Pelajaran Teach
Asas Makmal Elektronik (6/7): jadikan bentuk gelombang jelas dan stabil
Pelajar mempelajari skala menegak, asas masa, picu, perbandingan dua saluran dan pengukuran pada grid menggunakan surihan osiloskop Hive yang sebenar.
Log masuk dengan akaun pendidik untuk menyediakan sesi kelas. Pelajar menyertai dengan kod kelas.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda
Hasil pembelajaran
Menghubungkan skala menegak dengan voltan dan skala mendatar dengan masa.
Menganggar voltan puncak ke puncak, tempoh dan frekuensi daripada grid.
Menerangkan sumber, aras dan cerun picu pada peringkat asas.
Menggunakan dua saluran dengan rujukan yang dikongsi untuk membandingkan isyarat masukan dan keluaran.
Pratonton aktiviti pelajar
Kandungan aktiviti
Pratonton sahaja. Dalam sesi kelas, pelajar boleh mengisi jawapan dan menyerahkan hasil kerja mereka kepada guru.
1 · Surihan yang buruk tidak membuktikan litar rosak
6 min
Osiloskop menukarkan voltan kepada graf: voltan pada paksi menegak dan masa pada paksi mendatar. Namun, isyarat yang baik boleh kelihatan rata, terpotong, di luar skrin atau tidak stabil apabila tetapan paparan tidak sesuai. Sebelum mengganti komponen, jurutera memastikan dahulu bahawa osiloskop memaparkan isyarat dengan baik.
Pelajaran ini menerangkan kawalan paparan langkah demi langkah, kemudian menggunakan dua saluran Hive yang sebenar untuk membandingkan masukan dan keluaran litar. Tiada pelajaran osiloskop terdahulu diperlukan.
Osiloskop makmal
Walaupun kawalannya kelihatan banyak, tiga soalan ini membantu anda membuat tetapan awal: Berapakah julat voltan yang boleh dipaparkan pada paksi menegak? Berapakah julat masa pada paksi mendatar? Peristiwa apakah yang menstabilkan setiap sapuan?
Teori pilihan: bumi osiloskop meja biasanya dikongsi
Osiloskop fizikal tidak diperlukan; semua pemerhatian wajib dilakukan dalam Hive. Untuk makmal voltan rendah yang diselia pada masa hadapan dengan bekalan terasing yang diluluskan, ingat bahawa klip bumi saluran pada osiloskop meja biasa yang dirujuk kepada bumi bersambung secara dalaman dan lazimnya diikat kepada bumi perlindungan. Terminal sepunya penjana meja juga mungkin diikat kepada bumi perlindungan. Dengan semua keluaran dimatikan, kenal pasti rujukan litar dan semak manual instrumen sebelum menyambungkan bumi. Jangan sesekali sambungkan klip bumi osiloskop kepada bekalan sesalur, nod yang tidak diketahui atau litar terapung/bertenaga tinggi melainkan makmal telah meluluskan kaedah pengukuran terasing atau pembezaan dengan kadaran yang sesuai.
Isyarat 5 Vpp kelihatan hampir rata kerana julat menegak ditetapkan kepada 50 V/div. Apakah yang patut anda cuba sebelum mengubah litar?
2 · Laraskan skala paksi dan stabilkan sapuan
8 min
Skala menegak: volt per bahagian
Jika bentuk gelombang merentasi empat bahagian menegak pada 0.5 V/div, maka:
Vpp = 4 bahagian × 0.5 V/div = 2.0 Vpp.
Nilai V/div yang lebih kecil memaparkan perubahan voltan kecil sebagai pergerakan yang lebih besar. Jika nilainya terlalu kecil, surihan melampaui skrin lalu terpotong.
Skala mendatar: saat per bahagian
Jika satu kitaran merentasi 2.5 bahagian mendatar pada 2 ms/div, maka:
T = 2.5 bahagian × 2 ms/div = 5 ms; jadi f = 1/0.005 s = 200 Hz.
Nilai s/div yang lebih kecil mengezum ke dalam selang masa yang lebih pendek. Ia tidak mengubah frekuensi sebenar isyarat.
Picu: peristiwa permulaan yang berulang
Picu memberitahu osiloskop bila hendak mula melukis setiap sapuan. Picu tepi asas memerlukan:
- sumber: saluran yang hendak diperhatikan;
- aras: lintasan voltan yang digunakan sebagai peristiwa;
- cerun: lintasan menaik atau menurun.
Untuk gelombang sinus yang stabil pada saluran 1, picu daripada saluran 1 berhampiran tengah bentuk gelombang dengan cerun menaik ialah titik mula yang sesuai. Aras picu ialah syarat osiloskop; ia bukan voltan yang dihantar kepada litar.
Tiga kumpulan kawalan
Skala menjadikan surihan mudah dibaca. Picu meletakkan kitaran berulang pada kedudukan mendatar yang konsisten.
Setiap saluran juga mempunyai penanda rujukan 0 V. Kenal pasti penanda itu sebelum mentafsir ofset DC atau kekutuban. Vpp tetap diukur daripada nilai minimum hingga maksimum bentuk gelombang; surihan tidak perlu dipusatkan pada 0 V untuk mengukur ketinggian puncak ke puncak dengan betul.
Satu kitaran merentasi 4 bahagian pada 0.5 ms/div. Hitung tempoh dalam saat, kemudian hitung frekuensi.
Bentuk gelombang jelas dan bersaiz sesuai tetapi bergerak ke sisi antara sapuan. Kumpulan kawalan manakah yang paling berkaitan?
3 · Bandingkan dua saluran sebenar
10 min
Litar yang disediakan menggunakan gelombang sinus sebagai masukan kepada rangkaian RC laluan rendah. Saluran 1 menunjukkan masukan; saluran 2 menunjukkan keluaran. Kedua-dua saluran menggunakan bumi litar yang sama. Konfigurasi ini menggunakan kira-kira 1 kΩ dan 1 µF. Pada 160 Hz, model tertib pertama yang ideal meramalkan nisbah magnitud keluaran kepada masukan hampir 0.705. Ini ialah perbandingan khusus untuk litar ini, bukannya nisbah RC sejagat. Bacaan sebenar dan anggaran visual akan berbeza sedikit.
Osiloskop Hive ditetapkan kepada gandingan DC, pelemahan 1×, picu tepi menaik daripada saluran 1 berhampiran 0 V dan mod picu automatik. Jika mana-mana kawalan itu tidak terdapat dalam antara muka anda, tulis tidak tersedia untuk diperiksa dan catat tetapan yang dipaparkan atau diberikan.
Jadikan kedua-dua bentuk gelombang RC mudah dibaca
Buka Hive dan tunggu litar RC tersimpan dimuatkan.
Buka Penjana fungsi dan sahkan gelombang sinus berhampiran
160 Hz, kira-kira5 Vppdan ofset0 V. Jangan ubah tetapan ini.Buka Osiloskop dan pastikan saluran 1 serta saluran 2 kelihatan.
Kenal pasti penanda
0 V, skala menegak yang dipaparkan dan gandingan bagi setiap saluran; kemudian kenal pasti tetapan masa per bahagian secara mendatar.Gunakan saluran 1 sebagai sumber picu dengan aras berhampiran tengah bentuk gelombang dan cerun menaik, atau kekalkan picu tersimpan setara yang memberikan surihan stabil. Catat mod picu.
Pilih Lakukan pengukuran (
Realizar medición) sekali.Jika mana-mana surihan terpotong atau terlalu kecil, laraskan skala menegak saluran itu. Jika terlalu sedikit atau terlalu banyak kitaran kelihatan, laraskan skala masa mendatar. Ulang pengukuran selepas menukar tetapan.
Anggar
Vppsetiap saluran daripada bilangan bahagian minimum-ke-maksimum × volt/div dan anggar tempoh daripada bilangan bahagian × masa/div. Catat tetapan yang digunakan bersama-sama nilai tersebut.
Lengkapkan tepat dua baris, satu bagi setiap saluran. Jika osiloskop memberikan pengukuran automatik, anda boleh menggunakannya tetapi masih perlu mencatat skala paparan. Contoh format sahaja: CH1: masukan | 1 V/div | 5 bahagian | 5 Vpp | 2 ms/div | 3.125 bahagian | 6.25 ms. Ini bermaksud 5 bahagian × 1 V/div = 5 Vpp dan 3.125 bahagian × 2 ms/div = 6.25 ms. Gantikan setiap nilai dengan pemerhatian anda. Biarkan baris kosong tambahan tidak digunakan.
Rekod osiloskop dua saluran
Lengkapkan satu baris untuk masukan saluran 1 dan satu untuk keluaran saluran 2. Catat skala yang digunakan, bilangan bahagian, Vpp yang dihitung dan tempoh.
| Saluran dan isyarat | Skala menegak V/div | Tinggi puncak ke puncak bahagian | Vpp dikira V | Skala mendatar ms/div | Lebar satu kitaran bahagian | Tempoh dikira ms |
|---|---|---|---|---|---|---|
Catat maklumat tetapan yang dikongsi oleh dua surihan Hive anda: gandingan, pelemahan prob atau saluran, kedudukan penanda 0 V, serta sumber, cerun, aras dan mod picu. Bagi mana-mana kawalan yang tidak dapat diperiksa dalam antara muka Hive, tulis tidak tersedia untuk diperiksa dan catat tetapan yang dipaparkan atau diberikan.
Hitung CH2 Vpp ÷ CH1 Vpp. Masukkan nisbah tanpa unit, kemudian terangkan maknanya bagi keluaran berbanding dengan masukan. Gunakan dua nilai dalam jadual anda.
Bandingkan saluran 1 dan 2. Nyatakan perkara yang kekal hampir sama dan perkara yang berubah dengan menggunakan sekurang-kurangnya satu tempoh dan kedua-dua nilai Vpp.
4 · Teori pilihan: diagnosis paparan osiloskop fizikal
6 min
Osiloskop atau prob fizikal tidak diperlukan. Untuk makmal yang diselia pada masa hadapan, ikut urutan ini:
- Dengan semua sumber dimatikan, kenal pasti rujukan litar sepunya yang diluluskan. Semak manual untuk menentukan sama ada bumi osiloskop dan terminal sepunya penjana diikat kepada bumi perlindungan; kemudian sambungkan semua klip bumi hanya kepada rujukan itu.
- Gunakan gandingan DC apabila anda perlu melihat perubahan AC dan ofset DC. Gandingan AC sengaja menyingkirkan komponen malar daripada paparan.
- Bagi isyarat voltan rendah biasa dalam makmal, prob
10×ialah pilihan awal yang lazim kerana ia kurang membebankan litar; padankan suis prob dengan tetapan saluran. Prob10×tidak menjadikan voltan berbahaya selamat. Gunakan1×hanya apabila beban, lebar jalur dan kadaran voltannya sesuai, dan jangan melebihi kadaran prob atau osiloskop. - Pilih skala menegak yang memuatkan isyarat tanpa menjadikannya terlalu kecil.
- Pilih skala masa yang menunjukkan beberapa kitaran.
- Picu daripada saluran dan tepi yang mahu distabilkan.
- Catat faktor prob, gandingan, skala, picu dan nilai yang diukur.
Padankan setiap gejala dengan pemeriksaan paparan pertama yang munasabah. Pilih semua pasangan yang betul.
Dengan menggunakan bukti Hive dan teori di atas, tulis satu rekod tetapan osiloskop yang ringkas supaya pelajar lain boleh menghasilkan semula surihan saluran 1 anda kemudian.
Jadikan pratonton ini satu sesi kelas sebenar
Teruskan ke LabsLand Teach untuk menggunakan pelajaran ini bersama pelajar dan menyemak akses akaun anda.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda