoopilla 

Tapahtuu laskemalla ruutujen määrän X-akselin suuntaisesti aallon alimmaisesta kohdasta kohtaan jossa aalto on taas samalla kohdalla. Ruudun arvo määräytyy Time/DIVsäätimestä.

Digitaalinen oskilloskooppi ja PC-oskilloskooppi sisältävät ominaisuuden joka laskee jakson pituuden automaattisesti.

Taajuus ƒ – Taajuus saadaan laskemalla jakson kestoajasta (T) käänteisarvo.   Lasketaan seuraavalla kaavalla ƒ = 1/T

Huippuarvo Up – Huippuarvolla tarkoitetaan signaaliaallon korkeinta kohtaa.  Up = U  · √2

Arvo huipusta huippuun Upp – Huipusta huippuun tarkoiteen koko aallon korkeutta alimmasta kohdasta korkeimpaan.  Upp =  Up· 2

Tehollisarvo U – Tehollisarvolla tarkoitetaan RMS keskiarvoistamista ja tehollisarvo saadan myös yleismittarilla mittaamalla.   U= Up /√2

 

 

 

 

Pientaajuusvahvistin

Tehtävänä oli tehdä pientaajuusvahvistin vero-tai koekytkentälevylle, sekä multisimillä simoloituna ja mitata oskiloskoopilla sisäänmenosignaali(in) ja ulostulosignaali (out). HUOM! Vahvistimeen  ei tarvitse syöttää kuin mV:n suuruinen amplitudi.

 Osaluettelo


Pientaajuus osaluettelo

Kytkentä koekytkentälevyllä ja mittaustulokset


pientaajuuvahvistin kytkentäpientaajuusvahvistin-mittaustulokset-kc3a4ytc3a4ntc3b6

– Multisin kytkentä ja mittaukset –


pientaajuusvahvistin2

Pientaajusvahvistin kuva ultisimpientaajuusvahvistin-mittaustulokset-multisim

Itsearviointi


Työ onnistus mielestäni hyvin. Haastavaksi työssä osoittautui kytkennän rakentaminen ja excel taulukon tekeminen